張立佳，劉麗君，白艷梅，汪 洋，莫 楠，高玉杰，李翠枝*

（內(nèi)蒙古伊利實(shí)業(yè)集團(tuán)股份有限公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010110）

麥草畏屬于苯氧羧酸類除草劑，價(jià)格低廉，除草效果顯著，適用范圍廣，因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被大量使用，但是長(zhǎng)期不規(guī)范使用該農(nóng)藥會(huì)對(duì)土壤和水體造成污染[1-2]。麥草畏在低劑量時(shí)顯示出與植物生長(zhǎng)素類相似的效果，但是在高濃度下會(huì)刺激分生細(xì)胞中的異常細(xì)胞生長(zhǎng)[3-4]。人體攝入高劑量的麥草畏會(huì)導(dǎo)致血管組織阻塞，嚴(yán)重時(shí)可引起人類軟組織的惡性腫瘤、干擾內(nèi)分泌系統(tǒng)、肝腎損傷、遲發(fā)性神經(jīng)病變等[5-6]。奶牛長(zhǎng)期飼用殘留麥草畏的飼料，會(huì)導(dǎo)致牛乳中蓄積該農(nóng)藥，對(duì)食品安全造成較大的風(fēng)險(xiǎn)隱患。GB 2763—2021《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》[7]規(guī)定了生乳中麥草畏的臨時(shí)限量為0.2 mg/kg。隨著人們的生活水平不斷提高，牛乳的需求量也日益增加，人們也更加關(guān)注麥草畏等農(nóng)藥殘留帶來的危害，因此構(gòu)建牛乳中麥草畏快速、高效的檢測(cè)方法迫在眉睫。

麥草畏的檢測(cè)方法主要集中在谷物[8-12]、蔬菜[13-16]、煙草[17-18]等植物源基質(zhì)，而牛乳中麥草畏的檢測(cè)方法較少。但由于牛乳中含有大量蛋白質(zhì)、脂肪、磷脂等成分，基質(zhì)較復(fù)雜，已報(bào)道的植物源基質(zhì)檢測(cè)方法并不適合牛乳中麥草畏檢測(cè)，同時(shí)植物源基質(zhì)檢測(cè)方法也存在諸多問題。由于麥草畏極性較強(qiáng)且不易汽化，氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（gas chromatography-tandem mass spectrometry，GC-MS/MS）和GC檢測(cè)時(shí)需要經(jīng)過衍生化處理，過程復(fù)雜且耗時(shí)較長(zhǎng)[8-11]；采用高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）測(cè)定時(shí)雖然不需要衍生化處理，且在常溫下能夠進(jìn)行分離分析，但是靈敏度較低，且通常需采用液-液萃取、固相萃取等前處理技術(shù)再結(jié)合紫外檢測(cè)器進(jìn)行分析，所需試劑量較大，操作步驟繁多[15-16]；LC-MS/MS在LC的優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)上，兼具串聯(lián)質(zhì)譜的高選擇性、高靈敏度和準(zhǔn)確性等諸多優(yōu)點(diǎn)，已成為目前檢測(cè)農(nóng)藥殘留的主流方法[17-21]。本研究通過優(yōu)化前處理方法和色譜條件，建立HPLC-MS/MS法測(cè)定牛乳中麥草畏的檢測(cè)方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛乳 市售；生鮮乳 呼和浩特地區(qū)牧場(chǎng)。

麥草畏標(biāo)準(zhǔn)品（純度≥97.0%）、乙腈、甲酸（均為色譜純）、0.22 μm聚四氟乙烯針式濾器 上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司；氯化鈉（優(yōu)級(jí)純） 天津市富宇商貿(mào)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

AB SCIEX 6500＋HPLC-MS/MS儀（配備電噴霧電離（elaectrospray ionization，ESI）源） 美國(guó)AB Sciex公司；ACQITY UPLC BEH C18柱（100 mm×2.1 mm，1.7 μm） 美國(guó)Waters公司；ST16R高速冷凍離心機(jī)美國(guó)Thermo Fisher公司；S25旋渦振蕩器 德國(guó)IKA公司；TurboVap氮吹儀 瑞典Biotage公司；ME2002E分析天平 瑞士梅特勒-托利多公司；Millipore Q純水機(jī)美國(guó)Millipore公司。

