龔 蕾,黃 徽,韓 智,江 豐,彭青枝*,黃宗騫,王 亨
(湖北省食品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院,湖北省食品質(zhì)量安全檢測工程技術(shù)研究中心,湖北 武漢 430070)
琥珀酸脫氫酶抑制劑(succinate dehydrogenase inhibitors,SDHIs)是一類通過抑制病原菌琥珀酸脫氫酶活性,從而干擾其呼吸作用的新型殺菌劑[1],是近年發(fā)展很快且應(yīng)用前景最廣的一類新型農(nóng)藥[2],包括麥銹靈、氟酰胺、滅銹胺、甲呋酰胺、萎銹靈、氧化萎銹靈、啶酰菌胺、噻呋酰胺、呋吡菌胺、吡噻菌胺以及近2 a新研發(fā)的氟吡菌酰胺、聯(lián)苯吡菌胺、吡唑萘菌胺、氟唑環(huán)菌胺和氟唑菌苯胺等[3]。目前,該類殺菌劑主要應(yīng)用于蔬菜、水果、糧食等經(jīng)濟(jì)作物的殺菌和防霉[4]。雖然該類殺菌劑毒性較低,但因其使用日益廣泛,SDHIs殺菌劑及代謝物殘留對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全造成嚴(yán)重影響。美國、日本和韓國規(guī)定小麥中萎銹靈的最大殘留限量(maximum residue limit,MRL)值均為0.2 mg/kg,中國、國際食品法典委員會(codex alimentarius commission,CAC)和歐盟等均未制定萎銹靈在小麥中的MRL標(biāo)準(zhǔn)[5]。吡噻菌胺、氟唑菌酰胺、氟吡菌酰胺、啶酰菌胺和吡唑萘菌胺的MRLs已經(jīng)確定,蘋果MRL為10 mg/kg,草莓為10 mg/kg,番茄為3 mg/kg,菠菜為60 mg/kg[6-8]。歐盟規(guī)定啶酰菌胺、吡噻菌胺、吡唑萘菌胺、氟唑菌酰胺在西紅柿中的限量為3 mg/kg[9],我國規(guī)定啶酰菌胺在草莓和蘋果中的限量分別為3 mg/kg和2 mg/kg,新版GB 2763—2019《食品中農(nóng)藥最大殘留限量》增加了吡唑萘菌胺、吡噻菌胺、氟唑環(huán)菌胺、氟唑菌酰胺和苯并烯氟菌唑在大麥、小麥、黃瓜、香蕉、結(jié)球甘藍(lán)、畜禽肉等食品中的臨時限量[10],其他SDHIs殺菌劑還沒有相應(yīng)的MRL值。有關(guān)此類農(nóng)藥檢測的標(biāo)準(zhǔn)方法較少,僅見GB 23200.8—2016《水果和蔬菜中500 種農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品殘留量的測定 氣相色譜-質(zhì)譜法》[11]和GB/T 20769—2006《水果和蔬菜中405 種農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品殘留量的測定 液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法》[12]中涉及了麥銹靈、氟酰胺、滅銹胺等幾種,其他SDHIs殺菌劑也沒有相應(yīng)的國標(biāo)檢驗(yàn)方法。因此有必要開展快速分析SDHIs殺菌劑方法的研究,為該類殺菌劑的使用、監(jiān)管提供技術(shù)依據(jù)。
目前,國內(nèi)外報(bào)道的關(guān)于食品中部分SDHIs類殺菌劑的分析方法主要有免疫分析法[13-15]、氣相色譜(gas chromatography,GC)法[16-17]、氣相色譜-質(zhì)譜(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)法[18-20]、液相色譜(liquid chromatography,LC)法[21]和液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(liquid chromatography-tandem mass spectrometry,LC-MS/MS)法[22-26]。LC-MS/MS法分離能力強(qiáng),可同時定性定量測定多組分,研究者采用較多。