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      超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜對香蕉中苯醚甲環(huán)唑和噻呋酰胺農(nóng)藥殘留的檢測

      2019-08-13 08:54:10趙小云謝德芳
      江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2019年2期
      關(guān)鍵詞:串聯(lián)質(zhì)譜高效液相色譜香蕉

      趙小云 謝德芳

      摘要:分散固相萃?。≦uEChERS)為樣品前處理方法,建立超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜同時檢測香蕉中苯醚甲環(huán)唑和噻呋酰胺農(nóng)藥殘留的分析方法。樣品經(jīng)乙腈提取,N-丙基乙二胺凈化,超高效液相色譜分離,電噴霧電離、正負(fù)離子掃描,單四極桿串聯(lián)質(zhì)譜以多反應(yīng)監(jiān)測掃描方式對樣品進(jìn)行檢測,采用基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)品外標(biāo)法進(jìn)行定量分析。結(jié)果表明,苯醚甲環(huán)唑和噻呋酰胺在0.05~0.50 μg/L時呈良好的線性關(guān)系,基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線分別為y=3.17×104x+1.18×106(r=0.999 4)、y=6.04×103x+8.3×105(r=0.999 3)。在0.1、1.0、10.0 mg/kg 3個添加水平下,苯醚甲環(huán)唑和噻呋酰胺的平均回收率分別為94.9%~107.5%、93.6%~102.3%;相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為7.2%~9.0%、3.2%~9.3%;苯醚甲環(huán)唑的檢出限和定量限分別為1.0、3.3 μg/kg,噻呋酰胺的檢出限和定量限分別為0.5、3.3 μg/kg。樣品經(jīng)測定,發(fā)現(xiàn)不套袋處理下,苯醚甲環(huán)唑和噻呋酰胺的半衰期分別為11.0、14.7 d;套袋前施藥,苯醚甲環(huán)唑和噻呋酰胺的半衰期分別為23.1、16.1 d;2種農(nóng)藥的安全間隔期都是35 d。

      關(guān)鍵詞:苯醚甲環(huán)唑;噻呋酰胺;高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜;香蕉;農(nóng)殘檢測

      中圖分類號: S482.2;TQ450.2+63 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A ?文章編號:1002-1302(2019)02-0181-05

      苯醚甲環(huán)唑和噻呋酰胺都是新型的廣譜、低毒、內(nèi)吸性強(qiáng)、環(huán)境友好型的高效殺菌劑[1-3],對真菌引起的葉斑病、炭疽病和立枯病等有較好的治療和防治作用[4-6],是防治香蕉葉斑病的主要農(nóng)藥品種。

      目前已報到的苯醚甲環(huán)唑的檢測方法有氣相色譜-電子捕獲檢測器(GC-ECD)[7]、表面增強(qiáng)拉曼光譜的快速檢測[8]、直接酶聯(lián)免疫[9]、氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜[10-11]、超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜[12-14]等,噻呋酰胺的檢測方法有高效液相色譜[15]、GC-ECD[16]、氣相色譜-離子阱質(zhì)譜[17]、超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜[18]等。但同時檢測這2種農(nóng)藥的方法還未見報道,其中氣相色譜檢測時間較長,不適合大量樣品的使用,拉曼光譜和酶聯(lián)免疫等快速檢測技術(shù)的靈敏度較低,尚不能普遍使用。

      隨著串聯(lián)質(zhì)譜的發(fā)展,超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜也越來越多地出現(xiàn)在農(nóng)藥殘留分析中,其具有靈敏度高、檢測時間短、準(zhǔn)確度高等特點。農(nóng)藥前處理方法使用最廣的當(dāng)屬分散固相萃?。≦uEChERS),因其具有快速、簡單、廉價、有效、可靠及安全的特點,成為國內(nèi)外的研究熱點,QuEChERS起初是高水分含量的果蔬中農(nóng)藥殘留分析的前處理方法,后來在固相微萃取和鹽溶緩沖的提取和凈化過程中得到應(yīng)用,現(xiàn)可以用在大量樣品的廣譜分析中。林濤等使用QuEChERS前處理方法和超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)測定蔬菜中的41種農(nóng)藥殘留,檢出限為0.003~1.000 μg/kg,該方法的回收率為74.1%~120.4%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.8%~11.9%,該方法快速、簡便、靈敏度高、凈化效果好[18]。王連珠等采用QuEChERS-液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)測定蔬菜中66種有機(jī)磷農(nóng)藥的殘留量,該方法的回收率為55%~122%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.6%~18.0%,定量限為0.1~8.0 μg/kg,該方法靈敏簡便,符合法規(guī)殘留限量檢測要求[19]。

