黃艷華,馬少興,李文婷,劉敦華
(1. 寧夏大學 農學院,寧夏 銀川 750000;2. 吳忠市農產品質量安全檢測中心,寧夏 吳忠 751100)
菜薹在寧夏種植情況良好,因其纖維含量少、糖分高、品質柔嫩、風味獨特、口感好而廣受港澳市民的喜歡[1-2],被中國香港特區(qū)授予“信譽市場”的36 家內地供港蔬菜中,寧夏就有10 個。目前,寧夏很多縣(市、區(qū)) 都有供港蔬菜種植基地,專業(yè)合作社達30 多家,種植面積達6 700 hm2[3-4]。隨著種植面積的擴大,病害也越來越嚴重,農藥使用也越來越頻繁,在實際檢測過程中發(fā)現(xiàn)苯醚甲環(huán)唑、啶蟲脒等農藥在菜薹中的檢出率達到90%。在實施的國家限量標準GB 2763—2019 中,直接對菜薹的限量標準只有64 項,而香港直接對菜薹的限量標準有75 項[5-7],我國的限量標準存在標準數(shù)量低、涉及農藥品種少、不能滿足風險防控管理要求等缺點。因此,建立一種簡單快速、準確測定菜薹中農藥多殘留的檢測方法,可以為蕓薹類蔬菜的國家限量標準提供參考,完善我國的農藥殘留限量體系。
目前,專門針對菜薹中農藥殘留檢測的研究論述較少[8-9],楊娟等人[10]采用氣相色譜- 火焰光度檢測器(FPD) 法檢測分析了3 種有機磷農藥,但該方法檢測器的靈敏度較低,農藥成分以保留時間定性,檢測風險較高?,F(xiàn)階段,以QuEChERS 前處理結合LC- MS/MS[11-14]或GC-MS/MS[15-17]的檢測方法較新,提取中多采用無水硫酸鎂除水,PSA、C18、GCB 凈化[18-22]。潘碧樞等人[23]采用乙腈結合超聲提取,經PSA、無水硫酸鎂凈化后離心,上清液溶劑轉換,后采用三重四極桿氣質聯(lián)用儀檢測,實現(xiàn)了楊梅中19 種農藥的快速檢測。但QuEChERS 法在濃縮殘留農藥的同時也濃縮了雜質,需根據(jù)不同樣品優(yōu)選吸附劑的種類及用量[22]?;赒uEChERS-GC-MS/MS技術,通過試驗條件優(yōu)化了PSA 及GCB 的用量,建立了同時檢測菜薹中39 種農藥殘留的分析方法,以滿足蕓薹類蔬菜中農藥殘留多的檢測需要。
環(huán)己烷、乙腈、正己烷、丙酮,均為色譜純,賽默飛世爾科技有限公司提供;無水硫酸鎂、氯化鈉、檸檬酸鈉、檸檬酸氫二鈉、乙酸,均為優(yōu)級純,天津市科密歐化學試劑有限公司提供;N- 丙基乙二胺(PSA)、石墨化炭黑(GCB),博納艾杰爾公司提供;39 種農藥標準品質量濃度1 000 μg/mL,農業(yè)部環(huán)境保護科研監(jiān)測所提供。
GCMS-TQ8040 型氣相三重四極體色譜質譜儀,島津儀器有限公司產品;224-1CN 型電子天平,德國賽多利斯科學儀器有限公司產品;T25 型勻漿機,艾卡(廣州) 儀器設備有限公司產品;BYDCY-36Y 型氮吹儀,上海秉越電子儀器有限公司產品;VORTEXMIXTERTX4 型旋渦混勻器,意大利VELP 公司產品;HC-3618R 型高速冷凍離心機,安徽中科中佳科學儀器有限公司產品。
1.2.1 標準溶液的配置
準確吸取39 種農藥標準品100 μL~10 mL 于棕色容量瓶中,用正己烷溶解并定容至刻度,得到10 μg/mL的標準儲備液。準確移取標準儲備液,用正己烷逐級稀釋成質量濃度為0.010,0.020,0.050,0.100,0.200 μg/mL 的系列標準溶液??瞻谆|溶液氮氣吹干,加入1 mL 相應質量濃度的混合標準工作溶液復溶,過0.22 μm 微孔濾膜,得到基質混合標準工作溶液,應現(xiàn)配現(xiàn)用。
1.2.2 樣品制備
取代表性菜薹樣品約3 kg,按四分法取樣,破壁攪拌備用。樣品來源于寧夏青銅峽市寧夏昌盛豐蔬菜種植現(xiàn)代農業(yè)公司種植基地。加標樣品選擇空白菜薹樣品,稱取10.00 g,加入100 μL 的10 μg/mL標準儲備液,加標樣品各組分含量為0.1 mg/kg。
1.2.3 提取