Abad-Fuentes等[27]建立了LC-MS/MS法測定果蔬中吡唑萘菌胺等7 種SDHIs殺菌劑;孫亞米等[28]采用LC-MS/MS法快速測定果蔬中啶酰菌胺、呋吡菌胺、噻唑菌胺、氟吡菌酰胺、聯(lián)苯吡菌胺和吡噻菌胺等16 種新型酰胺類殺菌劑;楊歡等[29]利用LC-MS/MS法測定果蔬中8 種新型SDHIs殺菌劑;Han Lijun等[30]采用了GC-MS/MS和UHPLC-MS/MS分別測定鯰魚肌肉組織中219 種和128 種農(nóng)藥,涵蓋部分SDHIs殺菌劑;還有研究者[31-32]采用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(ultra-high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry,UPLC-MS/MS)法檢測柑橘、土豆、大豆及水果加工產(chǎn)品等不同基質(zhì)中上百種農(nóng)藥或其代謝物的殘留,包括啶酰菌胺、氧化萎銹靈、滅銹胺、吡噻菌胺等,而有關(guān)異丙噻菌胺、氟唑菌酰胺、苯并烯氟菌唑等新一代SDHIs殺菌劑在果蔬中殘留的檢測方法至今鮮見報(bào)道。
考慮到不同SDHIs殺菌劑限量范圍較寬以及樣品基質(zhì)的復(fù)雜性,為滿足樣品實(shí)際測定需要,本研究采用經(jīng)濟(jì)、簡便、易操作的QuEChERS(quick, easy, cheap,effective, rugged and safe)前處理方法與UPLC-MS/MS技術(shù)結(jié)合,建立了能同時分析果蔬中18 種SDHIs殺菌劑的UPLCMS/MS方法。本方法快速、操作簡便、分析時間短、靈敏度高,可滿足果蔬中SDHIs殺菌劑的定量檢測需要。
76 份果蔬樣品購自湖北武漢中百倉儲超市、沃爾瑪超市、武商超市3 家超市。
標(biāo)準(zhǔn)品:麥銹靈、氟酰胺、滅銹胺、氟吡菌酰胺、甲呋酰胺、萎銹靈、氧化萎銹靈、聯(lián)苯吡菌胺、呋吡菌胺、吡唑萘菌胺、氟唑菌苯胺、吡噻菌胺、氟唑環(huán)菌胺、氟唑菌酰胺、苯并烯氟菌唑、異丙噻菌胺、啶酰菌胺、噻呋酰胺(均為液態(tài)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),質(zhì)量濃度均為100 μg/mL) 阿爾塔科技有限公司。
乙腈(色譜純) 德國Merck公司;甲酸(色譜純)美國Thermo Fisher公司;醋酸鈉、無水硫酸鎂(均為分析純) 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;N-丙基乙二胺(primary secondary amine,PSA)(40~60 μm)上海安譜科學(xué)儀器有限公司;超純水由Millipore系統(tǒng)制備。
AB SCIEX Triple QuadTM4500液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀美國AB SCIEX公司;ME204電子天平 梅特勒-托利多儀器有限公司;MS3 digital渦旋儀 德國IKA公司;Centrifuge 5810離心機(jī) 艾本德中國有限公司;0.22 μm有機(jī)相濾膜 天津津騰公司;Milli-Q超純水系統(tǒng)美國Millipore公司。
1.3.1 UPLC條件
色譜柱:ACQUITY UPLC BEH C18色譜柱(50 mm×2.1 mm,1.7 μm);進(jìn)樣量2 μL;柱溫35 ℃;流動相:A相為0.1%甲酸溶液,B相為乙腈,流速0.3 mL/min;梯度洗脫條件如表1所示。
表1 梯度洗脫程序Table 1 Gradient elution program
1.3.2 質(zhì)譜條件
離子源:電噴霧電離源(electrospray ionization,ESI);掃描方式:正負(fù)離子模式同時掃描;檢測方式:多反應(yīng)監(jiān)測,ESI+電壓5 500 V,ESI-電壓-4 500 V;離子源溫度500 ℃;氣簾氣壓力35 psi;碰撞氣壓力9 psi;霧化器壓力50 psi;輔助氣壓力50 psi;入口電壓10.0 V;碰撞室出口電壓6 V。各殺菌劑的質(zhì)譜條件見表2。
