覃國(guó)新,李慧玲,周其峰,楊玉霞,何潔,韋宇寧,王海軍,陳泳锨,王天順,陳偉,黃曲燕
(1.廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與檢測(cè)技術(shù)研究所,農(nóng)業(yè)部甘蔗品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(南寧),廣西南寧 530007)(2.廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所,廣西南寧 530007)
香蕉是全球重要的熱帶水果之一,也是消費(fèi)量和貿(mào)易量名列前茅的水果品種之一[1,2]。我國(guó)是香蕉第二大生產(chǎn)國(guó),香蕉消費(fèi)量在總水果消費(fèi)量中排名第4[1,2]。香蕉已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)國(guó)非常重要的糧食和經(jīng)濟(jì)作物,在提高農(nóng)村經(jīng)濟(jì)收入中起關(guān)鍵性的作用。因此,香蕉鮮果的產(chǎn)品質(zhì)量安全一直備受關(guān)注,然而長(zhǎng)期以來(lái)人們的關(guān)注點(diǎn)在于香蕉中的農(nóng)藥殘留,忽視了香蕉及香蕉葉中的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑(Plant Growth Regulators,PGRs)殘留。PGRs 是一類(lèi)廣泛用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植的植物激素化合物,它們可以促進(jìn)或者抑制植物的生長(zhǎng),可以調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程[3,4]。但若其在香蕉及香蕉葉中殘留量過(guò)高,不僅可致畸致癌、影響心機(jī)功能等毒副作用,而且會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境會(huì)造成不可估量的毒害[5]。然而,目前我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定有香蕉中PGRs的殘留限量值以及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。所以,建立快速檢測(cè)香蕉產(chǎn)品中PGRs 殘留的分析方法具有重要意義。
目前,對(duì)果蔬農(nóng)產(chǎn)品中植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑殘留的檢測(cè)方法主要有液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法[6-8]、液相色譜法[9]、氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法[10]。前處理技術(shù)主要有固相萃取法[11,12]、簡(jiǎn)單、快速、安全、價(jià)格低廉的分散固相萃取凈化法(Quick Easy Cheap Effective Rugged Safe,QuEChERS)[13,14]等。近年來(lái),基于QuEChERS原理,報(bào)道了通過(guò)式固相萃取前處理凈化技術(shù)[15,16],覃國(guó)新等[17]基于通過(guò)式固相萃取凈化技術(shù),建立了同步測(cè)定蔬菜中克百威和涕滅威及代謝物殘留的檢測(cè)方法,該凈化方法明顯縮短了樣品前處理時(shí)間,具有方便、快捷等優(yōu)點(diǎn)。多功能針式過(guò)濾器凈化是在通過(guò)式固相萃取技術(shù)的基礎(chǔ)上,將樣品提取溶液的凈化和過(guò)濾集于一步完成而建立的農(nóng)藥多殘留檢測(cè)樣品前處理技術(shù)[18],相對(duì)于QuEChERS 法,多功能針式過(guò)濾器凈化方法節(jié)省了振搖凈化及離心的多個(gè)環(huán)節(jié),極大地提高了檢測(cè)效率。
常見(jiàn)的用于果蔬種植中的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑主要有矮壯素、縮節(jié)胺、多效唑、丙環(huán)唑、抗倒酯、氯苯胺靈、氯吡脲、烯效唑、抑芽丹、蕓苔素內(nèi)酯、吲哚乙酸、吲哚丁酸、噻苯隆、胺鮮酯、赤霉素等。