稱取10.00 g 菜薹樣品于50 mL 離心管中,用質量分數(shù)為1%的乙酸- 乙腈溶液10 mL 提取,勻漿2 min,置于冰箱中-20 ℃下冷凍10 min,加入無水硫酸鎂4.0 g,氯化鈉1.0 g,檸檬酸氫二鈉0.5 g,檸檬酸鈉1.0 g,渦旋振蕩1 min,以轉速8 000 r/min離心5 min。
1.2.4 凈化
取上清液4 mL 于15 mL 離心管中,分別加入無水硫酸鎂700 mg,PSA 150 mg,GCB 粉末30 mg,渦旋振蕩1 min,以轉速8 000 r/min 離心5 min,吸取1.0 mL 上清液,于50 ℃下水浴氮吹至近干,用正己烷溶解定容至1 mL,過0.22 μm 濾膜,供GC-MS/MS 測定。
1.2.5 色譜條件
色譜柱:SH-RXi-5SiI MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm) 石英毛細管柱;升溫程序:50 ℃保持1 min,以25 ℃/min 升至125 ℃,以10 ℃/min 升至300 ℃保持15 min;進樣口溫度250 ℃;進樣方式:不分流進樣,進樣量1.0 μL;載氣:高純氦氣,純度大于等于99.999%;流速1.6 mL/min。
1.2.6 質譜條件
離子源溫度200 ℃,四極桿溫度150 ℃,接口溫度250 ℃;離子化方式:電子轟擊源(EI),電子能量70 eV;掃描方式:MRM 全掃描模式,各化合物的保留時間、定量離子對、定性離子對及相對應的碰撞電壓見表1。
菜薹提取液中39 種混合農藥色譜圖見圖1,質譜參數(shù)見表1。
圖1 菜薹提取液中39 種混合農藥色譜圖
所有試驗均進行3 次重復,所得數(shù)據(jù)采用Origin 8.0 進行作圖,結果以回收率平均值±標準偏差表示。
果蔬中的農藥殘留提取溶劑大多采用乙腈、乙酸乙酯、正己烷、丙酮等單一溶劑,或者乙腈酸性溶液等。試驗分別采用乙腈、1%乙酸乙腈、丙酮∶環(huán)己烷(1∶2) 作為提取溶劑,比較不同的提取液的提取效果。結果顯示,采用丙酮∶環(huán)己烷(1∶2)作為提取液時,雜峰較多,且乙酰甲胺磷未檢測到峰,其他農藥的回收率為50.8%~113.4%;采用乙腈作為提取液時,回收率為52.8%~120.9%;采用1%乙酸乙腈作為提取液時,回收率為60.9%~139.6%,樂果、克百威、六六六等回收率明顯高于乙腈和丙酮∶環(huán)己烷(1∶2)。原因也是樂果、克百威、六六六等農藥在弱酸性的基質條件下較為穩(wěn)定,因此試驗采用1%乙酸- 乙腈提取。
表1 質譜參數(shù)
不同提取溶劑的回收率見圖2。
圖2 不同提取溶劑的回收率
試驗對比了3 種處理方式對提取效果的影響,分別是:①加混合鹽(4.0 g 無水硫酸鎂,1.0 g 氯化鈉,1.0 g 檸檬酸鈉,0.5 g 檸檬酸氫二鈉) 后直接振蕩;②勻漿后加混合鹽再振蕩;③勻漿后,置于冰箱中-20 ℃下冷凍10 min,加入混合鹽再振蕩。結果表明,勻漿提取后農藥的回收率比不勻漿高;勻漿冷凍后加混合鹽比勻漿后不冷凍直接加混合鹽的回收率要高。因為無水硫酸鎂在吸水過程中放熱劇烈,易對乙酰甲胺磷、百菌清等熱敏感農藥造成損失,冷凍后再加入混合鹽放熱比較溫和,不會導致熱不穩(wěn)定性的農藥分解,同時可以提高提取效率。
不同提取方式的回收率見圖3。
試驗采用提取方式③,勻漿后置于冰箱中-20 ℃下冷凍10 min,加入無水硫酸鎂4.0 g,氯化鈉1.0 g,檸檬酸鈉1.0 g,檸檬酸氫二鈉0.5 g,振蕩離心。
QuEChERS 法常用的凈化劑有PSA,C18,GCB等。PSA 可以吸附樣品基質中的脂肪酸、碳水化合物、酚類、有機酸及少量的色素,GCB 可以去除甾醇類、色素、非極性干擾物等,C18 去除脂肪等干擾物,因為菜薹基質色素含量高而脂肪含量極少,因此不考慮C18 用量。取離心后上清液4 mL,添加水平0.1 mg/kg,考查PSA,GCB 的用量對目標化合物回收率的影響。
