■ 趙 燕 朱將偉 黃 嶸 劉 軍,3 李 凌
(1.上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院,上海200233;2.上海市浦東新區(qū)農(nóng)產(chǎn)品安全檢測中心,上海201202;3.上海交通大學農(nóng)業(yè)與生物學院,上海200240;4.首都醫(yī)科大學公共衛(wèi)生與家庭醫(yī)學學院,北京100069)
氨基甲酸酯類農(nóng)藥是一類應(yīng)用廣泛的廣譜性殺蟲劑,在當前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用,但其應(yīng)用所導致的農(nóng)藥殘留給農(nóng)產(chǎn)品安全和環(huán)境生態(tài)造成諸多負面影響,相關(guān)污染事件屢有報道,因此對其殘留量進行監(jiān)測就尤為重要[1,2]。目前多采用色譜法、色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法、酶聯(lián)免疫吸附分析法等方法對氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留進行檢測,其中應(yīng)用最為廣泛的方法是HPLC法,但該法在應(yīng)用時需先將樣品衍生,然后再使用熒光檢測器分析,操作步驟比較繁瑣[3-4]。采用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(LC-MS/MS)對氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留進行分析,可顯著簡化分析步驟,并且LC-MS/MS法具有靈敏度高、選擇性強、檢測結(jié)果一般不需再次確證等優(yōu)點。在本實驗中研究了玉米中滅多威等5種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留分析的樣品前處理方法和液-質(zhì)聯(lián)用分離檢測條件。結(jié)果表明,本方法操作簡便、靈敏度高、凈化效果好,可用于分析玉米等糧谷中的氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留量。
Agilent1260/6430高效液相色譜-三重四級桿串聯(lián)質(zhì)譜儀(美國);Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18色譜柱(3.0×100 mm,1.8-Micron),氨基固相萃取柱(500 mg/6 ml),粉碎機,勻漿機,氮吹儀等。
乙腈(HPLC,德國 Merck),甲醇(HPLC,德國Merck),二氯甲烷(HPLC,美國J.T.Baker),氯化鈉(分析純)。農(nóng)藥標樣:滅多威、3-羥基克百威、涕滅威、克百威、異丙威(購自上海市農(nóng)藥研究所,濃度為1 000 mg/l)。
色譜柱:Agilent C18柱(3.0×100 mm,1.8-Micron);流動相:0.1%甲酸水溶液(A相)和乙腈(B相);柱溫:40 ℃;進樣量:5 μl。
梯度洗脫程序:0 min(20%B)→0.5 min(20%B)→4.0 min(90%B)→9.0 min(90%B)→9.1 min(20%B)→11.0 min(20%B)。流速:0.3 ml/min。
質(zhì)譜條件及參數(shù):電噴霧離子源,多反應(yīng)監(jiān)測掃描,正離子模式,離子源參數(shù)(干燥氣溫度325℃,干燥氣流速10 L/min,霧化氣壓力45 psi,毛細管電壓4 000 V);質(zhì)譜主要采集參數(shù)見表1。
表1 5種農(nóng)藥的LC-MS/MS采集參數(shù)
1.3.1 試樣制備
取1 000 g待測玉米樣品,過篩去除塵土及沙石等雜物,進行粉碎后備用。1.3.2 提取
準確稱取20.0 g經(jīng)粉碎混勻的樣品于250 ml三角瓶中,加入約20 ml蒸餾水浸泡15 min,再加入40 ml乙腈,用勻漿機高速勻漿2 min后用濾紙過濾,濾液收集于裝有7 g氯化鈉的100 ml具塞量筒中,劇烈震蕩1 min,在25℃下靜置30 min,使乙腈和水相分層[5]。
1.3.3 凈化
從100 ml具塞量筒中吸取10 ml乙腈溶液(上層)于25 ml刻度離心管中,于70℃水浴上氮氣吹至近干,加入2 ml甲醇+二氯甲烷(1+99)溶解殘渣,蓋上鋁箔,待凈化。
將氨基柱用5 ml甲醇+二氯甲烷(1+99)預(yù)淋洗,當溶劑液面到達柱吸附層表面時,立即加入上述待凈化的溶液,用試管收集洗脫液,再用2 ml甲醇+二氯甲烷(1+99)洗離心管后過柱,并重復一次。將收集有洗脫液的試管置于50℃水浴上氮氣吹至近干,然后用甲醇定容至5 ml。最后用漩渦混合器混勻,過0.2 μm濾膜,裝入進樣瓶中待測。
將農(nóng)藥標準物質(zhì)配制成系列濃度的混合標準溶液,進行LC-MS/MS分析,以質(zhì)譜響應(yīng)值對應(yīng)濃度分別制作5種農(nóng)藥的標準曲線。經(jīng)過處理的樣品提取物在上述色譜-質(zhì)譜條件下進行分析,參照標準曲線用外標法計算樣品中各種農(nóng)藥的濃度。
由于玉米含水量很低,若直接用乙腈提取玉米中的氨基甲酸酯類農(nóng)藥,回收率很低(低于50%);在加入乙腈前加水浸泡可顯著提高提取效率,但過多的水會影響后續(xù)處理過程中水分的去除,從而影響最終的定量分析。通過比較優(yōu)化,確定加水量為20 ml,并浸泡樣品15 min。
在氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留分析中常用的提取溶劑有乙腈、乙酸乙酯、丙酮、二氯甲烷、石油醚等。本實驗分別比較了丙酮、乙腈、乙酸乙酯和二氯甲烷作為提取溶劑的效果。實驗結(jié)果表明,當用丙酮或乙酸乙酯作提取溶劑時,溶出的油脂類雜質(zhì)較多,影響后續(xù)凈化和上機分析;而用二氯甲烷提取時,由于其比水重而處于下層,不便于操作,且容易發(fā)生乳化。而用乙腈作為提取溶劑時,其提取效率高,操作簡便,其脂肪類溶出物和溶出雜質(zhì)均較少,有利于后續(xù)的鹽析和凈化,因此最終選擇乙腈作為提取溶劑。
另外,在用氨基柱進行凈化的過程中,比較了3種不同洗脫溶液[①甲醇+二氯甲烷(1+99);②甲苯+乙腈(75+25);③丙酮+乙醚(20+80)]的效果,結(jié)果表明甲醇+二氯甲烷(1+99)作為洗脫溶液時,可有效地除去色素、脂肪等雜質(zhì),并顯著減少干擾,回收率也更好,綜合效果明顯優(yōu)于另外兩種洗脫溶液。
流動相的選擇:本實驗采用Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18色譜柱,比較了不同體系的流動相[①甲醇-甲酸水溶液(0.1%);②乙腈-甲酸水溶液(0.1%);③甲醇-乙酸銨水溶液(2 mmol/l);④乙腈-乙酸銨水溶液(2 mmol/l)]。結(jié)果表明不同的流動相對待測農(nóng)藥的離子化產(chǎn)生較大的影響,乙腈-甲酸水溶液體系對3-羥基克百威影響較大,其峰形差,響應(yīng)值也不夠高;在甲醇-乙酸銨水溶液體系中5種待測農(nóng)藥的響應(yīng)值均顯著低于甲醇-甲酸水溶液體系,而采用乙腈-乙酸銨水溶液體系時,其響應(yīng)值也不高,另外還影響到涕滅威、克百威和異丙威三種農(nóng)藥的色譜分離度,并且通過優(yōu)化梯度洗脫程序也未能有效改善。因此,最終選擇甲醇-甲酸水溶液作為流動相,同時也對甲酸濃度進行了優(yōu)化,流動相中的甲酸能有效促進離子化,但濃度高于0.1%時會導致質(zhì)譜基線噪聲顯著增加,進而導致靈敏度下降,故選定甲酸水溶液的濃度為0.1%。
為了獲得最佳的檢測效果,在優(yōu)化了萃取方式、流動相以及梯度洗脫程序等條件后,對各項質(zhì)譜參數(shù)也進行了優(yōu)化(表1)。圖1為5種氨基甲酸酯類農(nóng)藥標準品混合液的總離子流。
圖1 5種氨基甲酸酯類農(nóng)藥混合標準品總離子流
在上述經(jīng)優(yōu)化的測試條件下,取一系列濃度的標準品混合液進行分析,以各農(nóng)藥組分的質(zhì)譜響應(yīng)值對其濃度作出曲線,得到各農(nóng)藥的線性回歸方程,各農(nóng)藥在1~100 μg/l范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。當樣品中待測的氨基甲酸酯農(nóng)藥被檢出,且其濃度超過該線性范圍時,需在稀釋處理后再次測定。5種氨基甲酸酯農(nóng)藥的線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限和定量下限等見表2,其中檢出限以3倍信噪比進行計算得出,以4倍檢出限作為定量下限(參考:美國環(huán)保署EPA SW-846)。
向兩組空白玉米樣品中加入混合農(nóng)藥標準溶液,使第1組玉米中各農(nóng)藥濃度為5.0 μg/kg,第2組中各農(nóng)藥濃度為20.0 μg/kg。按上述方法流程及選定的參數(shù)測定5種農(nóng)藥的含量并計算回收率(n=5),其回收率范圍為81.7%~93.1%,RSD為3.7%~6.9%,均能滿足方法學要求。這兩組玉米樣品同時還按照出入境檢驗檢疫行業(yè)標準SN/T 2085-2008進行了測定(n=5),測定結(jié)果見表3,經(jīng)比較發(fā)現(xiàn),兩種方法的測定結(jié)果基本相當(SN/T 2085-2008的回收率略高),按SN/T 2085-2008測定時的回收率為84.5%~94.9%。
表2 LC-MS/MS法測定5種農(nóng)藥的回歸方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限和定量下限
表3 5種農(nóng)藥的回收率和精密度試驗結(jié)果
本文所述方法較SN/T 2085-2008(進出口糧谷中多種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留量檢測方法-液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法)等標準方法更為簡便,極大地簡化了樣品的前處理過程,縮短了分析時間,各項技術(shù)指標也均能達到實際檢測工作的要求。運用該檢測方法,玉米樣品經(jīng)簡便易行的前處理流程處理后,利用LC-MS/MS進行分析,能對玉米中的多種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留進行定性和定量檢測,方法快速、簡便,擁有滿意的靈敏度和準確度,方法的定量限均低于GB2763-2005(食品中農(nóng)藥最大殘留限量)所規(guī)定的農(nóng)殘限量值,適合玉米等糧谷中氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留的測定。