趙振宇,袁 河,吳建霞,王 莉,樓小華,汪地強(qiáng)
(1.貴州茅臺(tái)酒股份有限公司技術(shù)中心,貴州仁懷564501; 2.貴州省煙草質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)站,貴州貴陽(yáng)550025)
QuEChERS-GC-MS/MS法同時(shí)測(cè)定葡萄酒中97種農(nóng)藥殘留
趙振宇1,袁河1,吳建霞1,王莉1,樓小華2,汪地強(qiáng)1
(1.貴州茅臺(tái)酒股份有限公司技術(shù)中心,貴州仁懷564501; 2.貴州省煙草質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)站,貴州貴陽(yáng)550025)
建立了一種葡萄酒中97種農(nóng)藥殘留的程序升溫氣化-氣相色譜-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)方法。樣品經(jīng)QuEChERS技術(shù)提取和凈化后,采用GC-MS/MS在選擇反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式(SRM)下定性定量。結(jié)果表明,(1)97種農(nóng)藥在葡萄酒中的檢出限(LOD)為0.6~9.0 μg/L,定量限(LOQ)為1.9~29.9 μg/L;(2)在4~806 μg/L范圍內(nèi),線性相關(guān)系數(shù)為0.9967~1.0000;(3)在葡萄酒樣品中添加濃度在7.3~201.5 μg/L之間時(shí),平均回收率在85.0%~115.8%之間,RSD在1.9%~18.7%之間;(4)該方法農(nóng)藥種類覆蓋廣、前處理簡(jiǎn)便、溶劑用量少,可應(yīng)用于葡萄酒中97種農(nóng)藥殘留的快速篩查與定量分析。
QuEChERS; 程序升溫汽化-氣相色譜-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜; 葡萄酒; 農(nóng)藥殘留
葡萄酒是以新鮮葡萄果實(shí)或葡萄汁經(jīng)完全或部分酒精發(fā)酵后獲得的酒精飲料[1]。在葡萄的種植過(guò)程中,會(huì)使用殺菌劑、殺蟲劑和除草劑等農(nóng)藥控制病蟲草害,農(nóng)藥會(huì)隨著葡萄酒的發(fā)酵遷移到葡萄酒中,因而葡萄酒中常檢測(cè)到農(nóng)藥殘留[2]。常見的葡萄酒多農(nóng)殘檢測(cè)方法有液液萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[3-4]、固相萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[5-6]、固相微萃取-氣相色譜法[7]以及固相微萃取-高效液相-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用法[8]。分析儀器采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀時(shí)因基質(zhì)復(fù)雜易產(chǎn)生假陽(yáng)性結(jié)果,分析儀器采用高效液相-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀時(shí)分辨率高,抗干擾能力強(qiáng),但儀器昂貴,維護(hù)成本高;前處理方法采用固相萃取的操作復(fù)雜,溶劑用量大,耗時(shí)耗力。
本研究采用QuEChERS前處理技術(shù)對(duì)樣品進(jìn)行處理,利用程序升溫汽化-氣相色譜-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)分析樣品。該方法前處理簡(jiǎn)單快速、靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng),一針進(jìn)樣能實(shí)現(xiàn)多種類農(nóng)藥的同時(shí)測(cè)定,可在葡萄酒品質(zhì)與安全評(píng)價(jià)方面發(fā)揮積極作用。
1.1材料、試劑與儀器
樣品:葡萄酒,市售。
儀器設(shè)備:Thermo Scientific Trace GC Ultra-TSQ Quantum XLS氣相色譜-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國(guó)ThermoFisher Scientific公司);Talboys/Standard Multi-Tube Vortexer漩渦振蕩器(美國(guó)Talboys公司);HITACHI CR22G III高速離心機(jī)(日本日立公司)。
