超高效液相色譜-串聯質譜法測定植物性農產品中24 種擬除蟲菊酯類農藥殘留

王 瑞 曾定玲 林慧純 張曉鴻 張曉強 潘劍蕾 李豐銀 顧亞萍

（1. 深圳市質量安全檢驗檢測研究院， 廣東深圳 518172； 2. 深圳市龍崗區龍崗街道公共事務中心， 廣東深圳 518000）

擬除蟲菊酯類農藥是一類廣譜仿生農藥， 由菊酸、 醇和酯鍵3 部分組成， 并以天然菊素為主要有效成分。 因擬除蟲菊酯類農藥具有環保、 高效等特點， 近年來在田間農作物害蟲防治上的使用率高，已逐漸取代了有機氯、 有機磷和氨基甲酸酯類農藥[1～3]。 隨著擬除蟲菊酯類農藥的大量使用， 其神經毒性和致突變的潛在毒性逐漸表現出來， 因此，擬除蟲菊酯類農藥的檢測對種植業產品的質量安全監管來說變得越來越重要。

目前， 針對擬除蟲菊酯類農藥的測定方法主要有氣相色譜法[4～5]、 氣相色譜－串聯質譜法[6～8]、 液相色譜法[9]、 免疫分析方法[10～11]。 上述方法存在檢測項目較少、 檢測時間長、 檢測靈敏度低等缺點。本研究對于以往研究報道中難以找到多個子離子而不能用液相色譜－串聯質譜方法檢測的擬除蟲菊酯， 擬創新使用雙母離子、 雙子離子的方式定性，旨在對GB 2763－2021 《食品安全國家標準 食品中農藥最大殘留限量》 中所有24 種擬除蟲菊酯類農藥（包括炔咪菊酯、 氟硅菊酯、 除蟲菊素II、 胺菊酯、 甲醚菊酯、 生物丙烯菊酯、 丙烯菊酯、 氟氰戊菊酯、 甲氰菊酯、 氟氯氰菊酯、 氯氟氰菊酯、 除蟲菊素I、 氯氰菊酯、 溴氰菊酯、 氟丙菊酯、 氰戊菊酯、 氟胺氰菊酯、 芐呋菊酯、 生物芐呋菊酯、 苯醚氰菊酯、 氯菊酯、 苯醚菊酯、 醚菊酯和聯苯菊酯） 建立殘留快速檢測方法， 并使檢測靈敏度達到限量標準要求。

一、 材料與方法

（一） 材料與試劑本研究使用的植物性農產品涉及5 類基質， 選擇日常具有代表性的結球甘藍（蕓薹屬類蔬菜）、 菠菜 （葉菜類蔬菜）、 番茄 （茄果類蔬菜）、 橙子 （柑橘類水果）、 香菇 （食用菌）等空白樣品作為基質。

24 種農藥標準試劑 ［均為1 000 mg/L， 農業農村部環境質量監督檢驗測試中心（天津）］； 甲酸（優級純， 上海安譜實驗科技股份有限公司）； 乙酸銨 （上海安譜實驗科技股份有限公司）； 固體氯化鈉、 無水硫酸鎂（均為分析純， 西隴化工股份有限公司）； 甲醇、 乙腈 （色譜純， 美國J.T.Bake 試劑公司）； 實驗用水 （符合GB/T 6682 規定的一級水）。 乙二胺－N－丙基硅烷吸附劑 （PSA， 粒徑40～60 μm， 上海安譜實驗科技股份有限公司）；石墨化碳黑 （GCB， 粒徑40～120 μm， 上海安譜實驗科技股份有限公司）； 陶瓷均質子： 2 cm（長）×1 cm （外徑）； 檸檬酸鈉二水合物； 檸檬酸二鈉鹽倍半水合物。

（二） 儀器與設備液相色譜－串聯質譜聯用儀 （Triple Quad 5500 型， 美國AB SCIEX 公司）；氮吹儀（N－EVAP 112 型，美國Organomation Associates 公司）； 純水機 （Elix5 型， 美國Millipore 公司）； 旋渦混合儀 （XH－B 型， 康健醫療器具有限公司）； 臺式高速離心機 （TG16G 型， 轉速大于10 000 r/min， 凱達科學儀器有限公司）； 千分之一電子天平 （BS200S－WEI 型， 德國Sartorius 公司）； 超聲波清洗機 （AS30600BDT 型， 天津奧特賽恩斯儀器有限公司）； 聚四氟乙烯濾膜 （規格13 mm×0.22 μm）； 回旋式振蕩器 （HY－5 型， 江蘇省金壇市宏華儀器廠）； 控溫搖床（KS4000i 型， 德國IKA 公司）； 組織搗碎機（AUTO－HOMOGEZER型， 美國Hestix Scientific 公司）。

