摘 要:目的:基于QuEChERS方法結(jié)合氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜(Gas Chromatography-Tandem Mass Spectrometry,GC-MS/MS)技術(shù),建立一種簡(jiǎn)單、快速檢測(cè)果蔬中農(nóng)藥殘留的方法。方法:果蔬樣品勻漿后,先用乙腈和乙酸緩沖鹽包提取,再用m-PFC小柱凈化,最后用GC-MS/MS測(cè)定,外標(biāo)法定量。結(jié)果:13種農(nóng)藥在10~500 μg·L-1濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,相關(guān)系數(shù)(R2)均大于0.994,檢出限為0.35~0.92 μg·kg-1,定量限為1.0~2.8 μg·kg-1;13種農(nóng)藥在3個(gè)水平下的加標(biāo)回收率為82.4%~110.1%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.9%~9.3%。結(jié)論:所建立的方法可操作性強(qiáng),具有較高的精密度和準(zhǔn)確度,可用于果蔬中農(nóng)藥殘留的定性和定量檢測(cè)。
關(guān)鍵詞:QuEChERS;氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法;農(nóng)藥殘留;果蔬
Determination of 13 Pesticide Residues in Fruits and Vegetables by QuEChERS Combined with GC-MS/MS
GUAN Yitao, CHEN Minghua, GU Cuimei, MA Shuqing*
(Weifang City Center for Disease Control and Prevention, Weifang 261061, China)
Abstract: Objective: To establish a simple and rapid method for the detection of pesticide residues in fruits and vegetables based on the QuEChERS method combined with gas chromatography-tandem mass spectrometry (GC-MS/MS) technology. Method: After homogenization, the fruit and vegetable samples were first extracted with acetonitrile and acetic acid buffer, then cleaned up with m-PFC cartridges, and finally determined by GC-MS/MS and quantified by external standard method. Result: The 13 pesticides had good linear relationships in the concentration range of 10~500 μg·L-1, and the correlation coefficients (R2) were all greater than 0.994. The limits of detection were 0.35~0.92 μg·kg-1, and the limits of quantification were 1.0~2.8 μg·kg-1. The recoveries of the 13 pesticides at three levels were 82.4%~110.1%, and the relative standard deviation were 2.9%~9.3%. Conclusion: The established method is highly operable, has high precision and accuracy, and can be used for the qualitative and quantitative determination of pesticide residues in fruits and vegetables.
Keywords: QuEChERS; gas chromatography-tandem mass spectrometry; pesticide residues; fruits and vegetables
果蔬種植過(guò)程中不合理用藥會(huì)導(dǎo)致農(nóng)藥殘留,由于大部分果蔬是鮮食的,農(nóng)藥殘留必然會(huì)增加果蔬的食品安全風(fēng)險(xiǎn)。因此,加強(qiáng)果蔬農(nóng)藥殘留檢驗(yàn)方法的研究非常有必要。目前,果蔬中農(nóng)藥殘留檢測(cè)的前處理方法主要有液-液萃取法、固相萃取法、固相微萃取法、QuEChERS法等[1-3]。農(nóng)藥殘留的檢驗(yàn)方法主要有氣相色譜法(Gas Chromatography,GC)、液相色譜法(Liquid Chromatography,LC)、液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法(Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry,LC-MS/MS)、氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法(Gas Chromatography-Tandem Mass Spectrometry,GC-MS/MS)[4-5]等。QuEChERS前處理技術(shù)與色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)相結(jié)合使果蔬中農(nóng)藥殘留檢測(cè)更加高效、便捷。
