QuEChERS-氣相色譜-三重四級桿質譜法檢測石榴中的19種含磷農藥殘留

金婷，孫欣，李卓瓦，馮曉慧，譚勝兵，王明林*

1(棗莊學院 食品科學與制藥工程學院，山東 棗莊，277000)2(山東農業大學 食品科學與工程學院，山東 泰安，271000)

石榴(Punicagranatum)又名安石榴、丹若、金罌，為石榴科(Punicacae)[1]植物，是一種深受人民喜愛的一種水果，石榴不僅能作為生鮮果實，而且能加工成各種產品，如石榴汁、石榴酒、石榴果醋等，另外石榴中富含多酚、花色苷等活性物質，具有消炎、抗癌、抗氧化等多種生理功能[2]。鑒于石榴的食藥兩用功能，人們對其需求量日益增加，為了增加產量，石榴園田間大量使用除草劑、殺菌劑、殺蟲劑等各種農藥以保證石榴的豐產[3-4]，其中有機磷農藥對防治果園的病蟲害具有經濟、高效、方便等特點，因此在石榴園中的使用尤為常見。有機磷農藥在我國的使用量占農藥總數的50%，而劇毒有機磷農藥占整個農藥產量的35%，其中以對硫磷、甲基對硫磷、樂果等高毒性品種使用最多[5]。對有機磷農藥殘留量進行監控成為石榴產業中重要的一個環節，而對其建立一種快速、高效、靈敏度高的多殘留農藥檢測技術顯得十分重要。

目前最常采用的有機磷農藥測定方法主要有氣相色譜法、高效液相色譜法、氣相色譜-質譜聯用法和液相色譜-質譜聯用法[6-9]；常用前處理方法有：固相萃取、基質固相分散、超臨界流體萃取、微波輔助萃取和分子印跡固相萃取等。QuEChERS方法自2003年被推出后，就以其快速、簡單、廉價、有效、可靠和安全的特點被廣泛應用于水果和蔬菜的農藥殘留測定[10-18]。沈丹玉等[19]運用QuEChERS前處理法結合氣相色譜技術建立了針對雞腿菇中14種有機磷農藥殘留量的快速分析方法。吳春梅等[20]采用QuEChERS方法結合在線凝膠滲透色譜-氣相色譜質譜聯用儀，快速測定蔬菜中24種多農藥殘留。劉永等[21]測定了蔬菜中4種有機磷農藥及其代謝產物。

目前針對石榴的研究大都集中在其加工產品和有效成分的研究中，而國內對石榴農殘測定方法的研究為數不多，本文對石榴中多種有機磷農藥進行測定，對經典的QuEChERS前處理方法條件進行有針對性的調整，采用氣相色譜-三重四級桿質譜法進行樣品測定，旨在建立一種簡單快速、重復性好，且能同時測定石榴中19種有機磷殘留的方法。

1 材料與方法

1.1 儀器與設備

TQ8030三重四級桿氣質聯用儀，配有EI源(日本島津公司)；WH-866渦旋混勻器(上海生析超聲儀器有限公司)；SE202FZH電子天平(奧豪斯國際貿易上海有限公司)；NDK200-2氮吹濃縮儀(上海皓莊儀器有限公司)；TDL-40B離心機(上海安亭科學儀器廠)。

1.2 材料及試劑

實驗所用石榴樣品均購于本地農貿市場。

乙酸乙酯、乙腈、丙酮：色譜純，天津Bonna-Agela公司；乙酸銨、MgSO4、Na2SO4、NaCl、C18、N-丙基乙二胺(PSA)、弗羅里硅土：分析純，天津Bonna-Agela公司。

敵敵畏、滅線磷、久效磷、甲拌磷、甲基乙拌磷、樂果、乙拌磷、安果、除線磷、殺螟硫磷、毒死蜱、倍硫磷、對硫磷、稻豐散、喹硫磷、溴硫磷、抑草磷、乙硫磷、三唑磷(純度≥95，外標)，德國DrEhrenstorfer GmbH公司。