（三） 實驗方法

1. 溶液的配制。 混合標準儲備液 （20 mg/L）：準確移取24 種農藥標準試劑各1.00 mL 于50.00 mL容量瓶， 使用丙酮（色譜純） 定容至刻度線， 裝瓶貼標簽保存于－18℃環境下。 0.1%甲酸鹽溶液（含5 mmol/L 乙酸銨）： 使用千分之一電子天平準確稱取0.385 g 乙酸銨， 準確吸取1 mL 甲酸， 加水稀釋至1 000 mL 刻度， 經超聲脫氣后作為樣品上機時的流動相使用。 0.1%甲酸甲醇鹽溶液 （含5 mmol/L乙酸銨）： 使用電子天平準確稱取0.385 g 乙酸銨，準確吸取1 mL 甲酸， 加甲醇稀釋至1 000 mL 刻度，經超聲脫氣后作為樣品上機時的流動相使用。

2. 樣品處理與凈化。 參照GB 23200.121－2021 《食品安全國家標準 植物源性食品中331 種農藥及其代謝物殘留量的測定 液相色譜－質譜聯用法》[12]中QuEChERS 前處理法， 稱取10 g 試樣（精確至0.01g） 于50 mL 塑料離心管中， 加入10 mL 乙腈及3 顆陶瓷均質子， 劇烈振蕩1 min。 再加入鹽包 （4 g 無水硫酸鎂、 1 g 氯化鈉、 1 g 檸檬酸鈉二水合物、 0.5 g 檸檬酸二鈉鹽倍半水合物），劇烈振蕩3 min 后以10 000 r/min 離心3 min。 定量吸取上清液至內含除水劑和凈化材料的塑料離心管中（每毫升提取液使用150 mg 無水硫酸鎂、 25 mg PSA）； 對于顏色較深的試樣， 離心管中另加入GCB （每毫升提取液使用2.5 mg）， 渦旋混勻3 min。 以10 000 r/min 離心3 min， 準確吸取1 ml上清液， 于氮吹儀中50℃氮吹至近干， 后移取1 mL 丙酮混勻， 過微孔濾膜待測定。

調節氮吹儀水浴溫度至50℃， 準確移取上清液1 mL 于玻璃離心管， 放置于氮吹儀上緩緩吹至近干以得到各類空白樣品基質。 控制上機檢測過程中進樣室的溫度在4℃， 以減少溶劑的揮發， 保證待測樣品穩定性。

3. 基質標準溶液的配制及相應標準曲線的繪制。 將選定的5 種空白基質樣品按照 “2.樣品處理與凈化” 進行前處理， 得到各類空白基質溶液。 精確吸取一定量的混合標準溶液， 逐級用空白基質溶液稀釋成質量濃度為0.50、 0.20、 0.10、 0.05、0.005 mg/L 的基質匹配標準工作溶液， 供液相色譜－串聯質譜聯用儀測定。 基質匹配標準工作曲線的繪制： 以農藥定量離子的質量色譜圖峰面積為縱坐標， 相對應的基質匹配標準工作溶液質量濃度為橫坐標進行繪制。

4.方法的準確度及精密度。 分別對選定的5 種空白基質進行0.01 （低）、 0.05 （中）、 0.10 （高）mg/kg 3 個濃度水平的添加回收實驗， 每個濃度水平做6 個平行， 考察方法的準確度和精密度。

（四） 儀器分析條件

1. 液相色譜條件。 Acquity UPLC BEH C18色譜柱（2.1 mm×50 mm， 1.7 μm）； 柱溫40℃； 進樣量2 μL； 流動相A 為0.1%甲酸鹽溶液 （含5 mmol/L乙酸銨）， 流動相B 為0.1%甲酸甲醇鹽溶液（含5 mmol/L 乙酸銨）； 流動相梯度洗脫程序見表1。

表1 流動相梯度洗脫程序

2. 質譜條件。 離子監測模式： 電噴霧離子源（ESI） 正離子模式掃描； 氣簾氣壓力276 kPa； 電噴霧電壓5 500 V； 離子源溫度600 ℃； 霧化氣壓力414 kPa； 噴霧氣壓力379 kPa。

二、 結果與分析

（一） 液相條件的優化本研究優化了時間設計， 將涉及的同分異構體合二為一， 以最大限度達到所有組分的優化分離和定量定性檢測。 由于本研究所檢測的農藥種類相對較少， 因此相較GB 23200.121－2021， 減少色譜柱的長度， 并優化梯度程序， 以提高檢測效率并滿足靈敏度需求， 最終確定檢測時間為7 min。

