氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測定蔬菜中甲拌磷和克百威及其代謝物的殘留量*

張慧麗，王建華，李馨，辛學(xué)謙，林洪

（1.中國海洋大學(xué)，山東青島 266100； 2. 山東出入境檢驗檢疫局，山東青島 266002）

?

氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測定蔬菜中甲拌磷和克百威及其代謝物的殘留量*

張慧麗1，2，王建華2，1，李馨2，辛學(xué)謙2，林洪1

（1.中國海洋大學(xué)，山東青島 266100； 2. 山東出入境檢驗檢疫局，山東青島 266002）

摘要建立氣相色譜-三重四級桿串聯(lián)質(zhì)譜法（GC-MS/MS）測定蔬菜中甲拌磷及其代謝產(chǎn)物甲拌磷砜、甲拌磷亞砜，克百威及其代謝產(chǎn)物3-羥基克百威。蔬菜樣品經(jīng)乙腈提取、QuEChERS法凈化，GC-MS/MS采用選擇反應(yīng)監(jiān)測模式（SRM）采集數(shù)據(jù)后進行分析。5種化合物的含量在檢測范圍內(nèi)與色譜峰面積均呈良好的線性，相關(guān)系數(shù)r2為0.998 0～0.999 6。在0.02，0.05 mg/kg的添加水平下，平均回收率在73.6%～118.2%范圍內(nèi)，測定結(jié)果的相對標準偏差小于8.5%（n=6），方法定量限為5～10 μg/kg。該方法可用于蔬菜中甲拌磷和克百威及其代謝物的常規(guī)檢測。

關(guān)鍵詞QuEChERS；氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法；甲拌磷；甲拌磷砜；甲拌磷亞砜；克百威；3-羥基克百威；蔬菜

甲拌磷作為殺蟲劑已廣泛用于各種作物的保護，在植物組織中甲拌磷可較快地轉(zhuǎn)換為砜和亞砜代謝產(chǎn)物甲拌磷砜和甲拌磷亞砜［1］。目前對甲拌磷砜和甲拌磷亞砜殘留的分析方法主要有氣相色譜法［2-3］、氣相色譜-質(zhì)譜法［4-5］、氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法［6-8］、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法［9-11］?？税偻–arbofuran）在農(nóng)業(yè)上被廣泛用作殺蟲劑，據(jù)報道它對哺乳動物具有較高毒性［12］?？税偻ㄟ^水解、氧化、降解以及微生物的作用可轉(zhuǎn)化為代謝物［13］，在許多基質(zhì)中其主要的代謝物是3-羥基克百威和3-酮克百威，它們對生物體的毒性等同于克百威［14］。目前，已報道的克百威及其代謝物殘留檢測方法主要有氣相色譜法［15］、氣相色譜法-質(zhì)譜法［16-17］、氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法［18-19］、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法［20-21］。

筆者通過對樣品凈化條件和色譜質(zhì)譜條件優(yōu)化，建立了氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測蔬菜中甲拌磷和克百威及其代謝物殘留量的方法，并對代謝物的二級譜圖裂解途徑進行了解析。該方法滿足方法驗證和質(zhì)量控制的要求。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜儀：Quantum GC型，配有電子轟擊離子源、Trace GC Ultra 2000氣相色譜系統(tǒng)、Triplus自動進樣器，美國Thermo Fisher Scientific 公司；

旋渦振蕩器：MS3 Basic型，德國IKA公司；

水平振蕩器：HS501型，德國IKA公司；

臺式冷凍離心機：3-18K型，美國Sigma公司；

電子天平：PL303型，瑞士Mettler Toledo公司；

甲拌磷：純度為98.0%，德國DR.Ehrenstorfer公司；

甲拌磷砜：純度為95.0%，美國Sigma Aldrich公司；

甲拌磷亞砜：純度為91.1%，美國Accustandard公司；

克百威和三羥基克百威：純度為98.0%，美國AccuStandard公司；

乙腈、丙酮、正己烷：色譜純，美國Honeywell Burdick & Jackson Muskegon公司；

標準儲備溶液：1 mg/mL，稱取適量標準品，用乙腈定容至25 mL，于4℃避光保存，使用時稀釋至所需濃度；

基質(zhì)匹配標準溶液：將空白樣品按前處理步驟處理后，制備空白樣品提取凈化后的溶液，用此溶液配制基質(zhì)混合標準工作溶液。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 氣相色譜儀

色譜柱：HP-5MS毛細管柱（30×0.25 m，0.25 μm，美國Agilent公司）；程序升溫：70℃保持2 min，以25℃/min升至150℃，以3℃/min升至200℃，再以30℃/min升至260℃，保持2 min；總運行時間：26 min；進樣口溫度：270℃；載氣：氦氣（純度大于99.999%）；進樣方式：不分流進樣；進樣量：1.0 μL。

