柳 菡,龔玉霞,王繩蕓,余可垚,李靜靜,沈偉健,丁 濤,伊雄海,鄧曉軍,徐敦明,趙增運,吳 斌,張 睿,韓 深
(1.江蘇出入境檢驗檢疫局,江蘇 南京 210019;2.上海出入境檢驗檢疫局,上海 200135;3.廈門出入境檢驗檢疫局,福建 廈門 361026;4.北京出入境檢驗檢疫局,北京 100026)
自歐洲“毒雞蛋丑聞”[1]被公開以來,大量雞蛋及雞蛋類產(chǎn)品從歐洲各大超市下架。歐盟十五國、瑞士、韓國、香港和臺灣地區(qū)也都發(fā)現(xiàn)了被殺蟲劑氟蟲腈污染的雞蛋。氟蟲腈[2]是一種苯基吡唑類殺蟲劑,殺蟲譜廣,其作用機制為阻礙昆蟲γ-氨基丁酸控制的氯化物代謝,對魚、蝦、蜜蜂、家蠶高毒,持效期長,對環(huán)境極其不友好。氟蟲腈在中性和酸性溶液中穩(wěn)定,在堿性溶液中緩慢水解,光照下緩慢降解,在水溶液中經(jīng)光照可快速分解。氟蟲腈有光解產(chǎn)物氟甲腈,氧化產(chǎn)物氟蟲腈砜和還原產(chǎn)物氟蟲腈硫醚3種主要的代謝產(chǎn)物[3]。
歐盟對蛋中氟蟲腈(以氟蟲腈和氟蟲腈砜之和計)限量為0.005 mg/kg[4];日本對蛋中氟蟲腈的限量要求為0.02 mg/kg[5];中華人民共和國農(nóng)業(yè)部等三部委第1157號公告[6]規(guī)定,我國自2009年10月1日起禁用氟蟲腈,衛(wèi)生用、玉米等部分旱田種子包衣劑除外;GB 2763—2016[7]規(guī)定,糧谷、油料、蔬菜、水果、糖料和食用菌中氟蟲腈(以氟蟲腈、氟蟲腈硫醚、氟蟲腈砜、氟甲腈之和計)的限量為0.02~0.10 mg/kg。
我國現(xiàn)有的氟蟲腈檢測方法標準有SN/T 1982—2007[8]、SN/T 4039—2014[9]、GB 23200.8—2016[10]、GB 23200.9—2016[11]、GB 23200.7—2016[12]等。上述標準主要針對植物源性產(chǎn)品,目標物只針對氟蟲腈,采用氣相色譜-質(zhì)譜法和液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定,定量限為0.002~0.066 mg/kg。目前,文獻報道的氟蟲腈檢測方法[13-20]多針對植物源性產(chǎn)品、血漿和尿液樣品,采用乙腈或丙酮提取,分散固相萃取、固相萃取、固相微萃取或液-液萃取凈化,氣相色譜-質(zhì)譜法、氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法或液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定。也有文獻[21-22]報道了水產(chǎn)品中氟蟲腈及其代謝物的檢測方法,分別采用乙腈水溶液和二氯甲烷-丙酮混合溶液提取,經(jīng)分散固相萃取凈化和液-液萃取-復(fù)合固相萃取柱凈化,氣相色譜或氣相色譜-質(zhì)譜法測定。但液-液萃取和復(fù)合固相萃取柱凈化的操作較為繁瑣,使用的有機溶劑量較大;復(fù)雜動物源性樣品中干擾較多,氣相色譜法的定性能力較弱,難以滿足分析要求。
目前,蛋及蛋制品中氟蟲腈及其代謝物的檢測方法有液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法[23]、氣相色譜-質(zhì)譜(負化學(xué)源)法[24]和液相色譜-四極桿飛行時間質(zhì)譜法[25]。時逸吟等[23]采用含0.1%甲酸的乙腈溶液提取雞蛋、雞肉等食品中的氟蟲腈及其代謝物,經(jīng)無水硫酸鎂、氯化鈉和檸檬酸鈉鹽析,分散固相萃取凈化后,采用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法檢測。沈偉健等[24]采用乙腈提取雞蛋和蛋制品中的氟蟲腈及其代謝物,經(jīng)分散固相萃取凈化后,氣相色譜-負化學(xué)源質(zhì)譜法檢測。郭德華等[25]采用0.1%甲酸乙腈溶液提取雞蛋、蛋糕等食品中氟蟲腈及其代謝物,經(jīng)固相萃取凈化,液相色譜-四極桿飛行時間質(zhì)譜法測定。但未見采用氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定蛋和蛋制品中氟蟲腈及其代謝物的報道。
