水稻中呋蟲胺及其代謝物殘留的快速檢測與儲藏穩(wěn)定性

趙子丹，吳燕，牛艷，王曉靜，王曉菁

寧夏農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標準與檢測技術研究所（銀川 750002）

呋蟲胺（Dinotefuran），化學名稱為1-甲基-2-硝基-3-[（2-四氫呋喃）甲基]胍，是含四氫呋喃環(huán)的煙堿類殺蟲劑[1]，其主要通過與昆蟲體內(nèi)的乙酰膽堿受體結合，使昆蟲全身痙攣、麻痹而死[2-3]。呋蟲胺殺蟲譜廣、內(nèi)吸性強，是防治水稻、蔬菜和水果上刺吸性半翅目、雙翅目、甲蟲目和總翅目等害蟲的理想藥劑[4]。研究表明，呋蟲胺的代謝物主要有兩種，分別是1-甲基-3-[（3-四氫呋喃）甲基]二氫胍鹽（即DN）和1-甲基-3-[（3-四氫呋喃）甲基]脲（即UF），JMPR中對呋蟲胺在植物源性食品中的殘留物定義為呋蟲胺、UF及DN之和[5]，而我國對呋蟲胺在植物源性食品中的殘留物定義為呋蟲胺，且規(guī)定了稻谷和糙米中呋蟲胺的最大殘留限量值[6]。

目前，國內(nèi)有關呋蟲胺殘留檢測的研究方法主要采用高效液相色譜（HPLC）法[7-9]，還有部分針對呋蟲胺混合制劑的農(nóng)藥進行檢測研究的報道[10-11]。有關呋蟲胺及其代謝物的殘留檢測研究方法則主要采用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（LC-MS/MS）法[12-13]，涉及的作物主要包括水稻[14-16]、黃瓜[17]、甘藍[18]、柑橘[19]、李子[20]、橙子[21]、咖啡豆[22]等。其中水稻中呋蟲胺及代謝物含量的LC-MS/MS檢測方法中，分別以甲醇和乙腈混合溶液[14]、乙酸和乙腈混合溶液[15]及乙酸水溶液[16]作為試樣的提取試劑?？紤]到呋蟲胺在水中有一定的溶解度，因此，試驗采用2%乙酸乙腈溶液分別對糙米、稻殼、稻桿進行提取，結合QuEChERS凈化方式，經(jīng)超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀檢測，建立了水稻中呋蟲胺及其代謝物的殘留分析方法，并對添加了呋蟲胺及其代謝物的糙米、稻殼、稻桿樣品進行了儲藏穩(wěn)定性試驗。該方法的前處理簡便快速、分析高效準確，可為開展呋蟲胺及其代謝物在水稻上的安全合理使用提供檢測依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

水稻（于水稻收獲期采集自寧夏賀蘭縣洪廣鎮(zhèn)，品種為寧粳43）。呋蟲胺、呋蟲胺代謝物UF、呋蟲胺代謝物DN標準品（純度≥98.5%，美國A ChemTek，Inc公司）；0.025%呋蟲胺顆粒劑（廣東真格生物科技有限公司）；乙腈、甲醇、甲酸（色譜純，德國Merck公司）；氯化鈉（分析純，國藥）；N-丙基乙二胺吸附劑（Primary secondary amine，PSA）、十八烷基鍵合硅膠吸附劑（C18）：上海安譜實驗科技股份有限公司；試驗用水（符合GB/T 6682—2008一級水要求的超純水，自制）。

1.1.2 儀器與設備

超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀（AB SCIEX QTRAP 5500型，配有電噴霧離子源（ESI）及MQ3.2數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，美國AB公司）；電子天平（PL202-L型、XS205型，瑞士Mettler Toledo儀器有限公司）；恒溫振蕩器（THZ-92C型，上海喬躍電子有限公司）；低速臺式大容量離心機（TDL-40 C型，上海安亭科學儀器廠）；渦旋混合器（MS3digital型，德國IKA公司）。

