摘要
本研究建立了基于QuEChERS前處理方法同時(shí)檢測(cè)李子果實(shí)中29種農(nóng)藥殘留的超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜(UPLC-MS/MS)分析方法。樣品經(jīng)1%乙酸乙腈提取, 50 mg PSA和30 mg GCB凈化后采用UPLC-MS/MS檢測(cè), 以0.5 mmol/L乙酸銨-0.1%甲酸水為水相, 乙腈為有機(jī)相進(jìn)行梯度洗脫, 基質(zhì)外標(biāo)法定量。29種農(nóng)藥在0.001~0.1 mg/kg范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系, 決定系數(shù)(R2)大于0.990;在0.001、0.01、0.1 mg/kg 3個(gè)添加水平下, 29種農(nóng)藥在李子中的平均添加回收率為70.6%~114.0%, 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.0%~9.7%(n=5)。29種農(nóng)藥的定量限為0.001 mg/kg。采用所建立的方法對(duì)貴州省10批李子樣品進(jìn)行殘留檢測(cè), 結(jié)果顯示, 李子中共檢出18種農(nóng)藥,殘留量均小于0.104 7 mg/kg。該方法的精密度和靈敏度均滿足農(nóng)藥殘留檢測(cè)分析要求, 能簡(jiǎn)單、快速地同時(shí)檢測(cè)李子中29種農(nóng)藥殘留。
關(guān)鍵詞
農(nóng)藥;" 殘留;" 李子;" QuEChERS;" 超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜
中圖分類號(hào):
R 155.54
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:" A
DOI:" 10.16688/j.zwbh.2024052
收稿日期:" 20240126""" 修訂日期:" 20240321
基金項(xiàng)目:
貴州省優(yōu)秀青年科技人才計(jì)劃(黔科合平臺(tái)人才(YQK[2023]026)); 貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士基金(黔農(nóng)科博士基金[2024]07號(hào))
致" 謝:" 參加本試驗(yàn)部分工作的還有江代禮、譚翰杰、張能和紀(jì)燁斌等同學(xué),特此一并致謝。
* 通信作者
E-mail:
m_yh79@163.com
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為并列第一作者
Simultaneous determination of 29 pesticides residues in plums by QuEChERS-UPLC-MS/MS
ZHU Feng1," LONG Yujun1," SONG Bangyan1," ZHANG Haiyan1," LIAO Guohui1," CHEN Minggui1,CHEN Xiangyan1," QIN Lixin1," MA Yuhua2*
(1. Institute of Plant Protection, Guizhou Academy of Agricultural Sciences (Pesticide Risk Monitoring Center of Guizhou
Province), Guiyang" 550006, China; 2. Guizhou Academy of Agricultural Sciences, Guiyang" 550006, China)
Abstract
This study established a method for the simultaneous analysis of 29 pesticides residues in plums using QuEChERS-based ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (QuEChERS-UPLC-MS/MS). The samples were extracted with acetonitrile containing 1% acetic acid, purified with 50 mg PSA and 30 mg GCB, and detected by UPLC-MS/MS. Gradient elution was performed using 0.5 mmol/L ammonium acetate and 0.1% formic acid in water as the aqueous phase, and acetonitrile as the organic phase, with external matrix standard quantification. The 29 pesticides showed a good linear relationship in the range of 0.001-0.1 mg/kg, with determination coefficients (R2) greater than 0.990. The average recoveries of the 29 pesticides ranged from 70.6% to 114.0%, with relative standard deviation (RSD) of 1.0%-9.7% (n=5) at spiking levels of 0.001 mg/kg, 0.01 mg/kg, and 0.1 mg/kg. The limits of quantification (LOQ) for the 29 pesticides were 0.001 mg/kg. Residue analysis of 10 batches of plum samples from Guizhou province showed that
a total of 18 pesticides were detected, with the residue level lower than
0.104 7 mg/kg. The precision and sensitivity of this method meet the requirements for pesticide residue detection, providing a simple and rapid approach for simultaneous detection of 29 pesticide residues in plums.