      本研究采用QuEChERS為樣品前處理方法,建立超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測方法同時對香蕉中的苯醚甲環(huán)唑和噻呋酰胺進(jìn)行檢測,以期為農(nóng)藥殘留檢測提供參考。

      1 材料與方法

      1.1 儀器和試劑

      超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國AB SCIEX公司生產(chǎn));多管漩渦混合器(北京優(yōu)晟聯(lián)合科技有限公司生產(chǎn));電子天平[梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司生產(chǎn)];落地式高速冷凍離心機(jī)(賽默公司生產(chǎn));渦旋混合器(上海青浦滬西儀器廠生產(chǎn));有機(jī)相針式濾器(尼龍)(13 mm,0.22 μm,上海安譜實驗科技股份有限公司生產(chǎn));一次性使用無菌注射器(江西宏達(dá)醫(yī)療器械集團(tuán)有限公司生產(chǎn));氮吹儀(杭州德克爾實驗設(shè)備有限公司生產(chǎn));色譜柱ACQUITY UPLC BEH C18(1.7 μm,2.1 mm×50 mm,Waters公司生產(chǎn))。

      甲醇[賽默飛世爾科技(中國)有限公司生產(chǎn)],分析純;乙腈[賽默飛世爾科技(中國)有限公司生產(chǎn)];氯化鈉(廣州化學(xué)試劑廠生產(chǎn));C18、石墨化碳(GCB)、N-丙基乙二胺(PSA)(美國安捷倫公司生產(chǎn));噻呋酰胺標(biāo)準(zhǔn)品、苯醚甲環(huán)唑標(biāo)準(zhǔn)品(阿拉丁公司生產(chǎn))。

      1.2 田間試驗

      試驗時間:2017年2月22日至5月12日。試驗地點:海南省??谑兄袊鵁釒мr(nóng)業(yè)科學(xué)院分析測試中心試驗基地。試驗藥劑:27.8%噻呋酰胺·苯醚甲環(huán)唑懸浮劑(噻呋酰胺含量為13.9%、苯醚甲環(huán)唑含量為13.9%)。試驗作物:香蕉。施藥時期及施藥方法:果實半大時,在果實不套袋、套袋前、套袋后整株噴施藥劑。樣品的采集與制備:采樣距施藥間隔期分別為0、1、3、5、7、14、21、28、35、42、49 d。按照試驗設(shè)計時間要求,以隨機(jī)方法用小刀在試驗香蕉樹不同方向及上、中、下等不同部位采集7~8條(不少于2 kg)生長正常、無病害、施藥時確定已著藥的香蕉,裝入塑料袋中包扎妥當(dāng),并貼上標(biāo)簽。將采集的樣品切碎,勻漿裝袋,貼上標(biāo)簽后于-20 ℃冰柜中冷凍保存,待測。

      1.3 樣品前處理方法

      準(zhǔn)確稱取10.0 g香蕉樣品于50 mL離心管中,加入 20 mL 乙腈,勻漿2 min,渦旋2 min提取,以8 000 r/min離心5 min;取全部上清液于加入10 g氯化鈉的離心管中,渦旋 1 min,以8 000 r/min離心5 min;取10 mL上清液于含PSA和無水硫酸鎂的離心管中,渦旋1 min后,以8 000 r/min離心5 min,取上清液過0.22 μm有機(jī)膜,待進(jìn)樣。

      1.4 凈化劑優(yōu)化方法

      本試驗采用QuEChERS為樣品前處理方法,對常用的凈化劑PSA、GCB和C18進(jìn)行選擇。3種凈化劑可有效除去樣品中的脂肪酸、色素、甾醇類等物質(zhì)[20]。本試驗以 0.1 mg/kg 為添加水平,對比分析3種凈化劑對苯醚甲環(huán)唑和噻呋酰胺的回收率。

      1.5 基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和基質(zhì)效應(yīng)測定

      精確稱取0.010 0 g苯醚甲環(huán)唑和噻呋酰胺(99.8%)標(biāo)準(zhǔn)品(精確至0.000 1 g),用甲醇溶解并定容至100 mL,配制成濃度為100 μg/mL的儲備液,于4 ℃冰箱中保存。準(zhǔn)確移取適量儲備液,分別用甲醇稀釋成10.00、5.00、1.00、0.10、0.05 μg/mL系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)品溶液。按照“1.2”節(jié)中所述的方法,對空白香蕉樣品進(jìn)行處理,取一定體積的適量濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液,加入2 mL的容量瓶中,氮氣吹干,加處理過的空白香蕉基質(zhì),配制成0.05、0.10、0.20、0.30、0.50 μg/mL基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液,過0. 22 μm有機(jī)膜,待進(jìn)樣。本研究采用相對響應(yīng)值法:基質(zhì)效應(yīng)=空白基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)值/純?nèi)軇?biāo)準(zhǔn)響應(yīng)值,基質(zhì)效應(yīng)>1時,表現(xiàn)為基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng);基質(zhì)效應(yīng)<1時,表現(xiàn)為基質(zhì)抑制效應(yīng)。

