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气相色谱-串联质谱法同时测定杨桃中的内吸磷、抑霉唑和腈菌唑

  • 投稿宁哲
  • 更新时间2015-09-22
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张 群,刘春华,吴南村,吴小芳,尹桂豪

(中国热带农业科学院分析测试中心/海南省热带果蔬产品质量安全重点实验室,海口 571101)

摘要:建立了杨桃中内吸磷、抑霉唑和腈菌唑同时测定的气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)分析方法。杨桃样品用乙腈匀浆提取、盐析、石墨化碳黑/氨基混合型固相萃取柱净化,乙腈/甲苯(3∶1,V/V)洗脱,浓缩定容,最后通过GC-MS/MS进行分析。农药的添加水平为0.02~0.50 mg/kg时,3种农药的回收率为75.6%~99.0%,相对标准偏差为2.4%~10.4%;内吸磷、抑霉唑和腈菌唑3种农药的定量限分别为0.010、0.020、0.005 mg/kg。该方法能满足杨桃中内吸磷、抑霉唑和腈菌唑3种农药多残留检测的要求。

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关键词 :杨桃;农药残留;气相色谱-串联质谱

中图分类号:O657.63;S482.5 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2015)07-1717-05

DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.07.048

内吸磷用于防治蔬菜果树的蚜虫、红蜘蛛、线虫等效果良好,但内吸磷属高毒、高残留的有机磷农药,在中国禁止在蔬菜和果树结果期使用,针对可以使用的果蔬种类,国家也规定其最高残留限量。抑霉唑是一种内吸性杀菌剂,不仅可有效防治果蔬中的许多真菌病害,还对果蔬防腐有特效。腈菌唑属内吸性三唑类杀菌剂,是甾醇脱甲基化抑制剂,常用于防治水果叶斑病、白粉病、黑星病等。

杨桃主要分布于中国南部的福建、广东、海南、台湾等地,这些地区气候温暖,病虫害发生严重,故杨桃上使用的农药种类及频率较高,直接导致食品安全隐患。农药残留对食品安全带来的影响越来越明显,对食品农药残留的检测方法的要求也越来越高。

当前,国内外学者对内吸磷、抑霉唑、腈菌唑的定性、定量检测方法已有较多的探索。目前关于内吸磷[1-5]、抑霉唑[5-10]和腈菌唑[11-15]的检测方法主要有气相色谱法(GC)、气相色谱-串联质谱法(GC-MS/MS)、液相色谱法以及液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)。近年来,虽然气相色谱、气相色谱-质谱(GC-MS)检测杨桃中有机磷农药的报道较多[16-18],但是利用GC-MS/MS检测杨桃中多种农药残留的相关报道很少。相比于GC、GC-MS的检测方法,GC-MS/MS检测技术通过多反应监测模式(MRM)选择特征母离子和子离子形成定量、定性离子对,不仅有效的减少了基质对检测结果的影响,同时定性的准确度和检测的灵敏度也都得到了提升,适用于食品安全领域。

本研究建立了一种利用GC-MS/MS技术对杨桃中内吸磷、抑霉唑和腈菌唑同时进行定性与定量检测的确证方法。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 主要试剂 乙腈、正己烷(HPLC级,美国Fisher公司);毛细管气相色谱柱SLB-5ms(美国SUPELCO公司);甲苯、氯化钠(分析纯,广州试剂公司)。

1.1.2 仪器和耗材 7000型三重串联四级杆气质联用仪(美国Agilent公司);T25 basic型高速匀浆机(广州仪科实验技术有限公司);RE52 CS-1型旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂);EB-280-12型电子顶载天平(日本岛津公司);QL-901型旋涡混合器(江苏海门其林医用仪器厂);石墨化碳黑/氨基混合型固相萃取柱(Carbon/NH2,500 mg/6 mL,Agilent Technologies)。标准物质内吸磷、抑霉唑、腈菌唑,纯度≥99%(农业部环境质量监督检验测试中心)。供试材料为杨桃(Averrhoa carambola L.),采自海南。

1.2 试验方法

1.2.1 气相色谱-串联质谱条件 气相色谱条件: 毛细管气相色谱柱SLB-5 ms(30 m×0.25 mm× 0.25 μm);程序升温初始温度150 ℃,以10 ℃/min升温至200 ℃,以3 ℃/min升温至236 ℃,最后以30 ℃/min升温至280 ℃;总运行时间为18.5 min;载气,氦气(纯度≥99.999%);恒流模式,流速为1.00 mL/min;进样口温度为260 ℃;进样量为1 μL;进样方式为不分流进样。

