摘要:建立超高效液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法(UPLC-MS/MS)測(cè)定茶葉中草甘膦及其代謝物氨甲基膦酸的分析方法。用水-二氯甲烷體系對(duì)樣品進(jìn)行提取和初步除雜,在全自動(dòng)固相萃取儀中通過(guò)聚苯乙烯鍵合苯磺酸混合型陽(yáng)離子交換柱進(jìn)一步凈化樣品溶液基質(zhì),利用正交試驗(yàn)和方差分析得出最優(yōu)的衍生條件為5%硼酸鈉緩沖溶液和10 mg·mL-1 的9-芴基甲基三氯甲烷(FMOC-Cl)衍生劑在室溫下衍生2 h,衍生后的樣品溶液在HSS T3 色譜柱和5 mmol·L-1 乙酸銨溶液(含0.1%甲酸)-乙腈流動(dòng)相體系下進(jìn)行梯度洗脫分離,經(jīng)UPLC-MS/MS 進(jìn)行內(nèi)標(biāo)法定量分析。草甘膦和氨甲基膦酸在0.2~50 ng·mL-1 質(zhì)量濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,相關(guān)系數(shù)(R2)均大于0.999,該方法的檢出限為2 μg·kg-1,定量限為5 μg·kg-1。低、中、高3 個(gè)加標(biāo)水平(5、50 μg·kg-1 和250 μg·kg-1)的回收率為94.2%~106.7%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.8%~4.9%。該方法具有高效率、高準(zhǔn)確度、高通量、基質(zhì)干擾小和自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn),適用于實(shí)驗(yàn)室日常大批量茶葉樣品篩查草甘膦及氨甲基膦酸殘留的工作需求。
關(guān)鍵詞:草甘膦;氨甲基膦酸;全自動(dòng)固相萃取儀;超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀
中圖分類號(hào):S571.1;S482 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1000-369X(2023)06-857-13
草甘膦(Glyphosate,Gly)是20 世紀(jì)70年代由孟山都公司發(fā)明的一種除草劑,由于其獨(dú)特的毒理作用方式、具有快速轉(zhuǎn)移至植物體內(nèi)且無(wú)法解毒等特性,因而具有廣譜性、非選擇性和高效性,被廣泛應(yīng)用于農(nóng)田中,成為目前全球使用量最大的除草劑。草甘膦在植物中的作用方式是通過(guò)抑制5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS),從而影響重要的芳香族氨基酸(苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸)的產(chǎn)生,阻礙蛋白質(zhì)合成和細(xì)胞生長(zhǎng),并最終導(dǎo)致細(xì)胞混亂和死亡[1]。草甘膦對(duì)其他生物的毒害作用仍存在較大的爭(zhēng)議[2],草甘膦的大量使用不僅會(huì)使其在土壤中殘留,還會(huì)隨雨水和灌溉水等污染地下水,最終通過(guò)食物鏈富集進(jìn)入人體,產(chǎn)生潛在毒性[3-4]。相關(guān)研究顯示,草甘膦不僅對(duì)小鼠肝細(xì)胞色素酶活性有抑制作用[5];還能明顯地誘發(fā)黃鱔染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)畸變率上升[6];使經(jīng)口染毒小鼠的精子形態(tài)發(fā)生畸變[7];對(duì)人體產(chǎn)生潛在的致癌風(fēng)險(xiǎn)[8-10]。我國(guó)作為茶樹(shù)種植大國(guó)和茶葉主要出口國(guó),通過(guò)化學(xué)農(nóng)藥防治茶樹(shù)病蟲(chóng)害,極易造成農(nóng)藥殘留超標(biāo)[11]。其中,草甘膦作為常用且大量使用的除草劑,歐盟規(guī)定其最大殘留限量為2.0 mg·kg-1,而我國(guó)GB 2763—2021 則規(guī)定了更為嚴(yán)格的最大殘留限量為1.0 mg·kg-1,予以保障我國(guó)茶葉質(zhì)量安全和茶葉出口貿(mào)易的穩(wěn)定發(fā)展。