      1.6 色譜-質(zhì)譜條件

      1.6.1 色譜條件 色譜柱:ACQUITY UPLC BEH C18(2.1 mm×50 mm,1.7 μm);柱溫為40 ℃;進(jìn)樣量為 0.25 μL。色譜洗脫條件見表1。

      1.6.2 質(zhì)譜條件 離子源:電噴霧離子源;掃描模式為正、負(fù)離子掃描;離子源氣體1(GS1)為344.5 kPa,離子源氣體2(GS2)為344.5 kPa;離子噴霧電壓為5 500 V;氣簾氣為 137.8 kPa;離子源溫度為600 ℃。檢測方式為多重反應(yīng)監(jiān)測。其他質(zhì)譜參數(shù)見表2。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 試驗條件的優(yōu)化

      2.1.1 提取劑的優(yōu)化 本試驗對比分析了3種常用提取劑丙酮、乙酸乙酯和乙腈的提取效果,丙酮和乙酸乙酯易揮發(fā),并且提取物中會有較多的其他成分,容易產(chǎn)生基質(zhì)干擾[21]。香蕉具有較大的黏性,用乙腈作為提取劑,可以大大減少香蕉樣品基質(zhì)中蠟質(zhì)、脂肪和一些親脂性色素的提取量,并且乙腈對各種農(nóng)藥均有較好的提取效果[22]。因此本試驗選擇乙腈作為提取劑。

      2.1.2 凈化劑的優(yōu)化 由表3可知,使用PSA、GCB、C18做凈化劑,苯醚甲環(huán)唑回收率的平均值分別為104.2%、91.2%、96.2%。相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為8.5%、8.2%、3.5%,3種凈化劑對苯醚甲環(huán)唑都有較好的回收率,都能滿足試驗要求。以PSA、GCB、C18做凈化劑,對噻呋酰胺回收率的平均值分別為94.1%、117.3%、104.3%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為9.2%、15.5%、15.8%,PSA凈化劑對噻呋酰胺的回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差能滿足要求,GCB對噻呋酰胺的回收率為117.3%,可見對溶劑有一定的吸收,回收率偏高,且相對標(biāo)準(zhǔn)偏差大于10%,不滿足試驗要求,C18的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差也不達(dá)標(biāo)。因此綜合來看,本試驗使用PSA做凈化劑能同時對苯醚甲環(huán)唑和噻呋酰胺有較好的回收率,且能滿足試驗要求。

      2.1.3 質(zhì)譜條件優(yōu)化 本試驗通過對影響定量離子響應(yīng)度和靈敏度的關(guān)鍵質(zhì)譜參數(shù)去簇電壓和碰撞能量進(jìn)行優(yōu)化,苯醚甲環(huán)唑和噻呋酰胺最優(yōu)去簇電壓和碰撞能量分別為 138.0 V、35.0 eV和-96.0 V、-28.9 eV。

      2.1.4 色譜條件優(yōu)化 色譜柱的選擇:苯醚甲環(huán)唑和噻呋酰胺是極性較強(qiáng)的化合物,適合采用反相色譜分離,本試驗采用ACQUITY UPLCBEH C18(2.1 mm×50.0 mm,1.7 μm)色譜柱具有較好的分離效果。流動相組成、比例和流速的選擇:使用0.1%甲酸溶液,相比超純水,甲醇溶液具有較高的靈敏度。按照“1.6.1”中的梯度洗脫條件,目標(biāo)物具有較好的保留時間、峰形和和分離效果。優(yōu)化條件下的色譜圖如圖1、圖2所示。

      2.2 基質(zhì)效應(yīng)

      在超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(HPLC-MS/MS)分析中,基質(zhì)效應(yīng)是影響定量分析結(jié)果最重要的因素之一[23]?;|(zhì)效應(yīng)可導(dǎo)致目標(biāo)分析物信號的增強(qiáng)或減弱,從而使分析結(jié)果不可靠。