质谱条件: 碰撞气流速为2.25 mL/min;离子源,电子轰击源为70 eV;扫描方式,正离子扫描;离子源温度为230 ℃;溶剂延迟为4.00 min;多反应监测,3种农药在串联质谱多反应监测条件下的保留时间、定量离子对、定性离子对以及碰撞能量见表1。

1.2.2 样品处理 称取样品25.00 g(精确至0.01 g)于150 mL烧杯中,加入50.0 mL乙腈,在匀浆机中高速匀浆2 min后用滤纸过滤,滤液收集到装有5 g氯化钠的100 mL具塞量筒中,收集全部滤液,盖上塞子,剧烈震荡2 min,在室温下静置30 min,使乙腈相和水相分离。准确吸取10.00 mL上层乙腈提取液于50 mL 圆底烧瓶中,在40 ℃水浴下旋转蒸发至近干,用2 mL 乙腈/甲苯(3∶1,V/V)溶解残渣,漩涡混匀,待净化。固相萃取柱中加5 mL 乙腈/甲苯(3∶1,V/V)预洗柱,当液面接近柱吸附层表面时,立即加入上述待净化溶液,用100 mL圆底烧瓶收集洗脱液,用2 mL 乙腈/甲苯(3∶1,V/V)洗圆底烧瓶后过柱,并重复两次;最后用20 mL乙腈/甲苯(3∶1,V/V)洗脱,合并于100 mL圆底烧瓶,将圆底烧瓶40 ℃水浴下旋转蒸发至近干,氮气吹干后,最后用正己烷定容至5 mL,在混合器上混匀后,若残留量较低时,可以定容至2 mL,待GC-MS/MS测定。

1.2.3 添加回收率与精密度测定 称取4组经测定不含上述3种农药残留的杨桃空白样品,每组5个重复,在空白样品中分别添加浓度水平为0.02、0.05、0.10、0.50 mg/kg,按照上述提取和色谱操作条件进行分析,计算添加回收率和相对标准偏差。

2 结果与分析

2.1 样品处理净化条件优化

2.1.1 提取剂的选择 内吸磷、抑霉唑和腈菌唑均微溶于水,溶于一般有机溶剂如乙腈、丙酮、正己烷等。对于提取剂的选择,本试验采用回收试验法比较了常用分析农药残留的提取剂(乙腈、丙酮和正己烷),结果表明,使用丙酮为提取剂时,丙酮与水互溶导致水相和有机相分层不明显,从而造成回收率较低;使用正己烷作为提取剂时,虽然正己烷与水不互溶,但是提取效率仍没有乙腈高;选用乙腈为提取剂,样品回收率满足农药残留检测方法的要求,故选用乙腈为提取剂。

2.1.2 固相萃取柱的优化 氨基柱(NH2)是键合相为氨丙基的硅胶基质小柱,同时具有氢键和阴离子交换的性质,能促进结构异构体的分离,并且有效地去除脂肪酸、有机酸和糖等杂质;石墨化碳黑柱(Carbon)填充了高纯的石墨化碳颗粒,其表面的正六元环结构使其对平面分子有极强的亲和力,适用于绝大部分农药的萃取和净化;石墨化碳黑/氨基混合型固相萃取柱(Carbon/NH2)集中了石墨化碳黑和氨基两种填料的优势,可以有效去除食品中的色素、甾醇、脂肪酸、有机酸和糖类等杂质,适合于不同极性农药的多残留检测。比较了农残检测中常用的固相萃取柱(NH2柱、Carbon柱、Carbon/NH2混合型柱)的净化和回收效果,结果表明,Carbon/NH2混合型柱净化后,洗脱比较干净,去除干扰的效果最好,可获得较理想的回收率。WATANABE等[19]利用Carbon/NH2混合型柱净化农产品中的7种新烟碱类杀虫剂。陈红平等[20]同样采用Carbon/NH2混合型柱净化处理样品建立了气相色谱-质谱法同时测定茶叶中72种农药残留量的方法。本试验检测的杨桃样品含糖量在10%以上,同时其有机酸含量也较高,利用Carbon/NH2混合型柱可以有效去除糖类等杂质,因此本方法最终依据结果选择Carbon/NH2混合型柱为净化柱。