（二） 質譜條件的優化在質譜端采用蠕動泵進樣的方式， 將各單標溶液（均為0.2 mg/L） 以20 μL/min 的流速連續注入質譜， 考察了ESI 源正離子和負離子模式下24 種擬除蟲菊酯類農藥的響應值。 結果顯示， 24 種擬除蟲菊酯類農藥在正離子模式下的響應值明顯高于負離子模式下的響應值，因此本研究選用ESI 正離子模式來測定目標農藥。

根據目標物的分子結構特征， 在ESI 正離子模式下采用一級質譜全掃描方式， 得到各待測目標物的準分子離子峰。 同時在優化過程中發現， 氟氯氰菊酯、 氯氟氰菊酯、 氯氰菊酯、 溴氰菊酯、 氰戊菊酯、 聯苯菊酯能產生穩定且較高響應的兩個母離子。 當分子離子峰的響應最強且保持穩定狀態時，再采用二級質譜掃描方式， 由此來確定相應子離子和各質譜參數。 最終優化的質譜參數見表2。

表2 24 種擬除蟲菊酯類農藥的多離子掃描檢測參數

（三） 方法的線性方程及相關系數、 定量限按照上文“3.基質標準溶液的配制及相應標準曲線的繪制” 的方法繪制標準曲線， 結果顯示， 24 種擬除蟲菊酯類農藥在各自濃度范圍內呈現良好的線性關系， 相關系數均在0.99 以上 （見表3）。 方法的定量限 （LOQ） 根據10 倍信噪比 （S/N） 計算得出， 結果顯示， 24 種擬除蟲菊酯類農藥的LOQ 在0.005～0.05 mg/kg。

表3 24 種擬除蟲菊酯類農藥的線性回歸方程、 相關系數和定量限

（四） 5 種基質的添加回收試驗由于本研究中前處理方法與現有的大通量標準檢測方法 （GB 23200.121－2021 和GB 23200.113－2018 《食品安全國家標準 植物源性食品中208 種農藥及其代謝物殘留量的測定 氣相色譜－質譜聯用法》） 一致，因此， 本研究未對檢測前處理方法進行重點驗證，而是參照原農業部2386 號公告 《農藥殘留檢測方法國家標準編制指南》， 對含水量較低 （如結球甘藍、 香菇）、 酸度過高 （如橙子）、 色素干擾較多（如菠菜、 番茄） 的蔬菜和水果進行添加回收試驗驗證， 結果見圖1。

圖1 24 種擬除蟲菊酯類農藥在5 種基質中的添加回收率和相對標準偏差（RSD) （n＝6）

結果顯示， 在0.01、 0.05、 0.10 mg/kg 3 個水平加標回收試驗中， 低濃度水平回收率在75.2%～106.8%， 對應RSD 范圍在0.8%～10.9%； 中濃度水平回收率在79.4%～114.0%， 對應RSD 范圍在1.1%～10.6%； 高濃度水平回收率在84.6%～106.5%， 對應RSD 范圍在0.4%～8.2%。 總體來看， 在5 種基質中的添加回收率及RSD 分別為75.2%～114.0%和0.4%～10.9%， 均符合農藥殘留檢測要求[13～14]。

（五） 實際樣品檢測在深圳市市場和超市隨機抽取40 個蔬菜水果樣品進行24 種擬除蟲菊酯類農藥的檢測。 結果顯示， 共在6 個樣品中檢出4 種藥物， 檢出次數為8 次， 其中聯苯菊酯檢出1 次，殘留量為0.055 mg/kg； 氯氟氰菊酯檢出5 次， 最高殘留量為0.29 mg/kg； 氯菊酯檢出1 次， 殘留量為0.39 mg/kg； 氯氰菊酯檢出1 次， 殘留量為0.052 mg/kg。

三、 結論

本研究對超高效液相色譜－串聯質譜法同時測定植物性農產品中24 種擬除蟲菊酯類農藥殘留的可行性進行了研究， 對于不易找出多個子離子的質譜參數問題， 通過選取雙同位素母離子方式解決，首次涵蓋了GB 2763－2021 標準中的全部擬除蟲菊酯類農藥項目。 研究中考察了方法線性范圍、 準確度、 精密度等指標， 結果表明， 24 種擬除蟲菊酯類農藥在各自濃度范圍內呈現良好的線性關系，以及在5 種代表性的植物性樣品基質的加標回收試驗中， 準確度和精密度都能達到標準要求， 回收穩定。 本研究所建立的方法操作簡便， 基質影響小，方法穩定， 結果準確， 符合當下高通量農藥殘留檢測方法的研究趨勢， 可作為大批量植物性農產品中擬除蟲菊酯類農藥殘留檢測的理想方法。