喻歆茹 路彩紅 徐玲英等
中圖分類號:S 481.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A DOI:10.16688/j.zwbh. 2020264
吡唑醚菌酯屬于甲氧基丙烯酸酯類新型殺菌劑,其主要通過抑制病菌線粒體的呼吸阻礙病菌的能量循環(huán),最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。吡唑醚菌酯對子囊菌類、擔(dān)子菌類、半知菌類及卵菌類均有很好的活性,具有保護(hù)、治療、滲透、內(nèi)吸等作用,對農(nóng)作物生長有一定的調(diào)節(jié)作用,被廣泛用于防治農(nóng)作物的霜霉病、白粉病、葉斑病、炭疽病等病害。除此之外,吡唑醚菌酯還能誘導(dǎo)農(nóng)作物發(fā)生生理變化,提高對氮元素的吸收,促進(jìn)生長,提高產(chǎn)量。
我國是草莓第一種植大國。由于草莓生長周期短,經(jīng)濟(jì)效益高,已成為我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之J[們,但連作易引起草莓病害的發(fā)生。吡唑醚菌酯是防治草莓病害的主要農(nóng)藥,其大量使用所帶來的健康風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境問題都值得關(guān)注。盡管吡唑醚菌酯毒性較低,但過量使用可能對消費(fèi)者構(gòu)成潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)。目前,國內(nèi)外對吡唑醚菌酯在農(nóng)產(chǎn)品上的殘留測定方法已有大量報(bào)道,但已報(bào)道的檢測方法中其樣品前處理和凈化方法效果不佳,試劑使用量大。草莓中吡唑醚菌酯殘留檢測的氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法尚未見報(bào)道。由于不同樣本基質(zhì)的多樣性,現(xiàn)有方法無法直接使用,我國規(guī)定吡唑醚菌酯在草莓上的最大殘留限量(maxlmum res-idue limit,MRL)為2mg/kg。雖已有關(guān)于吡唑醚菌酯在草莓等鮮食水果、蔬菜上的膳食風(fēng)險(xiǎn)評估報(bào)道,但GB 2763—2019中針對吡唑醚菌酯在食品中最大殘留限量制定的食品類別由15項(xiàng)增加到66項(xiàng),需要對其重新進(jìn)行膳食風(fēng)險(xiǎn)評估。本試驗(yàn)通過對提取溶劑、分散固相吸附劑進(jìn)行優(yōu)化,建立了準(zhǔn)確、快速測定草莓中吡唑醚菌酯的氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法(GC-MS/MS),同時(shí)結(jié)合施藥濃度、施藥次數(shù)及施藥間隔時(shí)間等因素對吡唑醚菌酯進(jìn)行消解動態(tài)差異、殘留特點(diǎn)等對比,并對吡唑醚菌酯在草莓中的最終殘留結(jié)果進(jìn)行膳食風(fēng)險(xiǎn)評估,以期為吡唑醚菌酯在草莓上的科學(xué)合理使用和殘留檢測提供技術(shù)支持。
1.1儀器與試劑
TQ 8040氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜系統(tǒng),日本島津公司;DB-5 MS色譜柱(30m×0.25 mm×0.25μm,美國Agilent Technologies公司);其他為實(shí)驗(yàn)室常規(guī)儀器設(shè)備。
99.5%吡唑醚菌酯標(biāo)準(zhǔn)品購自德國Dr. Eh renstorfer GmbH公司;分析純乙腈,上海凌峰化學(xué)試劑有限公司;色譜純乙腈,德國默克公司;色譜純甲酸,美國Anaqua Chemicals;氯化鈉(分析純),蘭溪市屹達(dá)化工試劑有限公司;2mL Agela Clean ert MAS-Q凈化管購自天津博納艾杰爾科技有限公司,包括3種,分別為1)C18 50 mg,PSA 50 mg,MgSO4150 mg;2)C18 50 mg, PSA 50 mg, MgSO4150 mg, PC 50 mg;3) C18 50 mg, PSA 50 mg,MgSO4150 mg,PC 8 mg。250 g/L吡唑醚菌酯乳油(EC),巴斯夫(中國)有限公司。
1.2樣品前處理
1.2.1提取溶劑的優(yōu)化
乙酸乙酯、丙酮、乙腈、正己烷是果蔬樣品中農(nóng)藥殘留分析的常用提取溶劑,本試驗(yàn)比較了這5種試劑作為提取溶劑的提取效率。稱取已勻漿的草莓空白樣品5.0g于50 mL離心管中,加入吡唑醚菌酯標(biāo)準(zhǔn)溶液(添加量為0.2 mg/kg)靜置30 min。加入20 mL提取試劑振蕩30 min,加入約3g氯化鈉,渦旋振蕩1min,5454 g離心1 min,吸取1.0 mL上清液至平底燒瓶于40℃濃縮至近干,色譜純乙腈定容2.5mL,待凈化。