1.3 方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

麥草畏儲(chǔ)備液（500 μg/mL）：準(zhǔn)確稱取12.5 mg麥草畏標(biāo)準(zhǔn)品（精確至0.01 mg）于25 mL棕色容量瓶中，乙腈溶解并定容至刻度，0～4 ℃避光保存，有效期為3 個(gè)月。

標(biāo)準(zhǔn)中間溶液Ⅰ（10 μg/mL）：準(zhǔn)確吸取1 mL儲(chǔ)備溶液于50 mL棕色容量瓶中，用乙腈稀釋至刻度，配制質(zhì)量濃度為10 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)中間溶液Ⅰ，0～4 ℃避光保存，有效期為1 個(gè)月。

標(biāo)準(zhǔn)中間溶液Ⅱ（1 μg/mL）：準(zhǔn)確吸取1 mL標(biāo)準(zhǔn)中間溶液Ⅰ于10 mL棕色容量瓶中，用乙腈稀釋至刻度，配制質(zhì)量濃度為1 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)中間溶液Ⅱ，現(xiàn)用現(xiàn)配。

1.3.2 樣品前處理

稱取2 g牛乳于30 mL離心管中，加入10 mL體積分?jǐn)?shù)0.5%甲酸乙腈溶液，渦旋振蕩提取10 min后，加入氯化鈉2.0 g，再次渦旋振蕩10 min，在4 ℃下以15 000 r/min離心10 min。準(zhǔn)確移取5 mL上清液于12 mL玻璃氮吹管中，在40 ℃下氮?dú)鉂饪s至近干，加入1 mL體積分?jǐn)?shù)80%乙腈水溶液，渦旋復(fù)溶2 min，復(fù)溶液通過0.22 μm微孔濾膜過濾，用于儀器分析測(cè)定。

1.3.3 儀器條件

1.3.3.1 色譜條件

ACQITY UPLC BEH C18柱（100 mm×2.1 mm，1.7 μm）；柱溫：40 ℃；進(jìn)樣量：5 μL；流動(dòng)相：A：0.01%甲酸溶液；B：乙腈；梯度洗脫程序見表1。

表1 梯度洗脫條件Table 1 Gradient elution

1.3.3.2 質(zhì)譜條件

ESI負(fù)離子模式（ESI-）；離子源電壓：-4 500 V；離子源溫度：450 ℃；氣簾氣（N2）壓力：40 MPa；霧化氣（N2）壓力：50 MPa；輔助加熱氣（N2）壓力：50 MPa；掃描方式：多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式（multiple reaction monitoring，MRM）。具體質(zhì)譜參數(shù)見表2。

1.3.4 結(jié)果計(jì)算

試樣中麥草畏的殘留量按式（1）計(jì)算。

式中：X為試樣中被測(cè)物殘留量/（mg/kg）；ρ為試樣上機(jī)溶液中被測(cè)物殘留量/（ng/mL）；V為樣液最終定容體積/mL；f為稀釋倍數(shù)；m為試樣質(zhì)量/g；1 000為換算系數(shù)。

1.3.5 基質(zhì)效應(yīng)（matrix effect，ME）

選擇陰性牛乳樣品，按照1.3.2節(jié)方法處理后得到空白基質(zhì)溶液。依次準(zhǔn)確加入一定體積的標(biāo)準(zhǔn)品溶液，以空白基質(zhì)溶液逐級(jí)稀釋后得到質(zhì)量濃度分別為5、10、20、50、100、250 ng/mL的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，現(xiàn)用現(xiàn)配。根據(jù)儀器響應(yīng)和檢測(cè)需要，濃度由低到高進(jìn)行檢測(cè)，以峰面積為縱坐標(biāo)，質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，繪制基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線。ME按式（2）計(jì)算。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用QTRAP 6500 HPLC-MS/MS Analyst工作站軟件對(duì)譜圖數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，Excel軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，Origin 2022軟件進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 質(zhì)譜條件的優(yōu)化

