氣相色譜—質譜大體積進樣法測定果汁中90種農藥殘留

張弛等

摘 要 采用程序升溫大體積進樣技術（PTVLVI）及QuEChERS方法建立了果汁中90種農藥多殘留的氣相色譜質譜分析方法。樣品用乙腈提取，經MgSO4和NaCl除水后， 以PSA和C18柱凈化，用大體積進樣技術的氣相色譜質譜進行測定。PTVLVI優化參數為： 初始溫度100℃、分流出口吹掃流量50 mL/min、分流排空時間1.5 min、進樣速度2 μL/s。結果表明：90種農藥在0.05～10 μg/L的范圍內呈良好線性關系，相關系數（R2）為0.9879～0.9999， 相對標準偏差為3.4%～15.6%， 平均回收率在70.3%～119.2%之間。90種農藥的檢出限均低于10 μg/kg，定量限低于20 μg/kg。本方法快速、簡便、靈敏度高、重現性好，適用于果汁中的多種類農藥殘留分析。

關鍵詞 ；果汁； 農藥多殘留； 大體積進樣； 氣相色譜質譜； QuEChERS

1 引 言

果汁因其營養豐富而受到廣大消費者的喜愛。目前，對于水果和蔬菜中農藥多殘留的檢測方法研究較多，而對果汁這一具有潛在消費空間的飲品中的農藥多殘留檢測方法研究較少。隨著果汁消費量和出口量的不斷增加，國家相關部門也加大了對果汁質量安全的監控力度，因此，亟需建立快速、可靠的果汁中農藥多殘留檢測方法[1]。

目前， 農藥殘留的檢測方法主要有氣相色譜法（GC）[2～4]、高效液相色譜法（HPLC）[5～7]、氣相色譜質譜法（GCMS）[8～13]、液相色譜質譜法（LCMS）[3，14～17]、免疫分析法[18]等。程序升溫大體積進樣技術（PTVLVI）是在GCMS基礎上發展起來的，可以有效提高檢測靈敏度[8]。其原理是在低溫進樣口中將樣品中的絕大部分溶劑揮發除去，使低揮發性的痕量待測物質保留在襯管中，再將待測物質通過程序升溫使之汽化，然后進入色譜柱進行分析[19，20]。

樣品前處理是農藥殘留分析檢測的關鍵步驟，占農藥殘留整個分析過程2/3的時間[21]。近年來， 農藥殘留分析的樣品前處理方法正朝著簡單化、節約化和微型化發展。QuEChERS方法是一種快速、簡便、價格低廉的樣品前處理方法，目前已經廣泛應用于果蔬中的農藥多殘留檢測[14，22～26]。Lehotay等以萵筍和柑橘為基質， 對229種農藥應用QuEChERSGC/LCMS方法進行驗證，回收率為70%～120%，相對標準偏差小于10%[25]。Lesueur等也采用QuEChERS方法建立4種水果和蔬菜基質中140種農藥殘留檢測方法[26]。QuEChERS技術在其它基質中也得到了大量應用[27～31]。

本實驗結合QuEChERS方法與PTVLVI技術的優勢，在文獻[8]的基礎上通過引入QuEChERS前處理方法和改進PTVLVI條件， 將檢測農藥數量提高到90種，在保證檢測精度的同時擴大了檢測范圍，縮短了前處理時間，簡化了前處理步驟，大幅降低了有機溶劑用量。本方法是一種快速、簡便、節約、有效的檢測方法，能夠滿足果汁中90種農藥多殘留快速確證檢測的需求。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

Agilent 78905975C 氣相色譜質譜儀（配有G6501CTC三位一體進樣器、100 μL進樣針和PTV進樣口）； HP5MS毛細管柱（30 m×250 μm×0.25 μm，美國Agilent公司。