草甘膦因其結(jié)構(gòu)上含有氨基和膦酸基兩性極性基團(tuán)而具有強(qiáng)親水性,容易發(fā)生降解并產(chǎn)生代謝物氨甲基膦酸(Aminomethylphosphonicacid,AMPA)[12]。目前的檢測(cè)方法主要有免疫檢驗(yàn)法[13]、氣相色譜法[14]、高效液相色譜法[15]、毛細(xì)管電泳法[16]、離子色譜法[17]、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[18]、高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法等[19-20],但其中大部分的檢測(cè)方法前處理過(guò)程繁雜,日常可操作性低,靈敏度低,檢出限/定量限高。其中,高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法,因具有高靈敏度和高選擇性,是目前常用的檢測(cè)方法。茶葉基質(zhì)復(fù)雜,茶湯中含有大量色素、多酚類、生物堿、多糖和氨基酸等化合物,高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法存在基質(zhì)干擾效應(yīng)[21],因此高效快捷地凈化茶葉中的干擾基質(zhì)非常關(guān)鍵。目前我國(guó)尚未實(shí)施檢測(cè)茶葉中草甘膦的相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),而GB 2763—2021中所推薦的SN/T 1923—2007 在日常試驗(yàn)操作時(shí),存在過(guò)程繁雜、試劑復(fù)雜多樣、凈化柱價(jià)格高、洗脫液中水難以蒸干、衍生時(shí)間過(guò)長(zhǎng)和重現(xiàn)性差等問(wèn)題。因此,建立一種針對(duì)茶葉基質(zhì)的高效、可靠和便捷的檢測(cè)方法,對(duì)于提高茶葉市場(chǎng)監(jiān)督效率和保障人們飲茶健康具有重大意義。
現(xiàn)有對(duì)凈化方法的研究多采用QuEChERS 法[22-23]和專用柱固相萃取法[24-25],并取得了一定成效。其中QuEChERS 法需要嚴(yán)格控制凈化材料的量值和種類;傳統(tǒng)固相萃取柱凈化時(shí)需進(jìn)行繁雜的洗脫、濃縮等步驟;草甘膦專用柱能有效縮短凈化流程,但成本較高,不適用于日常大批量檢驗(yàn)。因此,本研究探索一種采用實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)且價(jià)格較低的固相萃取柱進(jìn)行過(guò)濾式凈化的方法,柱子可吸附多酚、色素、生物堿和氨基酸等干擾雜質(zhì),同時(shí)對(duì)草甘膦和氨甲基膦酸的保留作用較小,并配合內(nèi)標(biāo)法定量以校正目標(biāo)化合物的損失,做到無(wú)需洗脫和濃縮,凈化液直接進(jìn)行快速衍生后上機(jī)測(cè)定,在保證成本效益的同時(shí)大大縮短試驗(yàn)時(shí)間。
本研究采用一級(jí)水對(duì)茶葉樣品中的草甘膦和氨甲基膦酸進(jìn)行提取,使用二氯甲烷初步除雜,經(jīng)全自動(dòng)固相萃取儀進(jìn)行凈化,探究UPLC-MS/MS 的質(zhì)譜檢測(cè)參數(shù)、液相色譜條件、最佳的衍生反應(yīng)條件,對(duì)比不同固相萃取柱的凈化效果以及不同種類茶葉的基質(zhì)效應(yīng)(Matrix effect,ME),用超高效液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行測(cè)定,采用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量,運(yùn)用正交試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)合理的試驗(yàn)方案,并結(jié)合SPSS 數(shù)理統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)用,以期建立一個(gè)應(yīng)用于茶葉基質(zhì)中草甘膦和氨甲基膦酸的高效、準(zhǔn)確和高靈敏度的檢測(cè)方法,為今后相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供數(shù)據(jù)參考,亦為茶葉的市場(chǎng)監(jiān)管效率和茶葉市場(chǎng)安全提供技術(shù)理論保障。