      由表4可知,苯醚甲環(huán)唑和噻呋酰胺的基質(zhì)效應(yīng)均小于1,表現(xiàn)為基質(zhì)抑制效應(yīng),且低濃度時基質(zhì)抑制效應(yīng)較大;濃度越高,基質(zhì)抑制效應(yīng)整體越弱。因此試驗采用基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液校正方法對基質(zhì)效應(yīng)進(jìn)行補償,以降低基質(zhì)效應(yīng)的干擾。

      2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線和線性范圍

      將 0.05、0.10、0.20、0.30、0.50 μg/mL系列濃度的苯醚甲環(huán)唑和噻呋酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液和香蕉基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液在“1.5”節(jié)所述的條件下進(jìn)樣,以其峰面積(y)和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)樣品濃度(x)作標(biāo)準(zhǔn)曲線。苯醚甲環(huán)唑的基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=3.17×104x+1.18×106(r=0.999 4);噻呋酰胺的基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=6.04×103x+8.3×105(r=0.999 3)。

      2.4 方法的準(zhǔn)確度、精密度

      在空白香蕉中分別進(jìn)行0.1、1.0、10.0 mg/kg 3個水平的加標(biāo)回收試驗,每個水平重復(fù)測定5次,計算加標(biāo)回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。由表5可知,在0.1、1.0、10.0 mg/kg 3個添加水平下,苯醚甲環(huán)唑和噻呋酰胺的平均回收率分別為94.9%~107.5%、93.6%~102.3%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為7.2%~9.0%、3.2%~9.3%,方法顯示出良好的準(zhǔn)確度和精密度,可以滿足試劑樣品中農(nóng)藥殘留的檢測要求。

      2.5 方法的檢出限和定量限

      檢出限是指使檢測系統(tǒng)產(chǎn)生3倍噪音信號所需待測物的濃度或質(zhì)量(3倍信噪比計算)。定量限是指使用添加方法能檢測出待測物在樣品中的最低含量(10倍信噪比計算)。分別以0.01、0.02 mg/kg添加水平的色譜圖進(jìn)行衡量,得到苯醚甲環(huán)唑的檢出限和定量限分別為1.0、3.3 μg/kg,噻呋酰胺的檢出限和定量限分別為0.5、3.3 μg/kg。如圖3、圖4所示。

      2.6 樣品檢測結(jié)果與分析

      2.6.1 苯醚甲環(huán)唑和噻呋酰胺的消解動態(tài)分析 由表6可知,不套袋施藥,苯醚甲環(huán)唑在香蕉中消解的一級熱力學(xué)方程為C=2.024 9e-0.063 0t(R2=0.953 4),半衰期=11.0 d;套袋前施藥,苯醚甲環(huán)唑在香蕉中消解的一級熱力學(xué)方程為 C=1.152 4e-0.030 0t (R2 = 0.853 6), 半衰期=23.1 d。由表7可知,不套袋處理下,噻呋酰胺在香蕉中的消解的一級熱力學(xué)方程為方C=1.459 3e-0.047 0t(R2=0.935 6),半衰期=14.7 d;套袋前施藥,噻呋酰胺在香蕉中的消解的一級熱力學(xué)方程為C= 2.050 6e-0.040 0t(R2=0.879 4),半衰期=16.1 d。

      2.6.2 苯醚甲環(huán)唑和噻呋酰胺最終殘留分析 對香蕉樣品進(jìn)行檢測,得到苯醚甲環(huán)唑和噻呋酰胺的最終殘留數(shù)據(jù)(表8)。在35 d時,苯醚甲環(huán)唑和噻呋酰胺的最終殘留量均小于其最大殘留限量(1 mg/kg)。因此安全間隔期均為35 d。

      3 結(jié)論

      本研究通過對樣品前處理方法、質(zhì)譜條件和色譜條件的優(yōu)化,建立了QuEChERS-HPLC-MS/MS同時測定香蕉中苯醚甲環(huán)唑和噻呋酰胺殘留量的分析方法,該方法前處理簡單、快速、回收率高,方法的靈敏度、準(zhǔn)確度和精密度等均滿足農(nóng)藥殘留分析的要求,適用于大量樣品的快速檢測。

      通過對香蕉樣品進(jìn)行檢測,得到苯醚甲環(huán)唑和噻呋酰胺在香蕉中的消解動態(tài)和最終殘留數(shù)據(jù),不套袋處理下,苯醚甲環(huán)唑和噻呋酰胺的半衰期分別為11.0、14.7 d,套袋前施藥,苯醚甲環(huán)唑和噻呋酰胺的半衰期分別為23.1、16.1 d,2種農(nóng)藥的安全間隔期都是35 d。

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