趙廣西,劉志梅
(1.秦皇島市食品藥品檢驗(yàn)中心,河北秦皇島 066000;2.秦皇島市食品化妝品稽查支隊(duì),河北秦皇島 066000)
農(nóng)藥因能有效防治病蟲(chóng)雜草、調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng)而成為重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料,但長(zhǎng)期濫用農(nóng)藥,不但污染環(huán)境,而且威脅人體健康。為了準(zhǔn)確對(duì)農(nóng)藥用量進(jìn)行監(jiān)控和評(píng)價(jià),各個(gè)國(guó)家和組織制定了農(nóng)藥最大殘留限量標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》(GB 2763—2019)包含483種農(nóng)藥的7 107項(xiàng)限量指標(biāo)。但農(nóng)藥性質(zhì)不同,食品種類多樣,對(duì)檢測(cè)造成極大的困難,因此建立簡(jiǎn)便、低成本、高靈敏度的檢測(cè)方法非常重要。
檢測(cè)過(guò)程中,前處理十分重要,時(shí)間約占60%。固相萃取法較為常用,但操作煩瑣,且不適用于檢測(cè)復(fù)雜樣品。磁性石墨烯有著絕佳的電學(xué)、光學(xué)、力學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)[1-4]以及較大的比表面積[5],因此石墨烯分散固相萃取成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)[6-8]。
本研究將磁性石墨烯分散固相萃取與超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)結(jié)合,建立了水果中6種農(nóng)藥殘留的測(cè)定方法,考察不同的條件對(duì)磁性石墨烯分散固相萃取效率的影響。
LC-20A液相色譜儀(日本島津公司)、AB5500三重四級(jí)桿質(zhì)譜(美國(guó)AB公司)、Waters UPLC BEH C18-T3色譜柱(150 mm ×2.1 mm,1.7 μm)、氮吹儀(上海安譜公司)、臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)(上海安譜公司)。
甲醇(色譜純,迪馬公司),乙腈(色譜純,迪馬公司),甲酸(分析純,國(guó)藥試劑公司),實(shí)驗(yàn)用水(美國(guó)Millipore公司超純水裝置制備),抗蚜威、吡蟲(chóng)啉、速滅威、撲滅津、丙草胺以及異丙威均來(lái)自壇墨質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心。
1.2.1 樣品處理方法
稱5.0 g樣品,加2.0 g無(wú)水硫酸鈉和10 mL乙腈磷酸溶液(100∶1),勻漿后在-4 ℃下,8 000 r/min離心15 min,取上清液于旋蒸瓶。重復(fù)后合并,45 ℃旋蒸到近干。加2 mL乙腈超聲溶解,再加3 mL乙腈飽和正己烷,渦旋后將上清液轉(zhuǎn)至離心管中,4 000 r/min離心5 min,將上清液轉(zhuǎn)移到盛有20 mg Fe3O4試管中,振蕩8 min,管底放磁鐵聚集石墨烯,棄去上層清液,加5 mL丙酮渦旋,將上清液轉(zhuǎn)到新試管。重復(fù)2次,收集洗脫液氮?dú)獯蹈桑? mL流動(dòng)相溶解。
1.2.2 色譜條件
Waters UPLC BEH C18柱(150 mm ×2.1 mm, 1.7 μm)分離,以0.1%甲酸水溶液(流動(dòng)相A),0.1%甲酸甲醇溶液(流動(dòng)相B)梯度洗脫,流速0.35 mL/min,柱溫40.0 ℃,在多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式(MRM)下采用正離子掃描模式進(jìn)行定量分析。
梯度洗脫程序:0~2.0 min,10%B;2.0~9.0 min,90%B;9.0~10.0 min,20% B;10.0~12.0 min,10%B。
1.2.3 質(zhì)譜條件