1 材料與方法
1.1 儀器與設(shè)備
ExionLC 液相色譜儀、SCIEX Triple Quad5500+三重四極桿質(zhì)譜儀,美國(guó)AB SCIEX 公司;Fotector 高通量全自動(dòng)固相萃取儀,中國(guó)??萍瘓F(tuán)股份有限公司;BC-1000 渦旋振蕩儀,深圳逗點(diǎn)生物技術(shù)有限公司;CPX880H-C超聲波清洗機(jī),美國(guó)Branson 公司;3k15 高速冷凍離心機(jī),德國(guó)Sigma 公司;MiniSpin 離心機(jī),德國(guó)艾本德公司。
1.2 材料與試劑
草甘膦、氨甲基膦酸(純度99.9%)、同位素內(nèi)標(biāo)1,2-13C15N 草甘膦(100 μg·mL-1)購(gòu)自北京曼哈格生物科技有限公司;二氯甲烷、甲酸(色譜純)、硼酸鈉(Na2B4O7·10H2O,優(yōu)級(jí)純)購(gòu)自天津科密歐化學(xué)試劑有限公司;甲醇、乙腈(色譜純)購(gòu)自德國(guó)默克公司;9-芴基甲基三氯甲烷(FMOC-Cl,分析純)購(gòu)自上海阿拉丁試劑有限公司;乙酸銨(色譜純)購(gòu)自山東西亞化學(xué)股份有限公司。茶葉樣品為東莞市市場(chǎng)監(jiān)管抽檢樣品及部分市場(chǎng)自購(gòu)。
C18 固相萃取柱(500 mg/6 mL),北京艾杰爾科技有限公司; 親水親脂平衡小柱(Hydrophile-lipophile balance,HLB)、混合陰離子交換柱(Mixed-mode anion exchanger,MAX)、混合陽(yáng)離子交換柱( Mixed-modecation exchanger,MCX)(500 mg/6 mL),美國(guó)Waters 公司。
1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液及試劑的配制
1 mg·mL-1 草甘膦、氨甲基膦酸標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液的配制:分別準(zhǔn)確稱取10.0 mg 草甘膦和氨甲基膦酸標(biāo)準(zhǔn)品于10 mL 容量瓶中,用水溶解后定容至刻度,于4 ℃冰箱中避光保存。
10 μg·mL-1 草甘膦、氨甲基膦酸混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的配制:分別準(zhǔn)確移取100 μL 草甘膦和氨甲基膦酸標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液(1 mg·mL-1)于10 mL 容量瓶中,用水定容至刻度,于4 ℃冰箱中避光保存。
10 μg·mL-1 1,2-13C15N 草甘膦內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的配制:準(zhǔn)確移取1.00 mL 1,2-13C15N草甘膦標(biāo)準(zhǔn)溶液(100 μg·mL-1)于10 mL 容量瓶中,用水溶解后定容至刻度,于4 ℃冰箱中避光保存。
標(biāo)準(zhǔn)工作曲線:移取上述標(biāo)準(zhǔn)溶液,分別以水和空白茶葉基質(zhì)提取液為稀釋液,逐級(jí)稀釋,加入適量的內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)工作溶液,配制成草甘膦和氨甲基膦酸的質(zhì)量濃度為0.2、1、2、5、10、20、50 ng·mL-1 的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線,其中內(nèi)標(biāo)1,2-13C15N 草甘膦的質(zhì)量濃度為20 ng·mL-1,配制完成后與樣品一起進(jìn)行衍生化反應(yīng)。
硼酸鈉溶液:分別稱取3.0、5.0、7.0 g硼酸鈉(Na2B4O7·10H2O),用水溶解并定容至100 mL,配制濃度分別為3%、5%、7%。FMOC-Cl 乙腈溶液:分別稱取0.1、0.5、1.0 g FMOC-Cl,采用乙腈溶解并定容至100 mL,配制成質(zhì)量濃度分別為1、5、10 mg·mL-1 的FMOC-Cl 乙腈溶液。
1.4 樣品前處理
