雷紹榮,郭靈安,毛建霏,歐陽(yáng)華學(xué),代曉航
(四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院分析測(cè)試中心,四川 成都 610066)
氯吡脲是一種較新的人工合成高效植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,屬于苯脲類細(xì)胞分裂素,又稱為吡效隆、調(diào)吡脲、膨果龍、吡效隆醇、施特優(yōu)等,英文通用名forchlorfenuron,英文別名fulmet、CPPU、KT-30、4PU-30等。氯吡脲化學(xué)名稱1-(2-氯-4-吡啶)-3-苯基脲,CAS號(hào):68157-60-8,結(jié)構(gòu)式如下:
其生理作用主要有:(1)促進(jìn)細(xì)胞分裂,擴(kuò)大細(xì)胞體積;(2)促進(jìn)坐果、果實(shí)膨大;(3)調(diào)節(jié)植物花青苷的產(chǎn)生;(4)誘導(dǎo)單性結(jié)實(shí),產(chǎn)生無(wú)籽水果等。由于其生長(zhǎng)促進(jìn)作用效果優(yōu)異,尤其是促進(jìn)果實(shí)膨大,因而被廣泛應(yīng)用于獼猴桃、葡萄、蘋果、黃瓜、煙草、水稻、大豆等多種作物上[1]。對(duì)于氯吡脲,當(dāng)前不同國(guó)家針對(duì)不同作物制定的MRL不同,范圍為10~100μg/kg[2]。如對(duì)于獼猴桃中氯吡脲的最大殘留水平澳大利亞為10 μg/kg,美國(guó)為 40 μg/kg,中國(guó)和歐盟為 50μg/kg,日本為100 μg/kg,為保證食品安全,滿足國(guó)際市場(chǎng)的要求,需要采用靈敏準(zhǔn)確的檢測(cè)方法來(lái)對(duì)氯吡脲殘留進(jìn)行定量檢測(cè)。目前國(guó)內(nèi)外報(bào)道的絕大多數(shù)為反相液相色譜法,檢測(cè)器則主要采用紫外檢測(cè)器和串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)器。紫外檢測(cè)器使用方便,成本較低,易于廣泛推廣,經(jīng)過(guò)前處理的優(yōu)化能夠達(dá)到目前最嚴(yán)格的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),但紫外檢測(cè)器在定性方面則有所不足;質(zhì)譜檢測(cè)器靈敏度高,抗干擾能力強(qiáng),定性更為嚴(yán)格準(zhǔn)確,但是使用較復(fù)雜且成本較高。該文對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的氯吡脲檢測(cè)方法進(jìn)行了全面的總結(jié),簡(jiǎn)要分析了各種檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn),并分析了其發(fā)展趨勢(shì)。
液相色譜-紫外檢測(cè)法使用簡(jiǎn)便且成本較低,易于普遍推廣。由于氯吡脲在260~265nm紫外吸收強(qiáng),液相色譜-紫外檢測(cè)方法結(jié)合合適的前處理步驟,能夠達(dá)到國(guó)際上的最低MRL10μg/kg的檢測(cè)要求。
Sharma等使用液液萃取,高效液相色譜-紫外法測(cè)定了葡萄、土壤和水中的吡效隆殘留[3]。液液萃取樣品前處理步驟較為繁瑣,不適合常規(guī)大批量檢測(cè)。
胡繼業(yè)等首次采用固相萃取高效液相色譜-紫外法測(cè)定了西瓜中的氯吡脲殘留,使用乙腈提取,PSA固相萃取小柱凈化,去除干擾峰的同時(shí)保持了氯吡脲良好的回收率。
