分散固相萃取--气相色谱-串联质谱法检测蔬菜中16种农药残留

王艳鑫，史建中，李茜，谷永发

（河北省张家口市疾病预防控制中心，河北张家口 075100）

目前全球有1 100 多种农药应用于农业生产活动中，包括有机磷类、有机氯类、拟除虫菊酯类、杀菌剂类等众多种类。大量农药的使用不仅会对身体健康造成影响，甚至会危及生命安全[1-4]，因此我国加大了对农药残留的监测力度，制定了严格的农药残留限量标准并不断修订完善。

农药残留的检测方法有气相色谱-质谱法[5-6]、液相色谱-串联质谱法[7-10]、气相色谱-串联质谱法(GC-MS/MS)[11-13]等，其中气相色谱-串联质谱法因具有良好的选择性和抗干扰性，广泛应用于复杂基质背景下的多组分农药残留检测。由于农药种类和样品基质的多样性，传统样品处理方法一般需经过提取、离心、活化固相萃取柱、上样、淋洗、洗脱、浓缩等过程，步骤繁琐，操作复杂步骤繁琐，操作复杂，不利于检测工作的开展。而分散固相萃取技术与传统样品处理方法相比，具有操作简单，环境友好，快速、廉价等优点[14-15]。笔者以分散固相萃取技术结合气相色谱-串联质谱，筛选了包含有机磷类、有机氯类、拟除虫菊酯类及广谱杀菌剂类的4 类农药，建立简单、高效、快速、灵敏的多种类农药残留的检测方法，以期实现以一种方法同时检测多种类农药，满足大通量样品的筛查和检测的需求，为相关农药的检测提供数据参考和依据。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

气相色谱-质谱联用仪：GCMS-TQ8050 型，配备电子轰击离子(EⅠ)源，日本岛津公司。

全自动平行浓缩仪：AUTO EⅤA-60 型，睿科仪器(厦门)有限公司。

电子天平：GL224Ⅰ-1SCN 型，感量为0.1 mg，赛多利斯科学仪器(北京)有限公司。

正己烷、乙腈：色谱纯，德国默克公司。

N-丙基乙二胺(PSA)、十八烷基键合硅胶(C18)：粒径均为40 μm，日本岛津公司。

NaCl、MgSO4：分析纯，天津市永大化学试剂有限公司。

甲胺磷、乙酰甲胺磷、灭线磷、甲拌磷、五氯硝基苯、氧乐果、乐果、百菌清、毒死蜱、水胺硫磷、α-硫丹、腐霉利、β-硫丹、三唑磷、硫丹硫酸盐、氯氟氰菊酯16种农药标准品：质量浓度均为100 μg/mL，坛墨质检科技股份有限公司。

蔬菜样品：市售。

1.2 实验步骤

1.2.1 样品预处理

取样品可食用部分，粉碎、混匀，称5.00 g (精确至0.01 g)样品于50 mL离心管中，加入2 g NaCl，涡旋混匀，加入10 mL乙腈，振荡提取30 min，加入6 g MgSO4，涡旋1 min，以8 000 r/min 转速离心5 min，取上清液转移至15 mL 离心管中，加入200 mg PSA、200 mg C18和600 mg MgSO4，涡旋1 min，以8 000 r/min 转速离心5 min。上清液转移至另一离心管中，于40 ℃氮吹至近干，用1.0 mL正己烷准确定容，过0.22 μm滤膜，得样品溶液。

1.2.2 标准溶液的配制

分别吸取1.0 mL 质量浓度为100 μg/mL 的16种农药标准品于25 mL 容量瓶中，用正己烷准确定容，配制成各农药质量浓度均为4.0 μg/mL 的混合标准储备液。取空白样品按照1.2.1处理，制得空白基质提取液。用空白基质提取液将混合标准储备液稀释成质量浓度分别为0.02、0.05、0.10、0.20、0.30、0.50 mg/L的系列基质混合标准工作溶液。

1.2.3 定量方法

首先测定系列基质混合标准工作溶液，绘制标准曲线，然后测定样品溶液，以目标物色谱峰面积外标法定量。

1.3 仪器工作条件

1.3.1 色谱仪

色谱柱：ⅤF-1701MS毛细管柱[30 m×0.25 mm，0.25 μm，安捷伦科技(上海)有限公司]；柱温：初温为80 ℃，保持1 min，然后以20 ℃/min 升至180 ℃，再以10 ℃/min升至280 ℃，保持20 min；进样口温度：250 ℃；进样方式：不分流进样；进样体积：1 μL；柱流量：1.0 mL/min。

1.3.2 质谱仪

离子源：EⅠ源；检测模式：多反应监测(MRM)模式；离子源温度：230 ℃；接口温度：280 ℃；溶剂延迟：7 min；定量、定性离子信息及碰撞电压见表1。

表1 监测离子及质谱参数

2 结果与讨论

2.1 提取试剂的选择

农药的提取试剂一般有乙酸乙酯、丙酮、乙腈等溶剂。乙酸乙酯提取易混入脂肪和色素，为后续的净化过程带来不利因素。丙酮提取，提取液颜色较深，且盐析效果不佳，后续处理过程中水分不易去除，大量文献[16-18]报道，乙腈是较为合适的提取试剂，提取效率和通用性都比较突出，因此采用乙腈作为提取试剂。