抗蚜威保留時(shí)間3.22 min,離子對(duì)239/72、239/182;吡蟲(chóng)啉保留時(shí)間3.67 min,離子對(duì)256/175、256/209;速滅威保留5.27 min,離子對(duì)166/94、166/109;異丙威保留6.86 min,離子對(duì)194/95、194/137;撲滅津保留7.42 min,離子對(duì)229/188、229/146;丙草胺保留7.91 min,離子對(duì)312/176、312/252。
磁性石墨烯的用量是影響效率的重要因素。為研究不同用量對(duì)萃取效率影響,設(shè)定吸附劑為5 mg、10 mg、15 mg、20 mg和35 mg。結(jié)果表明用量在0~20 mg,回收率增加,當(dāng)用量超過(guò)20 mg,回收率略有減低,因此選擇石墨烯用量為20 mg。
樣液pH值對(duì)萃取效率有著重要影響,對(duì)吸附劑表面的電荷種類、密度及目標(biāo)物存在狀態(tài)有著重要影響,實(shí)驗(yàn)要求分析物以電中性存在,避免吸附劑表面存在的電荷對(duì)吸附過(guò)程的影響。實(shí)驗(yàn)研究pH分別為2.0、4.5、7.0、8.0及10.0時(shí)對(duì)萃取效率影響。結(jié)果表明當(dāng)pH在6.0~8.0時(shí)效率最高。可能是目標(biāo)物在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性下易分解,并且此條件下吸附劑也較穩(wěn)定,因此選擇pH為8.0。
圖1 抗蚜威、吡蟲(chóng)啉、速滅威、異丙威、撲滅津和丙草胺的UPLC-MS/MS色譜圖
鹽濃度也是影響萃取效率的重要因素。實(shí)驗(yàn)對(duì)0%、2%、4%、5%及10%的NaCl系列濃度進(jìn)行研究,結(jié)果表明NaCl的濃度為2%時(shí)萃取效率最高,繼續(xù)增大反而降低??赡苁请S著NaCl濃度的增高,溶液的離子強(qiáng)度也隨之增加,從而影響了待測(cè)物在溶液和萃取劑間的分配系數(shù),使有機(jī)物的溶解度降低,有利于目標(biāo)物析出;而濃度過(guò)高,則粘滯阻力影響溶質(zhì)傳質(zhì)速度,目標(biāo)物的擴(kuò)散系數(shù)和萃取能力下降,因此選擇NaCl加2%。
目標(biāo)物的洗脫對(duì)回收率的影響十分顯著。比較乙腈、乙醇、丙酮、乙酸乙酯4種有機(jī)溶劑的解吸效果。結(jié)果表明,丙酮最好,乙腈其次,兩者的解吸效果明顯好于乙醇和乙酸乙酯,因此選取丙酮作為解吸劑。
分別使用2 mL、4 mL、5 mL、8 mL及10 mL丙酮進(jìn)行洗脫實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)在2~5 mL時(shí)回收率增加,5 mL時(shí)回收率最大,繼續(xù)增加略有降低。這應(yīng)是隨著萃取量的增加,雜質(zhì)也增加,影響洗脫效率,因此選擇5 mL作為洗脫體積。
6種農(nóng)殘的相關(guān)系數(shù)在0.995~0.998,有良好的線性關(guān)系。以信噪比10倍為定量限,結(jié)果表明,6種農(nóng)藥的定量限為2.5~5.5 μg/kg。取葡萄作為基質(zhì),在0.01 mg/kg、0.05 mg/kg和0.50 mg/kg 3個(gè)添加水平下,每個(gè)濃度6份樣品,回收率范圍為85%~106%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.6%~8.2%。
實(shí)驗(yàn)探索了以磁性石墨烯為吸附劑,建立分散固相萃取-液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定水果中多種農(nóng)藥殘留量的方法。對(duì)石墨烯用量、pH、離子強(qiáng)度以及解吸條件進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明,磁性石墨烯作為固相萃取吸附劑,有良好的富集能力和負(fù)載量。本方法具有良好的線性關(guān)系,回收率高,定量限滿足需求。據(jù)此推斷,石墨烯經(jīng)過(guò)不斷推廣改良之后,將應(yīng)用于更多復(fù)雜基質(zhì)的處理中,具有好的發(fā)展前景。