黃玉賓,郭琳琳,劉 峰
(河北省農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測中心,河北 石家莊 050035)
據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計,蔬菜和水果中的農(nóng)藥殘留種類高達(dá)上千種。因此,農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)受到了人們越來越多的關(guān)注[1-5]。不同種類蔬菜的農(nóng)藥殘留檢測標(biāo)準(zhǔn)不同,且同一種蔬菜不同農(nóng)藥的響應(yīng)也不一樣,這就對農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)提出了新的要求。
氨基甲酸酯類農(nóng)藥主要包括西維因、呋喃丹、涕滅威和滅多威等,是氨基或胺基直接與甲酸酯的羰基相連的化合物,是一類廣泛應(yīng)用于蔬菜如水果殺蟲、殺螨、除草的重要有機(jī)合成試劑[6,7]。因此,在農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測中引起了廣泛關(guān)注。在國家標(biāo)準(zhǔn)中已對多種氨基甲酸酯類農(nóng)藥的限量值做出明確規(guī)定,如GB 2763—2016規(guī)定蔬菜中克百威的最高殘留量為0.02 mg/kg[6]。在日常的氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留檢測中,主要運用氣相色譜儀[8]、液相色譜儀[9-13]、液相質(zhì)譜儀[14-16]和氣相質(zhì)譜儀[17]等儀器。其中,氣相色譜儀在檢測氨基甲酸酯的過程中主要使用氮磷檢測器,雜峰干擾多,定性能力差,靈敏度低;液相色譜儀主要采用柱后衍生的方法,對衍生試劑的純度和濃度要求苛刻。隨著串聯(lián)質(zhì)譜儀的普及,其在氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留檢測上的應(yīng)用越來越頻繁。鄧立剛等[16]雖然建立了超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定蔬菜中7種氨基甲酸酯類農(nóng)藥的方法,但是前處理采用了氨基柱凈化的過程,前處理過程較為復(fù)雜。劉敏等[15]雖然優(yōu)化了氨基甲酸酯類和有機(jī)磷類農(nóng)藥的分散固相萃取吸附劑,簡化了前處理過程,但是其采用的是一級質(zhì)譜條件,因此不適用于三重四極桿質(zhì)譜法。GB/T 20769—2008[18]中雖然包含了大多數(shù)氨基甲酸酯類農(nóng)藥的檢測質(zhì)譜方法,但并未明確3-羥基克百威、涕滅威砜和涕滅威亞砜定量測定的方法依據(jù)。近年來,QuEChERS方法在蔬菜水果農(nóng)藥殘留檢測方面的應(yīng)用越來越廣泛[19-22]。因此,我們也嘗試使用QuEChERS前處理的方法對樣品進(jìn)行相應(yīng)處理,并結(jié)合超高效液相色譜-串聯(lián)三重四級桿質(zhì)譜技術(shù),實現(xiàn)對樣品快速、準(zhǔn)確的定性和定量測定。
氨基甲酸酯類農(nóng)藥檢測對象為克百威(carbofuran)、3-羥基克百威(3-hydroxycarbofuran)、涕滅威(aldicarb)、涕滅威砜(aldicarbsulfone)、涕滅威亞砜(aldicarbsulfoxide)、甲萘威 (carbaryl)、異丙威 (iso procarb) 和滅多威 (methomyl)。其標(biāo)準(zhǔn)品均為100 mg/L的溶液,購于農(nóng)業(yè)部環(huán)境質(zhì)量監(jiān)督檢測測試中心(天津)。
試劑有乙腈和甲醇(均為色譜純,德國默克公司),氯化鈉(分析純,西隴化工股份有限公司),甲酸和乙酸銨(均為色譜純,上海安普科學(xué)儀器有限公司)。實驗用水為自制超純水。
試驗儀器與設(shè)備有1290超高效液相色譜-串聯(lián)6460三重四級桿質(zhì)譜聯(lián)用儀(UPLC-MS/MS,美國安捷倫科技公司)、高速離心機(jī)(中國湘儀科技有限公司)、渦旋混合器(德國IKA科技有限公司)、電子天平(上海菁海儀器有限公司)、QuEChERS試劑包(含有400mg PSA、100 mg C18e和 1 200 mg MgSO4,bekolut公司)和0.22μm有機(jī)濾膜(美國Thermo有限公司)。