2.2 待测农药定量和定性离子的选择

首先,分别将3种农药的标准品溶液(1.0 mg/L)在m/z 0~500之间进行全扫描分析(Full Scan),确定每种农药的保留时间(表1)和质谱图(图1)。从质谱图中找出各组分的一级碎片离子作为母离子,母离子的选择主要考虑5个方面因素:特征性高、质量数高、对称性高、重现性好且不同于柱流失碎片离子。综合考虑,选择适宜的离子初步定为母离子。其次,选择子离子,应用离子轰击扫描对母离子在不同碰撞能量下进行电离轰击,确定二级质谱图,选择强度较大、灵敏度高的为子离子。对每一组离子对分别选择碰撞能量为5、10、15、20、25、30、35、40 eV进行扫描,以响应强度大小为依据对碰撞能量进行选择,再在此基础上对选择的碰撞能量进行微调,对碰撞电压进一步优化,使得最终监测的子离子产生最强响应。选择丰度最高的一对子离子进行定量分析,选择丰度次高的一对子离子进行定性分析,表1给出了优化后的多反应监测条件。图2是3种农药(0.20 mg/L)在表1条件下得到的多反应监测总离子流图,从图2中可以看出所有谱峰峰形尖锐、对称性好、各谱峰间完全分离。

2.3 线性方程、定量限、回收率和精密度

2.3.1 线性方程 将一定浓度的混合标准工作溶液,按“1.2”所述分析条件进行测定,以内吸磷、抑霉唑和腈菌唑标准溶液的浓度为横坐标、峰面积为纵坐标绘制线性关系曲线,对测定结果进行线性相关分析。结果表明,在0.02~0.50 mg/kg内线性关系良好(表2)。

2.3.2 定量限 定量限是指可以进行准确定性和定量测定的最低水平。不同水平下得到的准确度应满足以下要求:添加水平在0.001~0.010 mg/kg时,回收率为60%~120%,相对标准偏差应≤30%;添加水平在0.01~0.10 mg/kg时,回收率范围为70%~120%,相对标准偏差应≤20%;添加水平在0.1~1.0 mg/kg时,回收率应在70%~110%,相对标准偏差应≤15%。添加标准溶液质量浓度得到的信噪比一般为10。根据3倍信噪比(S/N)计算杨桃中3种农药的检出限(LOD)为0.000 9~0.006 0 mg/kg,根据10倍信噪比确定的定量限(LOQ)为0.003~0.020 mg/kg,为配合实际样品和定量准确,本试验从添加水平0.003~0.020 mg/kg,通过添加回收率试验和准确定量的要求,因此,杨桃中内吸磷、抑霉唑和腈菌唑的定量限通过实际添加回收试验最终确定为0.010、0.020、0.005 mg/kg,详见表3。

2.3.3 回收率和精密度 方法的准确度是指所得结果与真值的符合程度,农药残留检测方法的准确度一般用回收率进行评价。重复性一般做3个水平试验,每个水平重复次数不少于5次。本试验选择4个水平试验对方法的准确度进行验证,在4组各5个空白样品中分别添加浓度水平为0.02、0.05、0.10、0.50 mg/kg的混合标准溶液,按照上述提取和色谱操作条件进行测定,计算回收率和精密度。结果表明,3种农药残留的平均回收率为75.6%~99.0%;5次平行测定的相对标准偏差为2.4%~10.4%,均满足定量分析要求,结果见表4。

3 小结与讨论

本试验建立了杨桃中内吸磷、抑霉唑和腈菌唑的GC-MS/MS分析检测方法。杨桃样品经乙腈匀浆提取,石墨化碳黑/氨基混合型固相萃取柱净化,GC-MS/MS检测。在0.02~0.50 mg/kg下进行添加回收试验,3种农药的平均回收率为75.6%~99.0%,相对标准偏差为2.4%~10.4%(n=5);方法的线性范围为0.02~0.50 mg/L,相关系数大于0.99;内吸磷、抑霉唑和腈菌唑的定量限分别为0.010、0.020、0.005 mg/kg。该方法简单、灵敏度和准确度高,可实现杨桃中内吸磷、抑霉唑和腈菌唑残留的定性与定量检测。

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参考文献:

[1] 刘咏梅,王志华,储晓刚.凝胶渗透色谱净化-气相色谱分离同时测定糙米中50种有机磷农药残留[J].分析化学,2005,33(6):808-810.

