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        HPLC-MS/MS快速檢測果蔬中多種農(nóng)藥殘留的研究

        2021-11-27 05:41:58馮超姜雅紅
        魅力中國 2021年38期
        關(guān)鍵詞:檢測

        馮超 姜雅紅

        (昌邑市檢驗(yàn)檢測中心,山東 昌邑 261300)

        一、概述

        天然阿維菌素由8 個組構(gòu)成,包含總含量≥80%的A1a、A2a、B1a 和B2a 及總含量≤20%的A1b、A2b、B1b 和B2b。就當(dāng)前生物農(nóng)藥市場而言,阿維菌素有著極高的歡迎度和競爭性。目前初級農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留物中,針對阿維菌素殘留檢測一直只有獨(dú)立的檢測方法,提取方法復(fù)雜檢測效率低且不能同時與其他農(nóng)殘共同檢測。

        二、課題內(nèi)容

        本課題目標(biāo)是建立一種新的超高效液相串聯(lián)質(zhì)譜分析方法同時檢測殘留在水果、蔬菜組織中阿維菌素與氨基甲酸酯類、有機(jī)磷類等22 種農(nóng)藥殘留量,實(shí)驗(yàn)首先從樣品前處理入手,考察了不同提取液對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響;其次,分析了固相萃取的最優(yōu)化方法;最后,從檢測模式、目標(biāo)定量/定性離子選擇、流動相的種類和配比三個方向?qū)?shí)驗(yàn)條件進(jìn)行探索和優(yōu)化。通過測定,進(jìn)行定量分析,從而找到最佳的實(shí)驗(yàn)方法,提高檢測效率。

        為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明提供一種新的超高效液相串聯(lián)質(zhì)譜分析方法包括:

        A 樣品預(yù)處理中目標(biāo)物提取過程優(yōu)化得到最佳提取方案;

        B 對比不同類型固相萃取柱對干擾物的凈化水平,獲取最佳凈化柱型;

        C 電化學(xué)離子源正負(fù)模式下對目標(biāo)物離子化效率,得到最佳響應(yīng)模式;

        D 目標(biāo)物母離子加H+電荷與加Na+電荷在不同流動相中的響應(yīng),獲得最佳定量離子與定性離子及相應(yīng)流動相配比。

        三、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

        由于阿維菌素的毒性較強(qiáng)和世界各國逐步對其的禁用,其在水果蔬菜中的殘留檢測分析研究成為行業(yè)熱點(diǎn)。因此發(fā)展只需一種方法便可同時檢測在同一基質(zhì)中的阿維菌素及氨基甲酸酯類、有機(jī)磷類農(nóng)藥則非常必要。目前,阿維菌素殘留檢測方法主要是僅針對其單一化合物的液相色譜-質(zhì)譜法和液相色譜法。

        四、研究主要內(nèi)容和結(jié)果

        (一)原理

        樣品加正己烷飽和乙腈溶液均質(zhì)提取后加氯化鈉離心脫水,提取液過固相萃取柱進(jìn)行凈化后收集流出液氮吹近干后定容,高效液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜測定,外標(biāo)法定量。

        (二)試劑和儀器

        除另作說明外,所用試劑均為分析純,實(shí)驗(yàn)用水為一級水。

        1.試劑。甲醇、乙腈、丙酮、二氯甲烷均為色譜純(Fisher 試劑),氯化鈉(國藥),NH2-Carb 固相萃取柱、NH2 固相萃取柱、弗洛里硅膠固相萃取柱(迪馬科技)。阿維菌素、氧化樂果、多菌靈、涕滅威、內(nèi)吸磷、涕滅威砜、涕滅威亞砜、噠螨靈等各100μL 于10mL 容量瓶中,甲醇定容至10mL,濃度1μg/mL。

        2.儀器。液相色譜串聯(lián)三重四級桿質(zhì)譜聯(lián)用儀(HPLC-MS/MS),配ESI 源(賽默飛世爾科技公司,TSQ-UltraEMR);冷凍離心機(jī);固相萃取裝置(安捷倫科技公司);全自動均質(zhì)器(廈門睿科);電子天平;旋渦混合器(IKA);氮吹儀。

        (三)分析步驟

        1.提取。使用50mL 具塞離心管稱取20g 樣品,加入7g 氯化鈉(分析純),加入20mL 正己烷飽和乙腈(色譜純)溶液,漩渦混合30S,使用均質(zhì)器8000-10000r/min 均質(zhì)5min。完成后轉(zhuǎn)移至低溫離心機(jī)6000r/min 離心5min。離心完成后,取乙腈上清液10mL,氮吹(40℃)近干,殘余物用3mL2%二氯甲烷的甲醇溶液復(fù)溶。