乙腈、環己烷（色譜純，CNW Technologies GmbH）； 丙酮（色譜純，成都市科龍化工試劑廠）； PSA（CNW Technologies GmbH）； GCB、C18（天津博納艾杰爾有限公司）； 農藥標準品（Dr Ehrenstorfer GmbH、Chem. Service、Cerilliant）； 內環氧七氯A（Dr Ehrenstorfer GmbH）； 其它藥品購于國藥集團化學試劑。果汁樣品購于當地超市。

2.2 標準溶液配制

標準溶液： 農藥標準品10 mg用丙酮溶解并定容至10 mL得標準儲備液。用丙酮環己烷（3∶7，V/V）配制成混合標準工作液。

內標溶液： 10 mg內環氧七氯A用丙酮溶解并定容至10 mL，得內標儲備液。用丙酮配成20和60 mg/L的內標工作溶液

2.3 前處理步驟

樣品3.00 g（±0.01 g）于15 mL具塞離心管中，加入6 mL乙腈、15 mg山梨醇，振蕩1 min，加入0.9 g MgSO4、0.3 g NaCl，500 r/min振蕩3 min，4000 r/min離心5 min，取4.00 mL上清液轉入已有45.0 mg PSA、15.0 mg C18的10 mL離心管中（混合果蔬汁需再加入5 .0 mg GCB），振蕩混合1 min，4000 r/min離心5 min，上清液2.00 mL吹干，用丙酮環己烷（3∶7， V/V）定容至1.00 mL，GCMS分析。

2.4 儀器條件

氣相條件： 進樣口230℃； 升溫程序： 起始70℃ 保持2 min， 25℃/min升溫至150℃，以3℃/min升至200℃，再以8℃/min升溫至280℃，保持10 min； 采用恒壓模式，壓力為17 psi。

PTV條件升溫程序： 起始溫度為100℃，保持2.0 min，再以700℃/min升溫至270℃； 分流出口吹掃流量： 50 mL/min； 分流排空時間： 1.5 min； 分流吹掃流量： 2.0 mL/min； 進樣口壓力： 117.22 kPa； 進樣體積： 50 μL； 進樣速度： 2 μL/s。

質譜條件： MS電離方式為EI，電子能量70 eV； 接口溫度280℃； 離子源溫度230℃； 四級桿溫度150℃； 溶劑延遲時間4 min。其它條件見表1。

3 結果與分析

3.1 PTV條件優化

從90種目標物中選取有代表性的農藥20種，其中包括高沸點組分、低沸點組分、不同類型和不同出峰時間的農藥，在不同的條件下比較各個化合物的響應值，優化PTV參數[12]。

分流排空時間既要保證溶劑被完全排除，又要保證目標分析物的定量分析準確。改變分流排空時間（1， 1.5， 2， 2.5和3 min）發現， 當分流時間為1.5 min時，目標化合物峰高最大（圖1），且溶劑峰較小。

分流排空量： 低排空量可以使揮發性較大的農藥回收率較高，峰型較好； 高排空量可以更快的將溶劑清除襯管，減少溶劑排空時間。分流排空量，分別設定為30， 40， 50， 60和70 mL/min進行實驗，結果表明，分流放空量在50 mL/min時，目標化合物峰面積較大（圖2），峰型較好，溶劑峰較小。

分流吹掃時間： 當吹掃時間過長時，目標分析物峰型變寬； 當吹掃時間過短時，目標分析物可能未完全轉移到色譜柱而影響定量結果。實驗設置梯度分流吹掃時間1 ， 1.5， 2， 2.5和3 min進行優化。圖3表明，吹掃時間為2 min時，目標化合物峰高最大。

3.2 樣品前處理條件的選擇和優化

除水劑用量： 選擇溶解性不同的10種農藥，比較不同除水劑用量下目標分析物回收率。結果顯示，當MgSO4用量為1.2 g時，部分農藥回收率明顯偏低，克菌丹、殺蟲脒、甲拌磷、回收率低于70%（圖4），當除水劑用量為0.9 g時，10種農藥的回收率有所提高，均大于70%。分析原因，可能是由于果汁中的水與MgSO4產生大量熱量，使熱不穩定農藥受熱分解。