1.3 樣品前處理

將石榴果粒完整取出，去掉石榴籽后放入組織搗碎機內搗碎。準確稱取搗碎后的10 g樣品放入50 mL離心管中，加入10 mL乙酸乙酯進行均質30 s。再加入4 g MgSO4和1 g NaCl渦旋1 min，在5 000 r/min離心5 min，取1 mL上層清液轉移至裝有75 mg PSA的離心管中，渦漩振蕩30 s，于5 000 r/min再次離心5 min，取上層清液用0.22 μm有機濾膜過濾，濾液進行GC-MS/MS分析。

1.4 標準工作液的配制

準確稱取約10.0 mg標準品于10 mL容量瓶中，用丙酮定容；取相應量的單標儲備液于100 mL容量瓶中，用丙酮配制成10 mg/L的標準混合儲備液，于4 ℃冰箱中避光保存。

使用時，為消除基質效應，將標準混合儲備液用按1.3方法處理后的石榴提取液溶液稀釋至質量濃度為0.01、0.05、0.1、0.2、0.5和1.0 mg/L的系列標準溶液，于4 ℃條件下保存。

1.5 分析條件

1.5.1 色譜條件

色譜柱：Rtx-5MS(30 m×0. 32 mm×0.25 μm)；載氣：氦氣(He)；進樣口溫度：280 ℃；程序升溫：初始60 ℃；保持1 min；然后以25 ℃/min升溫到180 ℃；再以10 ℃/min升溫至280 ℃/min并保持5 min；色譜柱流量：1 mL/min；進樣量：1 μL；不分流進樣。

1.5.2 質譜條件

離子源：電子轟擊離子源(EI)；離子源溫度：230 ℃；接口溫度：250 ℃；溶劑延遲時間：3 min；掃描方式：多反應監測模式(MRM)；碰撞氣：氬氣。19種有機磷農藥在串聯質譜條件下的定性離子對和定量離子對等質譜參數及保留時間見表1。

表1 19種有機磷農藥的質譜分析參數Table 1 MS/MS parameters of 19 organophosphoruspesticides

續表1

編號化合物保留時間/min母離子(m/z)子離子(m/z)碰撞電壓/eV17抑草磷12.416286.10202.10?(14)185.00(30)258.10(8)18乙硫磷13.505230.90174.90?(14)184.90(12)129.00(24)19三唑磷13.784257.00162.00?(8)134.00(22)119.00(26)

注：*為定量離子

2 結果與討論

2.1 提取溶劑的選擇

根據相似相溶原則，一般選用乙腈、乙酸乙酯、丙酮為農藥提取劑。本實驗采用此3種溶劑作為QuEChERS前處理的萃取溶劑并進行比較。結果發現，丙酮提取液的顏色最深，因丙酮極性強，將石榴中的水溶性色素和雜質大量提取出來，且后期很難與水進行分離，凈化過于困難[22]。乙腈和乙酸乙酯提取液顏色都較淺，對這2種溶劑提取后的回收率進行了測定，部分結果見圖1。從圖中可以看出，其中乙酸乙酯為溶劑的農藥回收率大多高于乙腈，且使用乙酸乙酯作為溶劑可直接進行GC-MS/MS分析，不需要溶劑交換，并且安全、環保，所以本實驗選擇使用乙酸乙酯為提取溶劑。

圖1 不同提取劑對6種典型含磷農藥回收率
的影響
Fig.1 Influence of different extractants on the recovery
rate of six typical phosphorus pesticides