        2.凈化。將NH2固相萃取柱(500mg/6mL)用5mL甲醇活化,加入復(fù)溶液,收集所有流出液氮吹(40℃)近干,用甲醇水(50+50)1mL 定溶,過0.22μm有機(jī)濾膜上機(jī)測定。

        3.測定。液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜參考條件:

        a.色譜柱:C18 超細(xì)柱,100 mm×1.9 mm(內(nèi)徑),粒度<5μm。

        b.流動相:甲醇+2mmol/L 乙酸銨的甲酸水溶液(0.2%)=10+90。10min,配比互換梯度洗脫。

        c.流速:0.30 mL/min。

        d.柱溫:40℃。

        e.進(jìn)樣量:5μL。

        f.離子源:電化學(xué)離子源(ESI 源),正離子監(jiān)測模式。

        計(jì)算樣品中阿維菌素及各類目標(biāo)物殘留量:

        X=cv/1000m

        X-試樣中各種農(nóng)殘目標(biāo)物殘留量,單位為毫克每千克(mg/kg)

        c-標(biāo)準(zhǔn)工作液中各種農(nóng)殘目標(biāo)物的濃度,單位為納克每毫升(ng/ml)

        v—試樣的提取液體積,單位為毫升(ml)。

        m—最終試樣提取液代表的試樣稱重量,單位為克(g)。

        五、結(jié)果與討論

        (一)提取劑嘗試了丙酮、甲醇、乙腈、二氯甲烷,由于各類目標(biāo)物在不同溶劑中的溶解度不同,為最大效率的提高提取效率,對比了多種提取劑及混合提取劑:丙酮揮發(fā)性強(qiáng),在均質(zhì)過程中不能與樣品充分接觸;二氯甲烷有較強(qiáng)毒性;甲醇能夠樣品中的水互溶,缺少有效分離方法;乙腈能夠充分溶解阿維菌素及各類目標(biāo)物,且與飽和氯化鈉溶液互相不容,毒性相對較輕。綜合了各方面的條件,最終確定正己烷飽和乙腈作為提取溶劑。

        (二)固相萃取柱及洗脫溶液比對,通過嘗試NH2 柱、PSA 柱、弗洛里硅膠柱、NH2-Carb 復(fù)合柱和不同種類的洗脫液配比。弗洛里柱僅對有機(jī)氯類農(nóng)殘干擾物保留效果明顯,對色素有機(jī)酸保留能力一般。PSA 柱對多種干擾物有較強(qiáng)保留,但價格相對昂貴,性價比不高。NH2柱對有機(jī)酸、色素、脂肪酸等目標(biāo)干擾物有較好的保留能力,且對目標(biāo)物農(nóng)殘保留能力較弱,性價比高,但對綠葉菜、火龍果等葉綠素、花青素色素含量較高樣品凈化能力不足,此時應(yīng)使用NH2-Carb 復(fù)合柱進(jìn)行樣品凈化。洗脫溶液嘗試了甲醇,乙腈,以及二氯甲烷甲醇混合液,乙腈洗脫能力過強(qiáng),干擾物無法保留在柱子上,降低了凈化效果;純甲醇需用較大體積洗脫,才能有效將目標(biāo)物淋洗下來;我們試著在甲醇溶液中添加1%-5%的二氯甲烷,通過比對發(fā)現(xiàn)二氯甲烷配比在2%時,只需3-4mL 洗脫液便可有效將殘余目標(biāo)物從氨基柱上洗脫下來。最終優(yōu)化后的凈化條件為:氨基凈化柱,2%二氯甲烷的甲醇洗脫液。

        (三)質(zhì)譜條件優(yōu)化

        GB 23200.20-2016 中,檢測阿維菌素殘留物的質(zhì)譜條件為電化學(xué)離子源(APCI 源),負(fù)離子模式。APCI 源能夠?qū)⒎菢O性化合物較好的離子化,且負(fù)離子模式相較正離子模式狀態(tài)下的檢測器對目標(biāo)化合物的響應(yīng)相對偏低,但也相對正離子模式引入的干擾噪音減少更大。但考慮到兼顧有機(jī)磷、有機(jī)氯、氨基甲酸酯類多種農(nóng)殘的檢測,選擇了更容易電離多種化合物的電化學(xué)離子源(ESI 源),正離子模式,并通過調(diào)整目標(biāo)物離子對,使得質(zhì)譜儀對阿維菌素及各類農(nóng)殘有較好的響應(yīng)。阿維菌素在ESI 源電離下存在加H+離子碎片和加Na+離子碎片;但我們在流動相中引入了乙酸銨,因此可以獲得響應(yīng)較好的加NH3+離子碎片,既保證了對干擾物的有效去除,同時兼顧了儀器響應(yīng)大小,以此作為定量離子。

