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高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜同時(shí)測(cè)定草莓、楊梅中20 種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑殘留

2015-08-15 11:13:55吳淑春
食品科學(xué) 2015年24期
關(guān)鍵詞:調(diào)節(jié)劑楊梅乙酸

虞 淼,吳淑春*

(1.浙江省農(nóng)藥檢定管理所,浙江 杭州  310020;2.浙江醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校,浙江 杭州  310053)

高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜同時(shí)測(cè)定草莓、楊梅中20 種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑殘留

虞 淼1,吳淑春2,*

(1.浙江省農(nóng)藥檢定管理所,浙江 杭州310020;2.浙江醫(yī)學(xué)高等??茖W(xué)校,浙江 杭州310053)

建立一種高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜同時(shí)測(cè)定草莓和楊梅中20 種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑殘留的分析方法。樣品經(jīng)含1%乙酸的乙腈溶液提取后,以Phenomenex XB-C18(100 mm×2.1 mm,2.6 μm)為分析色譜柱,甲醇和5 mmol/L乙酸銨-0.1%乙酸緩沖溶液為流動(dòng)相進(jìn)行梯度洗脫,基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液外標(biāo)法定量。結(jié)果表明,20種植物調(diào)節(jié)劑在各自的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好(r≥0.990 0),草莓和楊梅中3 個(gè)添加量的回收率為70.0%~114.8%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=5)為1.25%~11.1%,檢出限在0.14~2.9 μg/kg之間。該方法操作簡(jiǎn)單、提取效果好,具有良好的靈敏度、回收率和重復(fù)性。

高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜;植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑;草莓;楊梅;殘留

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑是仿照植物激素的化學(xué)結(jié)構(gòu),人工合成的具有植物激素活性的物質(zhì)。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑具有許多優(yōu)越性,如高效、甚至痕量就能調(diào)控植物細(xì)胞分化、組織與器官形成、種子休眠與萌發(fā)、葉子衰老與脫落[1-3]。根據(jù)功能不同,植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑分為生長(zhǎng)素、赤霉素、生長(zhǎng)抑制劑、細(xì)胞分裂素4 類[4]。

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中發(fā)揮了重要的作用,也在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用,但對(duì)食品安全和人類健康帶來(lái)的危害也同樣引起了世界各國(guó)的重視[5]。國(guó)際食品法典委員會(huì)、歐盟、美國(guó)、日本等紛紛制定了水果中植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的最大殘留限量標(biāo)準(zhǔn)[6-8]。我國(guó)在GB 2763—2014《食品中農(nóng)藥最大殘留限量標(biāo)準(zhǔn)》中,制定了13 種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在某些農(nóng)產(chǎn)品中的最大殘留限量指標(biāo)[9]。雖然植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑殘留引起了我國(guó)的重視,但我國(guó)還沒有關(guān)于植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑殘留的標(biāo)準(zhǔn)分析方法,這不僅會(huì)危及到我國(guó)的食品安全及國(guó)民健康,更不利于我國(guó)農(nóng)作物在出口貿(mào)易中打破貿(mào)易壁壘。

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑殘留量檢測(cè)方法的報(bào)道已經(jīng)很多,主要采用液相色譜法[3,10-12]和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[5,13-21]。這些報(bào)道的檢測(cè)方法中絕大多數(shù)只研究了單一組分、單一種類或少數(shù)種類的檢測(cè),而同時(shí)檢測(cè)4 類、20 種及以上植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的報(bào)道卻很少。本研究的目的在于建立一種樣品前處理簡(jiǎn)單有效、快速、可靠的高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(high performance liquid chromatographytandem mass spectrometry,HPLC-MS/MS)檢測(cè)方法,該方法可以同時(shí)檢測(cè)楊梅、草莓中4 類、20 種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,應(yīng)用于日常檢測(cè)能大大縮短檢測(cè)周期,降低檢測(cè)成本,具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

