UPLC-MS/MS法同時(shí)檢測(cè)番茄與黃瓜中的24種殺蟲(chóng)劑

蔣建功，李 紅,張 薇，周秀玲,張現(xiàn)霞,慕 衛(wèi),*

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院 農(nóng)藥毒理與應(yīng)用技術(shù)省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 泰安 271018；2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)藥環(huán)境毒理研究中心，山東 泰安 271018；3.農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所，北京 100125)

UPLC-MS/MS法同時(shí)檢測(cè)番茄與黃瓜中的24種殺蟲(chóng)劑

蔣建功1，李 紅1,張 薇3，周秀玲2,張現(xiàn)霞2,慕 衛(wèi)1,2*

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院 農(nóng)藥毒理與應(yīng)用技術(shù)省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 泰安 271018；2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)藥環(huán)境毒理研究中心，山東 泰安 271018；3.農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所，北京 100125)

建立了超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)番茄和黃瓜中24種殺蟲(chóng)劑殘留的分析方法。樣品用乙腈提取，經(jīng)QuEChERS方法凈化，高速離心，過(guò)濾膜后以超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(UPLC-MS/MS)檢測(cè)。結(jié)果表明：在0.1～50 μg/L質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，24種殺蟲(chóng)劑線性良好，相關(guān)系數(shù)(r2)大于0.99；在0.002、0.01、0.1、1.0 mg/kg 4個(gè)加標(biāo)水平下，24種殺蟲(chóng)劑在番茄和黃瓜中的平均回收率為70.3%～110%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)小于15%；方法的定量下限(LOQ)為0.05～5 μg/kg，檢出限(LOD)為0.01～1.82 μg/kg。方法的定量下限和檢出限均符合檢測(cè)要求。該方法具有高靈敏度、高準(zhǔn)確度和高效率的優(yōu)點(diǎn)，適用于番茄和黃瓜中24種殺蟲(chóng)劑的同時(shí)檢測(cè)。

QuEChERS；超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜；殺蟲(chóng)劑；番茄；黃瓜；殘留

隨著生活水平的不斷提高，人們?cè)絹?lái)越重視食品安全，而黃瓜和番茄作為日常生活必不可少的蔬菜，其農(nóng)藥殘留問(wèn)題受到廣泛的關(guān)注[1-2]。近幾年，隨著色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的飛速發(fā)展，農(nóng)藥多殘留檢測(cè)技術(shù)正向著綠色、簡(jiǎn)便、快速、高靈敏度、低成本的方向發(fā)展[3-4]。因此，建立一種樣品前處理簡(jiǎn)便、快速、基質(zhì)干擾小、高通量，且靈敏度高、定量準(zhǔn)確的多殘留檢測(cè)方法具有重要的實(shí)際意義[5]。

目前蔬菜中農(nóng)藥多殘留的檢測(cè)方法主要有液相色譜法(HPLC)[6-7]、氣相色譜法(GC)[8]、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(LC-MS/MS)[9]、氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)[10-11]等。QuEChERS方法因具有操作簡(jiǎn)單快速和成本低的優(yōu)點(diǎn)，已成為國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室普遍使用的前處理方法。UPLC-MS/MS法具有靈敏、快速、高通量、定量定性準(zhǔn)確、可有效避免假陽(yáng)性結(jié)果[12-13]等優(yōu)點(diǎn)，適用于基質(zhì)復(fù)雜的痕量化合物檢測(cè)。本文選擇番茄和黃瓜上施用頻率較高或使用潛力較大的24種殺蟲(chóng)劑為研究對(duì)象，其中部分農(nóng)藥按我國(guó)最新發(fā)布的 GB 2763-2016《食品中農(nóng)藥最大殘留限量》[2]要求，在黃瓜和番茄中的最大殘留限量(MRL)分別為0.1～1.0 mg/kg和0.02～1.0 mg/kg，如吡蟲(chóng)啉、溴氰蟲(chóng)酰胺和噻唑膦在黃瓜中的MRL為1.0、0.2、0.2 mg/kg，在番茄中為1.0、0.2、0.05 mg/kg，而部分新藥劑尚無(wú)相應(yīng)數(shù)據(jù)。本研究建立的QuEChERS/UPLC-MS/MS方法操作簡(jiǎn)單、可靠，靈敏度高，能夠滿足黃瓜和番茄樣品中此24種殺蟲(chóng)劑的檢測(cè)需要。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