對(duì)麥草畏標(biāo)準(zhǔn)品的質(zhì)譜條件進(jìn)行優(yōu)化。首先，采用注射方式進(jìn)樣，對(duì)母離子進(jìn)行掃描，獲取目標(biāo)物的母離子，然后通過子離子掃描獲取其碎片離子，將母離子和2 個(gè)響應(yīng)信號(hào)較強(qiáng)的碎片離子組成檢測(cè)離子對(duì)，以MRM掃描方式優(yōu)化去簇電壓和碰撞能量。結(jié)果表明，在ESI-電離模式下，[M-H]-峰（m/z218.8）響應(yīng)值較高，這是因?yàn)辂湶菸繁江h(huán)上有羧基，容易電離掉氫離子，同時(shí)苯環(huán)上含有氯原子，其同位素峰響應(yīng)值也較高[22-24]。確定母離子后，分別對(duì)母離子m/z218.8和m/z220.9進(jìn)行子離子掃描，確定特征碎片離子，響應(yīng)值較高的碎片離子分別為m/z174.9（對(duì)應(yīng)母離子為m/z218.8）和m/z176.9（對(duì)應(yīng)母離子為m/z220.9），其他碎片響應(yīng)值較小。因此，選取響應(yīng)值較高的218.8/174.9和220.9/176.9作為定量定性監(jiān)測(cè)離子對(duì)，完全滿足歐盟2002/657/EC指令[25-26]。

2.2 色譜條件的優(yōu)化

2.2.1 液相條件的選擇

目前已報(bào)道的檢測(cè)麥草畏的方法中，大部分流動(dòng)相含有無機(jī)鹽類，如甲酸銨和乙酸銨等[3,27]。由于無機(jī)鹽不易揮發(fā)，對(duì)儀器和色譜柱污染較大，長(zhǎng)期使用會(huì)降低儀器的靈敏度。因此，本方法以乙腈-水作為流動(dòng)相體系，同時(shí)考察水中甲酸含量的變化（0、0.005%、0.010%、0.050%、0.100%）對(duì)麥草畏的儀器響應(yīng)和色譜峰的影響。由圖1可知：當(dāng)水相不含甲酸時(shí)，色譜峰出現(xiàn)分叉，保留能力較差（圖1A）；當(dāng)水中加入0.005%甲酸時(shí)，麥草畏的峰形得到改善，但是存在拖尾等基質(zhì)干擾（圖1B）；當(dāng)甲酸含量達(dá)到0.010%時(shí)，麥草畏的色譜峰最佳（圖1C），繼續(xù)增加甲酸的含量，峰形沒有明顯變化，但是響應(yīng)逐漸降低（圖1D、1E），因?yàn)辂湶菸返碾婋x模式為負(fù)離子模式，過高的甲酸含量會(huì)抑制麥草畏的離子化效率，導(dǎo)致響應(yīng)降低。因此，最終選擇0.010%甲酸溶液-乙腈為流動(dòng)相。同時(shí)優(yōu)化梯度洗脫的起始比例，進(jìn)一步增強(qiáng)了麥草畏的響應(yīng)，改善了目標(biāo)化合物的分離效果。當(dāng)流動(dòng)相A、B的初始體積比為95∶5時(shí)，化合物的響應(yīng)強(qiáng)度較高，能與相鄰目標(biāo)峰實(shí)現(xiàn)有效分離。

圖1 麥草畏在不同甲酸比例流動(dòng)相條件下的色譜圖Fig.1 Chromatograms of dicamba with mobile phases containing different concentrations of formic acid

2.2.2 色譜柱的選擇

考察麥草畏在Waters Anionic Polar Pesticide色譜柱（100 mm×2.1 mm，5 μm）、Phenomenex Kinetex Bphenyl色譜柱（100 mm×3.0 mm，2.6 μm）和Waters ACQITY UPLC BEH C18色譜柱（100 mm×2.1 mm，1.7 μm）上的色譜行為。結(jié)果表明，由于麥草畏極性較大，Waters Anionic Polar Pesticide色譜柱、Phenomenex Kinetex Bphenyl色譜柱對(duì)麥草畏具有一定的保留能力，但色譜峰峰形分叉、存在干擾峰、本底基線高、色譜峰拖尾、出峰時(shí)間不穩(wěn)定等異常現(xiàn)象（圖2A、2B），需要加入甲酸銨等鹽類改善峰形，對(duì)色譜柱本身和儀器污染較大，嚴(yán)重影響靈敏度和使用壽命，不利于長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)樣分析。相比而言，麥草畏在Waters ACQITY UPLC BEH C18色譜柱上響應(yīng)強(qiáng)度較高，出峰時(shí)間穩(wěn)定（圖2C）。因此，本方法最終選擇Waters ACQITY UPLC BEH C18色譜柱進(jìn)行分析檢測(cè)。