試劑:乙腈、甲苯(色譜純,美國(guó)TEDIA試劑公司);QuEChERS試劑包1(4 g無(wú)水硫酸鎂,1 g氯化鈉,1 g檸檬酸鈉和0.5 g檸檬酸氫二鈉)、QuEChERS試劑包2 (150 mg無(wú)水MgSO4+25 mg乙二胺-N-丙基硅烷,PSA),美國(guó)Agilent公司;0.22 μm有機(jī)相濾膜(美國(guó)Agilent公司);97種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及內(nèi)標(biāo)磷酸三苯酯(AccuStandard公司)。
標(biāo)準(zhǔn)溶液配制:用甲苯配制濃度在14.0~30.0 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)液和20 mg/L內(nèi)標(biāo)磷酸三苯酯(TPP)工作液,存于-18℃冰箱中備用。
1.2樣品前處理
1.2.1提取
量取3 mL酒樣于50 mL離心管中,加入50 μL5 mg/L 的TPP內(nèi)標(biāo)工作液,以2000 r/min漩渦振蕩5 min,-18℃冷凍10 min,取出后加入QuEChERS試劑包1,立即手持搖勻,2000 r/min漩渦振蕩5 min,6000 r/min離心5 min。
1.2.2凈化
移取1 mL上清液于含有試劑包2的2 mL離心管中,立即手持振蕩,2000 r/min漩渦振蕩5 min,6000 r/min離心5 min,取上清液過(guò)0.22 μm濾膜后進(jìn)GC-MS/MS分析。
1.3實(shí)驗(yàn)條件
1.3.1色譜條件
進(jìn)樣體積:1 μL;進(jìn)樣模式:PTV不分流進(jìn)樣;Surge壓力:150 kPa(1 min);進(jìn)樣口初始溫度:90℃,進(jìn)樣后以10℃/s快速升至280℃;毛細(xì)管柱:TR-Pesticide II[(50%苯基)甲基聚硅氧烷,30 m×0.25 mm×0.25 μm+5 m× 0.25 μm Guard+5 m(預(yù)柱)];載氣:He,純度≥99.999%;載氣流速:1.2 mL/min;色譜柱升溫程序:90℃保持5 min,然后以25℃/min升至180℃,保持15 min,再以5℃/min升至280℃,保持4.5 min;色譜-質(zhì)譜接口溫度:290℃。
1.3.2質(zhì)譜條件
離子源溫度:250℃;發(fā)射電流:50 μA;離子源:封閉式EI源;碰撞氣壓力:1.2 mTorr(Ar);溶劑延遲時(shí)間:7.0 min;掃描模式:MRM(多反應(yīng)離子監(jiān)測(cè)),采用EZMethod設(shè)定方法,Start time設(shè)定為目標(biāo)化合物掃描時(shí)間起點(diǎn),為目標(biāo)化合物保留時(shí)間RT-0.75 min,在End time設(shè)定為目標(biāo)化合物掃描時(shí)間終點(diǎn),為目標(biāo)化合物保留時(shí)間RT+0.75 min。各農(nóng)藥的定性離子對(duì)、定量離子對(duì)、碰撞能及保留時(shí)間見表1。
表1 多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式下97種農(nóng)藥的保留時(shí)間、監(jiān)測(cè)離子對(duì)、碰撞能、線性范圍、線性相關(guān)系數(shù)、檢出限、定量限、回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=6)
續(xù)表1 多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式下97種農(nóng)藥的保留時(shí)間、監(jiān)測(cè)離子對(duì)、碰撞能、線性范圍、線性相關(guān)系數(shù)、檢出限、定量限、回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=6)
續(xù)表1 多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式下97種農(nóng)藥的保留時(shí)間、監(jiān)測(cè)離子對(duì)、碰撞能、線性范圍、線性相關(guān)系數(shù)、檢出限、定量限、回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=6)
2.1樣品前處理
本法前處理采用QuEChERS技術(shù)對(duì)樣品進(jìn)行快速的提取與凈化。提取步驟中,選擇極性覆蓋范圍較廣的乙腈作為提取溶劑,其對(duì)樣品中多種類極性差異較大的農(nóng)殘進(jìn)行提取的同時(shí),對(duì)葡萄酒基質(zhì)中的色素和其他非極性成分提取較少。加入檸檬酸鈉和檸檬酸氫二鈉形成緩沖溶液環(huán)境有利于農(nóng)藥的穩(wěn)定從而提高回收率,氯化鈉和無(wú)水硫酸鎂的使用有利于目標(biāo)組分進(jìn)入有機(jī)相。凈化步驟中使用無(wú)水硫酸鎂除掉多余的水分從而保護(hù)儀器,PSA用于去除有機(jī)相中的色素以及一些脂肪酸、有機(jī)酸等成分,采用該無(wú)水硫酸鎂加PSA組合凈化的試劑包凈化后,顏色很深的紅葡萄酒提取液可變得清澈透明,效果良好。
