超高效液相色谱-串联质谱法测定植物性农产品中24 种拟除虫菊酯类农药残留

王 瑞 曾定玲 林慧纯 张晓鸿 张晓强 潘剑蕾 李丰银 顾亚萍

（1. 深圳市质量安全检验检测研究院， 广东深圳 518172； 2. 深圳市龙岗区龙岗街道公共事务中心， 广东深圳 518000）

拟除虫菊酯类农药是一类广谱仿生农药， 由菊酸、 醇和酯键3 部分组成， 并以天然菊素为主要有效成分。 因拟除虫菊酯类农药具有环保、 高效等特点， 近年来在田间农作物害虫防治上的使用率高，已逐渐取代了有机氯、 有机磷和氨基甲酸酯类农药[1～3]。 随着拟除虫菊酯类农药的大量使用， 其神经毒性和致突变的潜在毒性逐渐表现出来， 因此，拟除虫菊酯类农药的检测对种植业产品的质量安全监管来说变得越来越重要。

目前， 针对拟除虫菊酯类农药的测定方法主要有气相色谱法[4～5]、 气相色谱－串联质谱法[6～8]、 液相色谱法[9]、 免疫分析方法[10～11]。 上述方法存在检测项目较少、 检测时间长、 检测灵敏度低等缺点。本研究对于以往研究报道中难以找到多个子离子而不能用液相色谱－串联质谱方法检测的拟除虫菊酯， 拟创新使用双母离子、 双子离子的方式定性，旨在对GB 2763－2021 《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》 中所有24 种拟除虫菊酯类农药（包括炔咪菊酯、 氟硅菊酯、 除虫菊素II、 胺菊酯、 甲醚菊酯、 生物丙烯菊酯、 丙烯菊酯、 氟氰戊菊酯、 甲氰菊酯、 氟氯氰菊酯、 氯氟氰菊酯、 除虫菊素I、 氯氰菊酯、 溴氰菊酯、 氟丙菊酯、 氰戊菊酯、 氟胺氰菊酯、 苄呋菊酯、 生物苄呋菊酯、 苯醚氰菊酯、 氯菊酯、 苯醚菊酯、 醚菊酯和联苯菊酯） 建立残留快速检测方法， 并使检测灵敏度达到限量标准要求。

一、 材料与方法

（一） 材料与试剂本研究使用的植物性农产品涉及5 类基质， 选择日常具有代表性的结球甘蓝（芸薹属类蔬菜）、 菠菜 （叶菜类蔬菜）、 番茄 （茄果类蔬菜）、 橙子 （柑橘类水果）、 香菇 （食用菌）等空白样品作为基质。

24 种农药标准试剂 ［均为1 000 mg/L， 农业农村部环境质量监督检验测试中心（天津）］； 甲酸（优级纯， 上海安谱实验科技股份有限公司）； 乙酸铵 （上海安谱实验科技股份有限公司）； 固体氯化钠、 无水硫酸镁（均为分析纯， 西陇化工股份有限公司）； 甲醇、 乙腈 （色谱纯， 美国J.T.Bake 试剂公司）； 实验用水 （符合GB/T 6682 规定的一级水）。 乙二胺－N－丙基硅烷吸附剂 （PSA， 粒径40～60 μm， 上海安谱实验科技股份有限公司）；石墨化碳黑 （GCB， 粒径40～120 μm， 上海安谱实验科技股份有限公司）； 陶瓷均质子： 2 cm（长）×1 cm （外径）； 柠檬酸钠二水合物； 柠檬酸二钠盐倍半水合物。

（二） 仪器与设备液相色谱－串联质谱联用仪 （Triple Quad 5500 型， 美国AB SCIEX 公司）；氮吹仪（N－EVAP 112 型，美国Organomation Associates 公司）； 纯水机 （Elix5 型， 美国Millipore 公司）； 旋涡混合仪 （XH－B 型， 康健医疗器具有限公司）； 台式高速离心机 （TG16G 型， 转速大于10 000 r/min， 凯达科学仪器有限公司）； 千分之一电子天平 （BS200S－WEI 型， 德国Sartorius 公司）； 超声波清洗机 （AS30600BDT 型， 天津奥特赛恩斯仪器有限公司）； 聚四氟乙烯滤膜 （规格13 mm×0.22 μm）； 回旋式振荡器 （HY－5 型， 江苏省金坛市宏华仪器厂）； 控温摇床（KS4000i 型， 德国IKA 公司）； 组织捣碎机（AUTO－HOMOGEZER型， 美国Hestix Scientific 公司）。

