QuEChERS-液相色谱串联质谱法测定人参及其种植土壤中4种三唑类农药残留

葛祥武

摘 要：本文建立了QuEChERS技术结合液相色谱串联质谱法同时测定人参及其种植土壤中4种三唑类农药残留的分析方法。人参和土壤样品加水经乙腈提取，采用QuEChERS提取盐包进行盐析、净化后，采用LC-MS/MS进行检测。选用C18色谱柱进行分离，采用电喷雾离子源，多反应监测模式，外标法定量。4种目标化合物在一定的含量范围内线性关系良好（r2≥0.991 5），低、中、高水平加样回收率为90.1%～104.1%，RSD为3.2%～8.6%，定量下限为0.01 mg·kg-1；对30批样品进行测定，农药检出率为83.3%。该方法高效、灵敏、准确，适用于人参及其种植土壤中多种农药的快速筛查和定量检测，具有较强的实用价值。

关键词：QuEChERS；液相色谱-串联质谱法；人参和土壤；农药残留；三唑类

Determination of Four Triazole Pesticide Residues in Ginseng and the Planting Soil by QuEChERS-Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry

GE Xiangwu

（Dalian Center for Food and Drug Control and Certification， Dalian 116037， China）

Abstract： In this paper， QuEChERS technique combined with liquid chromatography-tandem mass spectrometry was developed for the simultaneous determination of 4 triazole pesticides residues in ginseng and its planting soil. Ginseng and soil powder was treated with water and extracted with acetonitrile， salted out by the QuEChERS package and purified， then detected by LC-MS/MS. C18 column was selected for the separation， electron spray ion source was applied with multiple reaction monitoring modes， external standard method was used for quantification. The 4 target compounds showed good linearity within a certain content range（r2≥0.991 5）. Under the low， medium， and high addition levels， the recoveries were in the range of 90.1%～104.1%， with the relative standard deviations within 3.2%～8.6%， and the limits of quantitation for the 4 compounds were 0.01 mg·kg-1. Thirty batches of ginseng and soil samples were tested and the detection rate of pesticide was 83.3%. The detecting method is efficient， sensitive， and accuracy， which can be used for rapid screening and quantitative detection of various pesticide residues in ginseng and the planting soil， and has strong practical value.

Keywords： QuEChERS; liquid chromatography-tandem mass spectrometry; ginseng and soil; pesticide residues; triazole

人參（Ginseng）作为一种珍贵的中草药，不仅能够提高人体免疫能力，而且对神经类疾病、糖尿病、心血管类疾病等有良好的治疗和预防效果[1-2]。随着人们生活水平的提高，人参开始作为保健品食用，市场需求量大增，人参种植农户也越来越多[3]。人参作为多年生植物，易遭受病虫害，为保产量和质量，农药使用必不可少。人参每年春季出苗展叶期易染锈病，1～3年生人参发病较重，防治不当可能导致表皮产生裂纹，须根枯死，茎叶萎蔫，参根随之腐烂，造成严重损失。为防治锈病，常在每年春季出苗展叶期施用三唑类农药[4]。三唑类杀菌剂是指含有1，2，4-三唑环的化合物，因其具有稳定性高、半衰期长、不易生物降解、易在环境中扩散等特点，所以在各种环境介质中被广泛检出[5-6]。长期滥用农药不仅会导致农药在土壤、水中蓄积，也会影响人们的身体健康。因此，开发灵敏、高效的农药多组分残留分析方法，用以检测人参及其种植土壤中这些化合物的实际残留水平，不仅能够有效监控环境中的农药残留，指导合理用药，而且可以进一步保障种植产品的质量安全。

目前尚未见同时检测人参及其种植土壤中三唑类杀菌剂残留的报道，本研究选取在人参种植中经常使用且检出率较高的4种三唑类杀菌剂（苯醚甲环唑、丙环唑、氟环唑、戊唑醇）[7-9]为目标化合物，探讨并建立同时检测人参及其种植土壤中此类杀菌剂残留的方法。QuEChERS前处理方法于2003年首次被提出，与传统的固相萃取柱净化法相比，具有提取速度快、溶剂用量少、样品制备简便等众多优点，在农药残留分析检测中得到越来越广泛的应用[10-12]。检测三唑类农药残留采用QuEChERS处理样品，净化效果好，速度快[13-14]。本文采用QuEChERS前处理方法结合高效液相色谱串联质谱技术，能够快速准确地分析人参及其种植土壤中三唑类杀菌剂残留，前处理操作简单、快速、成本低，适合大批量样品的快速定性及定量分析。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