2.2質(zhì)譜條件的選擇
該儀器方法中,質(zhì)譜數(shù)據(jù)采集模式為SRM模式,SRM參數(shù)包括監(jiān)測(cè)離子對(duì)、碰撞能和掃描時(shí)間窗口等參數(shù)。一部分農(nóng)藥的離子對(duì)和碰撞能量從Thermo Fisher公司農(nóng)殘庫(kù)(SRM Transitions)中檢索或查詢相關(guān)文獻(xiàn)而得。其余農(nóng)藥,首先通過(guò)全掃描獲得保留時(shí)間和豐度較高、質(zhì)荷比較大、特征性強(qiáng)的母離子,采用不同的能量轟擊母離子,得到不同能量轟擊條件下的二級(jí)質(zhì)譜圖,從二級(jí)質(zhì)譜圖中選擇豐度較高、質(zhì)荷比較大、特征性強(qiáng)的離子作為子離子,并記錄對(duì)應(yīng)的碰撞能量,再在記錄的碰撞能量附近縮小能級(jí),做二次能量?jī)?yōu)化得到最佳碰撞能量。掃描時(shí)間窗口一般設(shè)置為保留時(shí)間±0.75 min,個(gè)別農(nóng)藥如氯氰菊酯因其同分異構(gòu)的存在出現(xiàn)4個(gè)相連的色譜峰,其出峰時(shí)間窗口相對(duì)較寬,因此設(shè)置其掃描時(shí)間窗口為保留時(shí)間±1.25 min,確保目標(biāo)化合物在設(shè)定的掃描時(shí)間窗口出峰,同時(shí)能允許目標(biāo)化合物的保留時(shí)間在一定程度上的偏移。97種農(nóng)藥的離子對(duì)、碰撞能、保留時(shí)間等參數(shù)見表1,在SRM模式下采集的色譜圖見圖1。
2.3線性關(guān)系和方法檢出限、定量限
選擇空白葡萄酒樣品按照1.2所述步驟制備陰性基質(zhì)溶液,操作時(shí)不加內(nèi)標(biāo),用適量陰性基質(zhì)溶液、混合農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液及內(nèi)標(biāo)工作液,配制成含有等量?jī)?nèi)標(biāo)的濃度在4~806 μg/L之間的7個(gè)濃度點(diǎn),以目標(biāo)物與內(nèi)標(biāo)的峰面積比值作為縱坐標(biāo),目標(biāo)物的濃度作為橫坐標(biāo),作圖得到線性范圍和線性相關(guān)系數(shù);以信噪比S/N≥3時(shí)的目標(biāo)物濃度確認(rèn)檢出限(LOD),以信噪比S/N≥10時(shí)的目標(biāo)物濃度確認(rèn)定量限(LOQ)。結(jié)果顯示,在相應(yīng)的質(zhì)量濃度范圍內(nèi),各目標(biāo)物與內(nèi)標(biāo)的峰面積比值與其質(zhì)量濃度均呈良好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)在0.9967~1.0000之間,方法的檢出限LOD在0.6~9.0 μg/L之間,定量限LOQ 在1.9~29.9 μg/L之間,各農(nóng)藥的線性范圍、線性相關(guān)系數(shù)、LOD和LOQ見表1。
2.4方法的回收率與精密度
分別在空白葡萄酒樣品中添加從低到高3個(gè)濃度水平的97種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品,添加濃度在7.3~201.5 μg/L之間,每個(gè)水平做3個(gè)平行樣品,同時(shí)做溶劑空白和樣品空白對(duì)照,按1.2所述方式處理后進(jìn)儀器分析,每個(gè)水平重復(fù)測(cè)定6次,求平均值。由表1可知,97種農(nóng)藥在3個(gè)添加水平的平均回收率在85.0%~115.8%之間,RSD在1.9%~18.7%之間,滿足多農(nóng)殘分析方法要求。
圖1 97種農(nóng)藥的選擇性反應(yīng)監(jiān)測(cè)總離子流圖(葡萄酒基質(zhì)中)
2.5樣品測(cè)定
應(yīng)用建立的方法對(duì)從市場(chǎng)采購(gòu)的10個(gè)葡萄酒樣品進(jìn)行97種農(nóng)藥殘留測(cè)定,有8個(gè)樣檢出烯酰嗎啉,含量在16.3~58.2 μg/L之間;有8個(gè)樣檢出甲霜靈,含量在1.3~36.0 μg/L之間;有2個(gè)樣檢出惡霜靈,其含量分別為3.1 μg/L和3.9 μg/L,其余未檢出。
建立了基于QuEChERS前處理技術(shù)的氣相色譜-三重四級(jí)桿串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定葡萄酒中97種農(nóng)藥殘留的檢測(cè)方法。該方法農(nóng)藥種類覆蓋廣、前處理簡(jiǎn)便、溶劑用量少,適用于葡萄酒中多種農(nóng)藥殘留的快速確認(rèn)和定量檢測(cè),能在葡萄酒品質(zhì)與安全評(píng)價(jià)方面發(fā)揮積極作用。
[1]李華,王華,袁春龍,等.葡萄酒工藝學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,2007:15.