        (四)液相色譜分離條件優(yōu)化,現(xiàn)有國標(biāo)方法用乙腈+水作為流動相,但乙腈在C 18 超細(xì)柱上的洗脫能力過強(qiáng),各類目標(biāo)物在液相色譜柱上的保留時間相對過于集中容易使目標(biāo)物與雜質(zhì)共同進(jìn)入質(zhì)譜,影響質(zhì)譜儀對目標(biāo)物的響應(yīng),且乙腈毒性較強(qiáng)。甲醇毒性相對乙腈更低,其略低于乙腈對目標(biāo)物的洗脫能力,能夠有效實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物與基質(zhì)中雜質(zhì)干擾的有效分離,且有效保證各目標(biāo)物保留時間相對合理分布。

        (五)最低檢出限

        以3 倍信噪比計(jì)算,確定本方法對阿維菌素及各類農(nóng)殘的最低檢出限為2.0μg/kg。使用本方案可在盡短時間內(nèi)有效同時檢測在同一基質(zhì)中的阿維菌素及有機(jī)磷、氨基甲酸酯類農(nóng)藥。

        (六)準(zhǔn)確性考察(加標(biāo)回收率測定)

        分別以陰性果蔬樣品作為基質(zhì)進(jìn)行加標(biāo)回收定量實(shí)驗(yàn),稱取樣品20g,且做平行實(shí)驗(yàn)。分別在樣品中混入2.0μg/kg 和20.0μg/kg 兩種級別濃度的標(biāo)準(zhǔn)混合溶液,充分混勻,按照本方法的操作步驟進(jìn)行測試。上機(jī)測試結(jié)果:

        1.樣品添加水平在2.0μg/kg 時,各組分檢出值:阿維菌素1.92、氧化樂果2.10、多菌靈1.94、涕滅威2.03、噻蟲嗪1.96、涕滅威砜1.95、涕滅威亞砜1.93、吡蟲啉1.94、克百威1.92、3-羥基克百威2.04、啶蟲脒2.06、滅多威1.94、敵百蟲1.96、內(nèi)吸磷1.94、速滅威1.98、甲萘威2.07、異丙威2.04、仲丁威2.10、嘧霉胺2.10、甲氨基阿維菌素2.07、噠螨靈2.10(μg/kg);所有農(nóng)藥殘留目標(biāo)物的回收率均在96.2%-105.2%之間。

        2.樣品添加水平在20.0μg/kg 時,各組分檢出值:阿維菌素19.5、氧化樂果20.7、多菌靈20.4、涕滅威18.6、噻蟲嗪20.5、涕滅威砜18.5、涕滅威亞砜18.8、吡蟲啉18.8、克百威18.6、3-羥基克百威19.0、啶蟲脒19.8、滅多威18.8、敵百蟲20.3、內(nèi)吸磷19.8、速滅威19.0、甲萘威19.3、異丙威20.6、仲丁威20.8、嘧霉胺21.2、甲氨基阿維菌素20.4、噠螨靈19.5(μg/kg);所有農(nóng)藥殘留目標(biāo)物的回收率均在92.5%-104.2%之間。

        可見測定結(jié)果和回收率,測定結(jié)果符合農(nóng)藥殘留物檢測定性定量分析的要求。

        (七)精密度考察

        實(shí)驗(yàn)采用陰性樣品進(jìn)行阿維菌素、有機(jī)磷、有機(jī)氯、氨基甲酸酯等21 種農(nóng)藥殘留物的添加水平為10μg/kg 時,連續(xù)六次測定,RSD 分別為阿維菌素1.32%、氧化樂果1.59%、多菌靈1.52%、涕滅威2.31%、噻蟲嗪1.81%、涕滅威砜2.5%、涕滅威亞砜2.3%、吡蟲啉1.63%、克百威1.23%、3-羥基克百威1.57%、啶蟲脒1.59%、滅多威1.61%、敵百蟲2.1%、內(nèi)吸磷2.7%、速滅威2.63%、甲萘威2.64%、異丙威2.12%、仲丁威2%、嘧霉胺2.64%、甲氨基阿維菌素2.58%、噠螨靈2.1%,表明儀器穩(wěn)定性良好。

        六、結(jié)論

        從樣品前處理入手,確定正己烷飽和乙腈溶液作為提取溶劑;其次,分析了固相萃取的凈化條件為:氨基凈化柱,2%二氯甲烷的甲醇洗脫液。最后,從檢測模式、目標(biāo)定量/定性離子選擇、流動相的選擇和配比三個方向?qū)?shí)驗(yàn)條件進(jìn)行探索和優(yōu)化,確定了ESI 源正離子模式和主要目標(biāo)物離子對,流動相為甲醇+2mmol/L 乙酸銨的甲酸水溶液(0.2%)配比10+90,配比互換梯度洗脫。結(jié)果表明:該方法操作簡便、提取效率高、具有高準(zhǔn)確性和重復(fù)性,適用于水果蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品中同時檢測阿維菌素、有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留量的定性、定量分析測定。

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