圖2 麥草畏在不同色譜柱條件下的色譜圖Fig.2 Chromatograms of dicamba on different columns

2.3 前處理?xiàng)l件優(yōu)化

2.3.1 提取體系的選擇

由于麥草畏屬于苯氧羧酸類除草劑，其酸度系數(shù)為1.9，在堿性條件下易離解成鹽而溶于水相中，可在提取液中加入適量的甲酸來抑制麥草畏的離解，從而增強(qiáng)麥草畏向有機(jī)相中的分配比例?？瞻讟悠分刑砑欲湶菸窐?biāo)準(zhǔn)品后，分別經(jīng)過0%、0.1%、0.3%、0.5%、1.0%、2.0%甲酸-乙腈溶液6 種體系提取，考察麥草畏的回收率，由圖3可知：隨著甲酸含量增加，麥草畏的回收率也逐漸增大，當(dāng)乙腈中甲酸含量達(dá)到0.5%時(shí)，回收率達(dá)到最大值，這是因?yàn)樗峄译嬉种屏他湶菸分恤然浑婋x成離子，進(jìn)而提高提取效率，回收率增大；繼續(xù)增加甲酸的含量，麥草畏的回收率沒有明顯變化?？紤]到麥草畏為負(fù)離子檢測(cè)，過高的酸度會(huì)抑制化合物的響應(yīng)，故選擇0.5%甲酸-乙腈溶液作為提取體系。

圖3 提取試劑中不同甲酸含量對(duì)麥草畏回收率的影響Fig.3 Effect of different formic acid contents in the extraction solvent on the recovery of dicamba

同時(shí)，考察前處理中加入不同含量的氯化鈉對(duì)麥草畏回收率的影響，由圖4可知：當(dāng)不加氯化鈉時(shí)，水相與有機(jī)相分層不明顯，不利于上清液的移??；加入氯化鈉后，兩相分層明顯，隨著氯化鈉含量的增加，麥草畏的回收率逐漸增大，當(dāng)氯化鈉含量達(dá)到2.0 g時(shí)，回收率最高達(dá)到99.2%，當(dāng)氯化鈉含量繼續(xù)增加到2.5 g和3.0 g，回收率略有下降，因此氯化鈉最佳使用量為2.0 g。最后，考察低溫冷凍離心條件對(duì)樣品的影響，當(dāng)樣品在4 ℃、15 000 r/min條件下低溫高速離心10 min，使溶液中的脂肪凝結(jié)在液體表面，蛋白沉淀至液體底部，有效去除脂肪、蛋白等雜質(zhì)，凈化效果較好。

圖4 氯化鈉含量對(duì)麥草畏回收率的影響Fig.4 Effect of sodium chloride content on the recovery of dicamba

2.3.2 復(fù)溶溶劑的選擇

為了減小溶劑效應(yīng)對(duì)結(jié)果的影響，本研究考察不同體積分?jǐn)?shù)的乙腈溶液（乙腈、水體積比：0∶100、5∶95、10∶90、20∶80、50∶50、80∶20、100∶0）作為復(fù)溶溶劑時(shí)麥草畏的回收率變化趨勢(shì)，由圖5可知：不同體積分?jǐn)?shù)乙腈溶液對(duì)麥草畏回收率的影響顯著，當(dāng)選擇水溶解樣品時(shí)，麥草畏的回收率低于20%，隨著乙腈體積分?jǐn)?shù)的增加，麥草畏的回收率逐漸變大；當(dāng)乙腈體積分?jǐn)?shù)達(dá)到80%時(shí)，麥草畏的回收率達(dá)到95%以上；繼續(xù)增加乙腈體積分?jǐn)?shù)，麥草畏的回收率沒有明顯的變化，但是色譜峰出現(xiàn)峰展寬、峰分叉現(xiàn)象，這可能因?yàn)閺?qiáng)溶劑溶解樣品時(shí)，樣品溶劑與流動(dòng)相溶劑的強(qiáng)度相差較大，有些樣品分子溶解在強(qiáng)溶劑中，并隨強(qiáng)溶劑流過柱子，而有些則溶解在流動(dòng)相中，從而導(dǎo)致峰分叉、峰展寬。因此，選擇體積分?jǐn)?shù)80%乙腈溶液作為復(fù)溶溶劑。

圖5 不同復(fù)溶溶劑對(duì)麥草畏回收率的影響Fig.5 Effects of different redissolving solvents on the recovery of dicamba