UPLC XEVO TQ-S液相色谱质谱联用仪，ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱（2.1 mm×50 mm，1.7 μm），美国Waters公司；NU-C200R-E型高速冷冻离心机，美国NuAire公司；MMS-5020型振荡器，日本Eyela公司；分析天平，奥豪斯仪器有限公司；高速万能粉碎机，天津泰斯特。

苯醚甲环唑、丙环唑、氟环唑和戊唑醇标准品（1 000 mg·L-1），坛墨质检科技股份有限公司；甲醇、乙腈、甲酸（Optima LC/MS），美国Thermo Fisher公司；QuEChERS提取包（1 g氯化钠、4 g硫酸镁、0.5 g柠檬酸氢二钠、1 g柠檬酸钠），QuEChERS分散净化包，美国Agilent公司。

1.2 样品来源及处理

30批样品采集自辽宁省抚顺市新宾县、本溪市桓仁县和丹东市宽甸县，每个基地随机选取同时种植的3年生人参5株，对应植株下土壤样品5份（每份500 g）。15批鲜人参和15批土壤，编号分别为G1～G15和S1～S15。人参新鲜样品收集后，用软毛刷刷洗干净，切片，于40 ℃烘箱中烘干72 h，后经高速万能粉碎机粉碎，过2号筛，装袋密封；土壤样品风干，过1 mm 筛，样品于4 ℃保存，备用。

1.3 试验方法

1.3.1 供试品溶液制备

分别精确称取5 g人参及土壤样品，放置于50 mL离心管中，先加入10 mL水，涡旋混匀后静置10 min，再加入乙腈10 mL、QuEChERS提取包及1颗陶瓷均质子，盖上离心管盖，剧烈振荡1 min，4 200 r·min-1离心5 min。吸取6 mL上清液于15 mL离心管中（预先装有分散净化包及1颗陶瓷均质子），剧烈振荡1 min，4 200 r·min-1离心5 min。取1 mL上清液過0.22 μm微孔滤膜，用于LC-MS/MS测定。

1.3.2 标准溶液的配制

（1）标准品储备液。将质量浓度为1 000 mg·L-1的4种农药标准品用甲醇稀释成质量浓度为100 mg·L-1的标准品储备液。使用前再分别移取4种质量浓度为100 mg·L-1的农药标准品储备液100 μL于10 mL容量瓶中，用甲醇定容至刻度，配制成浓度为1 mg·L-1的混合标准溶液，于-20 ℃保存。

（2）标准工作溶液。准确移取适量1 mg·L-1的混合标准溶液，用甲醇稀释，配制成质量浓度为0.005 mg·L-1、0.010 mg·L-1、0.020 mg·L-1、0.050 mg·L-1、0.100 mg·L-1和0.500 mg·L-1的混合标准工作溶液。

（3）基质匹配标准工作溶液。取不含4种供试农药的空白人参和土壤样品，按照“1.3.1”项方法进行空白基质溶液的制备，进一步配制成相应质量浓度的基质匹配标准工作溶液，过0.22 μm微孔滤膜。

1.4 检测条件

（1）液相色谱条件。色谱柱：BEH C18（2.1 mm×50 mm，1.7 μm）；柱温：30 ℃；流动相：A为0.1%甲酸水溶液，B为0.1%甲酸乙腈；流速：0.3 mL·min-1；进样量：5 μL；梯度洗脱程序：0～1.5 min，90% A；1.5～5.0 min，90%→50% A；5.0～7.0 min，50%→30% A；7.0～8.0 min，30%→10% A；8.0～10.0 min，10% A；10.1～12.0，90% A。

（2）质谱条件。离子源为电喷雾离子源（Electron Spray Ionization，ESI），正离子扫描，多反应监测模式（Multiple Reaction Monitoring，MRM）；毛细管电压：3 kV；去溶剂气温度：500 ℃；脱溶剂气流量：800 L·h-1；锥孔气流：150 L·h-1。4种目标分析物的质谱采集参数见表1，TIC图见图1。

