王建田,譚顯修,劉喜偉,徐 月,滿益龍,周 勇
(1. 隆回縣七江鎮(zhèn)農業(yè)綜合服務中心,湖南 隆回 422205;2. 隆回縣荷田鄉(xiāng)農業(yè)綜合服務中心,湖南 隆回 422204;3. 湖南省農業(yè)科學院農業(yè)生物技術研究所,湖南 長沙 410125)
我國是世界上第一大柑橘生產國,柑橘產業(yè)已成為我國南方丘陵山區(qū)的農業(yè)支柱產業(yè),在國民經濟中占有十分重要的地位[1]。柑橘潰瘍病是全世界范圍內危害柑橘生產的主要檢疫性病害,在我國主要柑橘產區(qū)幾乎皆有發(fā)生,對柑橘產業(yè)造成了嚴重損失[2]。喹啉銅等有機銅制劑是目前化學防治柑橘潰瘍病的理想藥劑,與無機銅制劑相比,其具備良好效果的同時對作物更加安全[3]。然而,過量使用喹啉銅可能會導致病菌產生抗性、農產品質量安全和環(huán)境污染等問題。為確保我國柑橘產業(yè)綠色高質量發(fā)展,農藥減施增效綜合技術體系的建立勢在必行[4]。2021 年9 月3 日實施的食品安全國家標準 食品中農藥最大殘留限量(GB 2763—2021)中規(guī)定,柑橘中喹啉銅的最大殘留限量為5 mg/kg[5]。
關于喹啉銅在梨[6]、西瓜[7]、楊梅[8]、黃瓜[9]、水稻[10]、馬鈴薯[11]、枇杷[12]、蘋果[13]等基質中的殘留檢測方法已有報道。柑橘中包含果膠、類胡蘿卜素、纖維素等多種成分,基質組成較為復雜,而采用超高效液相色譜-串聯質譜法(UPLC-MS/MS)檢測柑橘中喹啉銅殘留量的方法目前尚無報道。因此,該研究針對柑橘基質,建立了一種以QuEChERS(Quick、Easy、Cheap、Effective、Rugged、Safe)前處理方法為基礎,結合超高效液相色譜-串聯質譜法測定柑橘中喹啉銅殘留量的方法,旨在為柑橘生產中喹啉銅合理使用和柑橘產品質量安全提供保障。
供試柑橘樣品采集于湖南省園藝研究所果樹創(chuàng)新園。
主要試劑有8-羥基喹啉銅(98.8%,上海安譜實驗科技股份有限公司),乙腈(色譜純,德國默克股份有限公司),甲醇(色譜純,德國默克股份有限公司),甲酸(色譜純,德國CNW 科技公司),PSA、C18、GCB(德國CNW 科技公司),試驗用水為超純水。
主要儀器設備有TSQ Endura 三重四極桿液質聯用儀(賽默飛世爾科技公司),TDZ5-WS 低速離心機(湖南平凡科技有限公司),TG16-II 高速離心機(湖南平凡科技有限公司),ME104 電子天平[梅特勒-托利多國際貿易(上海)有限公司],JY5002 電子天平(上海舜宇恒平科學儀器有限公司),MTV-100 旋渦混合儀(杭州奧盛儀器有限公司),XW-80A 微型漩渦混合儀(上海滬西分析儀器廠有限公司),等。
1.2.1 標準品溶液的配制稱取喹啉銅標準品0.025 2 g,用甲醇溶解并定容至25 mL,配制成996 mg/L 的母液。將喹啉銅母液用甲醇稀釋配制成濃度為100 mg/L 的標準溶液,再將100 mg/L 的標準溶液用甲醇稀釋配得濃度為2、1、0.5、0.2、0.1、0.05、0.02、0.01 mg/L 的系列標準溶液。
1.2.2 基質效應分析使用液相色譜-串聯質譜進行定量分析時通常會出現基質效應,在建立檢測方法時可以按照以下公式對基質效應進行評估:ME(%)=(A/B)×100,當ME 在80%~120%之間時為弱基質效應,無需采取措施補償基質效應;當ME 在50%~80%或120%~150%之間時為中等基質效應,當ME ≤50%或≥150%時為強基質效應,均需采取補償措施[14]。
