GC-MS/MS和GC-Q-TOF/MS對蔬菜中農(nóng)藥殘留快速篩查確證

朱正偉，張亞珍，陳鋰，江豐，余婷婷，王會霞

1.湖北省食品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗研究院（武漢 430070）；2.湖北省食品質(zhì)量安全檢測工程技術研究中心（武漢 430070）

目前我國從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人員并未嚴格按照良好農(nóng)業(yè)規(guī)范的要求使用農(nóng)藥，使得部分農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留量超過限量要求，嚴重影響到消費者的健康。近幾年諸如“毒豇豆”“毒韭菜”等農(nóng)藥殘留超標的食品安全事故頻發(fā)，這對檢驗機構(gòu)風險防控能力提出了更高的要求。

農(nóng)藥殘留的檢測主要有氣相色譜（GC）法[3-5]、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）法[6-8]、氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)（GC-MS/MS）法[9-11]、氣相色譜-飛行時間質(zhì)譜（GC-TOF）法[12-14]、液相色譜（LC）法[15-18]、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（LC-MS/MS）法[19-21]、液相色譜-飛行時間質(zhì)譜（LC-TOF）法[22-23]、酶抑制法[24-25]等技術。GC-MS/MS由于具有高通量、靈敏度高、重復性好等優(yōu)勢而成為農(nóng)藥殘留分析中最常用的技術[26]，但在高通量篩查時，僅采用2～3個離子對定性，容易出現(xiàn)假陽性。GC-Q-TOF/MS由于采集方式是全掃描且提供精確質(zhì)量數(shù)，質(zhì)譜裂解信息豐富，具有優(yōu)異的定性能力，目前已應用于司法鑒定[27]、食品成分分析[28-29]、生物代謝[30-32]、環(huán)境監(jiān)測[33]等領域，但其線性范圍窄，定量能力和靈敏度較GC-MS/MS差[12-14]。

針對目前監(jiān)督抽檢蔬菜檢驗項目靶向性差、工作費時費力的問題，采用QuEChERS方法前處理，利用分析保護劑取代種類繁多的蔬菜基質(zhì)，研究了分析保護劑和基質(zhì)對農(nóng)藥回收率的影響，并利用GC-MS/MS和GC-QTOF/MS相互聯(lián)動對11類常食用的蔬菜中農(nóng)藥殘留進行了快速篩查確證研究。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

蔬菜，市售；陶瓷均質(zhì)子，月旭科技（上海）股份有限公司；無水硫酸鎂、氯化鈉、檸檬酸鈉、檸檬酸氫二鈉，均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司；乙腈，色譜純，美國Fisher Scientific公司；PSA吸附劑（N-丙基乙二胺）、石墨化炭黑吸附劑（GCB），天津博納艾杰爾科技有限公司；L-古洛糖酸內(nèi)酯（純度≥97%）、D-山梨醇（純度≥ 99.5%），上海麥克林生化科技有限公司；敵敵畏、乙酰甲胺磷、氧樂果、滅線磷、硫線磷、久效磷、甲拌磷、甲基乙拌磷、地蟲硫磷、百菌清、七氯、馬拉硫磷、毒死蜱、對硫磷、三唑醇、抑霉唑、噁霜靈、三唑磷、亞胺硫磷、甲氰菊酯、惡唑禾草靈、氯氰菊酯、氰戊菊酯標準溶液，質(zhì)量濃度均為100 μg/mL，農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護科研監(jiān)測所。

1.2 主要儀器與設備

7890B-7000D氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜儀（GCMS/MS），安捷倫科技有限公司（美國），配有EI源和反吹系統(tǒng)；7890B-7200氣相色譜-四極桿-飛行時間質(zhì)譜儀（GC-Q-TOF/MS），安捷倫科技有限公司（美國），配有EI源和反吹系統(tǒng)；MSA125P分析天平（Sartorius公司，德國）；Allegra 6412冷凍離心機（貝克曼庫爾特公司，美國）；2600T超聲波清洗器（上海安譜科學儀器有限公司，中國）；T25均質(zhì)器（IKA公司，德國）。

