李雪雪 赵阿璇
咸阳市食品药品检验检测中心,陕西省咸阳市,712000
摘要:目的 气相色谱-质谱法(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS/MS)测定韭菜中20种农药(腐霉利 毒死蜱 甲基毒死蜱、甲氰菊酯等)残留量。方法 样品用乙腈和提取盐包提取,过净化包(PSA、GCB、无水硫酸镁)净化浓缩,乙酸乙酯定容,在气相色谱-质谱/质谱系统的多反应监测扫描(multi reaction monitoring,MRM)模式下,对韭菜中20种农药进行定性和定量分析。结果 20种农药在0.01~0.5 ug/mL的范围内线性关系良好,相关系数r均大于0.996;方法的检出限为0.003mg/kg,定量限为0.01 mg/kg;在三种含量下(0.01、0.05、0.1 mg/kg)加标,加标回收率为68.44%~117.78%, 相对标准偏差(RSD)为1.60%~8.57%[1]。结论 本方法快速、高效、简便,重复性和回收率均满足实验要求,适用于韭菜中部分农药残留的分析检测。?
关键词:韭菜 气相色谱-质谱法 农药残留
引言
韭菜中农药残留很容易超标。很多菜农所用农药毒性很强,价格便宜,使用量增加、使用时间不当、未过休药期就上市农药残留超标的风险大大增加,影响民众食品安全[2]。传统的固相萃取柱净化耗时、复杂不便于快速检测,QuEChERS 方法操作更加简便,提高工作效率,污染小,广泛应用于多种农药残留分析[2]。因此,本文选择了韭菜中可能使用频率较高的20 种农药作为检测对象,结合样品特点,选择QuEChERS方法,采用 GC-MS/MS对市场上随机购买的韭菜进行监测分析。
1材料与方法
1.1主要仪器 气相色谱质谱联用仪,岛津GCMS-TQ8040NCI,电子轰击离子源(EI);梅特勒电子分析天平ME204,涡旋混合器(IKA VXR B S025),水浴恒温振荡器,高速冷冻离心机(湘仪),全自动浓缩仪(LabTech MV5)
1.2试药 农药的标准品:灭线磷、五氯硝基苯、γ-六六六、特丁津、除线磷、甲基毒死蜱、甲草胺、甲霜灵、杀螟硫磷、毒死蜱、甲基异柳磷、腐霉利、杀扑磷、多效唑、丁草胺、抑霉唑、伏杀硫磷、哒螨灵、乙丁烯氟灵、甲氰菊酯,以上标准溶液浓度均为1000ug/mL;环氧七氯,浓度为100ug/mL。
氯化钠是分析纯,天津科密欧;醋酸是分析纯,天津科密欧;乙腈是色谱纯,TEDIA;乙酸乙酯是色谱纯,TEDIA;丙酮是色谱纯,Fisher,甲苯是色谱纯,TEDIA。
净化管:900 mg硫酸镁 、PSA 150 mg 、15mgGCB的15mL塑料离心管
1.3气相色谱-串联质谱分析条件
1.3.1色谱条件 色谱柱为Rxi-5Mil MS石英毛线管色谱柱(30m*0.25mm*0.25um);载气:氦气,纯度≥99.999%,流速1.69mL/ min;进样温度为220℃。进样方式:不分流进样,进样体积1uL。柱温:初始温度60℃(保持1min),40℃/min升到120℃,(保持0min),5℃/min升到310℃,(保持1min);
1.3.2质谱条件 电离方式:电子轰击离子源(EI); 温度为 280 ℃,电子能量 70 eV,接口温度为280 ℃,溶剂延迟 5min,多反应监测(MRM)采集模式。每种化合物都有4对离子对,其中响应最高的1对为定量离子,其他3对为定性离子。20种农药的保留时间、MRM 离子对信息、碰撞能见表1
表1 20种农药的多反应监测参数
1.4标准曲线的绘制