2 结果与分析

2.1 提取试剂的选择

本文分别考察了丙酮、甲醇、乙腈对目标物提取效率的影响。如表2所示，乙腈对人参及土壤中的目标化合物的提取效果相对较好，共提物杂质较少，回收率均接近100%，因此最终选取乙腈作为提取溶剂。

2.2 净化材料的选择

采用A（1 200 mg MgSO4+400 mg PSA）、B（1 200 mg MgSO4+400 mg PSA+400 mg C18）、C（885 mg MgSO4+150 mg PSA+15 mg GCB）、D（885 mg MgSO4+150 mg PSA+45 mg GCB）4种不同组成的QuEChERS分散净化包进行净化，通过回收率比较这4种净化材料的净化效果。如图2所示，4种净化包对于目标化合物的回收率均在70%以上，但使用净化包C和D的目标物回收率偏低，可能是因为这两种净化包中含有一定含量的GCB，GCB可以有效净化色素类杂质，但也对一些平面结构的目标物造成了严重吸附，如苯醚甲环唑。使用净化包A和B后，人参及土壤样品中4种农药都有较好的回收，使用净化材料A得到的回收率更接近100%，因此本方法选用分散净化包A作为最终净化材料。

2.3 方法学考察

2.3.1 空白试验

除不加样品外，按“1.3.1”项供试品溶液制备方法制得空白溶液，经分析，实验过程和方法对4种农药的分析检测均无干扰。

2.3.2 线性范围和定量下限

在优化条件下测定标准工作溶液和基质匹配标准工作溶液，以农药质量浓度为横坐标（x），峰面积为纵坐标（y），进行线性回归，得相关系数r2均≥0.991 5，见表3。通过在空白基质中加入一定量标准品溶液进行加标回收实验的方式，以满足方法学要求的最低添加回收水平为定量下限（Lower Limits of Quantification，LLOQ）[15]。4种农药的LLOQ为0.01 mg·kg-1，在该水平下的平均回收率为90.5%～103.4%，相对标准偏差（n=6）均低于7.9%，表明该定量下限满足方法学验证要求。

2.3.3 回收率和精密度

按“1.3.1”项试验方法对人参及种植土壤样品分别进行低、中、高3个水平的添加，回收率和精密度测定结果见表4。在3个添加水平下，4种农药的回收率在90.1%～104.1%，RSD在3.2%～8.6%（n=6），说明该方法具有良好的准确度和精密度，符合农药残留检测要求。

2.3.4 基质效应

基质效应=（基质匹配标准曲线的斜率/溶剂标准曲线的斜率-1）×100%，基质效应结果为负数表示基质抑制效应，结果为正数表示基质增强效应。结果在-20%～20%为弱基质效应；在-50%～-20%和20%～50%为中等基质效应；超过-50%或50%为强基质效应。计算得出基质效应结果见表3，4种农药均存在弱基质抑制效应，为更准确地定量，仍使用基质匹配的标准溶液进行计算。

2.4 实际样品测定

应用本研究优化后的方法，对30批样品中4种三唑类杀菌剂进行测定，结果见表5。农药残留总检出率为83.3%，人参样品中农药残留检出率为80.0%，土壤样品中农药残留检出率为86.7%。在30批次样本中，5（16.7%）批次样本仅检出1种三唑类杀菌剂，20（66.7%）批次样本检出2～4种三唑类杀菌剂。按照《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》（GB 2763—2021）[16]中的规定，在15批次人参样本检测中，苯醚甲环唑、戊唑醇无超标情况，5批人参丙环唑残留量超标，其安全性不容忽视。同时测定发现土壤中农药残留量高于人参中农药残留量，且残留量较高，检出值多在0.016～0.250 mg·kg-1，说明三唑类杀菌剂在土壤中不容易分解，长期使用会在土壤中累积，存在安全隐患。

3 结论

本文建立了QuEChERS技术结合液相色谱串联质谱法同时测定药食两用中药材人参及其种植土壤中三唑类农药残留的分析方法，该方法具有良好的专一性、广泛的线性，操作简单、灵敏度高，为多种类样品的质量监控提供方法参考，解决了传统单一检测种植产品农药残留而生长环境监控滞后的问题。人参及种植土壤中三唑类检出率较高，农业生态环境安全问题已经显现，推进植物源性食品、中药种植绿色防控技术迫在眉睫。

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