但我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 2763-2021《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》中僅規(guī)定了2,4-D、矮壯素、胺鮮脂、單氰胺、丁酰肼、多效唑、氟節(jié)胺、復(fù)硝酸鈉、甲哌鎓(助壯素)、抗倒酯、氯苯胺靈、氯吡脲、萘乙酸、噻苯隆、噻節(jié)因、四氯硝基苯、調(diào)環(huán)酸鈣、烯效唑、乙烯利和抑芽丹等20 種PGRs 在部分果蔬中的殘留限量標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),目前尚未見(jiàn)采用多功能針式過(guò)濾器凈化方法對(duì)香蕉全果、香蕉果肉及香蕉葉中烯效唑、多效唑、噻苯隆、胺鮮酯、吲哚丁酸、吲哚乙酸、蕓苔素內(nèi)酯、丙環(huán)唑和氯吡脲等9 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑殘留檢測(cè)前處理的研究報(bào)道。因此,本實(shí)驗(yàn)建立了多功能針式過(guò)濾器凈化-超高效液相色串聯(lián)質(zhì)譜同步檢測(cè)香蕉全果、香蕉果肉和香蕉葉中烯效唑、多效唑、噻苯隆、胺鮮酯、吲哚丁酸、吲哚乙酸、蕓苔素內(nèi)酯、丙環(huán)唑和氯吡脲9 種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑殘留的分析方法。
Xevo TQ-S 型超高效液相色譜-三重四級(jí)桿串聯(lián)質(zhì)譜用儀(UPLC-MS/MS)配有電噴霧離子源,美國(guó)Waters 公司;DS-1 型高速組織搗碎機(jī),上海標(biāo)模儀器廠;LD5-2A 型離心機(jī),北京京立離心機(jī)有限責(zé)任公司;多功能針式過(guò)濾器(含150 mg MgSO4、50 mg 乙二胺-N-丙基硅烷(PSA)、50 mg 十八烷基鍵合相硅膠(C18)),天津阿爾塔科技有限公司;
烯效唑(純度≥98.0%,m/m)、多效唑(純度≥98.8%,m/m)、噻苯隆(純度≥99.4%,m/m);胺鮮酯(純度≥99.7%,m/m)、吲哚丁酸(純度≥99.5%,m/m)、吲哚乙酸(純度≥99.6%,m/m)、蕓苔素內(nèi)酯(純度≥98.0%,m/m)、丙環(huán)唑(純度≥99.0%,m/m)、氯吡脲(純度≥99.5%,m/m)、乙酸(色譜純),上海安普實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司;乙腈(色譜純),賽默飛世爾(中國(guó))科技有限公司。
準(zhǔn)確稱(chēng)取適量的9 種待測(cè)化合物標(biāo)準(zhǔn)品,用乙腈配制成濃度為1 000 mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液;準(zhǔn)確移取9種標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,用乙腈稀釋成濃度為10.0 mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)中間混合溶液;使用時(shí)用乙腈或者空白基質(zhì)提取凈化液逐級(jí)稀釋至所需要的濃度。
提?。喝∠憬度⑾憬豆夂拖憬度~試樣,采用組織搗碎機(jī)搗碎制備得到混合均勻的樣品,稱(chēng)取10.00 g,加入20.0 mL 體積分?jǐn)?shù)1%乙酸乙腈,渦旋提取1 min,加入3 g 氯化鈉,再渦旋提取1 min,4 000 r/min離心5 min,收集上清液待凈化。
凈化:取上述上清液1.5 mL 以2 滴/s 的速度通過(guò)多功能針式過(guò)濾器于進(jìn)樣瓶中,供UPLC-MS/MS 測(cè)定。
1.4.1 色譜條件
色譜柱:ACQUITY UPLC BEH C18色譜柱(2.1×100 mm,1.7 μm),美國(guó)Waters 公司;流動(dòng)相A:0.1%甲酸溶液,流動(dòng)相B:乙腈。梯度洗脫程序?yàn)椋?~0.8 min,90% A;0.8~1.8 min,90%~70% A;1.8~3.8 min,70%~50% A;3.8~5.5 min,50%~30% A;5.5~7.0 min,30%~10% A;7.0~8.5 min,10% A;8.5~ 9.2 min,10%~50% A;9.2~9.6 min,50%~90% A;9.6~10.0 min,90%;柱溫35 ℃,流速0.25 mL/min,進(jìn)樣體積2.0 μL。
1.4.2 質(zhì)譜條件
采用電噴霧ESI+離子源和多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM)的模式;脫溶劑氣溫度350 ℃,電噴霧電壓3.0 kV,離子源的溫度為150 ℃,脫溶劑的氣體流速為700 L/hr。在儀器檢測(cè)分析過(guò)程的中,以母離子和兩個(gè)子離子的信息比較來(lái)定性分析;用母離子及響應(yīng)值最高的子離子來(lái)定量分析。9 種PGRs 的多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式質(zhì)譜參數(shù)如表1所示。
表1 9 種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的質(zhì)譜分析參數(shù)Table 1 MS/MS analysis parameters for the 9 PGRs
2.1.1 質(zhì)譜條件的優(yōu)化
