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        QuEChERS-氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜法測定不同基質(zhì)中氟蟲腈及其3種代謝物殘留量

        2023-10-11 09:17:24
        食品安全導(dǎo)刊 2023年25期
        關(guān)鍵詞:氟蟲油麥代謝物

        陳 浩

        (常德市食品檢驗所,湖南常德 415000)

        氟蟲腈,商品名為銳勁特,是一種苯基吡唑類、廣譜性的殺蟲劑,對害蟲以胃毒作用為主,活性高,應(yīng)用范圍廣,可用于水稻、蔬菜、茶葉、果樹等農(nóng)作物的害蟲防治。氟蟲腈原藥能對人體的神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生毒副作用[1]。氟蟲腈在環(huán)境中經(jīng)過物理化學(xué)變化,主要會產(chǎn)生氟甲腈、氟蟲腈砜以及氟蟲腈硫醚3種代謝物[2],有研究表明其代謝物比氟蟲腈原藥更加穩(wěn)定[3],且毒性更大[4-5]。因此,對氟蟲腈及其代謝物的檢測非常有必要。國家安全標(biāo)準(zhǔn)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》(GB 2763—2021)中,對氟蟲腈的檢測也是以氟蟲腈、氟甲腈、氟蟲腈砜和氟蟲腈硫醚之和來計算[6]。

        現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)中針對氟蟲腈的相關(guān)檢測方法主要有以下幾種。①液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法。GB 23200.34—2016[7]中采用該方法檢測氟蟲腈,但前處理復(fù)雜,且不檢測其他3種代謝物;GB 23200.115—2018[8]規(guī)定了氟蟲腈及其3種代謝物的檢測方法,但只針對蛋類樣品。②氣相色譜-質(zhì)譜法。SN/T 1982—2007[9]中有關(guān)氣相色譜-質(zhì)譜法配備的離子源為負化學(xué)源,普及率較低,且標(biāo)準(zhǔn)中也未檢測3種代謝物;GB 23200.8—2016[10]使用該方法檢測農(nóng)藥,但前處理過柱凈化比較煩瑣、耗時較長,并且未檢測3種代謝物。③氣相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法。GB 23200.113—2018[11]中也僅檢測氟蟲腈,未檢測其代謝物。此外,還有文獻中也有用氣相色譜-電子捕獲檢測法[12-13]、液相色譜法[14]等方法來檢測氟蟲腈及其3種代謝物,但這些檢測方法大多需要經(jīng)萃取、過固相萃取小柱凈化等,前處理過程較為煩瑣。也有文獻使用傳統(tǒng)的QuEChERS技術(shù)作為前處理方法,結(jié)合相關(guān)檢測方法來測定蔬菜、水果和茶葉中的氟蟲腈及其代謝物的報道[15-17],但尚未見使用氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜儀同時檢測大米、茶葉、油麥菜和柑橘4種不同種類基質(zhì)中氟蟲腈及其代謝物的報道。本文使用改良后的QuEChERS進行樣品前處理,可根據(jù)不同基質(zhì)靈活選用提取凈化材料,能簡單快捷地完成對氟蟲腈及其代謝物的準(zhǔn)確定量分析。

        1 材料與方法

        1.1 材料與試劑

        乙腈(HPLC級),美國Supelco公司;乙酸乙酯(HPLC級),美國Honewell公司;丙酮(HPLC級),德國默克公司;正己烷(HPLC級),西班牙Scharlau公司;氯化鈉(分析純)、無水硫酸鎂(分析純),國藥集團化學(xué)試劑有限公司;乙二胺-N-丙基硅烷(PSA,40~60 μm)、十八烷基硅烷鍵合硅膠(C18,40~60 μm)、石墨化炭黑(GCB,120~400目),自博納艾杰爾科技有限公司;陶瓷均質(zhì)子,安捷倫公司;微孔濾膜(有機相,0.22 μm×13.00 mm),津騰實驗設(shè)備有限公司;氟蟲腈、氟甲腈、氟蟲腈砜、氟蟲腈硫醚標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和內(nèi)標(biāo)環(huán)氧七氯B,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護科研監(jiān)測所(天津),濃度均為1 000 μg·mL-1。

        1.2 儀器與設(shè)備

        氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀(7890B-7000D),美國安捷倫公司;高速冷凍離心機(Heraeus Multifuge X1R),美國賽默飛公司;高速振蕩機(EYELA CM-100),上海愛郎儀器有限公司;氮吹濃縮裝置(TTL-DCⅡ型),北京同泰聯(lián)科技發(fā)展有限公司;渦旋混勻器(MS3 control),德國IKA公司;電子天平(BCA2241-10CN),賽多利斯科學(xué)儀器有限公司。

        1.3 樣品提取及凈化

        (1)提取。稱取大米5.00 g、茶葉2.00 g,放入50 mL離心管中,加入10 mL水,渦旋混勻,靜置30 min后再加入乙腈10.0 mL,渦旋混勻1 min;分別稱取油麥菜、沃柑10.00 g,放入50 mL離心管中,加入乙腈10.0 mL,渦旋混勻1 min。所有樣品加入2 g氯化鈉,渦旋混勻1 min,加入6 g無水硫酸鎂,再放入一個陶瓷均質(zhì)子,立即劇烈振搖混勻1 min,以5 000 r·min-1離心5 min。