（三） 实验方法

1. 溶液的配制。 混合标准储备液 （20 mg/L）：准确移取24 种农药标准试剂各1.00 mL 于50.00 mL容量瓶， 使用丙酮（色谱纯） 定容至刻度线， 装瓶贴标签保存于－18℃环境下。 0.1%甲酸盐溶液（含5 mmol/L 乙酸铵）： 使用千分之一电子天平准确称取0.385 g 乙酸铵， 准确吸取1 mL 甲酸， 加水稀释至1 000 mL 刻度， 经超声脱气后作为样品上机时的流动相使用。 0.1%甲酸甲醇盐溶液 （含5 mmol/L乙酸铵）： 使用电子天平准确称取0.385 g 乙酸铵，准确吸取1 mL 甲酸， 加甲醇稀释至1 000 mL 刻度，经超声脱气后作为样品上机时的流动相使用。

2. 样品处理与净化。 参照GB 23200.121－2021 《食品安全国家标准 植物源性食品中331 种农药及其代谢物残留量的测定 液相色谱－质谱联用法》[12]中QuEChERS 前处理法， 称取10 g 试样（精确至0.01g） 于50 mL 塑料离心管中， 加入10 mL 乙腈及3 颗陶瓷均质子， 剧烈振荡1 min。 再加入盐包 （4 g 无水硫酸镁、 1 g 氯化钠、 1 g 柠檬酸钠二水合物、 0.5 g 柠檬酸二钠盐倍半水合物），剧烈振荡3 min 后以10 000 r/min 离心3 min。 定量吸取上清液至内含除水剂和净化材料的塑料离心管中（每毫升提取液使用150 mg 无水硫酸镁、 25 mg PSA）； 对于颜色较深的试样， 离心管中另加入GCB （每毫升提取液使用2.5 mg）， 涡旋混匀3 min。 以10 000 r/min 离心3 min， 准确吸取1 ml上清液， 于氮吹仪中50℃氮吹至近干， 后移取1 mL 丙酮混匀， 过微孔滤膜待测定。

调节氮吹仪水浴温度至50℃， 准确移取上清液1 mL 于玻璃离心管， 放置于氮吹仪上缓缓吹至近干以得到各类空白样品基质。 控制上机检测过程中进样室的温度在4℃， 以减少溶剂的挥发， 保证待测样品稳定性。

3. 基质标准溶液的配制及相应标准曲线的绘制。 将选定的5 种空白基质样品按照 “2.样品处理与净化” 进行前处理， 得到各类空白基质溶液。 精确吸取一定量的混合标准溶液， 逐级用空白基质溶液稀释成质量浓度为0.50、 0.20、 0.10、 0.05、0.005 mg/L 的基质匹配标准工作溶液， 供液相色谱－串联质谱联用仪测定。 基质匹配标准工作曲线的绘制： 以农药定量离子的质量色谱图峰面积为纵坐标， 相对应的基质匹配标准工作溶液质量浓度为横坐标进行绘制。

4.方法的准确度及精密度。 分别对选定的5 种空白基质进行0.01 （低）、 0.05 （中）、 0.10 （高）mg/kg 3 个浓度水平的添加回收实验， 每个浓度水平做6 个平行， 考察方法的准确度和精密度。

（四） 仪器分析条件

1. 液相色谱条件。 Acquity UPLC BEH C18色谱柱（2.1 mm×50 mm， 1.7 μm）； 柱温40℃； 进样量2 μL； 流动相A 为0.1%甲酸盐溶液 （含5 mmol/L乙酸铵）， 流动相B 为0.1%甲酸甲醇盐溶液（含5 mmol/L 乙酸铵）； 流动相梯度洗脱程序见表1。

表1 流动相梯度洗脱程序

2. 质谱条件。 离子监测模式： 电喷雾离子源（ESI） 正离子模式扫描； 气帘气压力276 kPa； 电喷雾电压5 500 V； 离子源温度600 ℃； 雾化气压力414 kPa； 喷雾气压力379 kPa。

二、 结果与分析

（一） 液相条件的优化本研究优化了时间设计， 将涉及的同分异构体合二为一， 以最大限度达到所有组分的优化分离和定量定性检测。 由于本研究所检测的农药种类相对较少， 因此相较GB 23200.121－2021， 减少色谱柱的长度， 并优化梯度程序， 以提高检测效率并满足灵敏度需求， 最终确定检测时间为7 min。