后來(lái),胡繼業(yè)等沿用該方法建立了氯吡脲在土壤和西瓜中殘留的HPLC分析方法。最小檢出濃度為5 μg/kg,檢測(cè)限為0.4ng。其對(duì)西瓜消解動(dòng)態(tài)的研究表明,氯吡脲在西瓜中半衰期為1.20~1.67d,并推薦我國(guó)MRL取10 μg/kg[4]。Kobayashi等采用丙酮萃取,過(guò)濾濃縮后經(jīng)過(guò)兩次固相萃取凈化,高效液相色譜紫外檢測(cè),檢出限0.005 mg/kg,但提取非常煩瑣、耗時(shí)。Kobayashi等用該方法對(duì)日本國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的19類蔬菜和水果進(jìn)行了檢測(cè),均未檢出[5]。Zhang等使用乙酸乙酯提取,ENVI-18小柱固相萃取凈化,HPLC-UV測(cè)定了獼猴桃、葡萄、番茄和黃瓜中的氯吡脲的殘留,流動(dòng)相甲醇/水 65∶35(v/v),檢測(cè)波長(zhǎng) 260 nm,線性范圍 0.1~10.0 μg/mL,檢出限0.02mg/kg[6]。SPE固相萃取減小了所需溶劑用量,相對(duì)液液萃取提高了處理通量,并提高了方法的穩(wěn)定性。
胡江濤等針對(duì)獼猴桃,建立了分散固相萃取-高效液相色譜檢測(cè)氯吡脲的方法。試樣經(jīng)乙腈提取,PSA分散固相萃?。―SPE)凈化后用反相高效液相色譜法進(jìn)行測(cè)定。色譜條件為:流動(dòng)相乙腈/磷酸水溶液(0.01mol/L)=35/65(v/v),檢測(cè)波長(zhǎng) 260 nm。檢出限0.005mk/kg,線性范圍0.05~10.0mg/L內(nèi)線性良好。提取步驟為:獼猴桃鮮樣經(jīng)勻漿后,稱取5g試樣置于50mL具塞離心管中,加入5.0mL乙腈,渦旋振蕩2 min,超聲提取20 min后,加入2 g無(wú)水MgSO4和 0.5 g NaCl,渦旋振蕩2 min,以 8 000 r/min離心10 min。凈化步驟:取提取液1.00mL于2mL Teflon離心管中,加入100mg PSA和100mg無(wú)水MgSO4,渦旋1 min,以3 000 r/min離心2 min,取上清液過(guò)0.22 μm有機(jī)濾膜于進(jìn)樣瓶中,供液相色譜測(cè)定[7]。分散固相萃取方便快速,靈敏度高,可用于批量樣品的快速處理。
徐德峰等在國(guó)內(nèi)較早用高效液相色譜內(nèi)標(biāo)法對(duì)氯吡脲進(jìn)行了測(cè)定,紫外檢測(cè)器檢測(cè)波長(zhǎng)254 nm,流動(dòng)相甲醇/水(pH 3.0)=55/45(v/v),內(nèi)標(biāo)物鄰苯二甲酸二甲酯,但未進(jìn)行實(shí)際樣品殘留檢測(cè)[8]。高立明等采用液相色譜法測(cè)定氯吡脲含量。采用C18色譜柱,以對(duì)羥基苯甲酸丙酯為內(nèi)標(biāo),以甲醇+純水(60+40)(ν/ν)做為流動(dòng)相,檢測(cè)波長(zhǎng)為 260nm,未對(duì)實(shí)際樣品殘留進(jìn)行檢測(cè)[9]。汪偉對(duì)包括氯吡脲在內(nèi)的6種常見(jiàn)的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑進(jìn)行了高效液相色譜檢測(cè),但未進(jìn)行實(shí)際樣品殘留檢測(cè),對(duì)于實(shí)際樣品氯吡脲殘留檢測(cè)需要進(jìn)一步摸索提取及凈化步驟[10]。
李瑞娟等采用酸化二氯甲烷提取,蒸干后甲醇定容,使用高效液相色譜-紫外檢測(cè)器定量分析氯吡脲在獼猴桃和土中的消解動(dòng)態(tài)與最終殘留。氯吡脲在獼猴桃和土中的最低檢測(cè)濃度為0.01 mg/kg,在獼猴桃中的半衰期為4.8~8.4 d,在土壤中的半衰期為8.8~12.7d[11]。李佳等使用酸化丙酮提取黃瓜,酸化甲醇提取土壤樣品,蒸干后甲醇定容,建立了氯吡脲在土壤和黃瓜中殘留的HPLC分析方法,最小檢出濃度為 3.75×10-3mg/kg,檢測(cè)限為 3.0×10-10g。氯吡脲在黃瓜中半衰期為5.50~7.61 d,在土壤樣品中的半衰期為6.54~8.39 d,李佳等建議采用10 μg/kg為MRL值[12]。不進(jìn)行凈化直接測(cè)定,可以簡(jiǎn)化樣品前處理步驟,但是需要小心考察基質(zhì)的干擾并加強(qiáng)對(duì)儀器的維護(hù)。