1.2.2 質(zhì)譜儀

離子源：EI源；傳輸線溫度：280℃；離子源溫度：290℃；接收極電流：50 μA；溶劑延遲時間：5.0 min；碰撞氣體：氬氣；碰撞壓力：7.93 Pa；掃描范圍：m/z 50～500。

1.3 實驗方法

稱取10 g（精確至0.01 g）打碎的試樣于50 mL具塞離心管中，準確加入10 mL乙腈溶液，用均質(zhì)器勻漿提取2 min，然后加入萃取鹽包（含4 g無水硫酸鎂、1 g 氯化鈉、1 g檸檬酸鈉和0.5 g檸檬酸二鈉鹽），劇烈振蕩30 s，在水平振蕩器上振蕩30 min，以8 000 r/min離心5 min后待凈化。

移取6 mL乙腈上清液轉(zhuǎn)移至裝有150 mg C18和900 mg硫酸鎂（70 mg GCB）的離心管中，蓋緊離心管，渦旋1 min，以8 000 r/min離心5 min后，將上清液過0.22 μm濾膜，供GC-MS/MS分析測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 凈化條件的考察

QuEChERS方法中采用分散固相萃取凈化，常用的吸附劑有N-丙基乙二胺（PSA）、C18、石墨化炭黑（GCB）。GCB能夠較好地吸附色素，但對片狀農(nóng)藥（如克百威、滅線磷、嘧霉胺）具有較高的吸附性，導(dǎo)致克百威的回收率降低［22］。試驗考察了單獨C18粉末凈化和PSA，C18混合粉末凈化時農(nóng)藥的回收率和基質(zhì)效應(yīng)情況。農(nóng)藥添加水平為50 μg/L，同時做3個平行試驗。結(jié)果表明，采用PSA和C18混合粉末凈化時，克百威和3-羥基克百威的平均回收率分別為46.7%，5.9%，甲拌磷、甲拌磷砜、甲拌磷亞砜的回收率在70%～120%之間；單獨C18粉末凈化時，5種農(nóng)藥的回收率在70%～120%之間。由于PSA對含羧酸基團、含氟、含氯物質(zhì)有保留［23］，會對含有甲酸基團的克百威和3-羥基克百威有吸附，導(dǎo)致回收率偏低，因此采用單獨C18粉末凈化。

2.2 基質(zhì)效應(yīng)

甲拌磷和克百威及其代謝物的基質(zhì)效應(yīng)ME值均大于150%，表現(xiàn)為較強的基質(zhì)增強效應(yīng)。為最大限度地消除基質(zhì)效應(yīng)干擾，實驗采用基質(zhì)匹配法進行定量分析。

2.3 質(zhì)譜條件優(yōu)化

為了獲得最佳質(zhì)譜條件，對待測物的前級離子、產(chǎn)物離子、碰撞能量等一系列質(zhì)譜參數(shù)進行了優(yōu)化，優(yōu)化后的參數(shù)見表1。在優(yōu)化的儀器條件下，菠菜基質(zhì)中克百威、甲拌磷及其代謝物（加標量50 mg/kg）的色譜圖分別見圖1、圖2。

表1 甲拌磷、克百威及其代謝物的保留時間及MS-MS條件

圖1 菠菜基質(zhì)中克百威及其代謝物色譜圖

圖2 菠菜基質(zhì)中甲拌磷及其代謝物的色譜圖

2.4 代謝物的二級質(zhì)譜裂解途徑推測

2.4.1 甲拌磷亞砜

對選定的母離子m/z 199進行二級質(zhì)譜分析，m/z 199丟失m/z 46（P-S鍵斷裂）后，生成m/z 153（實際為m/z 152.89），m/z 153丟失中性分子C2H4（麥氏重排），生成m/z 125（實際為m/ z 124.90）；m/z 199經(jīng)過兩次麥氏重排，丟失兩個中性分子C2H4（m/z 28），生成m/z 143（實際為m/z

142.54），見圖3。

圖3 推測的甲拌磷亞砜二級質(zhì)譜裂解途徑

2.4.2 甲拌磷砜

對甲拌磷砜的母離子m/z153進行二級質(zhì)譜解析，斷裂途徑同甲拌磷亞砜的子離子153斷裂途經(jīng)一致，m/z 153丟失中性分子C2H4生成的m/z 125（實際為m/z 125.32）繼續(xù)丟失m/z 28生成m/z 97（實際為m/z 97.22），見圖4。

圖4 推測的甲拌磷砜二級質(zhì)譜裂解途徑

2.4.3 3-羥基克百威

對3-羥基克百威的母離子m/z 180進行二級質(zhì)譜解析，丟失一個甲基得到m/z 165，又丟失一個甲基并加氫得到m/z 151；m/z 151間位C-O鍵斷裂生成的m/z 137，見圖5。