1  材料與方法

1.1材料與試劑

乙腈(色譜級(jí))美國(guó)Tedia公司;甲醇(色譜級(jí))德國(guó)Merck公司;QuEChERS(quick, easy, cheap,effective, rugged, safe)提取試劑包(6.0 g硫酸鎂、1.5 g醋酸鈉)、QuEChERS凈化試劑包(150 mg硫酸鎂、50 mg N-丙基乙二胺固相吸附劑、50 mg C18)、Strata NH2柱(500 mg/6 mL)美國(guó)Phenomenex公司;乙酸銨(色譜純)美國(guó)Fisher公司;乙酸(分析純)浙江中星化工試劑有限公司;20 種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):赤霉酸GA3、脫落酸、2,4-二氯苯氧乙酸、對(duì)氯苯氧乙酸、對(duì)氟苯氧乙酸、6-芐氨基嘌呤、N6-異戊烯基腺嘌呤、3-吲哚丁酸、3-吲哚乙酸德國(guó)Dr. Ehrenstorfer GmbH公司;矮壯素、甲哌鎓、多效唑、烯效唑、氯吡脲、噻苯隆、莠去津、氯苯胺靈、西瑪津、甲萘威、反式-玉米素美國(guó)Sigma-Aldrich公司,純度不低于98%。

標(biāo)準(zhǔn)溶液配制:分別準(zhǔn)確稱取20 種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),用甲醇配成質(zhì)量濃度為100 mg/L的單標(biāo)儲(chǔ)備溶液。再以甲醇稀釋成質(zhì)量濃度分別為10 mg/L(赤霉酸GA3、脫落酸、2,4-二氯苯氧乙酸、對(duì)氯苯氧乙酸、對(duì)氟苯氧乙酸、矮壯素、甲哌鎓)和5 mg/L(多效唑、烯效唑、氯吡脲、6-芐氨基嘌呤、噻苯隆、莠去津、氯苯胺靈、N6-異戊烯基腺嘌呤、3-吲哚丁酸、西瑪津、甲萘威、3-吲哚乙酸、反式-玉米素)的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.2儀器與設(shè)備

Xevo TQD HPLC-MS-MS(配電噴霧電離源)美國(guó)Waters公司;PL202-L(Ⅲ)電子天平瑞士Mettler公司;組織勻漿儀、混合器德國(guó)IKA公司;Milli-Q超純水凈化系統(tǒng)美國(guó)Millipore公司;N-EVAP 112氮吹儀美國(guó)Organonation Associates Jnc公司;電熱恒溫水浴鍋上海浦東榮豐科學(xué)儀器有限公司;3-15離心機(jī)德國(guó)Sigma公司;微孔有機(jī)過濾膜(0.22 μm)。1.3方法

1.3.1HPLC條件

色譜柱:Phenomenex XB-C18(100 mm×2.1 mm,2.6 μm);流動(dòng)相A:甲醇,流動(dòng)相B:5 mmol/L乙酸銨-0.1%乙酸緩沖溶液;流速:0.2 mL/min;進(jìn)樣量:5 μL;柱溫:35 ℃。梯度洗脫程序見表1。1.3.2MS條件

表1  流動(dòng)相梯度洗脫程序Table 1  Mobile phase gradients

離子源:電噴霧離子源(electrospray ionization,ESI);離子源溫度:150 ℃;監(jiān)測(cè)方式:多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(multiple reac tion monitoring,MRM);毛細(xì)管電壓:3.0 kV;脫溶劑氣(氮?dú)猓囟龋?00 ℃;脫溶劑氣流速:800 L/h;錐孔反吹氣(氮?dú)猓┝魉伲?0 L/h;碰撞氣(氬氣)流速:0.15 mL/min;定量方式:外標(biāo)法。其他MS條件如表2所示。