QuEChERS自2002年發(fā)布至今,經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn)和完善,已發(fā)展成為一種適用性極強(qiáng)的多樣化前處理技術(shù)[6-8]??焖贋V過(guò)型凈化柱(m-PFC)是基于QuEChERS方法研發(fā)的一種前處理凈化柱,能夠快速對(duì)樣品進(jìn)行前處理。它將填料裝在注射器中,使用過(guò)程中通過(guò)抽提或推送的方式使提取液通過(guò)含有多壁碳納米管(Multi-Walled Carbon Nanotubes,MWCNTs)、N-丙基乙二胺(Primary Secondary Amine,PSA)和無(wú)水硫酸鎂的填料層,將色素、脂類、甾醇類等物質(zhì)留在填料層,實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物與干擾物的分離,并去除樣品中的水分[9-10]。本文基于QuEChERS前處理方法結(jié)合GC-MS/MS技術(shù),通過(guò)優(yōu)化前處理及上機(jī)分析條件,建立了一種快速濾過(guò)型凈化法結(jié)合GC-MS/MS檢測(cè)果蔬中13種常見(jiàn)農(nóng)藥殘留的方法。
1 材料與方法
1.1 樣品來(lái)源
實(shí)驗(yàn)所用果蔬從濰坊市各縣(市、區(qū))的超市、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、集市和路邊攤位購(gòu)買獲得,主要為消費(fèi)量較大的大白菜、菠菜、芹菜、黃瓜、香菜、西紅柿、大蔥、韭菜、蘋果、梨、柑橘和櫻桃等。
1.2 儀器與試劑
1.2.1 儀器
Thermo Trace1610/ TSQ9610三重四極桿氣質(zhì)聯(lián)用儀(美國(guó)賽默飛),配備PAL3自動(dòng)樣品前處理平臺(tái)(瑞士CTC公司);色譜柱為TG-5SILMS柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm,美國(guó)賽默飛);LYNX4000高速冷凍落地離心機(jī)(美國(guó)賽默飛);Heidolph渦旋振蕩器(德國(guó)海道夫);ARA520型電子天平(上海奧豪斯)。
1.2.2 試劑
13種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品:丙酮中滅線磷、丙酮中水胺硫磷、丙酮中三唑磷、丙酮中毒死蜱、正己烷中α-硫丹、正己烷中β-硫丹、正己烷中五氯硝基苯、正己烷中百菌清、正己烷中硫丹硫酸鹽、正己烷中三氟氯氰菊酯(氯氟氰菊酯)、正己烷中殺螨酯、丙酮中速克靈(腐霉利)和丙酮中噁霜靈,濃度均為100 μg·mL-1,均購(gòu)自農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所。
色譜純乙腈、丙酮、乙酸乙酯,購(gòu)自美國(guó)賽默飛;普通鹽包(1 g氯化鈉和4 g無(wú)水硫酸鎂)、檸檬酸緩沖鹽體系鹽包(1 g氯化鈉、4 g無(wú)水硫酸鎂、1 g檸檬酸鈉和0.5 g檸檬酸氫二鈉)、QuEChERS凈化管A(900 mg無(wú)水硫酸鎂和150 mgPSA)和QuEChERS凈化管B(900 mg無(wú)水硫酸鎂、150 mg PSA和15 mg GCB),購(gòu)自美國(guó)Thermo公司;乙酸緩沖鹽體系鹽包(6 g無(wú)水硫酸鎂和1.5 g醋酸鈉)、m-PFC小柱A(簡(jiǎn)單基質(zhì),包括150 mg無(wú)水硫酸鎂、15 mg PSA和15 mg MWCNTs)、m-PFC小柱B(復(fù)雜基質(zhì),包括150 mg無(wú)水硫酸鎂、15 mg PSA和25 mg MWCNTs)和陶瓷均質(zhì)子,購(gòu)自北京綠綿科技有限公司;0.22 μm有機(jī)濾膜,購(gòu)自天津艾杰爾公司。
1.3 樣品的前處理
1.3.1 提取
準(zhǔn)確稱取10 g樣品,勻漿后(果蔬樣本盡量不要用水清洗)置于50 mL塑料離心管,加入10 mL乙腈后劇烈振蕩1 min,然后加入1包通用鹽包或緩沖鹽包,加入1顆陶瓷均質(zhì)子,蓋上離心管蓋,劇烈振蕩1 min后4 200 r·min-1離心5 min。
1.3.2 凈化
凈化離心管:吸取6 mL上清液至凈化離心管中,渦旋混勻1 min后4 200 r·min-1離心5 min,吸取上清液,過(guò)0.22 μm有機(jī)濾膜,用進(jìn)樣小瓶承接流出液,待GC-MS/MS進(jìn)樣分析。
m-PFC小柱:吸取2 mL上清液,移入m-PFC小柱上端,緩慢推動(dòng)注射桿,收集首次濾過(guò)液,重新移入原凈化小柱,按照相同的濾過(guò)速度重新濾過(guò),柱底端連接0.22 μm有機(jī)濾膜,濾膜下方連接進(jìn)樣小瓶,收集二次濾液,待GC-MS/MS進(jìn)樣分析。
1.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制