圖5 推測的三羥基克百威二級質(zhì)譜裂解途徑

2.5 工作曲線方程和定量限

采用空白樣品提取液作為標準溶液的稀釋液，配制5種化合物質(zhì)量濃度均為5，10，20，50，100，200，500 μg/L的系列混合標準溶液。在1.2儀器工作條件下進行測定，以目標物含量（X，μg/L）為橫坐標，以對應(yīng)的峰面積（Y ）為縱坐標，繪制標準曲線，以10倍信噪比計算定量限。線性方程、相關(guān)系數(shù)、定量限列于表2。

表2 線性方程、相關(guān)系數(shù)和定量限

由表2可知，待測化合物在其線性范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)r2在0.998 0～0.999 6范圍內(nèi)，定量限為5～10 μg/kg。

2.6 精密度與回收試驗

向空白菠菜樣品基質(zhì)中分別添加0.020，0.050 mg/kg的混合標準工作溶液，每個水平設(shè)置6個平行樣，并做一個樣品空白試驗。按1.3實驗方法進行提取和凈化，用GC-MS/MS測定甲拌磷和克百威及其代謝物的含量。結(jié)果顯示，樣品空白基質(zhì)未出現(xiàn)目標峰，5種化合物的加標回收率、相對標準偏差見表3。由表3可知，5種化合物的平均回收率在73.6%～118.2%范圍內(nèi)，相對標準偏差為3.0%～8.4%。由此可見該方法的精密度和準確度較高。

表3 精密度及回收試驗結(jié)果

2.7 樣品分析

應(yīng)用所建方法對多種蔬菜進行檢測，其中1份生姜樣品檢出甲拌磷砜和甲拌磷亞砜，含量分別為0.023，0.012 mg/kg，在生姜中的總殘留量為0.035 mg/kg，超出了最大殘留限量0.01 mg/kg。

3 結(jié)語

通過譜圖解析確定最佳定性、定量離子，建立了乙腈提取、C18吸附劑凈化、GC-MS/MS檢測蔬菜中甲拌磷和克百威及其代謝物殘留的分析方法。該方法具有較好的回收率和精密度，滿足國內(nèi)外農(nóng)藥殘留限量要求，可用于甲拌磷和克百威及其代謝物的常規(guī)分析。

參 考 文 獻

［1］ Saunders J L，Getzin L W. Distribution of phorate and its oxidation analogues in scots Pine［J］. J of Ecoc Ento，1973，66（2）： 530-531.

［2］ 張以春，雍宗鋒.固相萃取-毛細管柱氣相色譜法測定韭菜中甲拌磷及其代謝產(chǎn)物甲拌磷砜［J］.中國食品衛(wèi)生雜志，2012，24（1）： 34-37.

［3］ Yang L X，Li H L，Zeng F G，et al. Determination of 49 organophosphorus pesticide reaidues and their metabolites in fish，egg，ang milk by dual gas chromatography-dual pulse flame photometric detection with gel permeation chromatography cleanup ［J］. J Agric Food Chem，2012，60（8）： 1 906-1 913.

［4］ Wong J W，Hennessy M K，Hayward D G，et al. Analysis of organophosphorus pesticides in dried ground ginseng root by capillary gas chromatography mass spectrometry and flame photometric detection［J］. J Agric Food Chem，2007，55（4）：1 117-1 128.

［5］ Kaewsuya P，Brewer W E，Wong J，et al. Automated QuEChERS tips for analysis of pesticide residues in fruits and vegetables by GC-MS［J］. J Agric Food Chem， 2013，61（10）： 2 299-2 314.

［6］ Sheridan R S，Meola J R. Analysis of pesticide residues in fruits，vegetables，and milk by gas chromatography/tandem mass spectrometry［J］. J AOAC Int，1999，82（4）： 982-990.

［7］ Mastovska K，Wylie P L. Evaluation of a new column backflushing set-up in the gas chromatographic-tandem mass spectrometric analysis of pesticide residues in dietary supplements［J］. J Chromatogra A，2012，1 265： 155-164.

［8］ He Z Y，Wang L，Peng Y，et al. Multiresidue analysis of over 200 pesticides in cereals using a QuEChERS and gas chromatographytandem mass spectrometry-based method［J］. Food Chem，2015，169： 372-380.

［9］ Leandro C C，Hancock P，F(xiàn)ussell R J，et al. Ultra-performance liquid chromatography for the determination of pesticide residues in foods by tandem quadrupole mass spectrometry with polarity switching［J］. J Chromatogr A，2007，1 144（2）： 161-169.

［10］ Carneiro R P，Oliveira F A S，Madureira F D，et al. Development and method validation for determination of 128 pesticides in bananas by modified QuEChERS and UHPLC-MS/MS analysis ［J］. Food Control，2013，33（2）： 413-423.