由于9 種PGRs 中絕大多數(shù)化合物屬于含氮的堿性化合物,根據(jù)目標(biāo)化合物的性質(zhì),在質(zhì)譜掃描時(shí)堿性化合物適合選擇正離子(ESI+)模式掃描。因此,本實(shí)驗(yàn)采用正離子的掃描方式,以濃度大小為0.1 mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)溶液掃描測(cè)定,優(yōu)化了烯效唑、多效唑、噻苯隆、胺鮮酯、吲哚丁酸、吲哚乙酸、蕓苔素內(nèi)酯、丙環(huán)唑和氯吡脲的母離子分別為m/z292.2、294.1、221、216、204、176、481.2、342、248.1。其它質(zhì)譜參數(shù)見(jiàn)表1。
2.1.2 色譜條件的優(yōu)化
當(dāng)用正離子(ESI+)模式進(jìn)行掃描時(shí),加酸可以向待測(cè)化合物提供H+,以提高化合物在質(zhì)譜中的響應(yīng)值;實(shí)驗(yàn)考察了以甲醇及乙腈做為有機(jī)流動(dòng)相的分離效果,當(dāng)選用乙腈時(shí)9 種PGRs 的峰形更好且響應(yīng)值更高,綜合考慮,本文采用乙腈和0.1%甲酸作為流動(dòng)相,并優(yōu)化了流動(dòng)相的梯度洗脫程序,以獲得更好的分離效果。
在優(yōu)化的色譜-質(zhì)譜條件下,烯效唑、多效唑、噻苯隆、胺鮮酯、吲哚丁酸、吲哚乙酸、蕓苔素內(nèi)酯、丙環(huán)唑和氯吡脲在香蕉全果、香蕉果肉和香蕉葉混合空白基質(zhì)加標(biāo)下的MRM 色譜圖如圖1,出峰時(shí)間依次為6.16、5.73、4.22、3.51、4.56、3.75、5.73、6.74、4.95 min,由圖1可見(jiàn),樣品基質(zhì)不干擾待測(cè)化合物的測(cè)定。
圖1 9 種PGRs 在香蕉全果、香蕉果肉和香蕉葉混合空白基質(zhì)加標(biāo)(0.1 mg/kg)下的MRM 色譜圖Fig.1 MRM chromatograms of 9 PGRs of mixed blank samples of banana whole fruit,banana pulp and banana leaf spiked at 0.1 mg/kg level
目標(biāo)物的提取及凈化是植物源性樣品農(nóng)藥殘留測(cè)定的重要環(huán)節(jié),其直接影響檢測(cè)方法的重現(xiàn)性和回收率。本文采用體積分?jǐn)?shù)1%乙酸乙腈渦旋提取,加入氯化鈉,再渦旋提取,離心后,上清液直接經(jīng)過(guò)多功能針式過(guò)濾器凈化以吸附色素、蛋白質(zhì)等干擾物質(zhì),與QuEChERS 分散固相萃取凈化方式對(duì)比,本方法操作更簡(jiǎn)便,適合批量快速檢測(cè)需求。
取不含待測(cè)PGRs 的香蕉全果、香蕉果肉和香蕉葉樣品,經(jīng)“1.3”方法處理,得到空白樣品基質(zhì)提取的凈化溶液,用此溶液逐漸稀釋10 mg/L 的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,配成0.001、0.005、0.01、0.05、0.1 和0.5 mg/L 的基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。在以上優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下上機(jī)檢測(cè),用目標(biāo)物的質(zhì)量濃度(X,mg/L)作為橫坐標(biāo),相對(duì)應(yīng)定量離子對(duì)的峰面積(Y)作為縱坐標(biāo)制作基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線。基質(zhì)校準(zhǔn)曲線斜率與純?nèi)軇┬?zhǔn)曲線斜率的比值即為基質(zhì)效應(yīng)(ME),當(dāng)計(jì)算得到ME值越接近于1時(shí),基質(zhì)效應(yīng)就越小,具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。從表2可知,烯效唑在香蕉果皮、香蕉果肉和香蕉葉片中以及蕓苔素內(nèi)酯在香蕉果皮、香蕉果肉中的基質(zhì)效應(yīng)很大(ME>1.7),胺鮮酯的基質(zhì)效應(yīng)較弱(ME值接近于1),其它化合物均存在程度不同的基質(zhì)效應(yīng)。這可能與化合物本身性質(zhì)、待測(cè)樣品基質(zhì)及目標(biāo)物離子化的效果有關(guān),為減小基質(zhì)效應(yīng),采用基質(zhì)校準(zhǔn)進(jìn)行定量。
