氣相色譜-串聯質譜法測定烏龍茶中5種氨基甲酸酯類農藥

余宇成，方 靈，蘇德森*，林 虬，傅建煒，羅 超

(1.福建省農業科學研究院 農藥質量標準與檢測技術研究所 福建省精密儀器農業測試重點實驗室，福建福州 350001；2.福建省食品藥品質量檢驗研究院，福建 福州 350005)

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氣相色譜-串聯質譜法測定烏龍茶中5種氨基甲酸酯類農藥

余宇成1，方 靈1，蘇德森1*，林 虬1，傅建煒1，羅 超2

(1.福建省農業科學研究院 農藥質量標準與檢測技術研究所 福建省精密儀器農業測試重點實驗室，福建福州 350001；2.福建省食品藥品質量檢驗研究院，福建 福州 350005)

建立了烏龍茶中5種氨基甲酸酯農藥(速滅威、異丙威、仲丁威、殘殺威和抗蚜威)同時測定的氣相色譜-串聯質譜(GC-MS/MS)分析方法。樣品經正己烷-乙酸乙酯(1∶1)混合溶液提取后，通過400 mg PSA/400 mg C18/1 200 mg MgSO4的QuEChERS試劑盒進行凈化，Rxi-5 Sil MS毛細管柱(30 m，0.25 mm×0.25 μm)進行分離，串聯質譜進行定性定量分析。5種農藥在各自的線性范圍(速滅威和殘殺威為5～500 μg/kg，異丙威、仲丁威和抗蚜威為1～500 μg/kg)內具有良好的線性關系，相關系數(r2)均大于0.99；在5，20，100 μg/kg 3個加標水平下，速滅威和殘殺威的平均回收率為77.5%～95.4%，相對標準偏差(RSD，n=6)為2.1%～6.1%，檢出限和定量下限分別為1 μg/kg和5 μg/kg；在1，20，100 μg/kg 3個加標水平下，異丙威、仲丁威和抗蚜威的平均回收率為79.5%～102.5%，RSD為2.0%～8.2%，檢出限和定量下限分別為0.2 μg/kg和1 μg/kg。該方法操作簡單、靈敏度高、重現性好，可滿足烏龍茶樣品中5種氨基甲酸酯類農藥殘留的分析要求。

烏龍茶；QuEChERS；氨基甲酸酯農藥；氣相色譜-串聯質譜

氨基甲酸酯農藥是一類廣譜殺蟲劑，是以甲酸酯為前體化合物發展而來的，由于其具有藥效快、殺蟲譜廣、易代謝、高效、選擇性強等優勢[1]，在農業生產過程中得到廣泛使用。但氨基甲酸酯類農藥屬于膽堿酯酶抑制劑，可以抑制人體內的乙酰堿酯酶，使體內的酶活性下降而引起中毒，如滅多威可引起頭昏、頭痛和視力模糊等不良反應，嚴重時危害神經系統；涕滅威亞砜和涕滅威砜可能對小牛胸腺DNA造成加合作用[2-5],對人體健康造成嚴重危害，同時，該農藥殘留對環境也產生越來越大的影響。因此，世界各國及組織先后制定了多種氨基甲酸醋類農藥的最高殘留限量(MRL)[6-9]，限量標準日益嚴格。烏龍茶作為我國產量較大的茶葉品種之一，其在種植過程中農藥濫用導致的農藥殘留問題已經成為影響我國烏龍茶出口的重要原因之一，形成的貿易壁壘嚴重阻礙了我國烏龍茶產業的發展。因而控制茶葉農藥殘留量，保證其品質顯得越來越重要。

目前，對氨基甲酸酯類農藥殘留分析主要采用氣相色譜法、液相色譜法、液相色譜-串聯質譜法和氣相色譜-串聯質譜法[10-15]。但氣相色譜法對于氨基甲酸酯類農藥的靈敏度較低；液相色譜法檢測氨基甲酸酯類農藥時，需進行衍生，操作復雜，衍生試劑昂貴，易發生衍生不完全的現象；而液相色譜-串聯質譜的檢測成本相對較高，且操作較為繁瑣。因此，探索一種前處理簡便、靈敏度高的檢測方法迫在眉睫。本研究選取福建特色茶種烏龍茶作為研究對象，考察了仲丁威、異丙威、抗蚜威、速滅威、殘殺威5種氨基甲酸酯類農藥殘留特性，建立了氣相色譜-串聯質譜檢測烏龍茶中5種氨基甲酸酯農藥殘留的分析方法。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Shimadzu GC-MS TQ8040氣相色譜-串聯質譜儀(日本島津公司)；渦旋振蕩器(德國IKA公司)；HGC-36A氮吹儀(天津恒奧有限公司)；KQ-500DE超聲儀(昆山市超聲儀器有限公司)；Anke TDL-5-A離心機(上海安亭科學儀器廠)；AL 204電子天平(瑞士Mettler Toledo公司)。

