基于GC—MS/MS的蔬菜多農藥殘留基質效應研究

摘要：建立了蔬菜中20種農藥殘留同時檢測的GC-MS/MS分析方法，選擇了青花菜、長豇豆、白蘿卜、胡蘿卜、番茄、洋蔥、芹菜、大白菜、生菜、黑木耳、雙孢蘑菇、平菇12種蔬菜，比較了GC-MS/MS分析法分析其中的農藥多殘留的基質效應。結果表明，20種農藥在青花菜和豇豆中表現出很強的基質增加效應；農藥種類不同，表現出的基質效應也不相同，極性較強的農藥普遍表現出基質增強效應，而弱極性農藥會受蔬菜種類的影響，從而表現為基質增強或減弱效應。

關鍵詞：蔬菜；基質效應；GC-MS/MS；多農殘檢測

中圖分類號：TS207.5 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）24-6578-04

農藥殘留一直是農產品質量安全所關注的焦點問題[1，2]，農藥殘留不僅威脅著人們的身體健康，同時對中國農產品的出口帶來極為負面的影響。目前，中國農產品中的農藥檢出呈現出種類增多的趨勢，因此開展農產品中多種農藥殘留的同時檢測顯得尤為重要[3]。氣相色譜串聯質譜（GC-MS/MS）因其配置了多級質譜，不僅具有氣相色譜維度上的分離能力，同時增加了質譜維度上的分離定性能力，使其比單級質譜的抗干擾能力更強，被廣泛用于農藥多殘留分析[4，5]。但通過GC-MS/MS分析農藥殘留實際樣品時存在一個突出的問題——基質效應[6，7]，即試樣中的非待測組分影響待測物濃度或質量測定的準確度、引起待測物響應值增加或減少的現象。一方面，色譜進樣口的活性位點會吸附基質中的極性物質，從而減少農藥在進樣口的吸附，增加傳輸到色譜柱中的分析物；另一方面，質譜系統內基質中的非待測組分會消耗一部分碰撞離子，從而降低農藥的碰撞離子數量，使得質譜檢測到的農藥殘留的信號降低。

蔬菜作為重要的農產品，是日常開展農殘檢測的主要分析對象，不僅種類豐富而且基質組成差異大[8]，因此開展不同蔬菜中農藥殘留基質效應的研究具有十分重要的意義。為此，本研究建立多種蔬菜中多農藥殘留的同時檢測方法，同時研究了不同蔬菜間的基質效應差異，為蔬菜中多農藥殘留檢測的基質效應校正提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試劑與樣品

HPLC級的乙腈、甲醇、丙酮購買于Tedia公司；超純水由Milli-Q制水系統制備；分析純NaCl購于國藥集團化學試劑有限公司；果蔬凈化管（0.25 g的PSA和0.75 g的MgSO4）購買于維泰克（武漢）科技有限公司。

20種農藥標準品（1 000 μg/mL，丙酮或甲醇）均購自農業部環境保護科研監測所（天津），用色譜純丙酮配制成10 μg/mL的20種農藥的混合溶液，在后續試驗中，將其加入樣品溶液得到所需要的濃度。所有的標準溶液在-20 ℃避光保存。

試驗中所用到的蔬菜樣品包括蕓薹類的青花菜，豆類的長豇豆，根類的白蘿卜，茄果類的番茄和胡蘿卜，鱗莖類的洋蔥，葉菜類的芹菜、大白菜、生菜，食用菌類的黑木耳、雙孢蘑菇、平菇等均夠自武漢市農貿市場。

1.2 儀器

GC-MS-TQ 8030型GC-MS/MS氣質聯用儀，數據采集和分析采用GC-MS工作站的軟件（日本Shimadzu，Kyoto），配備有EOC-20i型自動進樣器；Rtx-5MS型熔融石英毛細管柱（Restek，Pennsylvania，USA），膜厚0.25 mm；高速勻漿機（德國IKa公司）；Anke TDL-40B型飛鴿牌離心機；MS3型渦旋機（德國IKA公司）；BSA2202s型天平（德國Sartorius公司）。

1.3 樣品預處理

將蔬菜樣品切碎，置于料理機打碎混勻，冷凍備用。稱取15.0 g勻質化的樣品于50 mL離心管中，加入30 mL乙腈，渦旋1 min。然后加入1.5 g NaCl和6.0 g MgSO4，再次渦旋1 min。隨后以6 000 r/min離心5 min，將上清液轉移至15 mL凈化管中，渦旋30 s，離心后收集上清液備用，用上清液配置相同濃度的基質標準溶液。

1.4 儀器條件

氣相色譜升溫程序如下：初始柱溫在40 ℃并保持4 min，然后以25 ℃/min的速度升至125 ℃，再以10 ℃/min 的速度升至300 ℃保持5 min，溶劑切除時間為3.5 min。試驗采用不分流模式進樣，進樣體積1 μL，進樣時間為1 min。選用純度為99.999%的氦氣作為載氣，載氣流速為1.0 mL/min；選用純度為99.999%的氬氣作為碰撞氣。進樣口、連接口和離子源溫度分別為250、250和230 ℃。采用EI源，電離能量為70 eV；數據采集模式為質譜多反應監測模式（MRM）。