提?。悍Q取粉碎后的茶葉樣品1.0 g,加入10 μg·mL-1 的1,2-13C15N 草甘膦內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)工作溶液20 μL,加10 mL 水于50 mL 塑料離心管中,混勻,超聲20 min,再加入10 mL 二氯甲烷,渦旋振蕩1 min,于9 500 r·min-1 離心5 min,上清液待凈化。
凈化:分別移取6 mL 甲醇和6 mL 水依次活化固相萃取柱,取3 mL 待凈化液上樣,棄去凈化液,再取2 mL 待凈化液上樣,收集凈化液,混勻,待衍生。
衍生:取上述凈化液及各標(biāo)準(zhǔn)工作曲線點(diǎn)500 μL,加入200 μL 5%硼酸鈉溶液,渦旋混勻1 min,加入300 μL 衍生劑10 mg·mL-1FMOC-Cl 乙腈溶液,室溫衍生2 h,10 000 r·min-1下離心5 min,衍生液過(guò)0.22 μm 濾膜,進(jìn)UPLC-MS/MS 分析檢測(cè)。
1.5 全自動(dòng)固相萃取儀方法
固相萃取方法在全自動(dòng)固相萃取儀中的參數(shù)設(shè)置如表1 所示。
1.6 液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜條件
色譜柱為WATERS ACQUITY UPLC?HSS T3 柱(2.1 mm×50 mm,1.8 μm),流動(dòng)相A 為5 mmol·L-1 乙酸銨溶液(含0.1%甲酸),流動(dòng)相B 為乙腈,進(jìn)樣量為5.00 μL,柱溫為40 ℃,液相色譜洗脫程序如表2 所示。
質(zhì)譜電離方式為正離子模式(ESI+),掃描模式為多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM),電離電壓(IS)為5 500 V,輔助加熱器溫度為550 ℃,氣簾氣(CUR)為35 psi,碰撞氣(CAD)為7 psi,霧化氣(GAS1)為50 psi,輔助氣(GAS2)為50 psi。
1.7 數(shù)據(jù)處理
通過(guò)AB SCIEX 上機(jī)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,采用MultiQuant 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算,使用Origin 2021 軟件繪制總離子流圖;采用WPS Office 計(jì)算回收率、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差以及繪制柱狀圖等;運(yùn)用SPSS 24.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)方差分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 質(zhì)譜條件的優(yōu)化
將草甘膦、氨甲基膦酸和1,2-13C15N 草甘膦內(nèi)標(biāo)單標(biāo)溶液按照1.4 章節(jié)中的衍生方法進(jìn)行衍生,分別在電噴霧正離子模式下進(jìn)行掃描,通過(guò)調(diào)節(jié)去簇電壓和碰撞電壓,選出響應(yīng)高且穩(wěn)定的母離子和子離子,質(zhì)譜參數(shù)如表3所示。
2.2 液相條件的優(yōu)化
2.2.1 色譜柱的選擇
FMOC-Cl 常用作氨基酸分析中的衍生劑,作為氨基酸的保護(hù)基團(tuán)[26-28],在氨基酸類農(nóng)藥的檢測(cè)分析中也發(fā)揮著重要的作用。草甘膦和氨甲基膦酸的極性大且分子量小,直接利用反相色譜串聯(lián)質(zhì)譜測(cè)定時(shí),難以保留且干擾大。草甘膦和氨甲基膦酸衍生化反應(yīng)后,帶有1 個(gè)氨基保護(hù)基團(tuán),極性大大降低,在C18 反相色譜柱上能有較好的保留[29-34]。本研究采用WATERS ACQUITY UPLC? BEH C18、ThermoHypersil GOLDTM 和WATERS ACQUITY UPLC?HSS T3 3 種色譜柱進(jìn)行探究,用空白茶葉提取液配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液上機(jī)測(cè)定,其中WATERSACQUITY UPLC? BEH C18色譜柱的色譜峰峰形較寬且響應(yīng)較低;Thermo Hypersil GOLDTM色譜柱的色譜峰有拖尾現(xiàn)象; WATERSACQUITY UPLC? HSS T3 色譜柱分離的色譜峰峰型對(duì)稱、尖銳且響應(yīng)值高,能有效分離茶葉基質(zhì)中的雜質(zhì)干擾,因此選擇該色譜柱進(jìn)行分析。