1.2.3 樣品處理(1)樣品預處理。果肉樣品:先去除柑橘果皮,然后用不銹鋼刀將果肉切成1 cm 大小的碎塊,在不銹鋼盆中混勻后進行分取,然后用勻漿機進行勻漿。全果樣品:將柑橘全果用不銹鋼刀切成1 cm 大小的碎塊,在不銹鋼盆中混勻后進行分取,然后用勻漿機進行勻漿。(2)樣品前處理。用天平稱取5 g 勻漿后的柑橘樣品至50 mL 離心管中,在離心管中加入提取液;該研究以乙腈-水(體積比1 ∶1)溶液中添加不同濃度的甲酸(0、0.1%、0.5%)對樣品進行提??;渦旋3 min,4 000 r/min 離心3 min。取2 mL 離心管,預先稱取20 mg 凈化劑(該研究采用PSA、C18、GCB、PSA+C18、PSA+C18+ GCB 共5種凈化材料分別對果肉和全果樣品進行凈化處理),加入1.5 mL 上一步的乙腈提取溶液,漩渦1 min。再置于10 000 r/min 的高速離心機上離心3 min,移取上清液過0.22 μm 濾膜,濾液即可上機測定。
1.2.4 色譜條件優(yōu)化(1)色譜柱選擇:分別采用Hypersil GOLD C18(100 mm×2.1 mm,1.9 μm)和Mixed-Mode HILIC-1(150 mm×2.1 mm,3 μm)這2 款色譜柱進行檢測,根據分離效果選擇更合適的色譜柱。(2)流動相的確定:分別比較了喹啉銅在0.1%甲酸水-0.1%甲酸乙腈溶液、0.1%甲酸水-0.1%甲酸甲醇溶液、0.1%乙酸銨水-乙腈溶液3 種流動相下的響應強度,依據峰形和保留時間確定最佳的流動相。其他色譜條件如下:柱溫35℃,流速為0.3 mL/min,進樣量為5 μL。
1.2.5 質譜條件優(yōu)化配制1 mg/L 的標準溶液,使用全掃描模式確定目標物的母離子,優(yōu)化離子噴霧電壓、噴針溫度、離子傳輸管溫度、鞘氣壓力、射頻透鏡電壓等參數后對二級質譜進行掃描,選擇信號最強的2個子離子作為特征子離子。然后在子離子掃描模式下同時對射頻透鏡電壓和碰撞電壓進行優(yōu)化,最后確定最佳的質譜參數條件。電離源模式為ESI,電離源極性為正,霧化氣為氮氣,鞘氣壓力為275 790 Pa,離子傳輸管溫度為320℃,噴針溫度為300℃,離子噴霧電壓為3 500 V,采用手動調諧對射頻透鏡電壓和碰撞電壓進行優(yōu)化,在選擇反應檢測掃描(SRM)模式下進行檢測。
1.2.6 方法驗證(1)標準曲線繪制和基質效應:柑橘基質較為復雜,即使采用凈化劑進行了凈化處理,剩余的基質成分仍然對目標農藥的檢測有干擾。用乙腈-水(體積比1 ∶1)溶液和空白基質提取液分別配制0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1、2 mg/L 系列濃度的標準工作液,每個濃度重復測定3 次,采用外標法定量。以進樣質量濃度為橫坐標、對應的峰面積為縱坐標,分別繪制標準曲線。(2)方法的回收率、精密度和定量限:分別采用空白柑橘果肉和全果進行添加回收試驗,添加濃度為0.05、0.1、5、10 mg/kg,每個濃度重復5 次,考察方法的回收率和精密度,以添加的最低濃度作為方法的定量限。
1.2.7 樣品檢測采用建立的方法對購于本地市場和超市的12 個柑橘樣品進行檢測,分別測定果肉和全果中喹啉銅的含量。
優(yōu)化后選擇信號相對較強的118.111 作為定量離子,相應相對較弱的128.111 作為定性離子,篩選出146.183/118.111 作為定量離子對,146.183/128.111 作為定性離子對,優(yōu)化碰撞電壓進而得到最佳的離子信號強度,獲得喹啉銅標準溶液的色譜圖如圖1 所示。然后在子離子掃描模式下同時對射頻透鏡電壓和碰撞電壓進行優(yōu)化,最后確定最佳的質譜參數條件為:保留時間1.23 min,母離子146.183 m/z,子離子118.111/128.111 m/z,碰撞電壓25/22 V,射頻透鏡電壓122 V。