色譜純的丙酮、正己烷、乙酸乙酯，QuEChERS試劑盒(400 mg PSA/400 mg C18/1 200 mg MgSO4)均購自中國Dikma公司；仲丁威、異丙威、抗蚜威、速滅威、殘殺威5種標準物質均購自Dr.Ehrenstorfer公司(德國)，純度均≥98%。

氨基甲酸酯標準溶液的配制：稱取5種氨基甲酸酯標準物質各0.01 g，用丙酮溶解定容至10 mL，配成1 mg/mL的標準儲備液；準確量取5種氨基甲酸酯標準儲備液各0.1 mL至同一10 mL容量瓶中，丙酮定容并混勻，配成10 μg/mL的混合標準工作液。

1.2 樣品前處理

準確稱取1 g 烏龍茶樣品至50 mL 聚丙烯離心管中，加入10 mL正己烷-乙酸乙酯(1∶1)混合溶液，旋渦振蕩后超聲30 min，5 000 r/min 離心5 min，取上清液，待凈化。

將提取液加入盛有400 mg PSA/400 mg C18/1 200 mg MgSO4的QuEChERS試劑盒中(試劑盒為15 mL離心管)，旋渦振蕩10 min，使吸附劑與提取液充分接觸；振蕩后以5 000 r/min離心5 min，將上清液轉移至一潔凈試管中，氮吹至干，丙酮定容至1 mL，供 GC-MS/MS分析。

1.3 色譜-質譜條件

氣相色譜條件：色譜柱為Rxi-5 Sil MS(30 m，0.25 mm×0.25 μm)；進樣口溫度250 ℃；柱溫：柱溫箱初始溫度為50 ℃，以20 ℃/min升至180 ℃，再以5 ℃/min升至280 ℃，保持5 min；進樣方式：不分流進樣；進樣量：1 μL；載氣：高純氦氣(99.999%)，恒定流速：1 mL/min。

質譜條件：電子轟擊離子源(EI源)；離子源電壓：70 eV；離子源溫度：200 ℃；接口溫度：250 ℃；溶劑延遲4 min；5種待測組分的保留時間、母離子、特征離子碎片、碰撞電壓及駐留時間信息見表1。

表1 5種氨基甲酸酯農藥的質譜信息

* quantitative ion pairs

2 結果與討論

2.1 GC-MS/MS方法的建立

茶葉是當前分析測試領域公認的成分復雜的基質之一，含有大量易揮發性物質和色素，即使通過一定手段進行凈化，在分析時仍存在較大干擾，使用氣相色譜或單級質譜分析定量均有一定難度，因此本研究采用選擇性高、抗干擾能力強及靈敏度高的串聯質譜進行分析，并對5種氨基甲酸酯農藥的色譜條件和質譜條件進行了優化。

實驗首先通過單一標準物質全掃描，確定各組分的保留時間(見表1)。結果發現，除仲丁威和殘殺威的保留時間相近外，其他3種農藥均有很好的分離。而通過改變升溫程序仍不能較好的分離仲丁威和殘殺威，但同一時間出峰的化合物可通過多反應監測(MRM)中離子對的響應進行區分，對樣品中的農藥殘留含量測定無影響，因此本研究對其分離未做進一步優化。確定保留時間后，通過全掃描數據確定各組分的前體離子信息，確定相對豐度較大、高質量的，且能產生較強響應的碎片離子作為前體離子；再通過Smart Database MRM優化工具確定各組分的碎片離子信息及最優的碰撞電壓(表1)，從而建立了烏龍茶中5種氨基甲酸酯類農藥的GC-MS/MS檢測方法。5種氨基甲酸酯農藥的總離子流圖見圖1A。