2.2.2 流動(dòng)相的優(yōu)化
分別以純水、0.1%甲酸水溶液和5 mmol·L-1乙酸銨溶液(含0.1%甲酸)作為流動(dòng)相A,乙腈作為流動(dòng)相B,對(duì)比目標(biāo)化合物的峰型和響應(yīng)大小。測(cè)定結(jié)果發(fā)現(xiàn),以純水作為流動(dòng)相A 時(shí),目標(biāo)化合物沒(méi)有出峰;在純水相中加入0.1%甲酸后目標(biāo)化合物能有效出峰,這是因?yàn)椴捎谜x子模式進(jìn)樣時(shí),目標(biāo)化合物需要在高壓電離時(shí)帶上1 個(gè)質(zhì)子,而衍生后的樣品溶液為堿性,流動(dòng)相中的酸可在電離時(shí)為目標(biāo)化合物提供質(zhì)子。在0.1%甲酸水中加入5 mmol·L-1乙酸銨,目標(biāo)峰峰形尖銳對(duì)稱,能有效改善流動(dòng)相中只含甲酸時(shí)峰形拖尾的現(xiàn)象。因此最終選擇5 mmol·L-1 乙酸銨溶液(含0.1%甲酸)-乙腈作為本次試驗(yàn)的流動(dòng)相體系。
2.3 凈化方式的選擇
取空白茶葉樣品加標(biāo)提取液經(jīng)固相萃取柱進(jìn)行凈化處理,用全自動(dòng)固相萃取儀進(jìn)行樣品的凈化,包括固相萃取柱的活化、樣品上樣和接收等步驟,在12 min 以內(nèi)即可完成60 批次樣品的固相萃取過(guò)程,實(shí)現(xiàn)便捷、高通量固相萃取,能應(yīng)對(duì)大批量的日常監(jiān)管任務(wù)。該儀器通過(guò)數(shù)控加壓泵按照設(shè)置的參數(shù)精準(zhǔn)控制上樣和洗脫速度,有效減少人工操作時(shí)的誤差、耗時(shí)長(zhǎng)和柱子堵塞等問(wèn)題,可大幅提高檢測(cè)的效率,相比于傳統(tǒng)手動(dòng)固相萃取,全自動(dòng)固相萃取的數(shù)據(jù)精密度更高[12,24,31],同時(shí)還減少了操作人員在化學(xué)氣霧中的暴露風(fēng)險(xiǎn)。
2.3.1 探究不同固相萃取柱的凈化步驟
考慮到不同固相萃取柱中填料對(duì)目標(biāo)化合物吸附性質(zhì)的差異性,故進(jìn)行凈化液試驗(yàn),以探究不同固相萃取柱的凈化步驟。MAX 和MCX 柱均為強(qiáng)離子交換柱,在水相中即可呈離子狀態(tài),與C18、HLB 柱一樣使用甲醇和水即可完成柱子的活化。結(jié)果顯示,每種固相萃取柱的凈化液中均檢測(cè)出目標(biāo)化合物,且因前3 mL 凈化液中混有用于活化的溶液使得目標(biāo)化合物濃度均小于后2 mL 凈化液,故選擇后面2 mL 的凈化液作為樣品溶液進(jìn)行試驗(yàn)。因本研究使用內(nèi)標(biāo)法,在滿足檢出限的前提下不考慮目標(biāo)化合物是否完全洗脫的問(wèn)題,不進(jìn)行后續(xù)的洗脫液試驗(yàn),省略后續(xù)的洗脫、氮吹和復(fù)溶步驟,能有效提高試驗(yàn)的效率。
2.3.2 固相萃取柱的選擇
茶葉中含有的茶多酚、咖啡堿、多糖、脂質(zhì)和氨基酸等物質(zhì)會(huì)影響目標(biāo)化合物衍生化反應(yīng)并對(duì)質(zhì)譜具有極強(qiáng)的抑制作用[31],草甘膦和氨甲基膦酸中同時(shí)含有酸性基團(tuán)(羧酸基團(tuán)、膦酸基團(tuán))和堿性基團(tuán)(氨基酸基團(tuán)),是具強(qiáng)極性的兩性化合物。根據(jù)目標(biāo)化合物和雜質(zhì)的特性,本研究采用實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)的C18、HLB、MAX 和MCX 柱進(jìn)行探究。各固相萃取柱的凈化效果如圖1 和圖2 所示,經(jīng)C18、HLB 和MAX 柱凈化后的目標(biāo)峰附近存在較多雜峰,而經(jīng)MCX 柱凈化后目標(biāo)峰附近較干凈、無(wú)雜峰,且回收率較其他3 種固相萃取柱大,回收率在97.5%~102.9%。