凈化劑的選擇及用量： 如圖5所示，本實驗同時加入PSA和C18進行凈化。選擇9種受基質影響較大的農藥優化凈化劑的用量，結果表明，當C18的用量為15 mg，PSA的用量為45 mg時，凈化效果較理想，基質干擾小，目標化合物回收率接近100%。另外，根據樣品中的色素含量高低可以選擇加入適量的GCB來提取出色素，使樣品澄清，降低對儀器的損害成程度。

3.3 方法評價

90種農藥均表現出良好的線性關系。有84種相關系數大于0.99，其余6種相關系數在0.98～0.99之間。90種目標分析物的檢出限在0.007～5.982 μg/kg之間，定量限在0.023～19.94 μg/kg之間，低于現有的檢測方法或與之持平。90種目標分析物的相對標準偏差在3.4%～15.6%之間，除丁硫克百威外，其它89種農藥回收率在70.3 %～119.2%之間，滿足國家有關標準對農藥多殘留檢測方法的要求。實驗過程中發現丁硫克百威受基質干擾非常明顯，回收率明顯偏高，具體原因有待進一步研究（表2）。

3.4 實際樣品測定

從當地超市中購買柑橘汁、檸檬汁、葡萄汁、獼猴桃汁、混合果蔬汁、蘋果汁2種、橙汁3種、桃汁2種，共計12種果汁，利用本方法對其中的農藥殘留進行檢測。部分結果如表3所示。其中檢出雙甲脒、毒死蜱、抑霉唑、異菌脲、馬拉硫磷、亞胺硫磷、克螨特、三唑酮、甲氰菊酯共9種農藥。參照GB27632014《食品中農藥最大殘留限量標準》[32]，均未超出最大殘留限量（MRL）。

4 結 論

在文獻[8]基礎上， 通過對QuEChERS方法進行優化，并結合大體積進樣技術的優勢，建立了果汁中90種農藥多殘留檢測方法。本方法與現有國標相比，操作簡單、快速準確、靈敏度高、重現性良好，而且避免大量有機溶劑的使用，減輕了對環境的污染，適合日常檢測。

References

1 LI Yan， ZHENG Feng， WANG MingLin， PANG GuoFang. Chinese Journal of Chromatography， 2009， 27（2）： 127-137

李 巖， 鄭 鋒， 王明林， 龐國芳. 色譜， 2009， 27（2）： 127-137

2 Liu H， Kong W， Qi Y， Gong B， Miao Q， Wei J， Yang M. Chemosphere， 2014， 95： 33-40

3 Jardim A N O， Mello D C， Goes F C S， Frota E F， Caldas E D. Food Chem.， 2014， 164： 195-204

4 ZHANG XueLian， ZHANG YaoHai， JIAO BiNing， SU XueSu， AI ChunPing. Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities， 2013， （6）： 974-979

張雪蓮， 張耀海， 焦必寧， 蘇學素， 艾春平， 高校化學工程學報， 2013， （6）： 974-979

5 Watanabe E， Kobara Y， Baba K， Eun H. Food Chem.， 2014， 154： 7-12

6 Akan J C， Sodipo O A， Mohammed Z， Abdulrahman F I. J. Anal. Bioanal. Tech.， 2014， doi：10.4172/2155-9872.1000226

7 Zhang L， Chen F， Zhang W， Pan C. J AOAC Inter.， 2014， 97（4）： 1202-1205

8 WANG JianHua， ZHANG YiBing，CHU XiaoGang， WANG XiuLin. Journal of Instrumental Analysis， 2006， 25（2）： 29-34

王建華， 張藝兵， 儲曉剛， 王修林. 分析測試學報， 2006， 25（2）： 29-34

9 LI Ye， YUAN Tuo. Chinese Journal of Health Laboratory Technology， 2008， 18（9）： 1774-1775

李 曄， 袁 佗. 中國衛生檢驗雜志， 2008， 18（9）： 1774-1775

10 LIN ZhuGuang， JIN Zhen， MA Yu， CHEN MeiYu， TAN Jun， FAN YuLan， TU FengZhang， LIU Yong. Chinese Journal of Analysis Laboratory， 2006， 25（10）： 86-91