圖1 5種氨基甲酸酯農藥標準溶液(A)及空白樣品加標(0.05 μg/mL,B)的總離子流色譜圖

圖2 不同提取溶劑條件下5種農藥的平均提取效率Fig.2 Average extraction efficiencies of 5 carbamate pesticides under the conditions of different extraction solvents the number denoted was the same as that in Fig.1

2.2 前處理方法的優化

目前常用于農藥殘留提取的溶劑主要有乙腈、正己烷、乙酸乙酯、丙酮及其混合溶液，乙腈的飽和蒸汽壓低，揮發性較低；丙酮和乙酸乙酯屬中等極性，提取能力更強。本研究比較了乙腈、乙腈-丙酮(1∶1)、正己烷及正己烷-乙酸乙酯(1∶1) 4種不同提取溶劑的提取效率(圖2)。結果顯示，正己烷的提取效率最差，而常用的乙腈及其與丙酮混合溶劑的提取效率也偏低，其原因可能是茶葉基質較為復雜，乙腈及乙腈-丙酮混合溶液的共提取物較多，產生了較強的基質效應，從而對目標化合物的響應產生了抑制，而采用正己烷-乙酸乙酯(1∶1)混合溶液提取時，5種農藥的平均回收率最高。因此本研究選用正己烷-乙酸乙酯(1∶1)混合溶液對烏龍茶中5種氨基甲酸酯類農藥進行提取。

2.3 凈化方法的優化

烏龍茶中主要含有氨基酸、多元酚類、咖啡因、植物色素、有機酸等大量干擾成分，這些揮發性成分在氣相色譜測定時對目標組分的定量具有很大影響，因此需對樣品進行凈化，以盡可能除去基質干擾成分。目前，對于樣品中氨基甲酸酯類農藥測定的凈化方法主要為固相萃取(SPE)法，該方法雖能有效除去雜質，但操作復雜、耗時、耗溶劑。QuEChERS凈化方法主要用于農藥殘留分析，該凈化方法具有快速、操作簡便、高效等特點，并且樣品損失大幅減少，回收率更高。其使用的PSA，C18和GCB吸附劑對碳水化合物、脂肪酸、脂類、有機酸以及色素具有很好的吸附效果。因此本研究采用QuEChERS凈化方法，選用成本低的QuEChERS試劑盒(400 mg PSA/400 mg C18/1 200 mg MgSO4)對樣品進行凈化，并比較了相同條件下SPE固相萃取法和QuEChERS方法對烏龍茶樣品的凈化效果。結果顯示，5種農藥在QuEChERS凈化方法下，平均回收率均高于SPE法。其原因可能是固相萃取柱在使用時由于茶葉樣品雜質較多，易導致柱體堵塞，目標物未能完全洗脫；或樣品與固相萃取填料接觸時間不夠，未完全凈化，導致凈化后樣品基質效應仍明顯。空白樣品經QuEChERS法凈化后，5種氨基甲酸酯類農藥加標的總離子流圖如圖1B所示，可以看出，樣品經凈化后，在目標物出峰處無干擾，能夠較好的進行定量分析。

2.4 線性范圍與靈敏度

取不含該5種氨基甲酸酯農藥殘留的空白烏龍茶樣品，通過本研究的前處理方法提取凈化后，用該空白樣品提取液稀釋標準儲備液配制成系列濃度的基質匹配標準工作液，采用“1.3”色譜及質譜條件分析后，以各目標組分的濃度(X，μg/kg)與對應的響應峰面積(Y)繪制基質匹配標準曲線，根據S/N≥3(信噪比)和S/N≥10分別確定方法檢出限(LOD)和定量下限(LOQ)，結果見表2。從表2可以看出，速滅威和殘殺威在5～500 μg/kg，其余3種農藥在1～500 μg/kg范圍內具有良好的線性關系，相關系數(r2)均大于0.99；5種氨基甲酸酯農藥的LOD和LOQ分別為0.2～1.0 μg/kg和1.0～5.0 μg/kg，方法的靈敏度滿足痕量分析的要求。