在上述優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下,香蕉全果、香蕉果肉和香蕉葉中的烯效唑、多效唑、噻苯隆、胺鮮酯、吲哚丁酸、吲哚乙酸、蕓苔素內(nèi)酯、丙環(huán)唑和氯吡脲在0.001~0.5 mg/L 范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系(9 種PGRs 在香蕉全果中的基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線圖如圖2所示),不同基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線線性方程見(jiàn)表2,相關(guān)系數(shù)均大于0.999 2。以3 倍信噪比(S/N=3)計(jì)算得到9 種PGRs的檢出限(LOD)分別為0.50、0.20、0.50、0.80、10.00、10.00、3.00、0.20 和4.00 μg/kg,以S/N=10計(jì)算得到其定量限(LOQ)分別為1.60、0.70、1.60、2.50、33.50足檢測(cè)需要。
圖2 不同質(zhì)量濃度烯效唑(a);多效唑(b);噻苯隆(c);胺鮮酯(d);吲哚丁酸(e);吲哚乙酸(f);蕓苔素內(nèi)酯(g);丙環(huán)唑(h)和氯吡脲(i)在香蕉全果中的線性關(guān)系Fig.2 Linear relationship of uniconazole (a); paclobutrazol (b);thidiazuron (c); diethyl aminoethyl hexanoate (d); indolyl butyric acid (e); indolyl acetic acid (f); brassinolide (g);propiconazole (h) and forchlorfenuron (i) with various concentrations in banana whole fruit
表2 香蕉果皮、香蕉果肉和香蕉葉片中9 種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的基質(zhì)效應(yīng)Table 2 Matrix effects of 9 PGRs in matrix of banana whole fruit,banana pulp and banana leaf
取未檢出有9 種待測(cè)目標(biāo)化合物的香蕉全果、香蕉果肉及香蕉葉為空白樣品進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)(多功能針式過(guò)濾器和QuEChERS 對(duì)比),10 g 樣品中9 種PGRs 的加標(biāo)濃度分別為0.05、0.10、0.50 mg/kg。測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。在香蕉全果、香蕉果肉及香蕉葉中,本方法的平均添加回收率在80.50%~113.00%,QuEChERS 法的平均添加回收率在80.70%~112.30%之間,兩種方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)分別為0.40%~5.60%和1.00%~5.90%??梢?jiàn),它們的回收率及精密度都達(dá)到要求,但多功能針式過(guò)濾器前處理凈化法,集凈化和過(guò)濾一步完成,省去了振搖分散凈化及離心環(huán)節(jié),簡(jiǎn)化了凈化步驟、縮短了前處理時(shí)間,不但有效提高了檢測(cè)效率,而且能很好除去提取液中色素、蛋白質(zhì)等基質(zhì)干擾物質(zhì),本方法更簡(jiǎn)便、快捷。
表3 檢測(cè)樣品中9 種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的平均加標(biāo)回收率與相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=6)Table 3 Average spiked recoveries and RSD (n=6) of 9 PGRs in real samples
從種植地中取10 份香蕉及對(duì)應(yīng)的香蕉葉樣品,按“1.3 節(jié)”處理,對(duì)其中的烯效唑、多效唑、噻苯隆、胺鮮酯、吲哚丁酸、吲哚乙酸、蕓苔素內(nèi)酯、丙環(huán)唑和氯吡脲進(jìn)行檢測(cè),均未檢出有上述PGRs 殘留。
本研究建立了多功能過(guò)濾器凈化-超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同步測(cè)定香蕉全果、香蕉果肉及香蕉葉中烯效唑、多效唑、噻苯隆、胺鮮酯、吲哚丁酸、吲哚乙酸、蕓苔素內(nèi)酯、丙環(huán)唑和氯吡脲殘留的分析方法。樣品經(jīng)1%(V/V)乙酸-乙腈提取,多功能針式過(guò)濾器一步式凈化后,采用電噴霧ESI+離子源和多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM)的模式進(jìn)行質(zhì)譜測(cè)定。方法檢出限(LOD)在0.20~10.00 μg/kg 之間,定量限(LOQ)在0.70~33.50 μg/kg 之間。該方法簡(jiǎn)便快捷,具有良好的準(zhǔn)確度、靈敏度和精密度,適用于同步批量快速檢測(cè)烯效唑等9種PGRs 在香蕉全果、香蕉果肉及香蕉葉片中的殘留。