[2]Jin B H,Xie L Q,Guo Y F,et al.Multi-residue detection of pesticides in juice and fruit wine:Areview of extraction and detection methods[J].Food Research International,2012,46:399-409.
[3]王春利,李天寶,劉煒,等.液液萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用快速檢測(cè)葡萄酒中14種農(nóng)藥殘留[J].釀酒科技,2012(8):112-115.
[4]De MeloAbreu S,Caboni P,Cabras P,et al.Validation and global uncertainty of a liquid chromatographic with diode array detection method for the screening of azoxystrobin,kresoximmethyl,trifloxystrobin,famoxadone,pyraclostrobin and fenamidone in grapes and wine[J].Analytica ChimicaActa,2006 (573-574):291-297.
[5]Soleas G J,Yan J,Hom K,et al.Multiresidue analysis of seventeen pesticides in wine by gas chromatography with massselective detection[J].Journal of ChromatographyA,2000,882 (1-2):205-212.
[6]EconomouA,Botitsi H,Antoniou S,et al.Determination of multi-class pesticides in wines bysolid-phase extraction and liquid chromatography-tandem mass spectrometry[J].Journal of ChromatographyA:2009(1216):5856-5867.
[7]胡媛,劉文民,周艷明,等.固相微萃取-氣相色譜法測(cè)定紅葡萄酒中殘留的有機(jī)磷農(nóng)藥[J].色譜,2006,24(3):290-293.
Simultaneous Detection of 97 Pesticide Residues in Grape Wine by QuEChERS-GC-MS/MS
ZHAO Zhenyu1,YUAN He1,WU Jianxia1,WANG Li1,LOU Xiaohua2and WANG Diqiang1
(1.Technology Center of Maotai Distillery Co.Ltd.,Renhuai,Guizhou 564501;2.Guizhou Tobacco Quality Supervision&Test Station,Guiyang,Guizhou 550025,China)
A method had been developed for simultaneous detection of 97 pesticide residues in grape wine by programmed temperature vaporizer gas chromatography with tandem mass spectrometry(PTV-GC-MS/MS).The samples were extracted and purified with QuEChERS,then qualitative and quantitative analysis was performed by GC-MS/MS under multi-reaction monitoring(MRM)mode.The results showed that:(1)The limits of detection(LODs)of 97 pesticide residues were ranged from 0.6 μg/L to 9.0 μg/L,and the limits of quantification(LOQs)of the tested pesticide residues were between 1.9 μg/L and 29.9 μg/L.(2)In the linear range between 4 μg/L and 806 μg/L,the linear correlation coefficients were between 0.9967 and 1.0000.(3)At the spiked levels of 7.3 μg/kg to 201.5 μg/kg in grape wine extract,the average recoveries ranged from 85.0%to 115.8%and the relative standard deviations(RSDs)were between 1.9%and 18.7%.(4)The detection covered a wide range of pesticides,and this method had the advantages of simple and rapid pre-treatment,and solvent saving,and it could be applied for rapid detection of 97 pesticide residues in grape wine.
QuEChERS;PTV-GC-MS/MS;grape wine;pesticide residue
TS262.6;TS261.7;TS261.4
A
1001-9286(2016)09-0105-05
10.13746/j.njkj.2016123
“863計(jì)劃”項(xiàng)目(2013AA102108);貴州省重大科技專項(xiàng)合作項(xiàng)目(黔科合重大專項(xiàng)字(2013)6009號(hào))。
2016-04-12
趙振宇(1984-),男,工程師,從事食品安全研究,E-mail:maotaiyuanhe@163.com。
汪地強(qiáng)(1976-),男,有機(jī)化學(xué)博士,高級(jí)工程師,E-mail:moutai2@163.com。
優(yōu)先數(shù)字出版時(shí)間:2016-06-03;地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20160603.1618.007.html。