2.3.1 PSA 用量的優(yōu)化
PSA 基質分散劑的主要成分為N- 丙基乙二胺,有2 個氨基,pKa 值分別為10.1 和10.9,比NH2柱有更強的離子交換能力。因為PSA 的極性吸附作用,用量過多會使農藥中的-OH,-NH,-SH 形成氫鍵,造成對這些農藥的吸附。試驗采用標準加入法分別對PSA 使用量為90,120,150,180,220,250 mg的凈化效果進行了試驗。結果顯示,隨著PSA 用量增加,不同農藥的回收率呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,在PSA 用量為150 mg 時,回收率達到最好。說明在150 mg PAS 下對目標物的萃取率較高,隨著PSA 用量增加,會對目標物產生吸附或阻礙萃取劑對目標物進行萃取,因此試驗選擇PSA 用量為150 mg。
不同PSA 用量對部分農藥回收率的影響見圖4。
2.3.2 GCB 用量的優(yōu)化
石墨化碳黑分子結構為6 個碳原子構成的平面六角結構,可以除去樣品中的色素,但在凈化基質的同時,添加量過多,會對五氯硝基苯、百菌清等平面結構的農藥造成吸附。試驗采用標準加入法分別比較了GCB 用量為10,20,30,40,50,60 mg的回收試驗。結果表明,對于色素含量較高的菜薹,GCB 用量為30 mg 時就能使溶液變得較為澄清,且目標農藥的吸附較少,目標農藥的回收率都能達到70%以上,隨著GCB 用量的增多,溶液變得更為澄清,但對六六六、百菌清、五氯硝基苯等農藥的吸附也越多,回收率呈現(xiàn)下降趨勢。所以,試驗選擇GCB 用量為30 mg。
圖4 不同PSA 用量對部分農藥回收率的影響
不同GCB 用量對部分農藥回收率的影響見圖5。
圖5 不同GCB 用量對部分農藥回收率的影響
配制0.010,0.020,0.050,0.100,0.200 μg/mL的基質混合標準溶液,在優(yōu)化的條件下進行測定。以被測物峰面積對其質量濃度建立工作曲線。結果表明,39 種農藥目標分析物在0.010~0.200 μg/mL 的線性范圍內,相關系數(shù)R2在0.992~0.999,方法的檢出限(LOD,S/N=3) 和定量限(LOQ,S/N=10) 分別為0.1~2.5 μg/kg 和0.3~8.0 μg/kg。在已知不含目標農藥的陰性菜薹樣品中分別添加0.010,0.050,0.100 mg/kg 的目標農藥,同時做空白基質對照,按上述優(yōu)化后的方法分別進行6 次平行測定,計算各農藥的平均回收率和相對標準偏差(RSD)。
39 種農藥的線性方程、相關系數(shù)、檢出限、定量限及3 個水平的添加平均回收率和相對標準偏差見表2。
從表2 可看出,平均回收率范圍為71.9%~118.7%,相對標準偏差(RSD) 為1.00%~9.79%,符合農藥殘留的分析要求。
表2 39 種農藥的線性方程、相關系數(shù)、檢出限、定量限及3 個水平的添加平均回收率和相對標準偏差
對吳忠市其他基地的20 份菜薹按照試驗所建立的方法進行檢測。檢出農藥有啶蟲脒2 份,含量為0.12 mg/kg 和0.23 mg/kg;苯醚甲環(huán)唑、氯氰菊酯各1 份,含量分別為0.08 mg/kg 和0.04 mg/kg,檢出含量均小于GB 2763—2019 中最大殘留限量值(啶蟲脒0.4 mg/kg,氯氰菊酯1 mg/kg,苯醚甲環(huán)唑未規(guī)定),3 種農藥為普通殺菌劑和殺蟲劑,其余農藥均未檢出。
建立了QuEChERS 結合GC-MS/MS 法同時測定菜薹中39 種禁限用和高風險農藥多殘留的定量測定和確證方法,該檢測方法能較好地排除復雜基質干擾,方法快速簡便、靈敏度高、重現(xiàn)性和穩(wěn)定性好,適用于菜薹中農藥多殘留的快速批量檢測。該方法的檢出限(LOD) 為0.1~2.5 μg/kg,定量限(LOQ)為0.3~8.0 μg/kg,加標回收率為71.9%~118.7%,可滿足菜薹中多種農藥殘留檢測需要。