林竹光， 金 珍， 馬 玉， 陳美瑜， 譚 君， 范玉蘭， 涂逢樟， 劉 勇. 分析試驗室， 2006， 25（10）： 86-91

11 LI ShengQing， TIAN Hua， LIU XunCai，WEI MingYuan， CHEN ZhiDong， CHEN Hao. Journal of Analytical Science， 2005， 21（3）： 289-291

李勝清， 田 華， 柳訓才， 韋明元， 陳智東， 陳 浩. 分析科學學報， 2005， 21（3）： 289-291

12 Restrepo A R， Ortiz A F G， Ossa D E H， Mesa G A P. Food Chem.， 2014， 158： 153-161

13 Brandhonneur N， Mendes M D S， Lepvrier E， Esseiva E F， Chevanne F， Le C P. J. Pharmaceu. Biomed. Anal.， 2015， 104： 90-96

14 SONG Ying， ZHANG YaoHai， HUANG Xia， PAN JiaRong， JIAO BiNing. Chinese J. Anal. Chem.， 2011， 39（8）： 1270-1273

宋 瑩， 張耀海， 黃 霞， 潘家榮， 焦必寧. 分析化學， 2011， 39（8）： 1270-1273

15 LIU XiaoSong， ZHENG Ling， HUANG WenWen， LU Wei， NING EnChuang， FANG XiaoMing. Journal of Instrumental Analysis， 2013， 32（1）： 84-88

劉曉松， 鄭 玲， 黃文雯， 盧 煒， 寧恩創， 方曉明. 分析測試學報， 2013， 32（1）： 84-88

16 Kalogridi E C， Christophoridis C， Bizani E， Drimaropoulou G， Fytianos K. Environmental Science and Pollution Research， 2014， 21（12）： 7252-7262

17 BerliozBarbier A， Vauchez A， Wiest L， Baudot R， Vulliet E， CrenOlivé C. Anal. Bioanal. Chem.， 2014， 406（4）： 1259-1266

18 ZHU He， JI MingShan. Chinese Agricultural Science Bulletin， 2014， 30（4）： 242-250

朱 赫， 紀明山. 中國農學通報， 2014， 30（4）： 242-250

19 ZHANG Ping， SHI YaLi， CAI YaQi， MOU ShiFen. Chinese J. Anal. Chem.， 2006， 34（11）： 1575-1578

張 萍， 史亞利， 蔡亞岐， 牟世芬. 分析化學， 2006， 34（11）： 1575-1578

20 LOU XiaoHua， GAO ChuanChuan， ZHU WenJing， ZHANG HongFei， TANG GangLing， BIAN ZhaoYang， BA JinSha. Tobacco Science &Technology， 2013， （8）： 45-57

樓小華， 高川川， 朱文靜， 張洪非， 唐綱嶺， 邊照陽， 巴金莎. 煙草科技， 2013， （8）： 45-57

21 ZHONG QiSheng， HU YuFei， LI GongKe， HU YuLing. Chinese Journal of Chromatography， 2009， 27（5）： 690-699

鐘啟升， 胡玉斐， 李攻科， 胡玉玲. 色譜， 2009， 27（5）： 690-699

22 KONG ZhiQiang， DONG FengShou， LIU XinGang， XU Jun， GONG Yong， SHAN WeiLi， ZHENG YongQuan. Chinese J. Anal. Chem.， 2012， 40 （3）： 474-477