C18 柱為反相吸附作用,對(duì)茶湯中的極性雜質(zhì)保留作用較小,凈化后的茶湯顏色深,未能很好地吸附色素;HLB 柱對(duì)極性和非極性物質(zhì)均有較好的保留作用,可吸附茶葉中的大部分雜質(zhì),凈化后的茶湯顏色較淡,對(duì)目標(biāo)化合物也有較強(qiáng)的保留作用,需配合后續(xù)的洗脫步驟;MAX 柱同時(shí)具備反相吸附和陰離子交換作用,能較好地吸附色素等雜質(zhì),凈化后茶湯淡,對(duì)目標(biāo)化合物有很強(qiáng)的保留作用,需配合相應(yīng)的酸洗脫步驟才能更好地將目標(biāo)化合物洗脫下來(lái);MCX 柱可同時(shí)發(fā)揮反相萃取和陽(yáng)離子交換作用,能有效吸附多糖、脂質(zhì)、色素、生物堿和堿性氨基酸等非極性、弱極性物質(zhì)和堿性物質(zhì);茶湯pH 在5.5~7.0,茶多酚在酸性條件下以中性分子存在而被反相吸附;同時(shí),因目標(biāo)化合物為特殊的強(qiáng)極性兩性物質(zhì),其解離常數(shù)pKa1=2.3、pKa2=5.7、pKa3=10.9[35],pH 在pKa2 和pKa3 之間時(shí)主要以陰離子形式存在,因而較少量被陽(yáng)離子交換柱吸附,大部分目標(biāo)化合物隨凈化液分離流出;凈化后的茶湯顏色淡,雜質(zhì)干擾少。未經(jīng)凈化的茶湯以及經(jīng)二氯甲烷和各固相萃取柱凈化后的茶湯顏色如圖3 所示。因本試驗(yàn)旨在探究一種過(guò)濾式固相萃取法,綜合對(duì)比分析,最終選擇除雜效果好、回收率高且無(wú)需進(jìn)行洗脫步驟的MCX混合型陽(yáng)離子交換柱作為本研究的前處理凈化柱。
2.4 凈化條件的優(yōu)化
正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果如表4 和表5 所示,根據(jù)各ki 值的大小可判斷草甘膦和氨甲基膦酸衍生條件的優(yōu)組合分別為A3B3C1 和A3B3C3。表6 方差分析結(jié)果顯示,因素A 和因素B 對(duì)草甘膦結(jié)果有顯著影響(Plt;0.05),而因素C 對(duì)草甘膦結(jié)果無(wú)顯著影響(Pgt;0.05);各因素對(duì)氨甲基膦酸結(jié)果均無(wú)顯著影響。結(jié)合表5 中的優(yōu)組合,考慮到高濃度的緩沖鹽進(jìn)入質(zhì)譜容易污染離子源,且因素A 對(duì)草甘膦衍生反應(yīng)的k2 與k3 值之間的差異性較小,綜合考慮經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益,最終選擇A2B3C1,即緩沖鹽濃度為5%、衍生劑濃度為10 mg·mL-1、衍生時(shí)間為2 h,作為本研究的最佳衍生條件。
相比于SN/T 1923—2007 中的過(guò)夜衍生方法,本方法極大縮短了試驗(yàn)時(shí)間。現(xiàn)有文獻(xiàn)中大部分采用逐步控制變量法對(duì)緩沖鹽濃度、衍生劑濃度以及衍生時(shí)間進(jìn)行探究[36-37],但這種探究變量的方法可能存在片面性、代表性不強(qiáng)等限制,本研究將提取工藝中常用的正交試驗(yàn)法運(yùn)用至食品檢測(cè)前處理?xiàng)l件的優(yōu)化中,充分考慮了因素的主次關(guān)系,高效快捷地選擇出最優(yōu)組合。
2.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線和基質(zhì)效應(yīng)
分別以純水和4 種類別的空白茶葉樣品提取凈化液作為溶劑配制混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,結(jié)果如表7 所示。一般認(rèn)為基質(zhì)效應(yīng)在85%~115%時(shí)不存在或基質(zhì)效應(yīng)不顯著[38-39],在外標(biāo)法的線性方程中可以看出草甘膦在4 種茶葉基質(zhì)中均具有基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng),氨甲基膦酸均產(chǎn)生基質(zhì)抑制效果;加入內(nèi)標(biāo)后,可將草甘膦的基質(zhì)效應(yīng)在定量分析時(shí)進(jìn)行校正,但對(duì)氨甲基膦酸不起作用。