1.4.1标准储备液的配制 分别将 1000ug/mL农药标准品用丙酮溶解并定容在 10 mL 容量瓶中,各农药标准储备液的浓度为100ug /mL,4 ℃冰箱保存。各标准储备液都吸取1.0mL 于10 mL 容量瓶中,用丙酮定容至刻度,混合标准中间液浓度为10ug /mL。向10mL容量瓶中加入1.0mL混合标准中间液,用丙酮定容至刻度,混合标准使用液浓度为1μg /mL。临用前配制成0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5μg/mL的标准曲线系列。
环氧七氯:将100ug/mL内标标准品用丙酮溶解并定容在 20 mL 容量瓶中,浓度为5ug /mL,4 ℃冰箱冷藏保存。
1.4.2基质标准溶液的配制 按样品前处理进行,制得空白韭菜基质溶液。6份空白基质溶液氮气吹干,均加入20uL内标溶液(5ug/mL),加入1mL相应质量浓度的混合标准溶液复溶,得到的质量浓度为 0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5μg/mL,过0.22um有机滤膜。
1.5样品前处理
在市场上随机采购一批次韭菜,样品量约为1.5kg,将样品粉碎,用四分法取样,制成匀浆,放入聚乙烯瓶中,
﹣18℃下保存。准确称取 10.00 g (精确到0.01g) 匀浆后的样品于50 mL 离心管中,加入(98+2)乙腈-醋酸溶液20 mL,剧烈涡旋1min,放置于恒温水浴振荡器内振荡20min,加入2g氯化钠,混匀约1min,8000 rpm 冷冻离心5min。准确吸取提取液12mL上清液于装有900 mg无水硫酸镁 、PSA 150 mg 、15mgGCB及0.5mL甲苯的 15 mL 塑料离心管中,涡旋混匀约1min,8000 rpm 冷冻离心5min。准确吸取净化后的上清液4mL 到10mL比色管中,40℃水浴中氮吹至近干。加入20uL的环氧七氯内标溶液,1mL乙酸乙酯复溶,过0.22um有机微孔滤膜,用于测定[3]。
1.6 样品的定性与定量 取经过前处理的样品与农药混合标准工作液 1.0uL,在气相色谱/质谱条件下进行测定,参考保留时间及碎片离子可以进行定性、定量数据分析,用内标法计算样品中农药浓度。检测时, 色谱峰保留时间应在±5%内,在质谱图中所选择的离子对(m /z)都出现,四对离子对丰度比和相近质量浓度标准品的离子丰度比一致,则该样品中存在这种农药。为减少基质的影响, 定量时用阴性基质样品配制混合标准工作溶液, 标准溶液的浓度与待测化合物的浓度相近,要求曲线相关系数大于 0.995。
1.7 添加回收试验
在韭菜样品中分别添加0.01、0.05 和 0.1 mg/kg 三个含量进行加标回收试验,每个含量都重复六次,按照样品前处理试验,计算六次测定结果的平均回收率和相对标准偏差。
2结果分析
2.1提取过程
2.1.1提取溶剂的选择 由于被测农药的结构存在差异大和极性范围较广, 如何选择一种可将多种痕量农药提取出来的有机溶剂是很重要的。韭菜含纤维素、色素较多,基质较为复杂,乙腈能有效提取大部分农药,色素提取率低,基质影响小, 回收率能满足要求。本试验QuEChERS 法用 2% 醋酸的酸化乙腈为提取溶剂,目的是保证一些容易降解组分的回收率。
2.1.2前处理过程优化 传统的前处理方式使用了固相萃取小柱,样品的提取及净化耗时较长,并且多数有毒溶剂的使用对试验研究人员造成一定伤害。试验前处理过程中净化时使用了 PSA 净化,PSA 可去除基质中碳水化合物、酚类、各种极性有机酸、少量色素。此种方式减少了样品量和溶剂的使用量,缩短了分析时间、使用大量有毒溶剂对人体的危害等问题。净化时使用GCB去除色素,减少基质效应的影响,净化时加入甲苯可以抑制GCB对样品的吸附能力。
2.2净化条件的优化