ACQUITY UPLC-H-Class Xevo-TQS(Masslynx 4.1系統(tǒng))配電噴霧離子源(ESI)(美國(guó)Waters公司)；百分之一電子天平(上海光正醫(yī)療儀器有限公司)；萬(wàn)分之一天平(北京賽多利亞科學(xué)儀器有限公司)；瓶口分液器(德國(guó)Dispensette公司)；移液器(德國(guó)Eppendorf公司)；旋渦振蕩器(德國(guó)Irmsci公司)；離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠)；HC-2517高速離心機(jī)(安徽中科中佳儀器有限公司)；樣品勻質(zhì)機(jī)(九陽(yáng)科技有限公司)等。

24種殺蟲(chóng)劑標(biāo)準(zhǔn)品(含量均在98%以上，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心)；氯化鈉(天津市凱通化學(xué)試劑有限公司)；甲醇、乙腈(色譜純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司)；無(wú)水硫酸鎂(上海阿拉丁生化科技股份有限公司)；2 mL QuEChERS凈化離心管(含50 mg PSA,150 mg無(wú)水硫酸鈉，7.5 mg GCB)購(gòu)于天津艾潔爾有限公司。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

準(zhǔn)確稱取一定量24種殺蟲(chóng)劑標(biāo)準(zhǔn)品，用甲醇稀釋配成100 mg/L混標(biāo)儲(chǔ)備母液，混標(biāo)儲(chǔ)備溶液用空白基質(zhì)提取液(番茄和黃瓜)稀釋成0.1～50 μg/L的系列基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)品溶液。

1.3 樣品前處理

分別準(zhǔn)確稱取已勻漿的番茄和黃瓜樣品10.0 g(精確至0.01 g)于50 mL 離心管中，加入20 mL乙腈、2 g無(wú)水硫酸鎂和4 g氯化鈉，旋渦振蕩3 min；在轉(zhuǎn)速4 000 r/min下離心2 min，取上清液1.5 mL，轉(zhuǎn)入2 mL QuEChERS凈化離心管中，旋渦振蕩2 min，以12 000 r/min離心2 min，取上清液過(guò)0.22 μm有機(jī)濾膜，待測(cè)。

1.4 分析條件

1.4.1色譜條件色譜柱：Waters Acquity UPLC?BEH C18色譜柱(2.1 mm×100 mm，1.7 μm)，流動(dòng)相：A為0.1%甲酸水，B為甲醇；梯度洗脫程序:0～2 min,90%～40% A;2～8 min,40%～2% A;8～10 min，2% A;10～10.01 min,2%～90% A;10.01～12 min,90% A;流速：0.3 mL/min；柱溫：35 ℃；進(jìn)樣體積：2 μL。

1.4.2質(zhì)譜條件離子源：電噴霧正離子模式(ESI+)；毛細(xì)管電壓3.0 kV；脫溶劑溫度400 ℃；離子源溫度150 ℃；碰撞氣：氬氣，壓力0.2 kPa；多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式(MRM)。

2 結(jié)果與討論

2.1 分析條件的優(yōu)化

為避免24種殺蟲(chóng)劑共流出導(dǎo)致檢測(cè)靈敏度降低，本研究選用填料和粒徑相同的50 mm和100 mm的色譜柱進(jìn)行梯度洗脫試驗(yàn)，結(jié)果表明在使用Waters Acquity UPLC?BEH C18(2.1 mm×100 mm，1.7 μm)色譜柱時(shí)24種殺蟲(chóng)劑基本可以分離；再依據(jù)各目標(biāo)物的極性強(qiáng)弱，優(yōu)化梯度洗脫程序，最終確定的梯度洗脫條件如“1.4.1”所示。24種殺蟲(chóng)劑的總離子流色譜圖見(jiàn)圖1。

圖1 24種殺蟲(chóng)劑的總離子流色譜圖Fig.1 Total ion flow chromatogram of 24 insecticides the peak numbers denoted were the same as those in Table 1