1.2 方法

1.2.1 標準溶液的配制

分別準確稱取呋蟲胺、UF、DN標準物質(zhì)于10 mL棕色容量瓶中，用乙腈溶解、定容，配制成質(zhì)量濃度為1 000 mg/L標準溶液；同時，分別用乙腈稀釋成100 mg/L標準溶液，置于-20 ℃冰箱中保存?zhèn)溆?。使用時再次稀釋配制成10 mg/L標準溶液，于-20 ℃冰箱保存。

1.2.2 水稻樣品前處理

分別準確稱取5.00 g糙米、5.00 g稻殼樣品和2.00 g（精確至0.01 g）稻桿樣品于50 mL離心管中，先加入10 mL水浸泡30 min，再加入20 mL 2%乙酸乙腈溶液，振蕩提取30 min，以4 000 r/min離心5 min。吸取1.0 mL上清液，經(jīng)50 mg PSA+50 mg C18凈化，渦旋1 min，以4 000 r/min離心5 min。上清液經(jīng)0.22 μm濾膜過濾，待測。

1.2.3 液相色譜條件

采用Waters Symmetry C18色譜柱（2.1 mm×100 mm，3.5 μm）；流動相A為甲醇、流動相B為0.1%甲酸水溶液；梯度洗脫條件：0～0.5 min，10%流動相A；0.5～3 min，流動相A：10%～90%；4～5 min，流動相A：90%～10%；6～8 min，10%流動相A；運行時間8 min。流速0.3 mL/min；柱溫40 ℃；進樣量2 μL。

1.2.4 質(zhì)譜條件

電噴霧離子源（ESI），正離子模式；離子源溫度500 ℃；離子化電壓5 500 V；噴霧氣流速50 L/h；氣簾氣流速50 L/h；多重反應監(jiān)測（MRM）；定量方式：外標法。

2 結果與分析

2.1 MS條件的確定

分別配制1 mg/L的呋蟲胺、UF、DN標準溶液，通過針泵進樣，在電噴霧電離 ESI（+/-）方式下進行全掃描（m/z50～500），分別確定母離子后再依次優(yōu)化子離子。選擇信噪比高、峰形好、干擾小的離子對作為定性定量離子對，以多重反應監(jiān)測正離子模式分別優(yōu)化呋蟲胺、UF、DN的碰撞能量（CE）和去簇電壓（DP）等質(zhì)譜參數(shù)，如表1所示，分別獲得相應的質(zhì)譜檢測參數(shù)。

表1 呋蟲胺及其代謝物檢測質(zhì)譜參數(shù)

2.2 流動相的選擇

試驗發(fā)現(xiàn)，采用Symmetry C18色譜柱，呋蟲胺及其代謝物可以較好地被保留下來，在流動相中添加1%甲酸溶液可以提高呋蟲胺及其代謝物的離子化效率，從而提高響應。采用上述確定的色譜條件和質(zhì)譜條件對標準溶液進樣，呋蟲胺及其代謝物的基質(zhì)標準溶液總離子流圖如圖1所示。

圖1 呋蟲胺及其代謝物的基質(zhì)標準溶液總離子流圖

2.3 前處理方法優(yōu)化

前期查閱文獻，結合參考文獻中相關的提取試劑對水稻中呋蟲胺及其代謝物的提取，結果發(fā)現(xiàn)其中DN的回收率均偏低；后期經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn)，提取后不加MgSO4除去水分的凈化方式可提高樣品中DN的回收率，滿足檢測要求。通過比較PSA、C18和石墨化炭黑（Graphitizing of carbon black，GCB）3種凈化劑的使用方式和用量優(yōu)化水稻中目標物凈化回收效果，試驗表明試樣提取液經(jīng)GCB凈化后呋蟲胺代謝物UF、DN的回收率均較低，因此確定選擇PSA和C18為凈化劑。通過對PSA和C18的用量進行優(yōu)化，結果表明試樣提取液經(jīng)50 mg PSA和50 mg C18的組合凈化后效果最佳。