N-丙基乙二胺( PSA 粉) 主要通过极性相互作用及弱阴离子交换作用,有效去除干扰物中的脂类和碳水化合物,去除维生素、色素能力一般,而石墨化碳粉(GCB)吸附维生素、色素效果较好,对韭菜样品来说,去除色素的干扰是最主要的,包括脂溶性色素和水溶性色素。无水硫酸镁干燥能力稍强,干燥速度较快,粉末细,属于弱酸性干燥,不与其他有机物进行反应,可用来干燥醛,腈和酰胺。本实验同时使用适当比例的 PSA 粉、石墨化碳粉、无水硫酸镁进行混合型固相萃取净化,更加有效消除了上述干扰物质的影响。分别比较了 2组净化材料的效果: ① 900mg无水硫酸镁+150 mg PSA+15mg GCB+0.5mL甲苯,②900mg无水硫酸镁+150 mg PSA 。结果显示,第①组净化材料吸附杂质效果较好,降低基质效应效果明显,回收率达到要求,第②组净化材料净化效果不明显,杂质较多,回收率不稳定。因此选取第 ① 组900mg无水硫酸镁+150 mg PSA+15mg GCB+0.5mL甲苯作为净化材料。
2.3基质效应 在质谱分析中,基质中的干扰物会影响目标化合物的离子化,从而增强或抑制化合物的响应,这些影响和干扰被称为基质效应。由于基质效应会影响分析方法的准确度, 因此必须对基质效应进行考察。 研究发现基质效应增强的农药有腐霉利、五氯硝基苯、甲氰菊酯,其中霉利基质效应明显增强。故本文配制混合基质标准溶液曲线。
2.4线性关系、检出限、定量限、回收率、重复性
配制0.01-0.5ug/mL的6个系列浓度点的基质混合标准工作溶液,按照仪器条件进行测定,以目标物与内标物之间浓度比为横坐标,农药定量离子峰面积比为纵坐标,绘制一个标准工作曲线。以3倍信噪比和10倍信噪比计算出各化合物的检出限及定量限。由表中得知20种农药的线性方程良好,相关系数R均大于0.995,符合GB/T27404-2008要求。
在韭菜样品中,分别选择定量限0.01mg/kg、5倍定量限0.05mg/kg、10倍定量限0.1mg/kg 3个加标实验,且每种加标实验重复测试6个平行样品,计算平均回收率及RSD,结果见表2。结果可得标准偏差均小于10%,20种农残加标量为0.01mg/kg时回收率范围74.89%~117.78% ,0.05mg/kg回收率范围68.44%~104.9%, 0.1mg/kg回收率范围80.52%~106.13% ,回收率可达到GB/T27404-2008附录F要求。
表2 20种农残的线性方程及相关系数、检出限、定量限、添加浓度、回收率、精密度
3结论
本文主要采用 GC-MS/MS 法检测韭菜中20种农药残留,提高了工作效率,提取速度快,氮吹效率高。 该方法操作简单、分析时间短、灵敏、可靠,在加标 0.01~0.10 mg/kg 范围内,回收率为 68.44%~117.78%, 相对标准偏差≤10%,满足 GB/T 27404-2008《实验室质量控制规范 食品理化检测》 中的规定,可作为韭菜中农药残留检测的定性和定量分析方法,其他色素、纤维含量较高的蔬菜可酌情参考。
[1].赵琛悠,徐枢雅,等.QuEchERS结合气相色谱一三重四极杆串联质谱法分析 血液中的农药[J],中国法医学杂志,2019,34(4):361-365
[2].李浩林,李桐桐,等.优化的 QuEChERS-超高效液相色谱-串联质谱法 测定韭菜中 31 种农药残留[J],农药学学报,2021:1-7
[3]中华人 民 共 和 国 卫 生 部,中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会, GB23200.113-2018 食品安全国家标准 植物源性食品中208种农药及其代谢物残留量的测定 气相色谱-质谱联用法[S], 北京: 中国标准出版社,2018: 1-44.
作者简介:
李雪雪(1990-),女,汉族,陕西乾县,助理工程师,本科,咸阳市食品药品检验检测中心,陕西省咸阳市,712000
赵阿璇(1994-)女,汉族,陕西乾县,助理工程师,本科,咸阳市食品药品检验检测中心,陕西省咸阳市,712000