用玻璃吸管將13種標(biāo)準(zhǔn)溶液全量(1.0 mL)轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中,用乙腈稀釋至刻度,搖勻,配成濃度為4.0 μg·mL-1的中間液。使用空白蔬菜、水果基質(zhì)液將中間液稀釋成濃度為10 μg·L-1、20 μg·L-1、50 μg·L-1、100 μg·L-1、200 μg·L-1和500 μg·L-1的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。
1.5 儀器分析條件
1.5.1 色譜條件
TG-5SILMS色譜柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);不分流進(jìn)樣,進(jìn)樣量:1 μL;載氣:高純氮(濃度≥99.999%),恒流方式,流速1.0 mL·min-1;碰撞氣:高純氬(濃度≥99.999%);程序升溫:初始溫度60 ℃,保持1.0 min后以40 ℃·min-1速度升至120 ℃,再以10 ℃·min-1速度升至310 ℃,保持5.0 min至待測(cè)組分全部流出;進(jìn)樣口溫度:280 ℃。
1.5.2 質(zhì)譜條件
離子源為電子轟擊源,溫度為330 ℃,能量為70 eV;質(zhì)譜傳輸線溫度為280 ℃;發(fā)射電流:50 A。采用Full Scan模式確定每種組分的保留時(shí)間及最強(qiáng)離子碎片,再采用SRM采集模式測(cè)定,每種農(nóng)藥分別選擇1個(gè)定量離子對(duì)和1個(gè)定性離子對(duì),按照出峰順序分時(shí)分別檢測(cè)離子對(duì)。13種農(nóng)藥的保留時(shí)間、定量離子對(duì)、定性離子對(duì)和碰撞電壓見(jiàn)表1。
2 結(jié)果與分析
2.1 前處理?xiàng)l件的優(yōu)化
2.1.1 提取條件的選擇
本實(shí)驗(yàn)以在黃瓜和蘋果基質(zhì)中添加100 μg·kg-1混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的回收率為考察指標(biāo),比較了3種萃取鹽包的提取效果。以乙腈為提取溶劑,普通鹽包的加標(biāo)回收率為61.2%~114.3%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為9.8%~21.5%;檸檬酸緩沖鹽包的加標(biāo)回收率為76.4%~117.1%,乙酸緩沖鹽包的加標(biāo)回收率為75.7%~119.1%,兩種緩沖鹽包相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于12%。緩沖鹽包的提取效果優(yōu)于普通鹽包,兩種緩沖鹽包回收率無(wú)明顯差異,后續(xù)實(shí)驗(yàn)采用乙酸緩沖鹽包提取。
2.1.2 凈化條件的選擇
本實(shí)驗(yàn)比較了2種QuEChERs凈化管和2種m-PFC小柱的凈化效果。果蔬提取液,用凈化管A凈化后的回收率為67.2%~113.3%,樣品顏色深;用凈化管B凈化后的回收率為63.4%~112.1%,樣品顏色較淺;用m-PFC小柱A凈化后的回收率為75.4%~116.3%,樣品顏色較淺;用m-PFC小柱B凈化后的回收率為74.7%~117.1%,樣品顏色淺。結(jié)果顯示,m-PFC小柱B去除色素效果最好,m-PFC小柱A和凈化管B效果次之,凈化管A效果最差;m-PFC小柱的加標(biāo)回收率高于QuEChERs凈化管,兩種m-PFC小柱的加標(biāo)回收率相差不大。因此,可選擇m-PFC小柱對(duì)果蔬提取液進(jìn)行凈化,一般果蔬選擇m-PFC小柱A,色素嚴(yán)重的復(fù)雜基質(zhì)樣品選擇m-PFC小柱B。本實(shí)驗(yàn)選擇m-PFC小柱A凈化。
2.2 儀器條件的優(yōu)化
優(yōu)化后色譜條件和質(zhì)譜條件如1.5所述。13種農(nóng)藥組分在TG-5SILMS色譜柱中能有效分離,其中,氯氟氰菊酯出現(xiàn)了2個(gè)色譜峰(保留時(shí)間分別為18.15 min和18.33 min),13種農(nóng)藥的總離子流圖如圖1所示。
2.3 方法的線性和檢出限
采用空白基質(zhì)溶液配制混合標(biāo)準(zhǔn)系列,線性范圍為10~500 μg·L-1,13種農(nóng)殘的工作曲線線性良好,相關(guān)系數(shù)(R2)均大于0.994,氯氟氰菊酯有2個(gè)色譜峰,其曲線為組曲線,見(jiàn)表2。當(dāng)稱樣量為10 g時(shí),用3倍信噪比考察了方法的檢出限,為0.35~0.92 μg·kg-1;檢出限的3倍作為目標(biāo)物的定量限,為1.0~2.8 μg·kg-1,可滿足農(nóng)藥殘留檢測(cè)要求。
2.4 回收率與精密度
準(zhǔn)確稱取10.0 g勻漿后的空白果蔬樣品3份,分別添加50 μg·kg-1、200 μg·kg-1、500 μg·kg-1 3個(gè)濃度的混標(biāo),按1.3步驟提取、凈化后進(jìn)行儀器測(cè)定,每個(gè)濃度平行測(cè)定6次,計(jì)算其加標(biāo)回收率與相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(Relative Standard Deviation,RSD),結(jié)果見(jiàn)表3。結(jié)果表明,13種農(nóng)藥在3個(gè)水平上的加標(biāo)回收率為82.4%~110.1%,RSD為2.9%~9.3%,符合農(nóng)藥殘留分析的要求。
2.5 實(shí)際樣品的檢測(cè)