本研究擬采用QuEChERS技術(shù)[26]從提取溶劑、鹽的選擇和用量、分散固相萃取劑的選擇和用量,對氟蟲腈回收率的影響進行考察,優(yōu)化前處理方法,采用氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法檢測氟蟲腈及其代謝物的殘留量。
7890B-7000C氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀:美國Agilent公司產(chǎn)品;KQ-250DE超聲儀:中國昆山市超聲儀器有限公司產(chǎn)品;XW-80A渦旋混勻器:中國上海醫(yī)大儀器廠產(chǎn)品;LDZ5-2離心機:德國Sigma公司產(chǎn)品;Milli-Q去離子水發(fā)生器:美國Millipore公司產(chǎn)品;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀:瑞士Buchi公司產(chǎn)品。
氟蟲腈、氟甲腈、氟蟲腈硫醚和氟蟲腈砜標準物質(zhì):純度均大于99%,德國Sigma公司產(chǎn)品;乙腈(色譜純):德國Merck公司產(chǎn)品;乙腈、冰醋酸、氯化鈉:均為分析純,南京化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品;N-丙基乙二胺(PSA)、石墨化碳黑(GCB)、十八烷基硅烷(C18):賽分科技有限公司產(chǎn)品;實驗用水為Milli-Q去離子水;雞蛋、蛋粉、冰蛋和皮蛋樣品:均購自超市。
1.2.1標準儲備液的配制 分別稱取適量的標準物質(zhì),用乙腈溶解,配制成1.0 g/L的標準儲備液,于-18 ℃避光保存。
1.2.2混合標準溶液的配制 分別移取適量的標準儲備液,用乙腈配制成1.0 mg/L的混合標準溶液,于-18 ℃避光保存。
1.2.3基質(zhì)標準工作溶液的配制 量取一定體積的混合標準溶液,根據(jù)需要用陰性樣品提取凈化后,將溶液稀釋成適用濃度的基質(zhì)標準工作溶液,現(xiàn)用現(xiàn)配。
1.3.1提取 準確稱取適量的樣品(10 g鮮蛋和冰蛋,5 g蛋粉和皮蛋,精確至0.01 g)至50 mL塑料離心管中,加適量的水(鮮蛋和冰蛋加5 mL水,蛋粉和皮蛋加10 mL水),渦旋30 s,充分混合均勻;加入25 mL 0.1%冰醋酸乙腈溶液,渦旋1 min;加入5 g氯化鈉,劇烈振搖1 min;超聲提取15 min,以8 000 r/min離心3 min,取上層清液至雞心瓶中;向殘渣中再加入15 mL 0.1%冰醋酸乙腈溶液,劇烈振搖1 min;超聲提取15 min,以8 000 r/min離心3 min,取上層清液,合并2次上清液至雞心瓶;于40 ℃水浴中,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干。
1.3.2凈化 向樣品提取物中加入適量的乙腈(鮮蛋和冰蛋加2.0 mL,蛋粉和皮蛋加1.0 mL),渦旋1 min,將溶液轉(zhuǎn)移至預(yù)先加入100 mg PSA、150 mg GCB、50 mg C18的試管中,渦旋1 min,過0.22 μm有機濾膜至進樣小瓶,待GC-MS/MS分析。