1.3 分析保護劑溶液和標準溶液的配制

L-古洛糖酸內(nèi)酯儲備液（50 mg/mL）：稱取500 mg L-古洛糖酸內(nèi)酯于10 mL容量瓶中，加入4 mL水，用乙腈定容后超聲溶解。

D-山梨醇儲備液（50 mg/mL）：稱取500 mg山梨醇于10 mL容量瓶中，加入5 mL水后，乙腈定容后超聲溶解。

分析物保護劑溶液：分別移取4 mL L-古洛糖酸內(nèi)酯儲備液和2 mL D-山梨醇儲備液于10 mL容量瓶中，用乙腈定容后，搖勻后置于4 ℃避光貯藏。

23種農(nóng)藥混合標準溶液的配制：準確移取1 mL 100 μg/mL的農(nóng)藥標準溶液于10 mL容量瓶中，用丙酮定容后搖勻，然后從每種單一農(nóng)藥標準溶液中準確移取0.80 mL于20 mL容量瓶中，用丙酮定容，搖勻后置于4 ℃避光貯藏。

1.4 樣品的前處理

蔬菜樣品取樣部位參照GB 2763—2019附錄A[34]進行切碎、勻漿。參照EN 15662[35]對樣品進行前處理。稱取10 g（精確至0.01 g）蔬菜樣品于50 mL離心管中，加入1顆陶瓷均質(zhì)子、10 mL乙腈、4 g無水硫酸鎂、1 g氯化鈉、1 g檸檬酸鈉和0.5 g檸檬酸氫二鈉立即振搖1 min，然后以3 000 r/min離心1 min；取6 mL上層乙腈溶液于含有900 mg無水硫酸鎂、150 mg PSA、45 mg GCB（芹菜、豆角、韭菜添加）的離心管中，立即渦旋30 s，再以3 000 r/min離心1 min，上清液過0.22 μm濾膜后取1 mL于進樣小瓶中，添加10 μL分析物保護劑溶液后進GC-MS/MS和GC-Q-TOF/MS分析。

1.5 標準工作溶液的配制

基質(zhì)匹配標準工作溶液的配制：稱取若干份10 g勻漿后的蔬菜基質(zhì)，按1.4的方法提取、凈化、離心后，合并上清液并混勻得到基質(zhì)提取液；分別移取10，20，50，100和200 μL農(nóng)藥混合標準溶液于1 mL容量瓶中，用上述基質(zhì)提取液定容得到質(zhì)量濃度分別為0.01，0.02，0.05，0.1和0.2 μg/mL的基質(zhì)匹配標準溶液。

添加分析保護劑溶劑的標準工作溶液的配制：分別移取10，20，50，100和200 μL農(nóng)藥混合標準溶液于1 mL容量瓶中，用丙酮定容并加入10 μL分析保護劑溶液，得到質(zhì)量濃度分別為0.01，0.02，0.05，0.1和0.2 μg/mL的添加分析保護劑溶劑的標準工作溶液。

1.6 試驗條件

1.6.1 色譜條件

進樣口溫度280 ℃；色譜柱：HP-5MS石英毛細管柱（2根15 m×250 μm×0.25 μm串聯(lián)）；柱溫升溫程序：初始溫度60 ℃保持1 min，以40 ℃/min升溫至120 ℃，再以5 ℃/min升溫至310 ℃；柱流速：色譜柱1，1.0 mL/min；色譜柱2，1.2 mL/min；載氣，氦氣（純度99.999%）；進樣量1 μL；進樣方式，不分流進樣。

1.6.2 GC-MS/MS質(zhì)譜條件

電子轟擊（EI）離子源；電子能量70 eV；離子源溫度300 ℃；傳輸線溫度280 ℃；離子化方式，電子轟擊模式（EI）；質(zhì)譜檢測模式，多離子反應監(jiān)測模式（MRM）；離子對及其碰撞能量參考GB 23200.113—2018[36]；溶劑延遲5 min。

1.6.3 GC-Q-TOF/MS質(zhì)譜條件

電子轟擊（EI）離子源；電子能量70 eV；離子源溫度300 ℃；傳輸線溫度280 ℃；離子化方式，電子轟擊模式（EI）；數(shù)據(jù)采集方式，TOF-Scan全掃描；質(zhì)量掃描范圍m/z50～550，采集速率5 spectra/s；溶劑延遲5 min。

1.7 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采集后，利用Mass Hunter軟件處理數(shù)據(jù)；根據(jù)式（1）計算回收率。

式中：R為農(nóng)藥的回收率，%；C為樣品中待測農(nóng)藥的測定濃度，μg/mL；V為定容體積，mL；m為稱樣質(zhì)量，g；X0為加標基質(zhì)中待測物的含量，mg/kg；C0為加標液的質(zhì)量濃度，μg/mL；V0為加標體積，mL。