Liu等使用酸化甲醇提取,濃縮后用活性炭?jī)艋?,大體積甲醇洗脫,再次干燥定容,HPLC-UV測(cè)定。Liu等使用該法測(cè)定了黃瓜和紅土中的氯吡脲的殘留,測(cè)得氯吡脲在黃瓜和土壤中的半衰期為5~9d[13]。由于氯吡脲有2個(gè)芳香環(huán),與炭黑相互作用力強(qiáng),不容易洗脫,對(duì)該方法的穩(wěn)定性和回收率會(huì)造成影響。
液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用,包括三重四級(jí)桿和離子阱質(zhì)譜,是目前水果和蔬菜中農(nóng)殘分析最有效的技術(shù)之一。其具有良好的靈敏度和選擇性,因此降低了對(duì)樣品前處理去除基質(zhì)的要求,但是需要考慮基質(zhì)效應(yīng),雖然有文獻(xiàn)報(bào)道一些液質(zhì)聯(lián)用方法可以忽略基質(zhì)效應(yīng)的影響,但通常都采用基質(zhì)匹配標(biāo)液來(lái)定量。同時(shí),由于分析儀器的發(fā)展,在簡(jiǎn)化前處理步驟的同時(shí),對(duì)于氯吡脲單殘留檢測(cè)逐漸向把氯吡脲包括在例行多殘留檢測(cè)中。
Valverde等使用緩沖鹽QuEChERS方法萃取凈化,LC/TQ-MS測(cè)定了西瓜中氯吡脲殘留1~200μg/kg范圍線性良好,檢出限1μg/kg。后又使用LC/TOFMS測(cè)定了西瓜、番茄和南瓜中的氯吡脲,10~500μg/kg范圍線性良好,將10 μg/kg水平作為方法定量下限(LOQ),信噪比和回收率都滿足實(shí)際應(yīng)用需要[2]。
色譜串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用使得多殘留檢測(cè)更加準(zhǔn)確方便,可同時(shí)測(cè)定多種類別不同物理化學(xué)性質(zhì)的農(nóng)藥殘留,并且不一定需要色譜基線分離。這樣就簡(jiǎn)化了樣品的前處理,而盡可能多的去除雜質(zhì)干擾,達(dá)到基線分離是傳統(tǒng)色譜分析方法所必須的。然而,色譜質(zhì)譜聯(lián)用必須考慮樣品的基質(zhì)效應(yīng),在液譜中主要為對(duì)目標(biāo)分子離子化效率的影響。因此通常串聯(lián)質(zhì)譜都需要用基質(zhì)匹配標(biāo)液繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,需要使用合適的空白樣品,有時(shí)還需要使用同位素內(nèi)標(biāo),帶來(lái)一定的不便。近年來(lái),液相色譜-質(zhì)譜同時(shí)測(cè)定包括氯吡脲在內(nèi)的多種殘留的報(bào)告逐漸增多,樣品種類不斷增加并且逐漸成為以后的發(fā)展趨勢(shì),前處理則基于Anastassiades等發(fā)展的QuEChERS方法的文獻(xiàn)逐漸增多。
Anastassiades等在發(fā)展QuEChERS方法時(shí)發(fā)現(xiàn)乙酸乙酯同樣能夠?qū)Υ蠖鄶?shù)農(nóng)殘獲得較好的回收率,并且雜質(zhì)較少。后由于一些pH敏感的分子用乙腈提取效果更好,最終選擇了乙腈作為提取溶劑。由于乙酸乙酯萃取雜質(zhì)較少,尤其是含糖量較高的樣品,因此也有文獻(xiàn)報(bào)道選擇乙酸乙酯進(jìn)行萃取,并取得良好檢測(cè)能力。如Banerjee等采用乙酸乙酯萃取的PSA分散固相萃取-液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用,測(cè)定了葡萄中的82種和芒果中的87種農(nóng)藥殘留,并對(duì)不確定度進(jìn)行了評(píng)估,葡萄中多種殘留定量下限均不大于10μg/kg,其中氯吡脲定量下限1.0μg/kg,檢出限0.3μg/kg。芒果中殘留定量下限均小于10μg/kg,其中氯吡脲定量下限2.5μg/kg,檢出限1μg/kg[14]。