表2 20 種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的質(zhì)譜條件Taabbllee 22   PPaarraammeetteerrss ffoorr ssiimmuullttaanneeoouuss ddeetteerrmmiinnaattiioonn ooff 2200 ppllaanntt ggrroowwtthh regulators by HPLC-MS//MMSS

s

續(xù)表2

1.3.3樣品前處理

稱取15 g試樣(精確至0.01 g)于50 mL具塞離心管中,加入15 mL含1%乙酸的乙腈溶液,渦旋振蕩2 min;再加入提取試劑包(含6.0 g硫酸鎂、1.5 g醋酸鈉),渦旋振蕩2 min后,以5 000 r/min的轉(zhuǎn)速離心5 min,吸取上清液1.0 mL,過0.22 μm有機(jī)濾膜,待測(cè)。

2  結(jié)果與分析

2.1樣品前處理?xiàng)l件的優(yōu)化

2.1.1提取劑的選擇

這20 種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的極性范圍差異較大,可以選用對(duì)不同極性物質(zhì)均有較好溶解度的乙腈作為提取劑,乙腈還具有有效降低色素等干擾物質(zhì)的功能,適合多組分同時(shí)檢測(cè)[22]。另外在乙腈中加入1%乙酸,模擬水果的酸性環(huán)境,避免pH值變化引起堿不穩(wěn)定化合物的降解。

QuEChERS方法是目前應(yīng)用較多的果蔬樣品前處理方法,其提取試劑中硫酸鎂與醋酸鈉4∶1的質(zhì)量混合比例,能避免果糖等干擾物一同被提取出來(lái)[23],適合于水果等果糖含量較高的食品樣品前處理。

2.1.2凈化方式的選擇

水果類樣品,在植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑提取時(shí),容易將色素等低揮發(fā)性雜質(zhì)共提取出來(lái),固相萃取是除去色素的有效方式。本實(shí)驗(yàn)比較了QuEChERS凈化、氨基柱凈化和不凈化樣品的回收率,見圖1。采用QuEChERS凈化試劑處理后發(fā)現(xiàn)雖然能有效去除色素等雜質(zhì),但也造成了部分植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑被吸附;采用氨基柱凈化后的回收率雖符合分析要求,但也存在部分植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑被吸附和部分植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑響應(yīng)信號(hào)被放大的現(xiàn)象。這兩種凈化方法不適合20 種組分的同時(shí)分析,所以最終采用不凈化,提取后直接用于分析。

圖 1  20 種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑凈化效果比較Fig.1  Effects of two adsorbents on the clean-up 20 plant growth regulators

2.1.3提取方式的選擇

比較了渦旋振蕩提取、超聲提取和冷提取3 種提取方式,結(jié)果表明這3 種提取方式所得的20 種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的回收率差別不大。故選用耗時(shí)短,操作簡(jiǎn)便的渦旋振蕩作為提取方式,這一結(jié)論與文獻(xiàn)[15]相符。

2.2檢測(cè)條件的優(yōu)化

2.2.1色譜條件的優(yōu)化

色譜柱和流動(dòng)相的選擇是植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑多組分分析的前提條件。樣品組分多且分析物極性差異較大時(shí),大粒徑和大內(nèi)徑的色譜柱對(duì)農(nóng)藥的分離度不夠理想[24-25]。本實(shí)驗(yàn)選用Phenomenex XB-C18(100 mm×2.1 mm,2.6 μm)小粒徑色譜柱,可在5 min之內(nèi)完成20 種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的分離檢測(cè)。