表2 18 種SDHIs的定性離子、定量離子、去簇電壓和碰撞能量Table 2 Qualitative ions, quantitative ions, cone voltages and collision energies for eighteen compounds
1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制
分別準(zhǔn)確移取質(zhì)量濃度為100 μg/mL的麥銹靈、氟酰胺、滅銹胺、氟吡菌酰胺、甲呋酰胺、萎銹靈、氧化萎銹靈、聯(lián)苯吡菌胺、呋吡菌胺、吡唑萘菌胺、氟唑菌苯胺、吡噻菌胺、氟唑環(huán)菌胺、氟唑菌酰胺、苯并烯氟菌唑、異丙噻菌胺、啶酰菌胺、噻呋酰胺標(biāo)準(zhǔn)品各1.0 mL至10 mL容量瓶,用乙腈定容到10.00 mL,18 種SDHIs的標(biāo)準(zhǔn)品母液質(zhì)量濃度均為10.0 μg/mL,于-18 ℃保存。
標(biāo)準(zhǔn)品混合中間液:準(zhǔn)確移取18 種SDHIs的標(biāo)準(zhǔn)品母液各1.0 mL于20 mL容量瓶,用乙腈定容到20.00 mL,各化合物質(zhì)量濃度均為0.5 μg/mL,于4 ℃保存。
標(biāo)準(zhǔn)曲線工作液:用乙腈稀釋混合中間液,配制系列標(biāo)準(zhǔn)曲線為0.5、5、20、50、100、200 ng/mL。
1.3.4 樣品前處理
取新鮮果蔬樣品,用粉碎機(jī)粉碎混勻,于-18 ℃冷凍保存。
準(zhǔn)確稱取10.00 g(準(zhǔn)確至0.01 g)試樣于50 mL離心管中,加10.0 mL乙腈,振蕩混勻2 min,再加入5 g無水硫酸鎂和1 g醋酸鈉,混勻,4 000 r/min離心5 min。取3 mL上清液于15 mL離心管中,加入100 mg無水硫酸鎂、50 mg PSA,渦旋3 min后,于4 000 r/min離心3 min,過0.22 μm有機(jī)濾膜,供UPLC-MS/MS待測。
1.3.5 實(shí)際樣品檢測
采集湖北武漢中百倉儲超市、沃爾瑪超市、武商超市共3 家超市76 份蔬菜及水果,采用本研究建立的前處理方法和液相色譜-質(zhì)譜法測定18 種農(nóng)藥的殘留量。
本研究所有數(shù)據(jù)均在AB SCIEX公司的Analyst Software軟件下采集,采用MultiQuant3.0.2軟件進(jìn)行定性定量分析,采用Origin 9.0進(jìn)行圖像處理。
為獲得18 種SDHIs最佳靈敏度和分離效果,對質(zhì)量濃度為0.5 mg/L的18 種SDHIs單標(biāo)溶液依次采取蠕動泵注射的方式進(jìn)行一級質(zhì)譜掃描。結(jié)果顯示:在正離子模式下,噻呋酰胺難以形成穩(wěn)定的[M+H]+峰,其他17 種殺菌劑在正離子模式下均有較好響應(yīng);在負(fù)離子模式下,噻呋酰胺能形成穩(wěn)定的[M-H]-峰。因此本實(shí)驗(yàn)采取正負(fù)離子同時掃描,噻呋酰胺為負(fù)離子掃描,其他17 種SDHIs正離子掃描。為了得到響應(yīng)值高,穩(wěn)定性好的子離子,優(yōu)化了質(zhì)譜和液相色譜參數(shù),圖1為優(yōu)化后18 種殺菌劑的多反應(yīng)監(jiān)測離子色譜圖。
圖1 18 種化合物定量離子流圖Fig.1 Total ion current chromatograms for quantitative analysis of 18 compounds
2.2.1 提取
QuEChERS法是經(jīng)典的果蔬農(nóng)藥殘留檢測方法,包含原始QuEChERS法、AOAC的QuEChERS法和歐盟的QuEChERS法。鹽析法也是農(nóng)殘檢測中常用的前處理方法[33]。本實(shí)驗(yàn)選擇毛白菜為實(shí)驗(yàn)對象,通過加標(biāo)回收,考察QuEChERS及鹽析法對SDHIs的提取效率。5 種前處理方法分別為:1)原始QuEChERS法,10 g樣品+10 mL乙腈+4 g無水MgSO4+1 g NaCl;2)歐盟的QuEChERS法,10 g樣品+10 mL乙腈+4 g無水MgSO4+1 g NaCl+1 g檸檬酸三鈉+0.5 g檸檬酸氫二鈉;3)AOAC的QuEChERS法(未酸化),10 g樣品+10 mL乙腈+4 g無水MgSO4+1 g醋酸鈉;4)AOAC的QuEChERS法,10 g樣品+10 mL乙腈+4 g無水MgSO4+1 g醋酸鈉+0.1%乙酸;5)NY/T 761—2008《蔬菜和水果中有機(jī)磷、有機(jī)氯、擬除蟲菊酯和氨基甲酸酯類農(nóng)藥多殘留的測定》的提取方法,10 g樣品+10 mL乙腈+7 g NaCl。