Key words
pesticides;" residue;" plum;" QuEChERS;" UPLC-MS/MS
李子Prunus salicina Lindl.是薔薇科李屬植物[1], 生長(zhǎng)于海拔400~2 600 m的山坡灌叢、溝谷疏林、水邊路旁, 是一種重要的溫帶果樹。李子果實(shí)中富含維生素、氨基酸等多種營(yíng)養(yǎng)成分, 是貴州十二大特色產(chǎn)業(yè)之一, 全省種植面積超12.8萬hm2, 位居全國(guó)首位[2]。病蟲害是制約李子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素之一[34]。當(dāng)前中國(guó)農(nóng)藥信息網(wǎng)中登記在李子上的農(nóng)藥有甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、苯醚甲環(huán)唑、吡唑醚菌酯, 據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道, 咪鮮胺、吡蟲啉、丙硫菌唑、啶蟲脒、敵百蟲等也是李子防治中常用農(nóng)藥[58]。李子中農(nóng)藥殘留檢測(cè)已報(bào)道的有:利用氣相色譜法檢測(cè)有機(jī)氯、有機(jī)磷類農(nóng)藥[9], 液相二級(jí)質(zhì)譜分析
殺蟲雙、丙環(huán)唑等[1011]。但目前國(guó)內(nèi)缺乏同時(shí)分析李子中多種農(nóng)藥殘留的方法, 為滿足李子農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管要求, 建立簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確的李子農(nóng)藥多殘留分析方法十分必要。液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法具有分離效率高、靈敏度高、分析時(shí)間短等特點(diǎn), 與QuEChERS前處理方法相結(jié)合能快速、便捷、高效地同時(shí)檢測(cè)樣品中多種成分[12]。因此, 本研究選擇登記在李子上的農(nóng)藥及生產(chǎn)中常用于防治李子病蟲害的農(nóng)藥, 基于QuEChERS前處理方法, 通過對(duì)不同前處理?xiàng)l件的優(yōu)化及篩選, 建立同時(shí)測(cè)定李子上29種常用農(nóng)藥的UPLC-MS/MS多殘留分析方法, 以滿足李子中多種農(nóng)藥殘留定性、定量分析要求, 為李子產(chǎn)品質(zhì)量安全及產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供數(shù)據(jù)支撐。
1" 材料與方法
1.1" 供試樣品與試劑
李子樣品:未施藥的李子空白樣品采自貴陽市修文縣,樣品量為5 kg,用勻漿機(jī)粉碎后取1 kg在-20℃條件下保存;用于檢測(cè)分析的10批次李子果實(shí)樣品于2023年6月在貴州省的李子果園采集,其中第1~6批樣品采自安順市的鎮(zhèn)寧縣和紫云縣,第7、9批樣品采自銅仁市的石阡縣和沿河縣,第8、10批樣品分別從羅甸縣和修文縣獲得。按照五點(diǎn)法在種植基地內(nèi)進(jìn)行多點(diǎn)采樣,每點(diǎn)采集500 g,均勻混
合后,按照四分法縮分,用勻漿機(jī)粉碎后取500 g在-20℃條件下保存。
標(biāo)準(zhǔn)品:敵百蟲(99.1%)、多菌靈(99.0%)、滅多威(99.0%)、氟啶蟲胺腈(99.0%)、烯啶蟲胺(99%)、噻霉酮(99.5%)、敵敵畏(99.6%)、噻蟲胺(98.5%)、噻蟲嗪(99.3%)、甲基硫菌靈(98.8%)、啶蟲脒(99.0%)、丙硫菌唑(99.0%)、多效唑(99.0%)、吡蟲啉(99.8%)、敵草?。?9.1%)、醚菌酯(99.6%)、肟菌酯(99.1%)、嘧霉胺(98.0%)、聯(lián)苯肼酯(98.5%)、氟環(huán)唑(98.7%)、茚蟲威(99.0%)、噻嗪酮(99.0%)、烯效唑(98.6%)、腈菌唑(99.4%)、氟硅唑(99.0%)、戊唑醇(99.5%)、啶酰菌胺(99.0%)、苯醚甲環(huán)唑(99.0%)、咪鮮胺(99.1%)、敵草快(99.0%)、滅蠅胺(99.0%)、異菌脲(99.2%)、福美雙(99.1%)、甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽(97.8%),勤誠(chéng)亦信科技開發(fā)有限公司(北京)。色譜純甲醇和乙腈,天地公司(美國(guó));色譜純甲酸,分析純甲醇、乙腈、正己烷、乙酸乙酯,科密歐化學(xué)試劑有限公司(天津);乙酸銨、氯化鈉、無水硫酸鎂,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司(上海);PSA、GCB、C18、0.22 μm有機(jī)濾膜,博納艾杰爾科技有限公司(天津)。
1.2" 主要儀器設(shè)備
Vanquish-TSQ Altis Plus超高效液相色譜三重四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀, 賽默飛世爾科技有限公司 (美國(guó));TTL-GDC干式氮吹儀, 同泰聯(lián)科技發(fā)展有限公司(北京);XSR105十萬分之一電子分析天平, 梅特勒托利多科技有限公司(美國(guó));XW-80A渦旋儀, 其林貝爾儀器制造有限公司(江蘇);L18-P161高速破壁調(diào)理機(jī), 九陽股份有限公司(山東)。