本實(shí)驗(yàn)考察了乙腈-水、甲醇-水以及甲醇-0.1%乙酸溶液、甲醇-0.1%乙酸-乙酸銨緩沖溶液等作流動(dòng)相時(shí)的分離情況。有機(jī)相選擇結(jié)果表明甲醇和乙腈都能達(dá)到分離度要求,但峰形還不理想,從經(jīng)濟(jì)考慮,選擇甲醇作為有機(jī)相。在甲醇中加入0.1%乙酸調(diào)節(jié)pH值后,提高了監(jiān)測(cè)靈敏度,但分離效果和峰形仍然欠佳。乙酸銨具有增強(qiáng)離子化效率,改善各化合物峰形的作用,于是在流動(dòng)相中繼續(xù)加入乙酸銨溶液。本實(shí)驗(yàn)考察了3 個(gè)水平:2、5、10 mmol/L,結(jié)果發(fā)現(xiàn)5 mmol/L乙酸銨溶液效果最好。濃度太低,不能有效調(diào)整峰形。濃度太高又抑制了電離,降低靈敏度。因此流動(dòng)相采用甲醇和5 mmol/L乙酸銨-0.1%乙酸緩沖溶液,采用梯度洗脫的方式(表1),達(dá)到較好的分離效果及靈敏度。各植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑混合加標(biāo)草莓樣品溶液的MRM色譜圖見圖2。

圖2  加標(biāo)草莓樣品中20 種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑MRM色譜圖Fig.2  MRM chromatograms of 20 plant growth regulators spiked in strawberry sample

2.2.2MS條件的優(yōu)化

選用ESI進(jìn)行電離,在正、負(fù)離子監(jiān)測(cè)模式下,通過全掃描和MRM模式,優(yōu)化錐孔電壓、碰撞能量等條件,選擇最佳的定性和定量離子對(duì),相關(guān)MS分析參數(shù)見表2。

2.3分析方法的評(píng)價(jià)

2.3.1方法的線性范圍與檢出限

表3 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的基質(zhì)匹配線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限和定量限(n==55)TTaabbllee 33   MMaattrriixx--mmaattcchheedd ssttaannddaarrdd ccuurrvveess ffoorr 2200 ppllaanntt ggrroowwtthh regulatoorrss (nn == 55)

續(xù)表3

采用基質(zhì)匹配-外標(biāo)法定量分析20 種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。分別以楊梅、草莓的空白樣品提取液配制不同質(zhì)量濃度范圍的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,在優(yōu)化的色譜和質(zhì)譜條件下進(jìn)行測(cè)定,以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(x,μg/L),定量離子對(duì)的峰面積(y)為縱坐標(biāo)作圖,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,所得線性關(guān)系良好(r≥0.990 0),以3 倍信噪比(RSN=3)確立方法的檢出限為0.14~2.9 μg/kg,以10 倍信噪比(RSN=10)確立方法的定量限為0.48~9.6 μg/kg,見表3。

2.3.2方法的回收率與精密度

分別在陰性的楊梅、草莓樣品基質(zhì)中添加3 個(gè)添加量的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行添加回收率和精密度實(shí)驗(yàn)。3 個(gè)添加量的回收率為70.0%~114.8%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=5)為1.25%~11.1%,見表4。

表 420 種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的平均回收率與精密度(n ==55)

TTaabbllee 44 RReeccoovveerriieess ooff 2200 ppllaanntt ggrroowwtthh rreegguullaattoorrss ssppiikkeedd iinn ssttrraawwbbeerrrryy and Chinese bayberryy (n ==55)

序號(hào)   化合物   添加量/ (μg/kg)楊梅   草莓回收率/%相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差/%回收率/%相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差/% 1  赤霉酸GA310 95.6 9.90 71.1 4.38 100 76.1 5.55 72.4 7.88 500 73.2 4.58 92.2 8.01 2  脫落酸10 97.1 7.07 108.9 9.93 100 98.3 11.1 103.4 8.17 500 78.1 8.80 82.4 10.6

續(xù)表4

2.4基質(zhì)效應(yīng)