1.2.2凈化填料的優(yōu)化
吸附填料的組成和用量是影響樣品前處理凈化的重要因素,本試驗(yàn)采用分散固相萃取法對樣品進(jìn)行凈化。吸取1.2.1的待凈化液1.6mL于3種Cleanert MAS-Q凈化管中,渦旋30 s,8000g離心1 min,取上清液過0.22μm濾膜,待檢測。
1.2.3儀器分析條件
氣相色譜條件:色譜柱DB-5 MS。進(jìn)樣口溫度:250℃;起始溫度80℃保持1min,以35℃/min升溫至280℃,保持6 min;載氣:He(純度≥99. 999%),恒流模式,進(jìn)樣體積1.0μL;進(jìn)樣模式:不分流進(jìn)樣;質(zhì)譜條件:采用多反應(yīng)離子監(jiān)測模式( multiplereaction monitoring,MRM)采集,電離方式:EI(70 eV);接口溫度:280℃;離子源溫度:230℃;檢測電壓:0.8 kV,定性和定量離子對、碰撞能如表1所示。
1.2.4標(biāo)準(zhǔn)曲線
乙腈為溶劑,配制1μg/mL吡唑醚菌酯標(biāo)準(zhǔn)儲備液,并依次稀釋成0. 001、0.005、0.010、0.050、0. 100、0.200μg/mL系列標(biāo)準(zhǔn)工作液,按照1.2.3節(jié)的檢測條件進(jìn)樣,以標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度對峰面積作圖,繪制吡唑醚菌酯的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。使用草莓空白樣品,按照1.2的方法提取并凈化制得草莓空白基質(zhì)溶液,吸取2 mL草莓空白基質(zhì)溶液,N2吹至近干后用配制的系列標(biāo)準(zhǔn)工作液復(fù)溶,超聲得到基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液,過0. 22μm微孔濾膜后進(jìn)行GC-MS/MS測定。
1.2.5回收率和精密度
向草莓空白樣品中添加3個(gè)水平(0. 020、0.20、2.0 mg/kg)的吡唑醚菌酯標(biāo)準(zhǔn)溶液,每個(gè)水平重復(fù)5次。按照已優(yōu)化的前處理方法提取和凈化,1.2.3的檢測條件進(jìn)行分析,外標(biāo)法定量,計(jì)算加標(biāo)回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)。
1.3吡唑醚菌酯田間消解動態(tài)和殘留試驗(yàn)
于2019年3月—12月分別在浙江省杭州市、遼寧省沈陽市、北京市、山東省濰坊市、黑龍江省哈爾濱市、湖南省長沙市、安徽省合肥市、貴州省畢節(jié)市進(jìn)行250 g/L吡唑醚菌酯EC防治草莓葉斑病的田間試驗(yàn)。250 g/L吡唑醚菌酯EC的田間推薦劑量為6. 0~10.0 g/667m2。在草莓葉斑病發(fā)生初期采用噴霧方式施藥,每個(gè)小區(qū)50m2,藥液量為0. 067 5L/m2,保證均勻施藥,施藥3次,施藥間隔7~10 d。施藥后2h、1、3、5、7、lo d每個(gè)小區(qū)按四分法采集樣品。所有樣品裝入樣品袋中,在低于
20℃條件下保存。其中消解動態(tài)試驗(yàn)采用山東、北京、遼寧、浙江4地的樣品;最終殘留試驗(yàn)采用8地5、7、10d的樣品。樣品檢測前,所有樣品在冷凍狀態(tài)下經(jīng)勻漿機(jī)勻漿,制備成待檢樣品。
1.4膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)評估
采用國家估算每日攝入量(national estimated daily intake,NEDI)和風(fēng)險(xiǎn)概率(risk probability)對吡唑醚菌酯在草莓中的膳食風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估。
NEDI=∑[STMR(STMR-Pi)×F];
風(fēng)險(xiǎn)概率=NEDI/(ADI×Bw)×100%。