1.3" 儀器條件
1.3.1" 液相色譜條件
AccucoreTM aQ色譜柱(150 mm×2.1 mm, 2.6 μm);柱溫30℃;進(jìn)樣量5 μL;流動(dòng)相: A為0.5 mmol/L 乙酸銨-0.1%甲酸水, B為乙腈;流速0.3 mL/min;梯度洗脫程序見表1。
1.3.2" 質(zhì)譜條件優(yōu)化
離子源為電噴霧離子源(ESI),檢測(cè)方法為多重反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式(MRM),掃描方式為正離子掃描,霧化氣:氮?dú)?,碰撞氣:氬氣,離子噴霧電壓3 500 V,離子傳輸管溫度325℃,氣化溫度350℃。
采用針泵進(jìn)樣,取1 mg/L對(duì)應(yīng)農(nóng)藥單一標(biāo)準(zhǔn)溶液,通過一級(jí)質(zhì)譜全掃描確定母離子,采用二級(jí)質(zhì)譜全掃描確定子離子,選擇響應(yīng)強(qiáng)度最高、質(zhì)荷比較大、干擾較小的離子為定量離子,并優(yōu)化其所需的錐孔電壓和最佳碰撞能量,質(zhì)譜參數(shù)如表2所示。
1.4" 樣品檢測(cè)方法的建立
1.4.1" 樣品提取試劑的篩選
提取劑的選擇要求最大限度地提取目標(biāo)農(nóng)藥和
減少干擾物的萃?。?3]。在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中常用的提取劑有甲醇、乙腈、1%乙酸乙腈、正己烷、乙酸乙酯等。本研究選擇甲醇、乙腈、1%乙酸乙腈、正己烷、乙酸乙酯為提取劑,對(duì)比5種不同有機(jī)溶劑對(duì)李子中農(nóng)藥的提取效果。稱取粉碎后的空白李子樣品10 g至50 mL具塞離心管中,分別加入1、0.1、0.01 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液1 mL,室溫下靜置30 min,加入10 mL提取劑,以1 000 r/min渦旋振蕩10 min,加入4 g無水硫酸鎂和1 g氯化鈉,再次以1 000 r/min渦旋振蕩10 min,6 000 r/min離心5 min,取1.5 mL上清液,待凈化。
1.4.2" 樣品凈化劑的篩選
常用的凈化劑有PSA(N-丙基乙二胺)、GCB(石墨炭黑)、C18(十八烷基硅烷)。PSA具有2個(gè)氨基, 可通過離子交換去除基質(zhì)中的碳水化合物、酚類、脂肪酸等物質(zhì), 但由于PSA會(huì)與農(nóng)藥中的-NH、-SH、-OH 等官能團(tuán)形成氫鍵, 因此過量使用會(huì)導(dǎo)致農(nóng)藥吸附, 回收率降低[14]。C18為反相吸附劑, 對(duì)基質(zhì)中的膽固醇、維生素、甾醇等非極性物質(zhì)有較強(qiáng)的吸附作用[15]。GCB對(duì)色素有很強(qiáng)的吸附力, 但也會(huì)吸附一些平面結(jié)構(gòu)的農(nóng)藥, 影響回收率[16]。李子基質(zhì)復(fù)雜[11], 本試驗(yàn)以PSA、GCB、C18用量作為考察因素, 評(píng)估8種凈化劑組合(表3)對(duì)農(nóng)藥回收率的影響。將1.4.1得到的提取液加入裝有凈化劑的2 mL離心管中, 渦旋振蕩5 min, 于6 000 r/min 離心5 min, 過0.22 μm有機(jī)濾膜, 待UPLC-MS/MS檢測(cè)分析。每個(gè)樣品重復(fù)3次, 結(jié)果取平均值。
1.4.3" 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制及標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制
配制100 mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,將溶液用乙腈稀釋成濃度為1、0.5、0.1、0.05、0.01、0.005、0.001 mg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。稱取10 g空白李子樣品, 按1.4.1和1.4.2的方法進(jìn)行提取和凈化, 取1 mL凈化后的上清液, 用氮吹儀吹干, 然后分別移取1 mL系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液定容, 配制得到相應(yīng)的基質(zhì)匹配混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。按1.3儀器條件進(jìn)行分析, 分別以標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(x, μg/L), 峰面積為縱坐標(biāo)(y)擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線, 得到?jīng)Q定系數(shù)(R2)和線性方程。
1.4.4" 方法回收率