2.4 標準曲線方程及檢出限

使用空白水稻樣品提取液，配制10，20，50，100，200，500和1 000 μg/L基質(zhì)標準混合溶液，在上述確定的檢測條件下進樣，以標準溶液濃度為橫坐標，以定量離子對峰面積為縱坐標，繪制標準曲線。由表2可知，呋蟲胺及其代謝物在此濃度范圍內(nèi)均具有良好的線性關系，相關系數(shù)r值均大于0.999。以稱樣量為5 g，定容體積為30 mL計，通過3倍信噪比計算檢出限，呋蟲胺及其代謝物的最低檢出限均為0.005 mg/kg。

表2 呋蟲胺及其代謝物的標準曲線方程、r值及檢出限

2.5 方法的準確度和精密度

分別在糙米、稻殼、稻桿的空白樣品中按照0.01，0.2和1.0 mg/kg 3個質(zhì)量濃度水平單獨添加呋蟲胺及其代謝物的標準溶液，每個濃度5次平行，進行添加回收試驗。由表3可知，在0.01～1.0 mg/kg添加水平范圍內(nèi)，呋蟲胺及其代謝物在糙米中平均添加回收率為77%～101%，相對標準偏差為1.3%～9.5%；在稻殼中平均添加回收率為87%～104%，相對標準偏差為0.6%～7.5%；在稻桿中平均添加回收率為87%～103%，相對標準偏差為1.6%～7.7%。根據(jù)NY/T 788—2018的要求，滿足農(nóng)藥殘留分析的要求。

表3 呋蟲胺及其代謝物在糙米、稻殼、稻桿中的添加回收率和相對標準偏差（n=5）

2.6 儲藏穩(wěn)定性試驗

分別在糙米、稻殼、稻桿空白樣品中按照0.3 mg/kg質(zhì)量濃度水平單獨添加呋蟲胺及其代謝物的標準溶液，將所有添加樣品進行密封，放入低于-18 ℃冰箱中保存。以添加樣品第1天及2，4，8，16，20，25周作為取樣間隔，通過上述確定的檢測方法處理樣品。由表4可知，在低于-18 ℃條件下儲藏25周的試驗期間內(nèi)，呋蟲胺在糙米、稻殼、稻桿中的降解率為3%～18%，UF在糙米、稻殼、稻桿中的降解率為2%～15%，DN在糙米、稻殼、稻桿中的降解率為0～12%。依據(jù)NY/T 3094—2017中的要求，降解率均小于30%，表明在儲藏溫度低于-18 ℃、儲藏時間為25周的試驗期間內(nèi)，呋蟲胺及其代謝物在水稻基質(zhì)中均比較穩(wěn)定。

表4 呋蟲胺及其代謝物在糙米、稻殼、稻桿中的平均降解率

3 結論

試驗建立了水稻中呋蟲胺及其代謝物檢測的超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜分析方法，采用QuEChERS方法提取、凈化，前處理簡單快速，呋蟲胺及其代謝物在糙米、稻殼、稻桿中的平均添加回收率分別為77%～101%，87%～104%和87%～103%，相對標準偏差分別為1.3%～9.5%，0.6%～7.5%和1.6%～7.7%。該方法準確度高，精密度好，符合農(nóng)藥殘留檢測分析要求。在儲藏溫度低于-18 ℃、儲藏時間為25周的試驗期間內(nèi)，呋蟲胺及其代謝物在糙米、稻殼、稻桿中均比較穩(wěn)定。該方法操作簡便、快速高效、定量限低，適用于水稻中呋蟲胺及其代謝物的殘留檢測，同時可為其他農(nóng)產(chǎn)品及食品測定呋蟲胺及其代謝物的殘留量提供參考依據(jù)。