孔志強， 董豐收， 劉新剛， 徐 軍， 龔 勇， 單煒力， 鄭永權. 分析化學， 2012， 40 （3）： 474-477

23 DONG Jing， PAN YuXiang， ZHU LiPing， SUN Jun， PAN ShouQi. Journal of Instrumental Analysis， 2008， 27（1）： 66-69

董 靜， 潘玉香， 朱莉萍， 孫 軍， 潘守奇. 分析測試學報， 2008， 27（1）： 66-69

24 HU XiZhou， CHENG YunBin， HU DingJin. China Measurement&Testing Technology， 2006， 32（3）： 132-133

胡西洲， 程運斌， 胡定金. 中國測試技術， 2006， 32（3）： 132-133

25 Lehotay S， Kok A， Hiemstra M. J. AOAC Inter.， 2005， 88（2）： 595-614

26 Lesueur C， Knittl P， Gartner M. Food Control， 2008， 19（9）： 906-914

27 LIU Yu， ZHANG TongLai， YANG Li， WU BiDong， LIU Rui. Chinese J. Anal. Chem.， 2014， 42 （8）： 1184-1189

劉 玉， 張同來， 楊 利， 武碧棟， 劉 芮. 分析化學， 2014， 42（8）： 1184-1189

28 HE JianLi， PENG Tao， XIE Jie， DAI HanHui， CHEN DongDong， YUE ZhenFeng， FAN ChunLin， LI Cun. Chinese J. Anal. Chem.， 2015， 43（1）： 40-48

何建麗， 彭 濤， 謝 潔， 代漢慧， 陳冬東， 岳振峰， 范春林， 李 存. 分析化學， 2015， 43（1）： 40-48

29 RUAN Hua， RONG WeiGuang， SONG NingHui， JI WenLiang， LIU Hua， MA YongJian. Chinese J. Anal. Chem.， 2014， 42（8）： 1110-1116

阮 華， 榮維廣， 宋寧慧， 吉文亮， 劉 華， 馬永建. 分析化學， 2014， 42（8）： 1110-1116

30 ZHANG Yi， YUE ZhenFeng， LAN Fang， ZHAO FengJuan， XIAO ChenGui， OUYANG Shan， WU WeiDong， WU YongNing， LI LiSu. Chinese J. Anal. Chem.， 2012， 40（5）： 724-729

張 毅， 岳振峰， 藍 芳， 趙鳳娟， 肖陳貴， 歐陽珊， 吳衛東， 吳永寧， 李麗蘇. 分析化學， 2012， 40（5）： 724-729

31 GUO MengMeng， WU HaiYan， LI ZhaoXin， TAN ZhiJun， ZHAI YuXiu. Chinese J. Anal. Chem.， 2013， 41（9）： 1322-1327

郭萌萌， 吳海燕， 李兆新， 譚志軍， 翟毓秀， 分析化學， 2013， 41（9）： 1322-1327

32 National Food Safety StandardMaximum Residue Limits for Pesticides in Food. National Standards of the People's Republic of China. GB/T 27632014

食品中農藥最大殘留限量標準. 中華人民共和國國家標準. GB/T 27632014

Abstract A gas chromatographymass spectrometric （GCMS） method was established for the simultaneous determination of 90 pesticide residues in fruit juices using programmable temperature vaporizerbased large volume injection （PTVLVI） and QuEChERS Cleanup. The pesticides of fruits sample was extracted with acetonitrile， and after the water in the extractant was removed with anhydrous magnesium sulfate and sodium chloride， the pesticides were further cleaned up with dispersive method on PSA and C18， and detected by gas chromatographytandem mass spectrometry under multiple reaction monitoring mode. Under the optimum PTVLVI parameters including inlet temperature of 100℃， split vent flow rate at 50 mL/min， 1.5 min of evaporation time and 2 μL/s of injection speed， GCMS analysis for the pesticides was carried out. The results showed that， in the pesticides concentration range of 0.05-10 μg/L， the method kept good linear relationships with the correlative coefficients between 0.9879 and 0.9999. The recoveries of the pesticide were from 70.3% to 119.2%， the relative standard deviations （RSDs） were between 3.4% and 15.6%. The limits of detection （LOD） were below 10 μg/kg and the limit of Quantitation （LOQ） was less than 20 μg/kg. The method is simple， quick， safe， reproducible and applicable to confirm pesticide residue in the fruit juices samples.