◎ 伍旭東,毛靜春,羅正剛,彭 權(quán),譚文涵
(普洱市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督綜合檢測中心,云南 普洱 665000)
當(dāng)今世界,經(jīng)濟(jì)全球化、貿(mào)易自由化進(jìn)程日益加快,世界各國對農(nóng)產(chǎn)品和食品中要求檢測的農(nóng)藥、獸藥殘留項(xiàng)目越來越多[1]。我國是茶葉生產(chǎn)大國和貿(mào)易大國之一,但近幾年來,發(fā)達(dá)國家規(guī)定的茶葉的檢測項(xiàng)目不斷增加,歐盟2020年的新標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了486種農(nóng)藥項(xiàng)目,日本在2020年的新標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了208種農(nóng)藥項(xiàng)目。我國最新的國家標(biāo)準(zhǔn)也將茶葉農(nóng)殘項(xiàng)目檢測增加到了65項(xiàng),另外,歐盟、德國、日本等國家和地區(qū)還對標(biāo)準(zhǔn)中未列出的其他農(nóng)藥作了相應(yīng)規(guī)定,這就大幅度擴(kuò)大了茶葉的檢測項(xiàng)目,而目前有關(guān)茶葉中農(nóng)殘的檢測已有報道[2-3],但茶葉中農(nóng)藥多殘留檢測,涉及不同極性和溶解度的各類化合物,再加上茶葉基質(zhì)復(fù)雜,含有色素、生物堿等有機(jī)物質(zhì)和鐵、鈣、鋅等無機(jī)元素等成分[2],進(jìn)一步增加了提取、凈化和檢測的難度。茶葉行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需求及分析儀器的不斷改進(jìn),促進(jìn)了茶葉農(nóng)藥殘留分析技術(shù)的發(fā)展,特別是色譜-質(zhì)譜技術(shù)在農(nóng)藥多殘留中的應(yīng)用已成為分析化學(xué)領(lǐng)域的研究方向和熱點(diǎn)[3-9]。多殘留檢測通常是指檢測多種的農(nóng)藥殘留,它能夠做到同時對單一樣品中可能存在的百種以上農(nóng)藥進(jìn)行檢測。采用多殘留檢測,可以獲得更有效和更準(zhǔn)確的農(nóng)藥監(jiān)控,同時也是一種節(jié)省人力的方法,并可節(jié)省樣品制備和儀器運(yùn)行成本。以往的檢測方法檢測的農(nóng)藥數(shù)量有限,而且只能針對某一類的農(nóng)藥,即便是有茶葉中多農(nóng)藥殘留檢測的,也是分別凈化、分別進(jìn)樣,并且不使用質(zhì)譜檢測器,無法對陽性樣品確證,無法滿足國外越來越多、越來越嚴(yán)格的茶葉檢測項(xiàng)目。
SCIEX ExionLC液相儀、Triple Quad 3500三重四級桿質(zhì)譜儀(美國AB Sciex公司);Kinetex Biphenyl C18色譜柱(100 mm×3.0 mm,2.6 μm,美國飛諾美公司);PV-1型小型漩渦混勻器(德國IKA公司);電子天平(梅特勒-托利多儀器有限公司);Diret-Q5型超純水機(jī)(法國Milipore公司);AS3120A型超聲清洗儀(天津奧特賽恩斯儀器有限公司);M27942B型移液槍(德國Eppendorf公司);多通道氮吹儀(美國Organomation公司)。
本實(shí)驗(yàn)所用溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為混標(biāo),見表1,購于天津阿爾塔科技有限公司,各類物質(zhì)濃度均為10 μg·mL-1。
乙腈(色譜純,美國J.T.Bake試劑公司);甲酸、檸檬酸鈉、檸檬酸氫二鈉(色譜純,美國Sigma公司);N-丙基乙二胺(PSA)、碳18(C18)、墨化炭黑(GCB)(天津博納艾杰爾科技有限公司);硫酸鎂、氯化鈉、檸檬酸鈉、檸檬酸氫二鈉(分析純,天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司)。
表1 116種農(nóng)藥的質(zhì)譜參數(shù)表
續(xù)表1
續(xù)表1
續(xù)表1
續(xù)表1
準(zhǔn)確移取1 mL混合標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)于10 mL容量瓶中,用甲醇定容至刻度,避光4 ℃保存。
1.3.1 樣品提取
(1)方法1。稱取2 g茶葉樣品(精確到0.01 g),至50 mL離心管中,加入20 mL乙腈,混勻,超聲提取30 min,接著振搖提取30 min,4 200 r·min-1離心5 min,取10 mL上清液至25 mL試管中,45 ℃水浴中氮吹濃縮至2 mL,待凈化。