STMR:農(nóng)藥在某一食品中的規(guī)范殘留試驗(yàn)中值;STMR—Pi:用加工因子校正的規(guī)范殘留試驗(yàn)中值;F:一般人群某一食品的消費(fèi)量。ADI:每千克體重每日允許攝入量,單位mg/kg。Bw:人群平均體重,單位kg。當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)概率>100%時(shí),表示會對一般人群健康產(chǎn)生不可接受的風(fēng)險(xiǎn),風(fēng)險(xiǎn)概率越大,風(fēng)險(xiǎn)越大,反之,當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)概率<100%時(shí),表示對一般人群健康產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)是可接受的,風(fēng)險(xiǎn)概率越小,風(fēng)險(xiǎn)越小。
2.1提取溶劑的優(yōu)化
供試的5種溶劑中乙酸乙酯屬中等極性,用其作為提取溶劑時(shí)目標(biāo)化合物難以轉(zhuǎn)移到有機(jī)相中,且易將基質(zhì)樣品中的非極性雜質(zhì),如蠟質(zhì)、脂肪等提取出來。丙酮容易將樣品中的色素雜質(zhì)提取出來,且丙酮與水互溶,難以與水相分層。為了獲得更高的回收率和較好的樣品提取效率,本試驗(yàn)對5種不同試劑的提取效率和差異顯著性進(jìn)行比較,結(jié)果如圖1所示。不同提取溶劑提取的樣品中吡唑醚菌酯的平均回收率差異顯著(P<0.05),丙酮、乙腈及1. 0%甲酸乙腈均能有效提取吡唑醚菌酯,但由于草莓基質(zhì)含水量高,用乙腈或者酸化乙腈提取后鹽析效果更好,當(dāng)提取溶劑為1.0%甲酸乙腈時(shí),吡唑醚菌酯的萃取效率最高,其回收率為95.7%,RSD為3.2%,其結(jié)果與Narenderan等報(bào)道的一致。
2.2凈化填料的優(yōu)化
近年來,分散固相萃取法在農(nóng)藥上應(yīng)用廣泛,常見的用于凈化的吸附填料有C18,PC和PSA。PSA可以有效吸附脂肪酸、糖類、色素及有機(jī)酸等物質(zhì)。PC主要去除色素、甾醇類和非極性干擾物,C18主要去除脂肪和酯類等非極性干擾物。本試驗(yàn)選用C18、PC和PSA作為吸附填料,比較其對吡唑醚菌酯回收率的影響,結(jié)果如圖2所示。3種凈化方法下吡唑醚菌酯的平均回收率差異顯著(P<0.05),在吸附填料中均含有PSA 50 mg、MgSO4150 mg、C18 50 mg的條件下,凈化方法1添加50 mg PC其吡唑醚菌酯的回收率僅有45.5%;凈化方法3將PC含量降低為8 mg時(shí),吡唑醚菌酯的回收率顯著提高,回收率為83.1%;而凈化方法2的吸附填料里無PC,目標(biāo)物的回收率為107. 9%,與PC吸附劑相比,PSA也能吸附部分色素達(dá)到凈化色素的效果。結(jié)果表明,PC填料對于吡唑醚菌酯具有吸附作用,導(dǎo)致其回收率偏低,因此本試驗(yàn)采用PSA和C18作為凈化填料吸附雜質(zhì)。與Lagunas-Allue等所報(bào)道的方法相比,改進(jìn)QuEChERs-GC-MS/MS的LOQ更低,凈化分離效果好。
2.3方法的線性范圍、準(zhǔn)確度及精密度
本研究基于優(yōu)化后的QuEChERs方法進(jìn)行樣品前處理,采用1. 0%甲酸乙腈作為提取溶劑,凈化過程添加C18、PSA等分散固相吸附劑來去除草莓樣本中的雜質(zhì)。外標(biāo)法定量分析結(jié)果表明:在0. 001~0. 200 mg/L圍內(nèi),吡唑醚菌酯的峰面積(y)與其質(zhì)量濃度(x)呈良好的線性關(guān)系。標(biāo)準(zhǔn)溶液線性回歸方程為y=4878. 9x—2985.8,相關(guān)系數(shù)r=0. 999 8。
由表2可以看出:在0. 020、0.20、2.0 mg/kg添加水平下,吡唑醚菌酯在草莓中的平均回收率為101.4%、96. 8%、97. 3%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)分別為1. 8%、2.0%、3.3%(n=5)。草莓中吡唑醚菌酯的定量限(LOQ)為0. 020 mg/kg,符合農(nóng)藥殘留試驗(yàn)的規(guī)范要求。
2.4基質(zhì)效應(yīng)
本試驗(yàn)采用在空白草莓基質(zhì)中添加待測物的方法評價(jià)基質(zhì)效應(yīng),通過測定吡唑醚菌酯在基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液中標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率(Km)及其在純?nèi)軇┲袠?biāo)準(zhǔn)曲線的斜率(K),計(jì)算基質(zhì)效應(yīng)(matrix effect,ME)。ME=(Km/K-1)×100%。當(dāng)|ME|≤20%時(shí),表現(xiàn)為弱基質(zhì)效應(yīng);當(dāng)|ME|為20%~50%時(shí),為中等基質(zhì)效應(yīng);當(dāng)|ME|>50%時(shí)為強(qiáng)基質(zhì)效應(yīng)。