2 結(jié)果與分析

2.1 分析保護劑和基質(zhì)對農(nóng)藥回收率的影響

在農(nóng)藥殘留分析中，需選用同種陰性基質(zhì)作標準工作曲線，費事費力。試驗選取芹菜、番茄、白菜、茄子、辣椒、土豆、韭菜常見的7種基質(zhì)，按1.5配制成不同的基質(zhì)標準工作溶液，連同添加分析保護劑溶劑的標準工作溶液進GC-MS/MS分析，并比較了23種農(nóng)藥在加標水平為0.05 mg/kg時基質(zhì)匹配標準曲線和添加分析保護劑的標準曲線對回收率的影響，結(jié)果見表1。

從結(jié)果可以看出，添加分析保護劑作標準曲線計算得到的回收率比基質(zhì)匹配標準曲線得到的回收率有所提高，特別是對于乙酰甲胺磷和氧樂果活性強的農(nóng)藥，添加分析保護劑標準曲線計算的回收率變大，這可能是由于系統(tǒng)的活性位點比較多，利用基質(zhì)作標準曲線時，基質(zhì)難以掩蔽活性位點，從而使活性較強的農(nóng)藥被吸附，而分析保護劑本身是多羥基的化合物，能優(yōu)先被對活性位點吸附，改善被測農(nóng)藥的峰形，使農(nóng)藥的回收率變大[37-40]，所以分析保護劑能較好地取代基質(zhì)進行農(nóng)藥殘留的分析檢測。

表1 分析保護劑和基質(zhì)對23種農(nóng)藥回收率的影響

2.2 GC-MS/MS和GC-QTOF相互聯(lián)動對實際樣品進行篩查確證

選取消費者日常食用量較大的芹菜、韭菜、普通白菜、茄子等11類蔬菜樣品為篩查對象，共計224個樣品，其品種分布如圖1所示。

樣品按1.4方法處理，經(jīng)GC-MS/MS和GC-Q-TOF/MS分析發(fā)現(xiàn)，11類蔬菜均檢出了農(nóng)藥，共計124個樣品檢出了農(nóng)藥，農(nóng)藥檢出率為55.3%；累計檢出農(nóng)藥56種，檢出頻次最多的10種農(nóng)藥及頻次如圖2所示，蔬菜中檢出農(nóng)藥的數(shù)量和樣品的檢出率如圖3所示。

由圖3可知，除大白菜、花椰菜、茄子、土豆的檢出率低于50%以外，其他的類別的檢出率均高于50%；從篩出的農(nóng)藥數(shù)量來看，芹菜檢出的農(nóng)藥種類最多，高達38種；韭菜、辣椒、普通白菜檢出農(nóng)藥的種數(shù)也超過了10種，其檢出農(nóng)藥的種類及其頻次如圖4所示。

圖1 224個蔬菜樣品種類的分布情況

圖2 檢出最多的10種農(nóng)藥及頻次

圖3 11類蔬菜樣品中檢出農(nóng)藥的種數(shù)和檢出率

圖4 不同蔬菜樣品中檢出農(nóng)藥的種類及其頻次

不難發(fā)現(xiàn)，超范圍使用農(nóng)藥現(xiàn)象仍比較嚴重，其中8種辣椒、27種芹菜、9種韭菜、5種茄子、1種番茄、5種菠菜、13種普通白菜、3種花椰菜、1種大白菜、1種土豆農(nóng)藥無最大殘留限量。由于無法判定，未納入食品監(jiān)督抽檢項目之列，存在較大的食品安全隱患。對于有最大殘留限量的農(nóng)藥，在抽檢項目制定的過程中可以將其列為抽檢項目，提高靶向性。11類蔬菜檢出農(nóng)藥中有最大殘留限量和無最大殘留限量的農(nóng)藥清單如表2所示。

表2 11類蔬菜中有最大殘留限量的農(nóng)藥和無最大殘留限量的農(nóng)藥清單

接表2

3 結(jié)論

試驗對比了分析保護劑和基質(zhì)對農(nóng)藥回收率的影響，結(jié)果表明分析保護劑能提高農(nóng)藥檢測的靈敏度，可替代基質(zhì)成分制備匹配標準工作溶液進行農(nóng)藥分析，減少檢測的工作量；利用GC-MS/MS和GC-QTOF/MS相互聯(lián)動對11類224個蔬菜樣品進行了篩查確證，結(jié)果發(fā)現(xiàn)農(nóng)藥檢出率高達55.3%，超范圍使用農(nóng)藥的問題嚴重，需要加強關注；同時得到了11類蔬菜中需要重點關注的農(nóng)藥清單，為日常監(jiān)督抽檢項目的制定提供了理論依據(jù)和實踐基礎。