2.2 净化材料的优化

分散固相萃取常用的净化材料有PSA、C18和石墨化炭黑(GCB)等。PSA 材料表面键合的氨基，对于样品中的脂肪酸、碳水化合物、酚类及亲脂性色素等极性杂质具有良好的净化作用；C18疏水性较强，对样品中的色素和脂类等非极性杂质有较好的净化作用；GCB具有片层结构，其表面具有六元环结构，因此可有效吸附色素、维生素、甾醇等组分，但对一些具有平面及对称结构的农药如百菌清等具有强烈的吸附作用，所以不能使用GCB，只可选择PSA 以及C18作为净化剂。

选择叶用莴苣阴性样品进行加标回收试验，以平均加标回收率为指标，添加水平为0.5 mg/kg，平行处理三份样品。固定PSA 用量(50 mg)，改变C18用量(50、100、200、400 mg)，发现C18用量为200 mg时，各农药平均回收率在80%～110%之间的占比最高，为37.5%；然后固定C18用量为200 mg，改变PSA用量(50、100、200、400 mg)，16种目标农药平均加标回收率见图1。结果表明，PSA 用量为100 mg 和200 mg时净化效果均可接受，平均回收率在80%～110%占比分别为75%和87.5%，用量为200 mg时更佳。所以选择PSA 用量200 mg，C18用量200 mg，MgSO4用量600 mg作为后续研究的净化剂组合。

图1 不同净化组合样品加标回收率

2.3 基质效应的影响

比较基质效应一般有两种方法，一种是标准曲线斜率法，采用基质匹配标准曲线的斜率与纯溶剂配制的标准曲线的斜率比值来判定基质效应的强弱；另一种是目标物响应法，采用基质配制的目标物响应值与纯溶剂配制的目标物响应值的比值判定基质效应的强弱。比较两种方法的差异，结果见图2。在16种目标物中，两种方法只有乙酰甲胺磷和氧化乐果的结果稍有差异，这可能是由于样品基质对两种农药不同浓度的影响有所不同而导致的，其余农药两种方法比较所得结果差距不大。

图2 标准曲线斜率法和目标物响应值法农药基质效应

由于标准曲线斜率法参考了更多浓度点的基质效应，因此选择标准曲线斜率法来判定基质效应的强弱，比值在0.8～1.2之间的认为是弱基质效应，比值小于0.8 或者大于1.2 的认为是强基质效应。16种农药标准曲线斜率比值在0.72～1.79 之间，其中甲胺磷和氯氟氰菊酯表现为基质抑制效应，比值分别为0.98和0.72，其余农药均表现为基质增强效应。乙酰甲胺磷、甲拌磷、氧化乐果、乐果、毒死蜱、水胺硫磷、腐霉利、β-硫丹、三唑磷、氯氟氰菊酯10 种农药表现为强基质效应，占比为62.5%，甲胺磷、灭线磷、五氯硝基苯、百菌清、α-硫丹、硫丹硫酸酯6种农药表现为弱基质效应，占比为37.5%。由于强基质效应不可忽视，因此采用基质匹配标准曲线来进行定量计算。

2.4 色谱图

以叶用莴苣阴性样品为基质，采集空白样品、16种农药混合标准溶液、加标样品色谱图见图3。从图3 可以看出，各目标组分分离较好，检测时间较短，在25 min 内即可完成所有组分的检测，适合于大通量样品的检测分析。

图3 空白样品、16种农药混合标准溶液和加标样品色谱图

2.5 线性方程和检出限

采用叶用莴苣空白基质提取液作为稀释液，以目标物峰面积为纵坐标y，质量浓度为横坐标x，绘制16 种农药的基质混合标准曲线。以低浓度水平(0.02 mg/kg)添加空白样品，经全流程处理后上机检测，以3倍信噪比估算方法检出限，10倍信噪比估算方法定量限，结果见表2。16 种农药在0.02～0.50 mg/L 的范围内线性良好，相关系数为0.995～0.999 8，方法检出限在0.001～0.005 mg/kg之间。

表2 16种农药线性方程、相关系数、检出限及定量限

2.6 样品加标回收试验

以阴性叶用莴苣为样品，添加三个加标水平(0.05、0.10、0.20 mg/kg)，按照1.2.1进行处理，每个水平进行6 次平行实验，计算平均回收率和相对标准偏差，结果见表3。16 种目标化合物平均回收率为60.24%～108.75%，相对标准偏差为0.18%～8.57%，满足GB/T 27404—2008《实验室质量控制规范 食品理化检测》中的相关要求，表明该方法精密度好，可用于实际样品中农药残留的快速筛查和检测。

表3 样品加标回收率和相对标准偏差

3 结语

结合分散固相萃取技术，建立了同时检测蔬菜中包含有机磷类、有机氯类、拟除虫菊酯类及广谱杀菌剂类等16种农药残留的气相色谱-串联质谱检测方法。该方法样品处理过程简便快捷，准确性和稳定性良好，适用于多种类农药残留的快速筛查和检测，能满足农药残留日常风险监测的需求，为相关农药残留的分析检测提供了数据参考。