[2] 苏建峰,卢声宇, 陈 晶, 等.溶剂转移-气相色谱-质谱法和选择洗脱-气相色谱法测定大蒜中 289 种农药多残留[J].色谱, 2011,29(7):643-655.

[3] 叶瑞洪,苏建峰.分散固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法测定果蔬、牛奶、植物油和动物肌肉中残留的61种有机磷农药[J].色谱, 2011, 29(7): 618-623.

[4] 王连珠,周 昱,陈 泳,等. QuEChERS样品前处理-液相色谱-串联质谱法测定蔬菜中66 种有机磷农药残留量方法评估[J].色谱, 2012, 30(2): 146-153.

[5] WU Y, JIA Y, LU X. Assessment of semi-volatile organic compounds in drinking water sources in Jiangsu, China[J]. Ecotox Environ Safe, 2013, 94(1): 138-146.

[6] 应兴华,徐 霞,陈铭学,等.粮谷中抑霉唑残留的气相色谱法测定[J].分析测试学报, 2009, 28(4):398-402.

[7] DOS SANTOS F N, PEREIRA P A P. Development, validation and application of a method based on DI-SPME and GC-MS for determination of pesticides of different chemical groups in surface and groundwater samples[J]. Microch J, 2010, 96(1): 139-145.

[8] MENEZES FILHO A, DOS SANTOS F N, PEREIRA P A P. Development, validation and application of a methodology based on solid-phase micro-extraction followed by gas chromatography coupled to mass spectrometry(SPME/GC-MS) for the determination of pesticide residues in mangoes[J]. Talanta, 2010, 81(1): 346-354.

[9] 王玉健,黄惠玲,禤开智,等.超高效液相色谱-串联质谱测定多种食品中抑霉唑、嘧霉胺、克百威、三唑磷、多菌灵的残留量[J].分析试验室, 2011, 30(5): 77-80.

[10] 高智席,江忠远,李新发,等.固相萃取-反相高效液相色谱法测定红毛丹中抑霉唑的残留动态[J].食品科学, 2012, 33(8): 188-190.

[11] DENG Z, HU J, QIN D, et al. Simultaneous analysis of hexaconazole, myclobutanil, and tebuconazole residues in apples and soil by SPE clean-up and GC with nitrogen-phosphorus detection[J]. Chromatographia, 2010, 71(7-8):679-684.

[12] 李贤波,刘 军,夏 虹,等.气相色谱法检测柑橘中的腈菌唑残留[J].湖北农业科学,2011,50(20): 4269-4272.

[13] 谭龙波.腈菌唑在辣椒上的残留检测方法研究[J]. 安徽农业科学, 2010, 38(5): 2213-2215.

[14] 徐 娟,陈 捷,叶弘毅,等. QuEchERs 提取与高效液相色谱-电喷雾电离串联质谱联用法检测茶叶中的 19 种农药残留[J].分析测试学报, 2011, 30(9): 990-995.

[15] 余 晟,黄克靖,余 萌,等.固相萃取-高效液相色谱法同时检测水样中戊唑醇、乙霉威、晴菌唑、精甲霜灵和扑草净 5 种农药残留[J].分析化学, 2012, 40(7): 1065-1070.

[16] TAN G H, TANG N N. Determination of organophosphorous pesticide residues in selected fruits by gas chromatography-mass spectrometry[J]. Malays J Chem, 2005,7(1): 49-56.

[17] CHAI M K, TAN G H. Validation of a headspace solid-phase microextraction procedure with gas chromatography-electron capture detection of pesticide residues in fruits and vegetables[J]. Food Chem, 2009, 117(3): 561-567.

[18] NORLI H R, CHRISTIANSEN A, HOLEN B. Independent evaluation of a commercial deconvolution reporting software for gas chromatography mass spectrometry analysis of pesticide residues in fruits and vegetables[J]. J Chromatogr A, 2010, 1217(13): 2056-2064.

[19] WATANABE E, BABA K, EUN H. Simultaneous determination of neonicotinoid insecticides in agricultural samples by solid-phase extraction cleanup and liquid chromatography equipped with diode-array detection[J]. J Agr Food Chem, 2007, 55(10): 3798-3804.

[20] 陈红平, 刘 新, 汪庆华,等.气相色谱-质谱法同时测定茶叶中72种农药残留量[J].食品科学,2011,32(6):159-164.