趙婉珍,田 曦
(蘭州職業(yè)技術學院,甘肅蘭州 730070)
農藥在預防病蟲害和提升農作物產量等方面有重要作用,但由于不規(guī)范的使用及毒性研究的深入,人們不斷發(fā)現(xiàn)農藥殘留會對人體產生危害。食品安全國家標準對農藥殘留限量進行了明確規(guī)定,通過一定的方法對蔬菜中的農藥殘留進行檢測,以保障消費者安全。
蔬菜中的農藥殘留檢測方法有酶抑制法、液相色譜法等,特別是氣相色譜串聯(lián)質譜法(Gas Chromatography-Tandem Mass Spectrometry,GCMS/MS),有著氣相色譜的高效分離和質譜的精準分析,靈敏度高、抗干擾能力強,其可進行復雜化合物的準確鑒定[1],是目前大型分析檢測機構檢測農藥殘留最常用的方法。在使用GC-MS/MS檢測前,需要對樣品進行前處理,主要步驟有提取和凈化,決定著檢測的準確性和重復性。在處理過程中,要盡可能多的將檢測目標物提取出來,并且除去雜質的影響,消除基質效應。QuEChERS法的最大優(yōu)勢在于操作十分簡單,樣品回收率高,具有較高的準確性,而且價格低廉,適合不同類型的樣品處理[2]。因此,利用QuEChERS技術進行蔬菜樣品的前處理,對于色譜分離以及質譜檢測等開展具體的篩選工作,最終找出一種能一次檢測多種農藥的方法是十分有意義的。本次研究使用QuEChERS前處理方法,建立了GC-MS/MS同時檢測25種常見農藥殘留的分析方法。該方法具有迅速、簡單和高效的特點,同時能夠滿足對多種農藥殘留的篩查和定量等需求,為農藥殘留的快速檢測提供技術支持,具有廣泛的應用前景。
芹菜、白菜、卷心菜、辣椒、蔥、香菜、花菜、西藍花、黃瓜和生菜,均購自本市大型超市。
農藥標準品中,高效氯氟氰菊酯和甲拌磷購自Sigma-Aldrich;甲胺磷、乙酰甲胺磷、氧樂果、久效磷、樂果、毒死蜱、三唑酮、二甲戊靈、對硫磷、甲基異柳磷、甲拌磷亞砜、水胺硫磷、甲拌磷砜、腐霉利、三唑醇、殺撲磷、丙溴磷、己唑醇、三唑磷、氟氯氰菊酯、氯氰菊酯、苯醚甲環(huán)唑、溴氰菊酯均購自Dr.Ehrenstorfer;乙酸乙酯和乙腈,均為HPLC級,購自國藥集團;硫酸鎂、氯化鈉、檸檬酸鈉、檸檬酸氫二鈉、PSA、GCB均購自Agela。
Agilent 8890B/7000D三重四極桿氣相質譜聯(lián)用儀,美國Agilent公司;德國Sigma 3-18KS臺式高速冷凍離心機;WIND EVA M型氮氣吹干儀,德國ChemTron公司;WIGGENS D-130精度勻漿器;WIGGENS Vortex 3000-Elite微型渦旋混合儀;JA2003電子精密天平,上海舜宇恒平。
1.3.1 空白基質的準備
取10 g芹菜樣品于50 mL試管中,向其中加入10 mL乙腈,并依次加入4 g硫酸鎂、1 g氯化鈉、1 g檸檬酸鈉、0.5 g檸檬酸氫二鈉以及陶瓷均質子,將試管放置在振蕩器中,振蕩1 min,在4 200 r·min-1轉速下超高速離心5 min。取6 mL上清液加入凈化管中,在凈化管中加入900 mg硫酸鎂、150 mg PSA和15 mg GCB,渦旋混合1 min,在4 200 r·min-1轉速下超高速離心5 min,所得到的上清液即為空白基質。
1.3.2 標準溶液的配制
(1)標準儲備液配制。準確稱取適量各農藥標準品,用丙酮溶解并定容至10.00 mL,得到標準儲備液濃度為1 000 μg·mL-1。
(2)混合標準溶液配制。分別吸取不同農藥標準儲備液各0.1 mL至同一容量瓶內,用乙酸乙酯稀釋定容至10.00 mL,得到混合標準溶液濃度為10 μg·mL-1。
(3)基質標準工作液的配制。準確吸取一定量的混合標準溶液,用乙酸乙酯逐級稀釋成濃度分別為0.01 μg·mL-1、0.02 μg·mL-1、0.05 μg·mL-1、0.10 μg·mL-1和0.20 μg·mL-1的標準工作液,將1.3.1配制好的空白基質吸取2 mL用氮氣吹干,加入內標溶液,再加入上述相應濃度標準工作液1 mL復溶,過有機濾膜,每個濃度做6個平行,得到濃度分別為0.01 μg·mL-1、0.02 μg·mL-1、0.05 μg·mL-1、0.10 μg·mL-1和0.20 μg·mL-1的基質混合標準工作液。
1.3.3 儀器色譜條件
色譜柱:DB-5ms(30 m×0.25 mm×0.25 μm);進樣口溫度:280 ℃;離子源溫度:280 ℃;電子轟擊源:70 eV;傳輸線溫度:280 ℃;進樣量:1 μL;程序升溫:起始溫度40 ℃保持1 min,40 ℃·min-1升溫至120 ℃,再以5 ℃·min-1升溫至240 ℃,再以12 ℃·min-1升溫至300 ℃,保持6 min;氣體流速:氦氣(He)1.0 mL·min-1;采用動態(tài)多反應監(jiān)測模式。