將待測(cè)的24種殺蟲(chóng)劑分成3組，分別對(duì)各目標(biāo)物進(jìn)行手動(dòng)質(zhì)譜方法調(diào)諧，用于調(diào)諧的標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度為500 μg/L。分別對(duì)各目標(biāo)物的母離子和子離子進(jìn)行優(yōu)化以獲得最佳的錐孔電壓和碰撞能，每個(gè)化合物選取兩對(duì)離子對(duì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以靈敏度高的離子對(duì)作為定量離子對(duì)，另1對(duì)輔助定性。24種殺蟲(chóng)劑在MRM模式下的檢測(cè)條件見(jiàn)表1。與GB/T 20769-2008方法相比，吡蟲(chóng)啉、異丙威、噻蟲(chóng)啉、茚蟲(chóng)威、噻蟲(chóng)胺、噻蟲(chóng)嗪、毒死蜱、啶蟲(chóng)脒、辛硫磷和噠螨靈的保留時(shí)間均顯著提前。

表1 24種殺蟲(chóng)劑的質(zhì)譜(MRM)檢測(cè)條件Table 1 Detection conditions for 24 insecticides by mass spectrometry(MRM)

2.2 凈化劑GCB用量?jī)?yōu)化

使用乙二胺-N-丙基硅烷(PSA)作為凈化劑，對(duì)待測(cè)樣品中的金屬離子、脂肪酸、糖類及少量脂溶性色素具有良好的吸附作用。但PSA對(duì)番茄和黃瓜中的色素基本沒(méi)有凈化效果，而GCB則對(duì)各種色素均具有較強(qiáng)的吸附能力[20-21]，能夠有效去除番茄和黃瓜中的多種色素。但由于GCB的六元環(huán)結(jié)構(gòu)對(duì)具有平面或?qū)ΨQ結(jié)構(gòu)的農(nóng)藥有很強(qiáng)的吸附能力，導(dǎo)致此類農(nóng)藥的回收率較低。因此，需優(yōu)化凈化劑中的GCB 用量。

本研究考察了GCB用量分別為5、7.5、10、20、25 mg時(shí)對(duì)24種殺蟲(chóng)劑在番茄和黃瓜中回收率的影響，其中24種殺蟲(chóng)劑在番茄中的回收率見(jiàn)圖2。結(jié)果表明，GCB用量為5～7.5 mg 時(shí)，24種殺蟲(chóng)劑在番茄和黃瓜中的回收率均在70%～110%之間，符合殘留檢測(cè)要求，同時(shí)為提高凈化效果，避免對(duì)儀器造成污染，最終選擇GCB用量為7.5 mg。

圖2 24種殺蟲(chóng)劑在番茄中不同GCB使用量時(shí)的回收率Fig.2 Recovery of 24 insecticides at different GCB levels in tomatoes

2.3 基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線、定量下限與檢出限

番茄和黃瓜中的農(nóng)藥檢測(cè)存在較強(qiáng)的基質(zhì)效應(yīng)[14-19]，故本研究直接選用基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量，按“1.3”所述前處理方法將兩者的空白基質(zhì)溶液作為溶劑分別依次稀釋成0.1、0.5、1、5、10、50 μg/L的基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液。按“1.4”分析條件進(jìn)樣檢測(cè)，以質(zhì)量濃度(x,μg/L)為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)的峰面積(y)為縱坐標(biāo)繪制24種殺蟲(chóng)劑的基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 24種殺蟲(chóng)劑的基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線、定量下限和檢出限Table 2 Matrix standard curves,quantitation limits and detection limits of 24 insecticides

按照“1.3”前處理方法和“1.4”分析條件實(shí)際進(jìn)樣檢測(cè)，獲得24種殺蟲(chóng)劑在番茄和黃瓜中的定量下限(LOQ)和檢出限(LOD)。以信噪比S/N≥10估算儀器的定量下限，S/N≥3估算儀器的檢出限,24種殺蟲(chóng)劑的LOQs和LODs分別在0.05～5 μg/kg和0.01～1.82 μg/kg之間(見(jiàn)表2)。與GB/T 20769-2008相比，吡蟲(chóng)啉、茚蟲(chóng)威、噻蟲(chóng)胺、噻蟲(chóng)嗪、毒死蜱、啶蟲(chóng)脒、辛硫磷和噠螨靈的檢出限較低。我國(guó)最新發(fā)布的 GB 2763-2016《食品中農(nóng)藥最大殘留限量》中規(guī)定，此24種殺蟲(chóng)劑在黃瓜和番茄中的最大殘留限量分別為0.1～1 mg/kg和0.02～1 mg/kg，考慮到24種殺蟲(chóng)劑的殘留限量較高以及UPLC-MS/MS的高準(zhǔn)確度和靈敏度，本方法能夠滿足黃瓜和番茄中此24種農(nóng)藥的殘留檢測(cè)要求。