1.4.1色譜條件 色譜柱:HP-5MS 彈性石英毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);升溫程序:初始溫度70 ℃,以25 ℃/min升至300 ℃,保持2.8 min;載氣(He)流速1.0 mL/min;進樣量1.0 μL;脈沖不分流進樣(脈沖壓力1.72×105Pa),1.50 min后打開分流閥;進樣口溫度270 ℃。
1.4.2質(zhì)譜條件 電子轟擊(EI)離子源;電子能量70 eV;接口溫度280 ℃;離子源溫度230 ℃;四極桿溫度150 ℃;碰撞氣:高純氮氣(≥99.999%);數(shù)據(jù)采集模式:多反應(yīng)監(jiān)測模式(MRM),詳細信息列于表1。
表1 氟蟲腈及其代謝物的多反應(yīng)監(jiān)測信息Table 1 Multiple reaction monitoring (MRM) parameters of fipronil and its metabolites
注:*表示定量離子
本研究采用QuEChERS法從提取溶劑、提取方式、鹽的選擇和用量、分散固相萃取劑的選擇和用量4個方面進行優(yōu)化。由于氟甲腈、氟蟲腈硫醚、氟蟲腈、氟蟲腈砜4種化合物中氟蟲腈在GC-MS/MS上的響應(yīng)最低,且4種化合物隨條件變化的規(guī)律一致,故以氟蟲腈為代表,通過比較不同條件下氟蟲腈的回收率變化,優(yōu)化前處理條件。
2.1.1提取溶劑的選擇 提取溶劑應(yīng)對氟蟲腈及其代謝物有較好的溶解性,而對樣品基體里的雜質(zhì)有盡量低的提取能力,同時具有沉淀蛋白的作用。根據(jù)氟蟲腈及其代謝物的溶解性、極性和穩(wěn)定性,本研究分別考察了乙酸乙酯、丙酮、乙腈、0.1%冰醋酸乙腈溶液作為提取溶劑的提取效果。丙酮和乙腈與水互溶,為了改善沉淀蛋白的效果,促進待測物向有機溶劑中轉(zhuǎn)移,需要在提取后加入適量的氯化鈉,以除水并鹽析。乙酸乙酯提取液比丙酮、乙腈、0.1%冰醋酸乙腈的提取液渾濁,可能是由于乙酸乙酯對油脂有一定的提取能力;丙酮提取液顏色比其他提取液深,可能是由于丙酮對色素的提取能力較強。GC-MS/MS分析結(jié)果表明,經(jīng)4種溶劑提取后,氟蟲腈樣品峰面積均大于等濃度標準溶液峰面積,即存在一定的基質(zhì)增強效應(yīng)。因此,配制各溶劑條件下同等濃度基質(zhì)標準溶液,以單點法校正各溶劑條件下的加標回收率,結(jié)果列于表2。實驗最終選擇0.1%冰醋酸乙腈作為提取溶劑。
2.1.2提取方式的選擇 為了盡量完全提取蛋及蛋制品中的氟蟲腈及其代謝物,需要使樣品充分稀釋或分散,使提取溶劑充分滲透,并混合均勻。常用的提取方式有振搖、渦旋、超聲、振蕩等。鮮蛋和冰蛋樣品含有一定的水分,向10 g樣品中加入5 mL水可以充分稀釋和混勻,加入提取溶劑后渦旋即可充分滲透,確保后續(xù)超聲提取的效果。蛋粉和皮蛋樣品中含水量較少,向10 g樣品中加入5 mL水,仍呈較濃稠的糊狀,加入提取溶劑后,渦旋、超聲或猛烈振搖均不能實現(xiàn)充分滲透。故將蛋粉和皮蛋樣品的稱樣量減至5 g,加水量增至10 mL,樣品得到充分稀釋,形成混懸液,加入提取溶劑后,渦旋能夠使提取溶劑充分滲透,后續(xù)的超聲提取完全。對超聲提取時間進行考察,結(jié)果表明超聲10 min以上時,回收率無顯著增加,但為了保證充分提取,選擇超聲提取15 min。
表2 不同提取溶劑對氟蟲腈的提取效率(n=2)Table 2 Extraction efficiency of fipronil with different extraction solvents (n=2)