Wang等使用QuEChERS方法提取凈化,UPLCESI-Q-TOF和LC-MS/MS測(cè)定了水果和蔬菜中的138種,草莓中148種,蘋果中90種,嬰幼兒蔬果食物中142種農(nóng)藥殘留。對(duì)于氯吡脲,均能滿足10μg/kg的要求[15-18]。
丁慧瑛等建立了同時(shí)測(cè)定蔬菜中氯吡脲和另外10種苯甲酰脲類農(nóng)藥殘留的液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜分析方法。試樣經(jīng)乙腈提取,PSA和C18填料分散固相萃取凈化,C18柱反相液相色譜分離,以甲醇和0.005 mol/L醋酸銨溶液混合為流動(dòng)相梯度洗脫,電噴霧負(fù)離子模式離子化,多反應(yīng)監(jiān)測(cè)方式監(jiān)測(cè),三重四極桿質(zhì)譜測(cè)定。結(jié)果表明該方法操作簡(jiǎn)便、穩(wěn)定性好、靈敏度高,檢出限為3 μg/kg,定量下限為 10 μg/kg[19]。
Camino-Sanchez等使用QuEChERS方法提取凈化,LC-MS/MS測(cè)定了水果和蔬菜中包括氯吡脲的69種殘留進(jìn)行了檢測(cè),成功對(duì)西班牙Almeria省溫室培養(yǎng)的2000多份蔬菜樣品進(jìn)行了例行檢測(cè)[20]。
Wong等聯(lián)合3家實(shí)驗(yàn)室比對(duì)使用QuEChERS方法提取凈化,LC-MS/MS測(cè)定了水果和蔬菜中包括氯吡脲的191種殘留。對(duì)于氯吡脲,比對(duì)結(jié)果顯示外標(biāo)法比內(nèi)標(biāo)法偏高,內(nèi)標(biāo)法更為準(zhǔn)確[21]。
姜欣,雷紹榮等早在20世紀(jì)90年代就使用氣相色譜法對(duì)氯吡脲進(jìn)行了測(cè)定,但未對(duì)實(shí)際樣品殘留進(jìn)行檢測(cè)[22-23]。Suarez-Pantaleon等發(fā)展了免疫法測(cè)定氯吡脲檢出限可達(dá)(12.42±3.06)ng/L,并對(duì)實(shí)際獼猴桃中的殘留進(jìn)行了檢測(cè),取得良好的結(jié)果,但該方法目前尚難以得到推廣[24-25]。
目前來(lái)看,國(guó)內(nèi)外的氯吡脲檢測(cè)方法絕大多數(shù)為反相液相色譜-紫外/質(zhì)譜檢測(cè)。紫外檢測(cè)成本更低,更易于推廣。但是對(duì)于痕量檢測(cè),紫外檢測(cè)器的定性能力不足,可靠性不如質(zhì)譜檢測(cè)器,必須消除基質(zhì)的干擾。液質(zhì)聯(lián)用定性準(zhǔn)確,靈敏度好,但設(shè)備昂貴。同時(shí)必須考慮基質(zhì)效應(yīng)對(duì)目標(biāo)分子離子化效率的影響。近年來(lái)興起的超高效液相色譜能夠加快樣品檢測(cè)速度,提高樣品分離度,但是超高效液相色譜柱相對(duì)普通液相色譜柱更加昂貴且抗污染能力減弱。
隨著檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展,對(duì)于吡效隆的檢測(cè),未來(lái)的趨勢(shì)主要是前處理的簡(jiǎn)化和液相色譜-質(zhì)譜多殘留同時(shí)檢測(cè)。隨著液相色譜-質(zhì)譜的發(fā)展,從最初的液液萃取,向固相小柱萃取,再向分散固相萃取發(fā)展,其中基于QuEChERS的提取凈化方法已經(jīng)成為主流。其消耗的有機(jī)試劑減少、時(shí)間縮短,處理通量提高。檢測(cè)也從專門的氯吡脲殘留檢測(cè)向例行多殘留同時(shí)檢測(cè)發(fā)展。同時(shí)檢測(cè)樣品范圍也不斷擴(kuò)大,靈敏度、準(zhǔn)確度等指標(biāo)不斷提高。
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