1.2.1 樣品的提取和凈化 準(zhǔn)確稱取蔬菜或水果樣品10 g(精確至0.01 g)到50 mL離心管中,加入1% 乙酸-乙腈20 mL(精確至0.01 mL),劇烈震蕩1 min后,加入3.0-4.0 g NaCl脫水鹽析,再劇烈震蕩1min,3 500 r/min離心5 min,取上清液8.00 mL,轉(zhuǎn)移至含有QuEChERS試劑包的凈化管中,充分混勻,渦旋10 s,3 500 r/min離心5 min,過0.22μm濾膜,待測。
1.2.2 溶液配制 (1)標(biāo)準(zhǔn)儲備液。分別取上述標(biāo)準(zhǔn)品(100.0 mg/L溶液),用甲醇稀釋成10.00 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲備液。(2)標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。取上述標(biāo)準(zhǔn)品的標(biāo)準(zhǔn)儲備液,用甲醇稀釋成1.00 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)液,然后,準(zhǔn)確吸取一定量的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,用甲醇分別稀釋到 0.010、0.020、0.050、0.100、0.200 mg/L,作為標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。(3)0.08% 甲酸+9.6 mmol/L乙酸銨水溶液。準(zhǔn)確移取甲酸0.400 mL,并稱取乙酸銨0.37 g,加水稀釋到500 mL,經(jīng)超聲波清洗器脫氣5 min后用于儀器流動相使用。
1.2.3 質(zhì)譜條件的優(yōu)化 UPLC-MS/MS接有電噴霧離子源,采用正離子化模式;噴霧電壓3 500 V;干燥氣體氮氣;干燥氣流量11.0L/min;干燥氣體溫度350益;毛細(xì)管電壓:正離子3 000 V。采用ESI+模式進(jìn)行全掃描確定8種氨基甲酸酯類農(nóng)藥的母離子,通過SIM掃描模式確定毛細(xì)管電壓和錐孔電壓,再通過子離子掃描模式篩選出每一種目標(biāo)化合物對應(yīng)的定量定性子離子,并且對各個離子碰撞能量進(jìn)行優(yōu)化。
1.2.4 色譜條件的優(yōu)化(流動相體系的選擇) 色譜條件:安捷倫SB-C8柱(2.1 mm×150 mm,3.5 Micron);柱溫35益;進(jìn)樣體積2μL;自動進(jìn)樣器模塊控制溫度20益;流速0.20 mL/min。流動相A分別選取水、0.08% 甲酸水溶液、0.08% 甲酸+9.6 mmol/L乙酸銨水溶液,流動相B為乙腈,梯度洗脫(表1)。采用優(yōu)化后的質(zhì)譜方法,對目標(biāo)化合物濃度為0.050 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液進(jìn)行檢測分析。
表1 8種氨基甲酸酯類農(nóng)藥的梯度洗脫條件Table 1 Gradient elution conditions of 8 carbamate pesticides
1.2.5 提取試劑的選擇 分別使用乙腈和1% 乙酸-乙腈作為提取試劑,按照優(yōu)化后的色譜和質(zhì)譜方法,測定8種氨基甲酸酯類農(nóng)藥在番茄基質(zhì)中的穩(wěn)定性。
1.2.6 線性范圍、標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限的測定 以濃度為 0.010、0.020、0.050、0.100、0.200 mg/L的工作標(biāo)準(zhǔn)溶液為目標(biāo)化合物的線性范圍,分別按照優(yōu)化后的色譜和質(zhì)譜方法進(jìn)行測定。以定量離子的峰面積對質(zhì)量濃度繪制成標(biāo)準(zhǔn)曲線,以番茄為基質(zhì)確定各個農(nóng)藥的方法檢出限(LOD),以每種目標(biāo)化合物的信噪比(S/N)逸3計算檢出限。
1.2.7 加標(biāo)回收率和精密度的測定 準(zhǔn)備韭菜、甘藍(lán)、豇豆、番茄和草莓5種基質(zhì)樣品,按照1.2.1方法對樣品進(jìn)行提取和凈化,添加濃度分別為0.010、0.050和0.100mg/kg的8種氨基甲酸酯類農(nóng)藥,采用優(yōu)化后的色譜和質(zhì)譜方法,分別測定加標(biāo)回收率。每個添加水平重復(fù)5次,測定精密度。