考察不同前處理對提取效果的影響,具體操作步驟如下:取均質(zhì)的10 g毛白菜樣品(每個樣品3 個平行),加入100 μL質(zhì)量濃度為1 μg/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,靜置30 min后,用以上5 種方法進(jìn)行提取,渦旋3 min,取上清液,過0.22 μm濾膜檢測,通過計(jì)算18 種化合物的回收率計(jì)算提取方式。
表3顯示,采取方法3)整體提取效果較好,總體回收率好。方法1)中整體回收率較低,氧化萎銹靈回收率僅65.7%,方法5)中超過一半樣品的回收率高于100%,有明顯的基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng),方法2)平均回收率不及方法3)和方法4),方法3)和方法4)的回收率差別不大,區(qū)別在于噻呋酰胺在酸化條件下回收率高于120%,綜合考慮,本實(shí)驗(yàn)選擇方法3)提取,即稱取10 g樣品,加入10 mL乙腈,渦旋振蕩,加入4 g無水MgSO4和1 g醋酸鈉混勻。
表3 不同提取方法的18 種化合物總體回收率Table 3 Effects of different extraction methods on recoveries of eighteen compounds
2.2.2 凈化與基質(zhì)效應(yīng)
QuEChERS法常用到凈化劑C18、N-丙基乙二胺(primary secondary amine,PSA)和石墨化碳黑(graphitized carbon black,GCB)。C18可用來除脂,PSA可用來消除各種果蔬的有機(jī)酸、色素及一些糖和脂肪酸,GCB可用來去除甾體、葉綠素等色素,但對含苯官能團(tuán)的化合物有較強(qiáng)吸附作用。楊歡等[29]在研究8 種新型SDHIs殺菌劑快速測定中,對凈化試劑進(jìn)行比較和優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)C18的加入對氟唑環(huán)菌胺、聯(lián)苯吡菌胺等化合物有吸附作用,本實(shí)驗(yàn)參考其研究結(jié)果,使用PSA粉末進(jìn)行凈化。并考察不同質(zhì)量PSA(0、20、40、50、80、100、200、500 mg)與200 mg無水MgSO4的凈化效果,選取基質(zhì)為毛白菜、芹菜、梨、橙4 種。
分別用乙腈和空白基質(zhì)溶液配制相同質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液,在相同色譜條件下測定,按照基質(zhì)效應(yīng)/%=B/A×100計(jì)算樣品基質(zhì)溶液的基質(zhì)效應(yīng),其中B為目標(biāo)化合物在空白基質(zhì)溶液中的響應(yīng)值,A為目標(biāo)化合物在乙腈中的響應(yīng)值。通過基質(zhì)效應(yīng)強(qiáng)弱評價方法的凈化效果。結(jié)果表明,PSA的加入能有效達(dá)到凈化效果,并發(fā)現(xiàn)在取上清液3 mL的條件下,使用50 mg PSA即能有效降低基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng),加大PSA量對凈化效果無顯著性影響,與楊歡等[29]的研究相同。
2.2.3 線性范圍、檢出限及定量限