2.4 準(zhǔn)確度與精密度

分別向番茄和黃瓜空白樣品中添加0.002、0.01、0.1、1.0 mg/kg 4個(gè)濃度水平的24種殺蟲(chóng)劑的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，每個(gè)濃度水平重復(fù)5次，計(jì)算加標(biāo)回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)，結(jié)果見(jiàn)表3。24種殺蟲(chóng)劑在番茄中的加標(biāo)回收率為70.3%～104%，RSD為1.2%～14.9%；在黃瓜中的加標(biāo)回收率為72.6%～109%，RSD為1.1%～14.5%。

表3 24種殺蟲(chóng)劑的加標(biāo)回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差Table 3 Recoveries and relative standard deviations of the 24 insecticides

2.5 實(shí)際樣品的檢測(cè)

采用本方法對(duì)市售20份黃瓜和番茄樣品進(jìn)行了檢測(cè)。其中1份黃瓜樣品檢出異丙威，含量為9.1 μg/kg；1份番茄樣品檢出毒死蜱，含量為17 μg/kg，兩種農(nóng)藥的檢出量均未超出GB 2763-2016中規(guī)定的MRL值。結(jié)果表明該方法可用于黃瓜和番茄中24種殺蟲(chóng)劑的檢測(cè)。

3 結(jié) 論

本文在QuEChERS前處理方法基礎(chǔ)上，建立了UPLC-MS/MS快速檢測(cè)番茄和黃瓜中24種殺蟲(chóng)劑殘留的分析方法。該方法具有良好的靈敏度、準(zhǔn)確度和精密度，且線性良好，適用于番茄和黃瓜中農(nóng)藥多殘留的日?？焖贆z測(cè)，具有較大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

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Simultaneous Determination of 24 Insecticides in Cucumber and Tomato by Ultra Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry

JIANG Jian-gong1,LI Hong1,ZHANG Wei3,ZHOU Xiu-ling2,ZHANG Xian-xia2,MU Wei1,2 *

(1.Key Laboratory of Pesticide Toxicology & Application Technique,College of Plant Protection,Shandong Agricultural University,Tai’an 271018,China;2.Research Center of Pesticide Environmental Toxicology,Shandong Agricultural University,Tai’an 271018,China；3.Ministry of Agriculture Pesticide Laboratory,Beijing 100125,China)

An analytical method was developed for the simultaneous determination of 24 insecticide residues in cucumber and tomato by ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry(UPLC-MS/MS).The samples were firstly extracted with acetonitrile,then purified by QuEChERS method and centrifuged at a high speed,finally filtered with a 0.22 μm membrane filter before UPLC-MS/MS determination.The results indicated that there were good linear relationships for 24 kinds of insecticides in the concentration range of 0.1-50 μg/L with the linear correlation coefficients(r2) more than 0.99.The average recoveries for the target compounds at four spiked levels of 0.002,0.01,0.1,1.0 mg/kg were in the range of 70.3%-110% with the relative standard deviations less than 15%.The limits of quantitation(LOQs) and the limits of detection(LODs) of the method were in the ranges of 0.05-5 μg/kg and 0.01-1.82 μg/kg,respectively,which could meet the detection requirements.This method is suitable for the simultaneous detection on 24 insecticides in cucumber and tomato with the advantages of high sensitivity,accuracy and efficiency.

QuEChERS;ultra performance liquid chromatography tandem mass spectrometry;insecticide；tomato；cucumber；residues

2017-07-19；

2017-08-27

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2016YFD0200500)

*

慕 衛(wèi)，教授，研究方向：農(nóng)藥毒理學(xué)，Tel:0538-8242611，E-mail:muwei@sdau.edu.cn

10.3969/j.issn.1004-4957.2017.12.011

O657.63；O657.7

A

1004-4957(2017)12-1481-06