圖1 0.01 mg/L 喹啉銅標準溶液的色譜圖
試驗結果顯示,使用Hypersil GOLD C18 色譜柱時,溶劑標液出峰峰形較好,但基質匹配標液出峰峰形差;使用Mixed-Mode HILIC-1 色譜柱時,溶劑標液和基質匹配標液出峰峰形均較好,故選擇Mixed-Mode HILIC-1 色譜柱進行洗脫分離。在相同梯度洗脫條件下,比較了喹啉銅在0.1%甲酸水-0.1%甲酸乙腈溶液、0.1%甲酸水-0.1%甲酸甲醇溶液、0.1%乙酸銨水-乙腈溶液3 種流動相下的響應強度,結果表明流動相為0.1%甲酸水-0.1%甲酸乙腈溶液時,喹啉銅的峰形更好且響應較高,因此選擇0.1%甲酸水-0.1%甲酸乙腈溶液作為液相流動相條件。液相洗脫條件如表1 所示。
試驗結果顯示,添加甲酸比不添加甲酸得到回收率更高,推測酸性條件有利于喹啉銅的離子化效率,進而提高添加回收率;添加0.1%和0.5%甲酸得到的回收率結果相當,從節(jié)約成本的角度考慮,最終確定甲酸的添加濃度為0.1%。
試驗結果顯示,采用PSA 對果肉樣品進行凈化、C18 對全果樣品進行凈化,得到的凈化效果較好、回收率結果最佳,故篩選出適合柑橘果肉和全果的凈化劑分別為PSA 和C18。果肉樣品中加入20 mg PSA,全果樣品中加入20 mg C18。
由表2 可知,在0.01~2 mg/L 濃度范圍內,喹啉銅的質量濃度和峰面積呈良好線性關系,決定系數分別為0.998 2、0.998 9 和0.999 4;柑橘果肉和全果的基質效應分別為48%和42%,均為基質減弱效應。
表2 標準曲線和基質效應
由表3 可知,在0.05、0.1、5、10 mg/kg 4 個添加水平下,喹啉銅在柑橘果肉和全果中的平均回收率分別為99%~103%、91%~97%,RSD分別為1.9%~6.1%、3.0%~8.4%,喹啉銅在柑橘果肉和全果中的定量限均為0.05 mg/kg,結果符合NY/T788—2018[15]的要求。柑橘果肉、全果空白樣品的色譜圖見圖2,添加樣品色譜圖見圖3。
圖2 空白樣品色譜圖
圖3 加標樣品色譜圖(0.1 mg/kg)
表3 喹啉銅在柑橘果肉和全果中的添加回收率和相對標準偏差(n=5)
采用優(yōu)化后的提取檢測方法對購于本地市場和超市的12 個柑橘樣品分別進行果肉和全果檢測,結果顯示,12 個樣品果肉中喹啉銅的含量范圍為≤0.15
mg/kg,全果中喹啉銅的含量范圍為≤0.32 mg/kg。
該研究使用超高效液相色譜-串聯質譜法(UPLC-MS/MS)檢測柑橘中喹啉銅的殘留量,對樣品處理方法、色譜條件和質譜條件進行了優(yōu)化。結果表明:樣品經含0.1%甲酸的乙腈-水(體積比1 ∶1)溶液渦旋提取,果肉樣品使用20 mg PSA 凈化,全果樣品使用20 mg C18 凈化;采用Mixed-Mode HILIC-1色譜柱分離,以0.1%甲酸水-0.1%甲酸乙腈溶液作流動相進行梯度洗脫,洗脫流速為0.3 mL/min,柱溫為35℃;在選擇反應檢測掃描(SRM)模式下進行測定,喹啉銅在0.01~2 mg/L 范圍內性關系良好,決定系數均≥0.998 2,喹啉銅在柑橘果肉和全果中的最低檢測濃度均為0.05 mg/kg,添加回收試驗中喹啉銅在柑橘果肉和全果中的平均回收率范圍為91%~103%,相對標準偏差范圍為1.9%~8.4%。該方法操作簡便、快速,準確度和精密度高,適用于柑橘中喹啉銅殘留量的檢測。