［11］ Filho N F，Nasci mento C A，F(xiàn)aria E O，et al. Within-laboratory validation of a multiresidue method for the analysis of 98 pesticides in mango by liquid chromatography-tandem massspectrometry［J］. Food Addi Contam，2012，29（4）： 641-656.

［12］ Trotte D M，Kent R A，Wong M P. Aquatic Fate and Effect of Carbofuran［J］. Critical Reviews in Environmental Control，1991，21（2）： 137-176.

［13］ Lalah J O，Kaigwara P N，Getengaz，et al. The major environmental factors that influence rapid disappearance of pesticides from tropical soils in Kenya［J］. Toxicol and Envir Chem， 2001，81（3-4）： 161-197.

［14］ Otieno P O，Lalah J O，Virani M，et al. Carbofuran and its Toxic Metabolites Provide Forensic Evidence for Furadan Exposure in Vultures （Gyps africanus）in Kenya［J］. Bull Environ Contam Toxicol，2010，84（5）： 536-544.

［15］ 譚頭云，蔡磊明，賈福艷，等.氣相色譜法測定大豆中克百威及其代謝物的殘留量［J］.農(nóng)藥，2009，48（1）： 58-59.

［16］ 賴勇，唐淑軍，梁幸，等. SPE-GC/MS法同時測定蔬菜中克百威和三羥基克百威殘留［J］.熱帶農(nóng)業(yè)工程，2010，34（2）： 1-5.

［17］ Silva M G D，Aquino A，Dórea H S，et al. Simultaneous determination of eight pesticide residues in coconut using MSPD and GC/MS［J］. Talanta，2008，76（3）： 680-684.

［18］ Chen X S，Bian Z Y，Hou H W，et al. Development and validation of a method for the determination of 159 pesticide residues in tobacco by gas chromatography tandem mass spectrometry［J］.J Agric Food Chem，2013，61（24）： 5 746-5 757.

［19］ 王麗敏，張靜恒，喻秀，等. 氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜測定蔬菜水果中克百威、3-羥基克百威和甲萘威殘留［J］.農(nóng)藥，2014，53（4）：269-271.

［20］ Fenoll J，Hellín P，Martínez C M，et al. Determination of 48 pesticides and their main metabolites in water samples by employing sonication and liquid chromatography-tandem mass spectrometry［J］. Talanta，2011，85（2）： 975-982.

［21］ Carneiro R P，Oliveira F A.S，Madureira F D，et al. Development and method validation for determination of 128 pesticides in bananas by modified QuEChERS and UHPLC-MS/MS analysis ［J］. Food Control，2013，33（2）： 413-423.

［22］ 賈瑋，黃峻榕，凌云，等.高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時測定茶葉中290種農(nóng)藥殘留組分［J］.分析測試學(xué)報，2013，32（1）：9-22.

［23］ 郭春景，李娜，王建忠.超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法快速測定8種蔬菜中114種農(nóng)藥殘留［J］.質(zhì)譜學(xué)報，2014，35（3）：279-288.

*質(zhì)檢公益行業(yè)科研專項課題資助項目（201410177-3）

聯(lián)系人：王建華；E-mail： whywrs9@163.com

中圖分類號：O657.7

文獻標識碼：A

文章編號：1008-6145（2016）01-0010-05

doi：10.3969/j.issn.1008-6145.2016.01.003

收稿日期：2015-09-08

Determination of Phorate， Carbofuran and Their Metabolites Residues in Vegetables by Gas Chromatography Coupled to Tandem Mass Spectrometry

Zhang Huili1，2， Wang Jianhua2，1， Li Xin2， Xin Xueqian2， Lin Hong1
（1. Ocean University of China， Qingdao 266100， China；2. Shandong Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau， Qingdao 266002， China）

AbstractA method for determination of phorate，carbofuran and their metabolites residues in vegetables by gas chromatography coupled with tandem mass spectrometry was developed. The sample were extracted by acetonitrile，and cleaned up by the QuEChERS method，and the pesticide residues were analyzed by using gas chromatography coupled with tandem mass spectrometry. The concentration of five compounds was linear with peak area in the detection range， the linear correlation coefficient r2was 0.998 0-0.999 6. In 0.02， 0.05 mg/kg addition level，the recoveries of five pesticides were in the range of 73.6%-118.2%，with relative standard deviation values less than 8.5%（n=6）. The quantitation limit was 5-10 μg/kg. The proposed method can be used for the residue determination of phorate，carbofuran and their metabolites in vegetables.

KeywordsQuEChERS； gas chromatography-tandem mass spectrometry； phorate； phorate sulfone； phorate sulfoxide； carbofuran； carbofuran-3-hydroxy； vegetable