稱取10 g空白李子樣品, 分別加入1、0.1、0.01 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液1 mL(添加水平: 0.1、0.01、0.001 mg/kg), 每個(gè)水平重復(fù)5次, 計(jì)算回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。
1.5" 樣品檢測(cè)
從采集的10個(gè)批次的李子樣品中各稱取10 g,采用本研究篩選的提取劑和凈化劑進(jìn)行提取和凈化, 具體步驟見1.4.1和1.4.2。凈化后的樣品進(jìn)行UPLC-MS/MS檢測(cè)分析。
1.6" 數(shù)據(jù)處理
采用Origin 2019b和Microsoft Office Excel 2010軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理和圖表繪制。
2" 結(jié)果與分析
2.1" 色譜條件優(yōu)化
采用梯度洗脫程序考察了AccucoreTM aQ色譜柱對(duì)各農(nóng)藥混合物的分離效果。結(jié)果表明, 以A(0.5 mmol/L乙酸銨-0.1%甲酸水)作為水相, B(乙腈)作為有機(jī)相, 采用梯度洗脫(表1), 29種農(nóng)藥具有良好的峰形和分離度(圖1)。
2.2" 提取溶劑的篩選結(jié)果
本試驗(yàn)以空白李子樣品為基質(zhì), 通過添加回收試驗(yàn)比較5種提取溶劑的提取效果。如圖2所示, 乙腈、1%乙酸乙腈和乙酸乙酯對(duì)李子中農(nóng)藥的提取效果更好, 平均回收率在89.0%~93.4%之間。其中以1%乙酸乙腈為提取劑, 各農(nóng)藥提取回收率為70.7%~116.8%, 優(yōu)于乙腈 (69.8%~133.9%)
和乙酸乙酯(32.8%~132.5%), 滿足NY/T 778-2018《農(nóng)作物中農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則》要求, 因此本試驗(yàn)采用1%乙酸乙腈作為李子樣品提取溶劑。
2.3" 凈化劑篩選結(jié)果
加入GCB后可有效去除李子樣品中的色素(圖3), 但大量使用會(huì)使回收率降低(圖4)。8種組合的凈化劑農(nóng)藥平均回收率為77.2%~91.4%, RSD為0.3%~2.3%。因此, 本試驗(yàn)最終選擇50 mg PSA+30 mg GCB作為前處理方法中
的凈化劑。
2.4" 方法線性、決定系數(shù)、回收率及基質(zhì)效應(yīng)
采用李子空白樣品基質(zhì)溶液配制濃度為0.001、0.005、0.01、0.05、0.1 mg/L基質(zhì)匹配混合系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。結(jié)果如表4所示, 29種農(nóng)藥的回收率為70.6%~114.0%, RSD為1.0%~9.7%。此外, 基質(zhì)效應(yīng)為-36.0%≤ME≤52.3%, 凈化后李子基質(zhì)液中仍含有大量干擾物質(zhì), 使質(zhì)譜信號(hào)增強(qiáng)或減弱, 造成測(cè)定值和真實(shí)值存在一定差異[17]。因此為得到更準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果, 本研究采用基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)法進(jìn)行樣品定量分析[18]。
2.5" 實(shí)際樣品測(cè)定與分析
使用所建立的分析方法對(duì)貴州省李子果園采集的10批次李子樣品進(jìn)行測(cè)定, 結(jié)果如表5所示, 共檢出18種農(nóng)藥。其中敵敵畏、丙硫菌唑、苯醚甲環(huán)唑的農(nóng)藥檢出率為100%。第7批李子樣品中, 苯醚甲環(huán)唑殘留量為0.104 7 mg/kg。第10批李子樣品中, 氟環(huán)唑殘留量為0.051 9 mg/kg(表6)。
3" 結(jié)論
本試驗(yàn)基于QuEChERS方法, 以1%乙酸乙腈為提取劑, 50 mg PSA和30 mg GCB為凈化劑, 建立了同時(shí)測(cè)定李子果實(shí)中29種農(nóng)藥殘留的超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)方法, 該方法高效、便捷、靈敏度高、準(zhǔn)確性好, 符合農(nóng)藥殘留檢測(cè)分析要求, 能同時(shí)對(duì)李子中29種農(nóng)藥殘留進(jìn)行準(zhǔn)確的定性和定量分析。以所建立的分析方法對(duì)貴州省各李子種植區(qū)的10批李子果實(shí)樣品中29種農(nóng)藥殘留進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果表明, 供試?yán)钭訕悠分?/p>
檢出的18種農(nóng)藥中啶蟲脒、嘧霉胺、聯(lián)苯肼酯、噻嗪酮、戊唑醇、啶酰菌胺、苯醚甲環(huán)唑的
殘留量低于《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的李子中農(nóng)藥最大殘留限量。本試驗(yàn)可為我國(guó)李子農(nóng)藥登記和限量標(biāo)準(zhǔn)制修訂提供方法參考。
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(責(zé)任編輯:田 "喆)