在空白樣品中添加一系列質(zhì)量濃度的目標(biāo)化合物,在1.3.4節(jié)的前處理?xiàng)l件下進(jìn)行檢測,以目標(biāo)物質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),質(zhì)譜定量峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(表4),得出18 種農(nóng)藥在0.5~200 ng/mL范圍內(nèi)呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)R均大于0.99,以信噪比RSN=3確定檢出限,以RSN=10確定定量限,18 種SDHIs檢出限為0.5~2.0 μg/kg,定量限為1.5~6.0 μg/kg,具體結(jié)果見表4。楊歡等[29]研究的8 種SDHIs殺菌劑檢出限為0.2~1.7 μg/kg,本方法檢出限與其水平相當(dāng),均滿足檢測需要。
表4 18 種SDHIs的標(biāo)準(zhǔn)曲線、相關(guān)系數(shù)、檢出限和定量限Table 4 Linear ranges, related coefficient, LODs and LOQs for 18 compounds
在毛白菜、芹菜、梨、橙4 種基質(zhì)中分別添加標(biāo)準(zhǔn)溶液,按照1.3.4節(jié)進(jìn)行樣品前處理,按高中低3 水平對空白樣品提取液進(jìn)行添加,每個添加水平平行測定6 次,計(jì)算平均回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(relative standard deviation,RSD),結(jié)果見表5。各種目標(biāo)化合物在4 種基質(zhì)中3 個添加水平(10、50 μg/kg和150 μg/kg)下的回收率為83.6%~109.4%,RSD為1.2%~8.4%。孫亞米等[28]利用LC-MS/MS建立的16 種SDHIs殺菌劑回收率為85.7%~103.9%;楊歡等[29]建立的8 種SDHIs殺菌劑回收率為71.4%~121.3%,本研究與其相比,均能滿足果蔬中農(nóng)藥殘留檢測的回收率要求。
表5 18 種SDHIs的加標(biāo)回收率及RSDTable 5 Average spiked recoveries and precision of 18 compounds
續(xù)表5
采用優(yōu)化建立UPLC-MS/MS快速分析方法對市售沃柑、橙、梨、黃瓜、番茄、菠菜、辣椒、山藥、上海青、白菜、茄子、芹菜、豇豆、油麥菜等76 份樣品進(jìn)行測試。結(jié)果顯示氟吡菌酰胺檢出樣品2 個,分別為西紅柿和黃瓜,檢出值分別為10.2、22.6 μg/kg;氟唑菌酰胺檢出樣品1 個,為黃瓜,檢出值為7.8 μg/kg;啶菌酰胺在芹菜、黃瓜、番茄、菠菜、上海青、茄子6 種蔬菜共12 個樣品中均有檢出,檢出值為7.4~1 966 μg/kg,其中在2 批次芹菜中檢出值分別高達(dá)1 017、1 966 μg/kg。噻呋酰胺檢出樣品1 個,為沃柑,檢出值為47.2 μg/kg。
本實(shí)驗(yàn)建立了同時分析果蔬中18 種SDHIs殺菌劑殘留的UPLC-MS/MS檢測方法。該方法靈敏度高、重復(fù)性好,經(jīng)過系列方法學(xué)驗(yàn)證,結(jié)果表明18 種目標(biāo)化合物在0.5~200 μg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,相關(guān)系數(shù)均大于0.99,方法檢出限為0.5~2.0 μg/kg,定量限為1.5~6.0 μg/kg。各種目標(biāo)化合物在4 種基質(zhì)中3 個添加水平(10、50 μg/kg和150 μg/kg)下的回收率為83.6%~109.4%,RSD為1.2%~8.4%(n=6)。實(shí)際樣品的檢測結(jié)果表明氟吡菌酰胺、氟唑菌酰胺、啶酰菌胺和噻呋酰胺均在黃瓜、西紅柿、芹菜、沃柑等果蔬中有殘留,啶菌酰胺殘留現(xiàn)象嚴(yán)重。該方法操作簡單、凈化效果好,適用于果蔬中SDHIs殺菌劑的快速檢測,不僅可以滿足當(dāng)前國際上對果蔬中這18 種SDHIs殺菌劑MRL的檢測要求,也可推進(jìn)果蔬中SDHIs殺菌劑殘留的食品安全風(fēng)險(xiǎn)評估,為政府監(jiān)管部門數(shù)據(jù)支撐具有重要的實(shí)際意義和社會效益。