        (2)凈化。準(zhǔn)確吸取上清液6.0 mL于15 mL凈化管中(凈化管1:預(yù)先加入800 mg無水硫酸鎂、200 mg PSA、200 mg C18用于大米和柑橘;凈化管2:預(yù)先加入800 mg無水硫酸鎂、200 mg PSA、200 mg C18和200 mg GCB用于茶葉和油麥菜),渦旋混勻1 min后以5 000 r·min-1離心5 min。準(zhǔn)確吸取上清液2.0 mL于10 mL試管中,在40 ℃水浴中氮吹濃縮至20~50 μL[18],加入20 μL的內(nèi)標(biāo)溶液,加入1.0 mL乙酸乙酯,渦旋混勻1 min,過微孔濾膜,用于測定。

        1.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

        (1)內(nèi)標(biāo)溶液的配制。用乙酸乙酯將環(huán)氧七氯B逐級稀釋至5 mg·L-1,于0 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

        (2)標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液的配制。用乙酸乙酯將氟蟲腈、氟甲腈、氟蟲腈砜、氟蟲腈硫醚逐級稀釋至5 mg·L-1,于-18 ℃低溫保存。再配制成1 mg·L-1的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,于0 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

        (3)基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液。用乙酸乙酯將一定量的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級稀釋成濃度為0.005 mg·L-1、0.010 mg·L-1、0.050 mg·L-1、0.100 mg·L-1、0.500 mg·L-1和0.800 mg·L-1的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液,空白基質(zhì)溶液氮吹濃縮至近干,加入內(nèi)標(biāo)溶液20 μL,再加入上述濃度混合標(biāo)準(zhǔn)工作液各1 mL復(fù)溶,過有機濾膜,得到基質(zhì)混合標(biāo)準(zhǔn)工作液。

        1.5 儀器條件

        1.5.1 氣相色譜條件

        色譜柱HP-5msU(I30 m×0.25 mm,0.25 μm);載氣為高純氦氣(99.999%);載氣流速設(shè)置為1.0 mL·min-1;進樣口溫度:280 ℃;柱溫箱升溫程序:初始溫度為40 ℃,保持1 min,然后以40 ℃·min-1升溫至120 ℃,以5 ℃·min-1升溫至240 ℃,最后以12 ℃·min-1升溫至300 ℃,保持6 min。進樣量為1 μL,不分流進樣。

        1.5.2 質(zhì)譜條件

        離子源:電子轟擊源EI;離子源電離能量:70 eV;離子源溫度:280 ℃;傳輸線溫度:280 ℃;溶劑延遲3 min。掃描模式為多反應(yīng)監(jiān)測模式。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 質(zhì)譜參數(shù)的確定

        采用全掃描模式分別對氟蟲腈、氟甲腈、氟蟲腈砜和氟蟲腈硫醚進行全掃描,找到各自的母離子,再進行二級質(zhì)譜掃描,確定各自的定量離子和定性離子,最后在MRM模式下對選擇的離子對和碰撞電壓進行優(yōu)化,建立MRM方法并進行后續(xù)分析。氟蟲腈及其3種代謝物在該條件下的質(zhì)譜參數(shù)見表1。

        表1 氟蟲腈及其3種代謝物的保留時間、離子對及碰撞電壓

        2.2 提取溶劑的選擇

        在農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留檢測中,丙酮、正己烷、乙酸乙酯和乙腈等有機試劑是最常用的提取溶劑。本試驗使用的基質(zhì)包括大米、茶葉、柑橘以及顏色較深的油麥菜,在對比丙酮、正己烷、乙酸乙酯、乙腈及乙腈-醋酸(1%醋酸)5種提取溶劑對氟蟲腈及其3種代謝物的提取效果時發(fā)現(xiàn),正己烷和乙酸乙酯在4種不同基質(zhì)中的提取回收率均最低(不足60%),在茶葉和油麥菜中的回收率不到50%,這可能是這兩種基質(zhì)在提取后雜質(zhì)較多,顏色仍然較深,導(dǎo)致回收率不高。使用丙酮作為提取溶劑時,氟蟲腈及其3種代謝物在4種基質(zhì)中的回收率超過82%,但在加入氯化鈉后,丙酮與水分層不明顯。使用乙腈和乙腈-醋酸作為提取溶劑時,在4種基質(zhì)中的回收率差別不大,都能超過88%,但在油麥菜和柑橘中,乙腈-醋酸對氟蟲腈和氟蟲腈砜的提取率略低于乙腈。因此,本試驗最終使用乙腈作為提取溶劑。