用所建立的方法,測(cè)定于濰坊市隨機(jī)抽取的果蔬樣品,測(cè)定10個(gè)樣品后,用同一標(biāo)準(zhǔn)溶液檢查儀器的穩(wěn)定性,依據(jù)《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—2021)[11]進(jìn)行結(jié)果判定。果蔬樣品檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4,共有8種果蔬檢出百菌清、噁霜靈、腐霉利和毒死蜱4種農(nóng)藥。其中,腐霉利檢出率最高,為16.7%;1份香菜中毒死蜱含量超出標(biāo)準(zhǔn)限值。抽檢結(jié)果顯示,濰坊市果蔬中存在一定程度的農(nóng)藥殘留污染。
3 結(jié)論
本實(shí)驗(yàn)采用乙腈為提取溶劑,先用乙酸緩沖鹽包提取,再用m-PFC小柱凈化,最后用GC-MS/MS檢測(cè),建立了一種快速檢測(cè)果蔬中13種農(nóng)藥殘留的定性定量分析方法。該法操作簡(jiǎn)單、快速,且靈敏度和準(zhǔn)確性高、重復(fù)性好,可滿足瓜果蔬菜農(nóng)藥殘留相關(guān)檢測(cè)要求,適合推廣應(yīng)用。采用該法對(duì)濰坊市隨機(jī)抽取的市售果蔬樣品進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果顯示果蔬中存在一定程度的農(nóng)藥殘留污染。
參考文獻(xiàn)
[1]謝飛.幾種果蔬農(nóng)藥殘留檢測(cè)前處理方法[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù),2022,42(29):89-90.
[2]李俊霞,馬麗雅,林河通,等.果蔬中農(nóng)藥殘留檢測(cè)分析研究進(jìn)展[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2021,49(6):1-9.
[3]陳玲,劉霜霜,王錫蘭,等.QuEChERS技術(shù)凈化材料在果蔬農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)展[J].食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào),2023,14(3):1-9.
[4]黃艷華.改進(jìn)QuEChERS技術(shù)結(jié)合氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜快速測(cè)定果蔬中農(nóng)藥多殘留的研究[D].銀川:寧夏大學(xué),2020.
[5]任業(yè)雙,王寬,魏龍兵,等.分散固相萃取-超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法檢測(cè)大豆中6種典型農(nóng)藥殘留[J].植物保護(hù),2024,50(2):228-234.
[6]楊巧慧,劉中良,陳亞,等.一步凈化結(jié)合超高液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜同時(shí)測(cè)定雅魚中13類54種獸藥殘留[J].食品工業(yè)科技,2024,45(3):242-252.
[7]周雯鸝,馬騰洲,清江,等.固相萃取一步式凈化-超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定畜禽肉中46種獸藥的殘留量[J].理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊(cè),2022,58(12):1415-1424.
[8]趙麗敏,孟志娟,黃云霞,等.基于改進(jìn)的QuEChERS-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)蔬菜中50種農(nóng)藥殘留[J].食品科技,2021,46(4):296-304.
[9]孟志娟,黃云霞,邸鵬月,等.快速濾過(guò)型凈化法結(jié)合氣相色譜-四級(jí)桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜同時(shí)篩查果蔬中234種農(nóng)藥殘留[J].食品科學(xué),2020,41(16):272-285.
[10]張鵬,彭菲,劉瑋琦,等.快速濾過(guò)型凈化法應(yīng)用于氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)大豆中農(nóng)藥殘留[J].大豆科學(xué),2023,42(4):466-472.
[11]國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì),農(nóng)業(yè)農(nóng)村部,國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局.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—2021[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2021.
作者簡(jiǎn)介:管益濤(1979—),男,山東高密人,碩士,副主任技師。研究方向:衛(wèi)生檢驗(yàn)。
通信作者:馬淑青(1977—),女,山東梁山人,博士,副主任技師。研究方向:衛(wèi)生檢驗(yàn)。E-mail: msqing1977@126.com。