2.4 方法學(xué)驗(yàn)證

2.4.1 線性范圍、檢出限和定量限

溶劑校準(zhǔn)曲線的建立：依次吸取標(biāo)準(zhǔn)中間溶液Ⅱ（1 μg/mL）5、10、20、50、100、250 μL，經(jīng)體積分?jǐn)?shù)80%乙腈溶液稀釋至1 000 μL，得到質(zhì)量濃度分別為5、10、20、50、100、250 ng/mL的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。按質(zhì)量濃度由低到高的順序在最優(yōu)色譜條件下測(cè)定，對(duì)峰面積（y）和質(zhì)量濃度（x）進(jìn)行線性擬合，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線。由表3可知，相應(yīng)的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)（r）大于0.995，麥草畏在牛乳中的檢出限均為5.0 μg/kg（信噪比≥3），定量限均為10.0 μg/kg（信噪比≥10），滿足GB 2763—2021《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》對(duì)生乳中麥草畏的最大殘留限量的規(guī)定。

表3 線性范圍、相關(guān)系數(shù)（r）、檢出限及定量限Table 3 Linear relationship, correlation coefficient (r), LOD and LOQ

2.4.2 ME

ME是除了目標(biāo)物以外的其他物質(zhì)，如蛋白、磷脂、脂肪、礦物質(zhì)等對(duì)目標(biāo)物的響應(yīng)所產(chǎn)生的影響，導(dǎo)致目標(biāo)物的響應(yīng)增強(qiáng)或減弱，所產(chǎn)生的效應(yīng)稱之為基質(zhì)增強(qiáng)或基質(zhì)抑制[28-29]。ME為負(fù)值表示存在基質(zhì)抑制效應(yīng)，為正值表示基質(zhì)增強(qiáng)，絕對(duì)值越大表示ME越強(qiáng)，需要通過基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線減小ME對(duì)結(jié)果的影響[19]。結(jié)果表明，牛乳中麥草畏的ME為97.2%，ME不明顯，可忽略不計(jì)，通過溶劑標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行外標(biāo)法定量分析。

2.4.3 加標(biāo)回收率和精密度

為了驗(yàn)證方法的準(zhǔn)確性和重復(fù)性，對(duì)陰性牛乳樣品分別進(jìn)行低、中、高（10.0、20.0、200.0 μg/kg）3 個(gè)水平且每個(gè)水平重復(fù)6 次的加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)。由表4可知，牛乳中麥草畏的平均加標(biāo)回收率為96.2%～104.3%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.5%～3.0%，說明該方法準(zhǔn)確度和重復(fù)性較好，符合GB/T 27417—2017《合格評(píng)定 化學(xué)分析方法確認(rèn)和驗(yàn)證指南》[30]對(duì)化學(xué)方法確認(rèn)的規(guī)定，滿足牛乳中麥草畏的檢測(cè)要求。

表4 牛乳中麥草畏的加標(biāo)回收率和精密度（n=6）Table 4 Recovery and precision of dicamba in spiked milk (n = 6)

2.5 實(shí)際樣品測(cè)定

隨機(jī)抽取呼和浩特地區(qū)市售生鮮乳30 批，參照本方法對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)，通過配制標(biāo)準(zhǔn)曲線、過程空白和加標(biāo)回收進(jìn)行質(zhì)控，質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)全部符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，30 批次均未檢出麥草畏，說明樣品不含有麥草畏。但由于采集樣品量有限，并不反映麥草畏農(nóng)殘?jiān)谂Ｈ橹械恼w污染情況，需要繼續(xù)監(jiān)測(cè)。

3 結(jié) 論

綜上所述，本方法通過優(yōu)化前處理方法和儀器條件，建立了檢測(cè)牛乳中麥草畏的HPLC-MS/MS方法。提取試劑為0.5%酸化乙腈溶液，加入氯化鈉含量為2 g，通過低溫高速冷凍離心，采用體積分?jǐn)?shù)80%乙腈溶液作為復(fù)溶溶劑，結(jié)合Acquity UPLC BEH C18色譜柱（100 mm×2.1 mm，1.7 μm）分離，以乙腈-體積分?jǐn)?shù)0.01%甲酸溶液為流動(dòng)相進(jìn)行梯度洗脫分析。采用方法學(xué)驗(yàn)證結(jié)論，麥草畏的檢出限和定量限分別為5.0、10.0 μg/kg，在牛乳中的平均回收率為96.2%～104.3%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.5%～3.0%。本方法具有較高的靈敏度和準(zhǔn)確性，操作簡(jiǎn)單，適合大批量樣品的檢測(cè)。