1.2.8 實際樣品8種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留的測定 實際樣品為隨機(jī)抽取的90個蔬菜樣品和10個水果樣品,包括韭菜、甘藍(lán)、豇豆、番茄和草莓等。按照1.2.1方法對樣品進(jìn)行提取和凈化,采用優(yōu)化后的色譜和質(zhì)譜方法,測定各樣品中的8種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留。
以水-乙腈為流動相時,目標(biāo)化合物的峰形不好,響應(yīng)強(qiáng)度不高,這是因為體系中H+含量少,電離情況不好造成的;以0.08% 甲酸水溶液-乙腈為流動相體系時,化合物的離子信號明顯增強(qiáng),峰形也得到了相應(yīng)的改善;以0.08% 甲酸+9.6 mmol/L乙酸銨水溶液-乙腈作為流動相體系時,緩沖鹽調(diào)節(jié)了流動相的酸堿度,離子強(qiáng)度進(jìn)一步提高,并且峰形對稱性好。因此,本試驗中選擇0.08% 甲酸+9.6 mmol/L乙酸銨水溶液-乙腈作為體系流動相。
采用動態(tài)多反應(yīng)監(jiān)測模式(MRM)分析測定各組分。得到優(yōu)化后的8種氨基甲酸酯類農(nóng)藥的串聯(lián)質(zhì)譜參數(shù)(表2)。圖1為0.050 mg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液中,8種氨基甲酸酯類農(nóng)藥的MRM色譜圖。
表2 8種氨基甲酸酯類農(nóng)藥的質(zhì)譜參數(shù)Table 2 Mass spectrometry parameters of 8 carbamate pesticides
圖1 8種氨基甲酸酯類農(nóng)藥的MRM色譜圖Fig.1 MRM chromatograms of 8 carbamate pesticides
以1% 乙酸-乙腈為提取試劑的提取結(jié)果優(yōu)于純乙腈提取。這是因為QuEChERS采用分散固相萃取方法,利用PSA等固相吸附劑直接吸附樣品提取液中的基質(zhì)干擾物,因此,目標(biāo)化合物的穩(wěn)定性會影響到測定結(jié)果的準(zhǔn)確性;而氨基甲酸酯類農(nóng)藥一般在酸性條件下穩(wěn)定,加入1% 乙酸-乙腈后可使體系始終處于pH值為5的弱酸性環(huán)境,目標(biāo)化合物可以更穩(wěn)定地存在于體系中。因此,本試驗中采用1% 乙酸-乙腈作為樣品提取試劑。
在一定濃度范圍內(nèi),各農(nóng)藥的線性關(guān)系均較好,對應(yīng)的決定系數(shù)(R2)均大于0.998,方法的檢出限為0.002 51-0.007 62 mg/kg(表3),能夠滿足國內(nèi)農(nóng)藥殘留限量檢測的要求[3]。
表3 8種氨基甲酸酯類農(nóng)藥的線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限Table 3 Linear range,linear equations,correlation coefficients,and detection limits of 8 carbamate pesticides
8種氨基甲酸酯類農(nóng)藥在3個添加水平下的回收率為76% -110% ,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.1% -6.7% ,均具有較好的回收率和精密度。
90個蔬菜樣品中,8種氨基甲酸酯類農(nóng)藥的檢出率為3.3% ,含量范圍0.012-0.047 mg/kg,除韭菜和豇豆出現(xiàn)陽性外,其他品種蔬菜均未檢出8種氨基甲酸酯類農(nóng)藥。
10個水果樣品中,均未檢出8種氨基甲酸酯類農(nóng)藥。
本研究建立了超高效液相色譜-串聯(lián)三重四級桿質(zhì)譜法快速測定蔬菜和水果中克百威、3-羥基克百威、涕滅威、涕滅威砜、涕滅威亞砜、甲萘威、異丙威、滅多威8種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留的方法。該方法中樣品采用QuEChERS前處理方法,并對色譜條件和質(zhì)譜條件、提取條件進(jìn)行了優(yōu)化,增加了3-羥基克百威、涕滅威砜和涕滅威亞砜等衍生物的定量測定方法。利用該方法檢測的8種氨基甲酸酯類農(nóng)藥的檢出限為0.002 51-0.007 62 mg/kg,回收率為76% -110% ,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.1% -6.7% ,適用于蔬菜和水果實際樣品的快速、準(zhǔn)確測定。