在農(nóng)藥殘留分析時(shí),樣品基質(zhì)中的共提取物可能會(huì)抑制或增大分析物的響應(yīng)信號(hào),為消除基質(zhì)效應(yīng),本研究以楊梅、草莓的空白基質(zhì)溶液和甲醇分別稀釋一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,進(jìn)行HPLC-MS/MS分析,分別計(jì)算基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線與甲醇標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率比值,結(jié)果見表5。由表5可知,基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率與甲醇標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率的比值在0.221~1.64范圍內(nèi),說(shuō)明基質(zhì)對(duì)各種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的電離存在一定抑制或增強(qiáng)效應(yīng),因此,在實(shí)際樣品檢測(cè)中應(yīng)采用空白基質(zhì)提取液配制標(biāo)準(zhǔn)曲線,以減少基質(zhì)效應(yīng)帶來(lái)的誤差。

表5 基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率與甲醇標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率比值TTaabbllee 55   RRaattiiooss ooff ssllooppeess ooff mmaattrriixx--mmaattcchheedd aanndd mmeetthhaannooll ssttaannddaarrdd ccuurrvveess

2.5實(shí)際樣品檢測(cè)結(jié)果

應(yīng)用該方法分別測(cè)定10 份市售楊梅和草莓樣品中的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑殘留量。其中一份草莓樣品檢出赤霉酸GA3(含量為18.6 μg/kg),一份草莓檢出脫落酸(含量為20.3 μg/kg),楊梅樣品均未檢出植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑殘留。

33 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)建立了HPLC-MS/MS同時(shí)檢測(cè)草莓和楊梅等水果中20 種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑殘留的分析方法,該法樣品前處理簡(jiǎn)單方便,線性關(guān)系良好,精密度、準(zhǔn)確度較高、抗干擾性強(qiáng),能夠?qū)χ参锷L(zhǎng)調(diào)節(jié)劑殘留量進(jìn)行準(zhǔn)確的定性及定量,可用于草莓和楊梅等水果中植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑殘留的檢測(cè)。

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Simultaneous Determination of 20 Plant Growth Regulator Residues in Strawberry and Chinese Bayberry (Myrica rubra) by High Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry

YU Miao1, WU Shuchun2,*
(1. Institute for the Control of Agrochemicals Zhejiang Province, Hangzhou310020, China;2. Zhejiang Medical College, Hangzhou310053, China)

The present paper describes the development and validation of a method for the simultaneous determination of 20 plant growth regulator residues in strawberry and Chinese bayberry (Myrica rubra) by using high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (HPLC-MS/MS). The plant growth regulator residues in 15 g of samples were extracted with acetonitrile (containing 1% acetic acid) and then analyzed using HPLC-MS/MS. The chromatographic analysis was carried out on a Phenomenex XB-C18(100 mm × 2.1 mm, 2.6 μm) column with methanol and 5 mmol/L ammonium acetate solution containing 0.1% acetic acid as the mobile phases with a gradient program, and the analytes were quantified by matrix-matched external standard method. The recoveries of 20 plant growth regulators in strawberry and Chinese bayberry at three spiked levels were 70.0%-114.8%, with relative standard deviation (RSD) between 1.25% and 11.1%. The limits of detection of the method ranged from 0.14 to 2.9 μg/kg. The method is simple, rapid, sensitive, accurate and repeatable. These figures of merit meet the requirements for the detection of 20 plant growth regulator residues in strawberry and Chinese bayberry.

high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (HPLC-MS/MS); plant growth regulator;strawberry; Chinese bayberry (Myrica rubra); residue

O657.63

A

1002-6630(2015)24-0246-07

10.7506/spkx1002-6630-201524046

2015-01-31

浙江省科技廳分析測(cè)試科技計(jì)劃項(xiàng)目(2013C37069);浙江省教育廳高等學(xué)校訪問工程師校企合作項(xiàng)目(FW2013009)

虞淼(1981—),男,農(nóng)藝師,碩士,研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、農(nóng)藥殘留檢測(cè)。E-mail:yumiao2020@sina.com

吳淑春(1982—),女,講師,碩士,研究方向?yàn)槭称沸l(wèi)生理化檢驗(yàn)。E-mail:w_sc@163.com

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