由于草莓基質(zhì)復(fù)雜,凈化不完全而流出的基質(zhì)雜質(zhì)不僅影響方法的靈敏度,甚至還影響儀器的壽命,因此通常要求在保證添加回收率的同時(shí)要最大化地去除基質(zhì)干擾。本文比較了不同凈化方法下的草莓基質(zhì)效應(yīng),通過凈化方法1、2和3凈化草莓樣品,吡唑醚菌酯的基質(zhì)效應(yīng)分別為13. 2%,9. 7%,13. 7%,均呈現(xiàn)弱基質(zhì)效應(yīng),說明3種凈化方式條件下凈化效果良好。不同吸附填料對基質(zhì)效應(yīng)的影響評估結(jié)果顯示,含PC填料的凈化方法其基質(zhì)效應(yīng)要高于無PC填料的凈化方法,這可能是因?yàn)镻C吸附雜質(zhì)的同時(shí)也吸附目標(biāo)分析物。通過基質(zhì)效應(yīng)的評價(jià),本試驗(yàn)采用溶劑匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行校正,以提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
2.5吡唑醚菌酯在草莓中的消解動態(tài)
2.6吡唑醚菌酯在草莓中的最終殘留
吡唑醚菌酯在8地草莓中的最終殘留結(jié)果如表4所示,以250 g/L吡唑醚菌酯EC有效成分150 g/hm2在草莓上施藥3次。施藥后5d,草莓中吡唑醚菌酯殘留量為0. 015~0. 35 mg/kg,殘留中值(STMR)為0. 16 mg/kg,殘留最大值(HR)為0. 35 mg/kg。施藥后7d,草莓中吡唑醚菌酯殘留量為0. 014~0. 31 mg/kg,STMR為0.12 mg/kg,HR為0. 31mg/kg。施藥后10 d,草莓中吡唑醚菌酯殘留量為0. 012~0.15 mg/kg,STMR為0.085 mg/kg,HR為0.15 mg/kg。采收間隔期5d時(shí)吡唑醚菌酯在草莓中達(dá)到最大殘留量(0. 35 mg/kg),小于我國規(guī)定吡唑醚菌酯在草莓上的最大殘留限量(MRL=2 mg/kg)。
2.7吡唑醚菌酯膳食風(fēng)險(xiǎn)評估
基于最終殘留試驗(yàn)中吡唑醚菌酯的殘留數(shù)據(jù),以一般人群的膳食結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),選用采收間隔期5d的吡唑醚菌酯STMR(0.16 mg/kg)和GB 2763—2019中規(guī)定吡唑醚菌酯的ADI(0. 03mg/kg)進(jìn)行膳食風(fēng)險(xiǎn)評估,結(jié)果如表5所示。一般人群吡唑醚菌酯的國家估算每日攝入量( NEDI)為1.34 mg,占日允許攝入量的70. 9%,小于100%,表明我國居民對吡唑醚菌酯長期膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)較低,不會對人體健康產(chǎn)生不可接受的風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)果表明:以250 g/L吡唑醚菌酯EC有效成分150 g/hm2的劑量在草莓上噴霧施藥3次,采收間隔期為5d時(shí)不會對一般人群造成膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)。
本試驗(yàn)建立了基于分散固相萃取法結(jié)合GC-MS/MS檢測草莓樣品中吡唑醚菌酯殘留分析方法,以PSA、C18為凈化吸附填料,吡唑醚菌酯的平均回收率為96. 8%~101.4%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.8%~3.3%,定量限為0. 020 mg/kg。該方法具有操作簡單,高效等優(yōu)點(diǎn),且靈敏度、重現(xiàn)性、回收率等指標(biāo)都能滿足農(nóng)藥殘留檢測要求。通過田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)吡唑醚菌酯在草莓中的消解速率較快,半衰期為2. 2~3.0 d,屬于易降解農(nóng)藥,在末次施藥Sd后草莓中吡唑醚菌酯的殘留水平遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)規(guī)范殘留試驗(yàn)數(shù)據(jù)對草莓中吡唑醚菌酯的殘留進(jìn)行膳食風(fēng)險(xiǎn)評估,風(fēng)險(xiǎn)概率小于100%,表明了吡唑醚菌酯通過長期膳食攝人不會對身體產(chǎn)生不可接受的風(fēng)險(xiǎn)。