(2)方法2。稱取2 g茶葉樣品(精確至0.01 g)于50 mL塑料離心管中,加入10 mL水,放置30 min。加入10 mL乙腈,振蕩15 min。再加入4 g硫酸鎂、1 g氯化鈉和1 g檸檬酸鈉和0.5 g檸檬酸氫二鈉,劇烈振蕩1 min,以3 000 r·min-1離心5 min,準(zhǔn)確移取上清層(乙腈層)6 mL至15 mL塑料離心管中,待凈化。
1.3.2 樣品凈化
(1)方法1?;罨疌leanert-TPT柱,5 mL乙腈+甲苯(3+1,V/V)溶液淋洗1次,棄去流出液,下接50 mL試管,放入試管架上待用;將濃縮提取液移至Cleanert-TPT柱中,2 mL乙腈+甲苯(3+1,V/V)溶液洗滌試管3次,15 mL乙腈+甲苯(3+1,V/V)洗脫;待所有液體收集完畢后,取下試管;45 ℃水浴中氮吹至干;加入1 mL乙腈+0.1%甲酸水(2+8,V/V)定容,超聲波溶解,經(jīng)0.45 μm微孔濾膜過濾后,供液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀(LC/MS/MS)分析。
(2)方法2。向待凈化的離心管里加入450 mg PSA、450 mg C18、200 mg GCB、900 mg硫酸鎂,振蕩混勻30 s,以3 000 r·min-1離心5 min,取3 mL上清液于試管中,氮?dú)饩従彺蹈桑? mL乙腈+0.1%甲酸水(2+8,V/V)復(fù)溶,過0.45 μm的濾膜,供液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀(LC/MS/MS)分析。
1.4.1 色譜條件
色譜柱:Phenomenex Kinetex Biphenyl(100 mm×3.0 mm,2.6 μm);柱溫:40 ℃;進(jìn)樣量:20 μL;流動相:A相為水(5 m mol·L-1甲酸銨),B相為乙腈(5 mmol·L-1甲酸銨);流速:0.4 mL·min-1;梯度洗脫程序:0~0.5 min,5%B;0.5~3 min,5%B→60%B;3~7 min,60%B→80%B;7~15 min,80%B→90%B;15~16 min,90%B→95%B;16~17 min,95%B→97%B;17~17.1 min,97%B→5%B;17.1~20 min,5%B。
1.4.2 質(zhì)譜條件
離子源:ESI源,正離子模式。檢測方式:多反應(yīng)檢測(MRM)。離子源溫度:300 ℃。噴霧電壓:5 500 V。氣簾氣:30 psi。霧化氣:50 psi。輔助氣:60 psi。碰撞氣:Medium。其他質(zhì)譜參數(shù)見表1。
通過SPE法和QuEChERS法凈化后濃縮定容后的樣品溶液,QuEChERS法共提物較多,SPE法得到的樣品溶液是無色透明溶液,QuEChERS法得到的樣品溶液是淺黃色透明溶液。這些現(xiàn)象說明SPE法的凈化液中雜質(zhì)含量較少。對比分析了SPE和QuEChERS法處理茶葉空白樣品的總離子流圖(TIC),兩種方法的TIC圖總體比較一致,但由于QuEChERS法在處理過程中提取液與試劑接觸時間較短,很多雜質(zhì)在凈化過程中沒有處理干凈,導(dǎo)致TIC圖基線較高。而在SPE柱在凈化過程中,提取液以較低的流速通過SPE柱,這使得提取液與吸附劑充分接觸,從而能有效去除大量的茶葉中水溶性和脂溶性的雜質(zhì)(如多酚類、有機(jī)酸、咖啡堿和色素等)。
在茶葉樣品中添加116種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液,添加水平0.02~0.1 mg·kg-1,添加靜置30 min后,SPE和QuEChERS兩種凈化方法制備兩個添加樣品,進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn),結(jié)果見表2。由表2可見,對于平均回收率在70%~80%的農(nóng)藥,SPE法占11%,QuEChERS法占17.2%;平均回收率在80%~100%范圍內(nèi)的農(nóng)藥,SPE法占80%,QuEChERS法占63.8%,同時,SPE法和QuEChERS法RSD小于10%的農(nóng)藥數(shù)量分別占95.2%和87%,表明兩種方法的重復(fù)性和再現(xiàn)性均良好。
表2 兩種提取方法普洱茶中116種農(nóng)藥平均回收率和RSD表
對于兩種方法所需的時間和成本進(jìn)行評估,以完成一個樣品為例,SPE耗時70 min左右,其中以洗脫和旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)步驟最為耗時。此外,SPE法還耗費(fèi)了約45 mL的乙腈和10 mL的甲苯。而QuEChERS只耗時20 min左右,耗費(fèi)約20 mL的乙腈。相比之下,QuEChERS法的操作更為簡單快捷,且有機(jī)溶劑用量少,實(shí)驗(yàn)成本低,在處理大批量樣品時具有明顯的優(yōu)勢。QuEChERS雖然省時省力,但凈化效果不如SPE,對儀器會造成一定的污染,儀器設(shè)備需要經(jīng)常維護(hù)