DB-5ms在分析檢測中具備極佳的信噪比,可以提供更完整的質譜圖信息,對于大部分的弱極性農藥有很好的分離效果。例如,司露露等[3]采用DB-5ms色譜柱建立了供港蔬菜中118種農藥殘留的檢測方法;曾廣豐等[4]采用DB-5ms色譜柱建立了快速篩查涼茶中的農藥殘留的方法;周玉春等[5]利用DB-5ms色譜柱比較了不同蔬菜中氟蟲氰及其代謝物的檢測方法。本實驗測定的25種常見農藥極性均為弱極性,所以用DB-5ms色譜柱也更加適合。
本研究采用氣相色譜-三重四極桿氣相質譜聯(lián)用儀對蔬菜中常見的農藥進行檢測,質譜參數(shù)參考國標[6]。在全掃描模式方式下得到25種常見農藥標準物質的總離子流圖(圖1),具體項目與定量離子見表1。
表1 25種農藥GC-MS/MS多反應監(jiān)測模式下的檢測參數(shù)
圖1 25種農藥混合標準溶液總離子流圖
在前處理過程中,合適的提取液使整個方法的準確性和可靠性升高。在選擇提取液時,要考慮溶劑的極性、農藥的特性和基質的性質。一般實驗室常用的提取液有丙酮、甲醇、乙酸乙酯和乙腈,其中丙酮極性較強,能溶解多種農藥,但與水互溶,在提取過程中很容易將基質中的油脂和色素提取出來[7],給后續(xù)凈化帶來困難。甲醇與丙酮類似,提取出的雜質較多。乙腈提取效果佳,對脂肪和色素等非極性物質的提取能力弱,對農藥提取的干擾性小[8],而且容易通過鹽析作用與水相分離,有利于后續(xù)凈化操作,并且相對于乙酸乙酯、乙腈提取后的雜質更少[9],故本實驗選擇乙腈作為提取液。
在前處理過程中,加入硫酸鎂和氯化鈉作為脫水劑,這是因為這兩種化合物可以通過鹽析機制減少農藥在水中的溶解度,從而提高農藥的含量,最終促進水相和有機相的分離,降低水的含量。具體來說,硫酸鎂和氯化鈉的比例為4∶1。此外,加入檸檬酸鈉和檸檬酸氫鈉緩沖鹽可以穩(wěn)定pH,從而實現(xiàn)優(yōu)化實驗的目的。在凈化過程中,需要使用吸附劑。常用的填料有很多種,其中PSA(N-丙基乙二胺)是一種極性吸附劑,對大部分基質都有著良好的凈化效果,能夠去除與之相關的極性基質。而C18(十八烷基硅膠鍵合相)則對非極性組分有著優(yōu)秀的吸附效果。此外,GCB(石墨炭黑)通常用于去除色素,但使用GCB,有些含有平面結構的農藥會有所損失[10-11],而且過量使用會導致部分農藥的回收率偏低[8]?;跈z測對象蔬菜的特性及實驗室以往方法經驗,本實驗選用150 mg PSA和15 mg GCB作為凈化材料。
2.5.1 標準曲線和檢出限
將配制好的濃度為0.01 μg·mL-1、0.02 μg·mL-1、0.05 μg·mL-1、0.10 μg·mL-1、0.20 μg·mL-1的基質混合標準工作液按照預設的實驗條件進行進樣檢測。將峰面積作為縱坐標(Y),將質量濃度作為橫坐標(X,μg·mL-1),并制作標準曲線。由表2可知,在質量濃度為0.01~0.20 μg·mL-1,25種農藥的線性關系良好,相關系數(shù)都大于0.996。以3倍信噪比計算檢出限,以10倍信噪比計算定量限,結果顯示,25種農藥的檢出限為0.003~0.008 mg·kg-1,定量限為0.005~0.015 mg·kg-1,表明本實驗方法具有較高的靈敏度。
表2 25種農藥回歸方程、相關系數(shù)、檢出限和定量限
2.5.2 回收率和精密度
為檢測方法的準確性,用空白基質進行加標回收試驗,加標水平分別為0.01 mg·kg-1、0.04 mg·kg-1、0.10 mg·kg-1,每個水平做6組平行,按照前述方法進行回收率及相對標準偏差檢測。由表3可知,25種農藥的平均回收率在78.5%~106.8%,相對標準偏差在1.1%~9.8%。可見,精密度和準確度能夠滿足分析要求[12]。
表3 25種農藥的平均加標回收率和相對標準偏差
利用本文方法對本市3家大型超市分別購買的10種蔬菜進行農藥殘留檢測,結果顯示10種蔬菜均未檢出農藥殘留,可能的原因是大型超市在采購前對蔬菜質量把關嚴,蔬菜品質較好;也可能是采集的樣本數(shù)量較少,品種局限,未覆蓋全部市售蔬菜,所以沒有檢出上述25種農藥殘留。
本實驗建立了一種QuEChERS-氣相色譜三重四極桿串聯(lián)質譜同時測定蔬菜中25種常見農藥殘留的方法,通過方法學驗證發(fā)現(xiàn),線性關系、檢出限、回收率、相對標準偏差等指標均滿足多組分農藥殘留在蔬菜中的快速、高效、準確定性與定量分析,可對保障蔬菜安全給予一定支持。