        2.3 凈化方法的優(yōu)化

        QuEChERS凈化管中常見的吸附劑包含PSA、GCB、C18,選擇不同配方的吸附劑可以處理不同的樣品。實際操作中發(fā)現(xiàn),使用傳統(tǒng)凈化管時,經(jīng)過凈化后的油麥菜樣品顏色呈墨綠色,對色素的凈化效果不理想。為探討GCB的添加量對茶葉和油麥菜的凈化效果,本文設(shè)置GCB添加量為100 mg、200 mg、300 mg 3個梯度,每個梯度6個平行樣,考察其對氟蟲腈及其代3種謝物回收率的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)GCB添加量為100 mg時,溶液顏色仍然較深,氟蟲腈及其3種代謝物的回收率都在86.2%以上;當(dāng)GCB添加量為200 mg時,溶液顏色變得較淺,回收率都超過88.3%;當(dāng)GCB添加量為300 mg時,溶液顏色最淺,但回收率都小于70.6%。說明GCB的添加量是影響凈化效果和回收率的關(guān)鍵因素,添加量小時,凈化效果差,有雜質(zhì)干擾,但過量添加GCB也會對氟蟲腈及其代謝物有一定的吸附作用,導(dǎo)致其回收率降低。因此,本試驗最終選擇使用含800 mg無水硫酸鎂、200 mg PSA、200 mg C18用于大米和柑橘的凈化,用含800 mg無水硫酸鎂、200 mg PSA、200 mg C18和200 mg GCB用于茶葉和油麥菜的凈化。

        2.4 基質(zhì)效應(yīng)

        基質(zhì)效應(yīng)(Matrix Effect,ME)是指樣品基質(zhì)成分對分析方法準(zhǔn)確性的干擾[19],是影響農(nóng)藥殘留準(zhǔn)確定量的一個重要原因[20]。本試驗使用基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率和溶劑配制標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率的比值來表示基質(zhì)效應(yīng)(ME),ME>1表示基質(zhì)增強效應(yīng),ME<1表示基質(zhì)抑制效應(yīng),ME值越接近1表示基質(zhì)效應(yīng)越小[21]。由表2可以看出,氟蟲腈及其3種代謝物在4種不同基質(zhì)中均存在不同程度的基質(zhì)效應(yīng),且都為基質(zhì)增強效應(yīng),因此本試驗使用基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液進行定量分析。

        表2 氟蟲腈及其3種代謝物在4種基質(zhì)中的標(biāo)準(zhǔn)曲線、線性相關(guān)系數(shù)、基質(zhì)效應(yīng)和定量限表

        2.5 線性關(guān)系與定量限

        氟蟲腈及其3種代謝物在6個不同質(zhì)量濃度(0.005 mg·L-1、0.001 mg·L-1、0.050 mg·L-1、0.100 mg·L-1、0.500 mg·L-1和0.800 mg·L-1)下,進樣分析所得的定量離子峰面積與相對應(yīng)濃度之間的線性關(guān)系如表2所示,在0.005~0.800 mg·L-1,4種基質(zhì)中氟蟲腈及其3種代謝物都具有良好線性關(guān)系(R2>0.996)。方法定量限以10倍信噪比(S/N=10)計算,氟蟲腈及其3種代謝物在大米、茶葉中的定量限均為1.0 μg·kg-1,在油麥菜、柑橘中的定量限均為0.5 μg·kg-1。

        2.6 回收率與精密度

        取空白的4種基質(zhì)樣品,向其中添加一定濃度的氟蟲腈及其3種代謝物的標(biāo)準(zhǔn)品,添加水平分別為0.01 mg·kg-1、0.05 mg·kg-1和0.10 mg·kg-1,每個添加水平設(shè)置6個平行,按照1.3試驗方法進行處理,平均回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果如表3所示。在3個添加水平下,氟蟲腈及其3種代謝物的平均回收率在88.3%~102.5%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在2.6%~7.7%。大米和柑橘中氟蟲腈及其3種代謝物的平均回收率相對較高,分別在93.1%~99.2%和94.8%~102.5%。茶葉和油麥菜中氟蟲腈及其3種代謝物的平均回收率相對較低,分別在88.3%~92.7%和90.1%~93.6%。這可能是由于凈化過程中加入的GCB對氟蟲腈及其代謝物有一定的吸附作用。不同添加水平對氟蟲腈及其3種代謝物的回收率影響不明顯。

        表3 氟蟲腈及其3種代謝物在4種基質(zhì)中的加標(biāo)回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=6)

        3 結(jié)論

        本文在傳統(tǒng)的QuEChERS前處理基礎(chǔ)上對凈化吸附劑進行了改良,建立了使用GC-MS/MS同時檢測大米、茶葉、油麥菜和柑橘4種不同種類基質(zhì)中氟蟲腈及其3種代謝物的檢測方法。該方法平均回收率在88.3%~102.5%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在2.6%~7.7%,氟蟲腈及其3種代謝物在大米、茶葉中的方法定量限為1.0 μg·kg-1,在油麥菜、柑橘中的定量限為0.5 μg·kg-1,相關(guān)系數(shù)(R2)均超過0.996。本方法前處理簡單、結(jié)果穩(wěn)定可靠,可用于大米、茶葉及蔬菜水果中氟蟲腈及其3種代謝物的檢測。

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