通過116種農(nóng)藥的添加回收率實(shí)驗(yàn),對比了旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮和氮吹濃縮對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮條件:水浴45 ℃;轉(zhuǎn)速:4 000 r·min-1;真空-220 psi。氮吹濃縮條件:水浴50 ℃;氮?dú)鈮?0 psi。
表3 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)和氮吹濃縮效率對比表
從表3可以看出,兩種濃縮方式均可達(dá)到回收率在70%~120%和RSD<15%的要求,在濃縮環(huán)節(jié)兩種方法得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并無太大差異。單個樣品30 mL洗脫液濃縮時間,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)需要4 min,而氮吹濃縮需要10 min,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)比氮吹濃縮速度快,但氮吹同時可對42個樣品進(jìn)行濃縮,而旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)要逐個濃縮,并且需要有人持續(xù)操作設(shè)備,濃縮樣品要不斷輪換,樣品多的情況下效率比較低,所以氮吹濃縮在同時處理多樣品的情況下有比較大的優(yōu)勢。
如表4所示,利用外標(biāo)法116種農(nóng)藥進(jìn)行定量,將116種目標(biāo)化合物用甲醇配制成系列質(zhì)量濃度混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,在優(yōu)化的色譜和質(zhì)譜條件下進(jìn)行測定,以目標(biāo)化合物質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(x,μg·L-1)、定量離子對的峰面積為縱坐標(biāo)(y)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到線性方程和相關(guān)系數(shù)。結(jié)果表明,目標(biāo)化合物在0.004~0.100 μg·L-1范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)均大于0.099 8。在空白樣品中添加116種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液,以S/N=3確定方法的檢出限(LOD),以S/N=10確定方法的定量限(LOQ),結(jié)果如表3所示,樣品中116種目標(biāo)化合物的LOD為0.000 3~0.1 mg·kg-1,LOQ為0.000 9~0.1 mg·kg-1。
表4 116種農(nóng)藥線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限、定量限表
續(xù)表4
續(xù)表4
續(xù)表4
在空白樣品中添加116種農(nóng)藥進(jìn)行添加回收率試驗(yàn),對方法的回收率及精密度進(jìn)行考察。在空白基質(zhì)中添加0.05 mg·kg-1、0.1 mg·kg-1、0.5 mg·kg-13個水平的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,每個水平進(jìn)行6次平行試驗(yàn),得到的平均回收率和精密度(n=6)。結(jié)果表明116種目標(biāo)化合物的平均回收率為71%~118.8%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為0.5%~9.8%,可以滿足農(nóng)藥殘留分析的要求。
本方法采用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法,結(jié)合QuEChERS凈化技術(shù),建立了一次前處理,同時可測普洱茶中116種農(nóng)藥殘留的系列高通量方法,該方法具有提取時間短、溶劑用量少、萃取效率高的特點(diǎn),提高了檢測速度和檢測通量