這是因?yàn)榛|(zhì)對(duì)草甘膦以及內(nèi)標(biāo)1,2-13C15N 草甘膦具有相同程度的基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng),而對(duì)氨甲基膦酸則具有基質(zhì)抑制效應(yīng),因此使用內(nèi)標(biāo)法時(shí)可用內(nèi)標(biāo)對(duì)草甘膦的基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)進(jìn)行校正,對(duì)氨甲基膦酸的基質(zhì)抑制效應(yīng)不具有校正作用。所以需要使用空白茶葉基質(zhì)配制系列標(biāo)準(zhǔn)溶液以校正目標(biāo)化合物的基質(zhì)效應(yīng),同時(shí)用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行擬合繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線以校正試驗(yàn)過(guò)程中目標(biāo)化合物的損失。在4 種茶葉基質(zhì)中的內(nèi)標(biāo)法標(biāo)準(zhǔn)曲線中,草甘膦和氨甲基膦酸線性方程的斜率間的精密度高、差異性小,在試驗(yàn)中使用其中1 種類型的空白茶葉基質(zhì)做基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線即可。
2.6 檢出限和定量限
在多份空白茶葉樣品中分別加入系列經(jīng)稀釋的標(biāo)準(zhǔn)溶液,按1.4 章節(jié)樣品前處理進(jìn)行操作,上機(jī)測(cè)定。當(dāng)目標(biāo)峰定性離子對(duì)的響應(yīng)值約為基線噪音的3 倍(信噪比S/N≥3)及10 倍(信噪比S/N≥10)時(shí),所對(duì)應(yīng)空白茶葉樣品中添加的質(zhì)量濃度水平則為方法檢出限(LOD)和定量限(LOQ)。草甘膦和氨甲基膦酸的LOD 均為2 μg·kg-1,LOQ 均為5 μg·kg-1。
2.7 加標(biāo)回收及精密度
在空白茶葉樣品中分別加入5、50μg·kg-1和250 μg·kg-1(1 倍、10 倍和50 倍定量限水平)的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,按1.4 章節(jié)進(jìn)行操作。結(jié)果如表8 所示,回收率范圍為94.2%~106.7%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍為3.8%~4.9%,符合GB/T 27404—2008 附錄F 的要求,表明該試驗(yàn)具有良好的適應(yīng)性和精密度。
2.8 實(shí)際樣品的測(cè)定
采用上述優(yōu)化后的方法對(duì)市售茶葉樣品(共50 批)進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果如表9 所示,草甘膦殘留量均符合我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)( GB2763—2021)中制定1.0 mg·kg-1 的限量要求。
3 結(jié)論
本研究建立了超高效液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法測(cè)定茶葉樣品中的草甘膦及其代謝物氨甲基膦酸的方法,用水-二氯甲烷提取凈化體系對(duì)茶葉進(jìn)行提取及初步除雜,運(yùn)用全自動(dòng)固相萃取儀完成樣品溶液在MCX 混合陽(yáng)離子交換柱中的進(jìn)一步凈化,利用正交試驗(yàn)和方差分析得出最優(yōu)的凈化條件:5%硼酸鈉緩沖溶液、10 mg·mL-1 FMOC-Cl 衍生劑和2 h 衍生時(shí)間,采用基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線同位素內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定性定量分析。該方法具有操作簡(jiǎn)單、高自動(dòng)化、高通量且高精密度等優(yōu)點(diǎn),在保證定量結(jié)果準(zhǔn)確性的同時(shí)大大縮短了前處理時(shí)間,能夠較好地滿足實(shí)驗(yàn)室日常對(duì)茶葉中草甘膦及氨甲基膦酸殘留的大批量檢測(cè)需求,為茶葉安全及質(zhì)量控制提供了技術(shù)支持與保障。
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