2 結果與分析

2.1 GC-MS/MS方法優化

選擇20種常用農藥，配置成0.2 mg/L的丙酮溶劑標樣，考察GC-MS/MS的分離檢測條件，對農藥的前體離子、產物離子、碰撞能量等串聯質譜檢測條件進行優化，每種農藥優化出兩個離子對，分別為定性離子對和定量離子對，具體結果見表1。

2.2 不同蔬菜基質效應比較

用不同蔬菜的空白基質溶液配制與溶劑標樣一致濃度的基質標準溶液0.2 mg/L，每個樣品平行測定3次，以每種農藥的基質標樣的色譜峰面積與溶劑標樣的峰面積的比值來評價基質效應大小[9，10]，比值小于100%的表現為基質減弱效應，比值大于100%的表現為基質增強效應。

不同種類蔬菜的基質效應不同，蕓薹類、豆類（a）和食用菌類（b）蔬菜的基質效應如圖1所示。從圖1（a）可以看出，蕓薹類（青花菜）和豆類（豇豆）蔬菜表現出很強的基質增加效應，其中青花菜的基質效應為110%～257%，平均基質效應為152%；豇豆的基質效應為121%～236%，平均基質效應為155%。通過比較發現，僅1號和5號農藥表現出青花菜的基質效應強于豇豆，其余18種農藥的基質效應表現出一致性，即豇豆的基質效應強于青花菜。圖1（b）為食用菌類蔬菜的基質效應。從圖1（b）中可以看出，食用菌中也存在較強的基質效應，黑木耳的基質效應范圍為72%～151%，平均值為94%；雙孢蘑菇的基質效應為95%～204%，平均基質效應為129%；平菇的基質效應范圍為111%～227%，平均值為143%。20種農藥在這3種食用菌中的基質效應表現出很好的一致性，強弱順序依次為平菇、雙孢蘑菇、黑木耳。

圖2為鱗莖類、茄果類（a）、葉菜類（b）和根莖類（c）的蔬菜的基質效應柱狀圖。從圖2中可以看出，這些蔬菜品種的基質效應層次不齊，既有增強效應也有減弱效應。圖2（a）中番茄的基質效應為81%～173%，平均值為112%；洋蔥的基質效應為71%～153%，平均值為97%，且20中農藥的基質效應都表現出番茄強于洋蔥。圖2（b）為葉菜類的基質效應，芹菜、大白菜和生菜中的基質效應為分別為63%～143%、66%～145%、74%～154%；平均值分別為88%、89%、100%。比較發現3種基質中20種農藥的基質效應分布在100%左右，即不同種類的農藥表現出不同的基質效應。但生菜中的基質效應要普遍強于芹菜和大白菜，大白菜和芹菜之間的基質效應相當。圖2（c）為根莖類蔬菜的基質效應，白蘿卜和胡蘿卜的基質效應分別為68%～157%、89%～190%；平均值分別為97%、120%。白蘿卜的基質效應強于胡蘿卜的基質效應。

2.3 不同農藥的基質效應比較

20種農藥在不同基質中的基質表現出一致性，但農藥的種類不同基質效應差別也不同，20種農藥在不同蔬菜中的基質效應如圖3所示。從圖3中可以看出，1～5號農藥在所有的基質中都表現為基質增強效應，分別為甲基對硫磷、殺螟松、三唑磷、噠螨靈、五氯硝基苯，其中甲基對硫磷、殺螟松、三唑磷為中等極性，噠螨靈和五氯硝基苯為弱極性，在不同蔬菜中的基質效應分別為132%～257%、124%～236%、143%～222%、111%～160%、114%～217%，平均值分別為177%、166%、176%、133%、145%。研究發現甲基對硫磷的平均基質效應最強，10、11號農藥分別為氟蟲腈、對硫磷，屬于中等偏弱極性，在大部分基質中表現出增強效應，但在芹菜、大白菜、黑木耳基質中表現出較小程度的基質減弱，氟蟲腈在大白菜、芹菜基質中最小的基質效應依次為98%、97%；對硫磷在大白菜、芹菜、黑木耳基質中的最小基質效應依次為82%、88%、86%。6-9和12-20號農藥大部分屬于弱極性農藥，僅甲拌磷為中等極性，它們在蔬菜基質中即表現出增強又表現出減弱效應，且增強減弱效應分布相對均勻，偏差范圍在 ±47%。

3 結論

通過GC-MS/MS法考察了不同種類農藥在不同種類蔬菜中的基質效應大小，結果表明，20種農藥中蕓薹類（青花菜）和豆類（豇豆）蔬菜表現出很強的基質增加效應；農藥種類不同，表現出的基質效應也不相同，極性較強的農藥普遍表現出基質增強效應，而弱極性農藥會受蔬菜種類的影響，從而表現為基質增強或減弱效應。因此，在實際檢測工作中，青花菜、豇豆中的農藥和極性較強的農藥受基質效應干擾大，應該采用合理的手段消除基質效應。

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