表2 5種氨基甲酸酯農藥的線性方程、相關系數、檢出限及定量下限

2.5 方法的回收率與精密度

向空白烏龍茶樣品中添加不同濃度的5種氨基甲酸酯農藥標準，添加水平參照GB/T 27404-2008 實驗室質量控制規范要求，按照優化方法進行實驗，每個濃度做6個平行，并做空白對照，計算加標回收率和相對標準偏差(RSD)，結果見表3。從表3可以看出，在5，20，100 μg/kg 3個加標水平下，速滅威和殘殺威的平均回收率為77.5%～95.4%，RSD為2.1%～6.1%；在1，20，100 μg/kg 3個加標水平下，異丙威、仲丁威和抗蚜威的平均回收率為79.5%～102.5%，RSD為2.0%～8.2%，方法的準確度及精密度滿足農藥殘留分析的要求，可應用于烏龍茶中5種氨基甲酸酯農藥殘留的檢測分析。

表3 5種氨基甲酸酯農藥的加標回收率及相對標準偏差(n=6)

3 結 論

本文建立了烏龍茶中速滅威、異丙威、仲丁威、殘殺威和抗蚜威同時測定的氣相色譜-串聯質譜的定性定量方法。采用改進的QuEChERS方法進行前處理，正己烷-乙酸乙酯混合溶液(1∶1)提取后，通過400 mg PSA/400 mg C18/1 200 mg MgSO4的QuEChERS試劑盒進行凈化，可有效去除有機酸、脂肪酸、甾醇、色素等雜質。采用GC-MS/MS動態多反應監測模式進行分析，5種氨基甲酸酯農藥在各自線性范圍內相關性良好，檢出限和定量下限均滿足痕量殘留分析的要求。本方法前處理簡單，耗時少、成本低，能較好地排除烏龍茶基質的干擾，可用于烏龍茶樣品中氨基甲酸酯類農藥殘留的簡便、快速、準確檢測。

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Determination of Five Carbamate Pesticides Residues in Oolong Tea by Gas Chromatography-Tandem Mass Spectrometry

YU Yu-cheng1，FANG Ling1，SU De-sen1*，LIN Qiu1，FU Jian-wei1，LUO Chao2

(1.Key Laboratory of Precision Instrument and Agriculture of Fujian Province，Institute of Agricultural Quality Standards and Testing Technology，Fujian Institute of Agricultural Sciences，Fuzhou 350001，China;2.Fujian Institute for Food and Drug Quality Control，Fuzhou 350005，China)

A gas chromatography-tandem mass spectrometric(GC-MS/MS) method was developed for the determination of 5 carbamate pesticides residues，i.e，metolcarb，isoprocarb，fenobucarb，propoxur and pirimicarb in Oolong tea samples.The sample was extracted with hexane-ethyl acetate mixed solution,and the extract was cleaned up with a QuEChERS kit，including 400 mg PSA/400 mg C18/1 200 mg MgSO4.The mixed targets were separated on a Rxi-5 Sil MS(30 m，0.25 mm×0.25 μm) capillary column,and pesticide residues were identified and quantified by GC-MS/MS.5 carbamate pesticides had good linear relationships in each linear range(5-500 μg/kg for metolcarb and propoxur，1-500 μg/kg for isoprocarb，fenobucarb and pirimicarb)，and the correlation coefficients were higher than 0.99.The mean recoveries of metolcarb and propoxur in black Oolong tea at spiked levels of 5，20，100 μg/kg were in the range of 77.5%-95.4%,with RSDs(n=6) of 2.1%-6.1%.The LODs and LOQs for the two targets were 1 μg/kg and 5 μg/kg，respectively.The mean recoveries of isoprocarb，fenobucarb and pirimicarb at spiked levels of 1，20，100 μg/kg were in the range of 79.5%-102.5%with RSDs(n=6) of 2.0%-8.2%.The LODs and LOQs were 0.2 μg/kg and 1 μg/kg，respectively.With the advantages of simple operation，high sensitivity and good reproducibility,this method could meet the requirements for the determination of 5 kinds of carbamate pesticides residues in Oolong tea samples.

Oolong tea;QuEChERS;carbamate pesticides;gas chromatography-tandem mass spectrometry(GC-MS/MS)

2016-06-27；

2016-07-29

福建省屬公益類科研院所基本科研專項(2014R1025-4,2015R1025-2,2016R1024-5)

10.3969/j.issn.1004-4957.2016.12.012

O657.63;F767.2

A

1004-4957(2016)12-1586-05

*通訊作者：蘇德森，碩士，副研究員，研究方向：農產品質量安全與風險評估，Tel：0591-87869475，E-mail：7592763@qq.com