2.1.3分散固相萃取劑的選擇和用量
QuEChERS法常使用分散固相萃取劑(如十八烷基硅烷(C18)、N-丙基乙二胺(PSA)和石墨化碳黑(GCB))以達到除雜凈化的目的。C18可除去基質(zhì)中脂肪等弱極性化合物;PSA可除去基質(zhì)中有機酸等極性化合物;GCB可吸附色素等物質(zhì)。本研究以此為三因素,選擇50、100、150 mg 3個質(zhì)量水平,以正交實驗法進行優(yōu)化,實驗設(shè)計和結(jié)果列于表3??梢钥闯?,各凈化條件下均存在一定的基質(zhì)增強效應(yīng), GCB是影響凈化效果最重要的因素,隨著GCB量的增加,回收率降低,即基質(zhì)增強效應(yīng)減弱,故選擇GCB加入量150 mg;隨著PSA量的增加,回收率降低,即基質(zhì)增強效應(yīng)減弱,當加入100 mg以上時,對回收率沒有顯著影響,故選擇PSA加入量100 mg;C18量的增加對回收率沒有顯著影響,為在達到凈化目的的前提下使用較少的凈化劑,故C18加入量為50 mg。
2.1.4基質(zhì)效應(yīng) 按上述確定的凈化條件配制基質(zhì)標準溶液,同時配制未經(jīng)凈化的基質(zhì)標準溶液,與溶劑標準溶液同時進行分析,峰面積結(jié)果列于表4。凈化后基質(zhì)標準溶液中氟蟲腈峰面積是同等濃度溶劑標準溶液峰面積的140%,而未經(jīng)凈化的基質(zhì)標準溶液中氟蟲腈峰面積是同等濃度溶劑標準溶液的261%??梢?,采用優(yōu)化后的分散固相萃取條件凈化樣品,基質(zhì)增強效應(yīng)可大幅度降低,但是仍存在一定的基質(zhì)增強,為了定量的準確性,采用基質(zhì)校正曲線定量。
在不同的碰撞能量下,采用GC-MS/MS法分析氟蟲腈及其代謝物標準溶液,優(yōu)化后的最佳母離子/子離子對和碰撞能量列于表1。陰性鮮雞蛋基質(zhì)標準溶液的GC-MS/MS譜圖示于圖1。
表3 正交實驗的結(jié)果Table 3 Results of orthogonal experiment
表4 樣品凈化前后的基質(zhì)效應(yīng)Table 4 Matrix effect of sample before and after purification
注:a.氟甲腈;b.氟蟲腈硫醚;c.氟蟲腈;d.氟蟲腈砜圖1 陰性鮮雞蛋基質(zhì)標準溶液(2.0 μg/L)的GC-MS/MS圖Fig.1 GC-MS/MS spectrum of fipronil and its metabolites in negative chicken egg extraction solution (2.0 μg/L)
以標準品的峰面積(y)為縱坐標,質(zhì)量濃度(x,μg/L)為橫坐標,繪制標準曲線。在2~100 μg/L濃度范圍內(nèi),氟蟲腈及其代謝物具有良好的線性關(guān)系,線性相關(guān)系數(shù)R2≥0.99。以信噪比等于10確定方法的定量限為1.0 μg/kg。
選擇1.0、2.0、4.0、20.0 μg/kg四個加標水平對鮮雞蛋、全蛋粉、冰蛋和皮蛋進行加標實驗,回收率為72.0%~109.5%,精密度為7.8%~15.8%,具體數(shù)據(jù)列于表5。
采用本研究建立的方法對市售的200批蛋和蛋制品進行檢測,結(jié)果表明,氟蟲腈及其代謝物均小于本方法的定量限。
本研究采用改進的QuEChERS法提取和凈化樣品,建立了蛋和蛋制品中氟蟲腈及其代謝物殘留量的GC-MS/MS檢測方法。該方法準確、靈敏、簡便,回收率和精密度均能夠滿足蛋和蛋制品中氟蟲腈及其3種代謝物的檢測要求,可為蛋及蛋制品中氟蟲腈及其代謝物殘留量的測定提供方法參考。