（二） 质谱条件的优化在质谱端采用蠕动泵进样的方式， 将各单标溶液（均为0.2 mg/L） 以20 μL/min 的流速连续注入质谱， 考察了ESI 源正离子和负离子模式下24 种拟除虫菊酯类农药的响应值。 结果显示， 24 种拟除虫菊酯类农药在正离子模式下的响应值明显高于负离子模式下的响应值，因此本研究选用ESI 正离子模式来测定目标农药。

根据目标物的分子结构特征， 在ESI 正离子模式下采用一级质谱全扫描方式， 得到各待测目标物的准分子离子峰。 同时在优化过程中发现， 氟氯氰菊酯、 氯氟氰菊酯、 氯氰菊酯、 溴氰菊酯、 氰戊菊酯、 联苯菊酯能产生稳定且较高响应的两个母离子。 当分子离子峰的响应最强且保持稳定状态时，再采用二级质谱扫描方式， 由此来确定相应子离子和各质谱参数。 最终优化的质谱参数见表2。

表2 24 种拟除虫菊酯类农药的多离子扫描检测参数

（三） 方法的线性方程及相关系数、 定量限按照上文“3.基质标准溶液的配制及相应标准曲线的绘制” 的方法绘制标准曲线， 结果显示， 24 种拟除虫菊酯类农药在各自浓度范围内呈现良好的线性关系， 相关系数均在0.99 以上 （见表3）。 方法的定量限 （LOQ） 根据10 倍信噪比 （S/N） 计算得出， 结果显示， 24 种拟除虫菊酯类农药的LOQ 在0.005～0.05 mg/kg。

表3 24 种拟除虫菊酯类农药的线性回归方程、 相关系数和定量限

（四） 5 种基质的添加回收试验由于本研究中前处理方法与现有的大通量标准检测方法 （GB 23200.121－2021 和GB 23200.113－2018 《食品安全国家标准 植物源性食品中208 种农药及其代谢物残留量的测定 气相色谱－质谱联用法》） 一致，因此， 本研究未对检测前处理方法进行重点验证，而是参照原农业部2386 号公告 《农药残留检测方法国家标准编制指南》， 对含水量较低 （如结球甘蓝、 香菇）、 酸度过高 （如橙子）、 色素干扰较多（如菠菜、 番茄） 的蔬菜和水果进行添加回收试验验证， 结果见图1。

图1 24 种拟除虫菊酯类农药在5 种基质中的添加回收率和相对标准偏差（RSD) （n＝6）

结果显示， 在0.01、 0.05、 0.10 mg/kg 3 个水平加标回收试验中， 低浓度水平回收率在75.2%～106.8%， 对应RSD 范围在0.8%～10.9%； 中浓度水平回收率在79.4%～114.0%， 对应RSD 范围在1.1%～10.6%； 高浓度水平回收率在84.6%～106.5%， 对应RSD 范围在0.4%～8.2%。 总体来看， 在5 种基质中的添加回收率及RSD 分别为75.2%～114.0%和0.4%～10.9%， 均符合农药残留检测要求[13～14]。

（五） 实际样品检测在深圳市市场和超市随机抽取40 个蔬菜水果样品进行24 种拟除虫菊酯类农药的检测。 结果显示， 共在6 个样品中检出4 种药物， 检出次数为8 次， 其中联苯菊酯检出1 次，残留量为0.055 mg/kg； 氯氟氰菊酯检出5 次， 最高残留量为0.29 mg/kg； 氯菊酯检出1 次， 残留量为0.39 mg/kg； 氯氰菊酯检出1 次， 残留量为0.052 mg/kg。

三、 结论

本研究对超高效液相色谱－串联质谱法同时测定植物性农产品中24 种拟除虫菊酯类农药残留的可行性进行了研究， 对于不易找出多个子离子的质谱参数问题， 通过选取双同位素母离子方式解决，首次涵盖了GB 2763－2021 标准中的全部拟除虫菊酯类农药项目。 研究中考察了方法线性范围、 准确度、 精密度等指标， 结果表明， 24 种拟除虫菊酯类农药在各自浓度范围内呈现良好的线性关系，以及在5 种代表性的植物性样品基质的加标回收试验中， 准确度和精密度都能达到标准要求， 回收稳定。 本研究所建立的方法操作简便， 基质影响小，方法稳定， 结果准确， 符合当下高通量农药残留检测方法的研究趋势， 可作为大批量植物性农产品中拟除虫菊酯类农药残留检测的理想方法。