2.2 凈化劑的選擇

本研究比較了PSA、C18、弗羅里硅土及中性氧化鋁4種凈化劑的效果。其中PSA具有弱的陰離子交換能力，通過氫鍵與目標物作用可除去脂肪酸、有機酸、糖和色素。應用于石榴樣品中凈化效果較好，不需要另加其他的凈化劑便可達到要求；而另外3種凈化劑盡管對樣品中酯類物質、甾醇及芳香族等物質具有清除能力[23]，但去除后溶液顏色均較深，需要進一步凈化或要應用多種凈化劑復合凈化，使得提取液中的目標物質發生損失而導致回收率降低。綜合考慮，選擇PSA作為吸附劑。

2.3 凈化劑用量的選擇

本實驗考查了PSA用量分別為25、50、75、100、125 mg時的凈化效果，部分結果見圖2。從結果可以看出，當PSA用量為75 mg時，回收率普遍最高，而當PSA用量繼續升高時，對目標物質會有一定的損失，導致回收率下降。故本實驗采用75 mg的PSA對樣品進行凈化。

圖2 凈化劑用量對6種典型含磷農藥回收率
的影響
Fig.2 Influence of the amount of detergent on the
recovery rate of six typical phosphorus pesticides

2.4 基質效應

基質效應是指樣品中被分析物以外的組分對分析過程及結果準確性的影響和干擾[24]。石榴果實的基質在農藥殘留檢測中有一定干擾，本實驗采用石榴基質樣品，按照前處理方法進行提取、凈化等步驟，以保證目標農藥在測定排除基質對目標物質的干擾，并且用它做成基質匹配標準曲線，用它對樣品進行計算，來減弱基質效應的影響[25-26]。

2.5 方法驗證

本實驗以基質標準曲線進行定量，在有效的線性范圍內，對石榴提取物按低、中、高3個水平進行加標實驗，考慮到待測物質含量較少，接近方法的檢出限，因此選擇0.01、0.02、0.05 mg/kg 3個較低濃度的級別進行添加，每個添加平行進行3次，以3倍的信噪比確定為方法的檢出限，以10倍信噪比確定定量限，其線性關系、相關系數、添加回收率等結果見表2，MRM模式總離子流圖見圖3。

表2 十九種農藥的相關系數(r)、添加回收率、相對標準偏差、檢出限(S/N=3)和定量限(S/N=10)Table 2 Linear ranges, correlation coefficients(r), average recoveries, relative standard deviations, limits ofdetection(S/N=3) and limits of quantification(S/N=10)for the 19 pesticides

續表2

編號化合物相關系數/(r)添加水平/(mg·kg-1)回收率/%相對標準偏差(n=3)/%檢出限/(μg·kg-1)定量限/(μg·kg-1)19三唑磷0.996 70.010.020.05110.5120.9118.26.02.41.11.75.6

A-標樣1.0 mg/L；B-石榴添加回收 0.05 mg/kg;1-敵敵畏；2-滅線磷；3-久效磷；4-甲拌磷；5-甲基乙拌磷；6-樂果；7-乙拌磷；8-安果；9-除線磷；10-殺螟硫磷；11-毒死蜱；12-倍硫磷；13-對硫磷；14-稻豐散；15-喹硫磷；16-溴硫磷；17-抑草磷;18-乙硫磷;19-三唑磷圖3 總離子流圖Fig.3 Total ion chromatograms

從表2可以看出，19種有機磷農藥在0.01～1.0 mg/L的線性范圍內有良好的線性關系，均達到0.99以上；19種含磷農藥的平均回收率為73.5%～120.9%；相對標準偏差為1.1%～15.7%。表明該方法有良好的精密度和準確度，能滿足19種含磷農藥的檢測要求。

2.6 實際石榴樣品的殘留檢測

依據上述優化后的實驗條件，對從市場上購買的石榴樣品進行了檢測，在所測定的石榴中共檢出久效磷和樂果2種農藥，濃度分別為9.03 μg/kg和4.74 μg/kg，其余均未檢出。

3 結論

本研究建立了QuEChERS-氣相色譜-串聯質譜同時檢測石榴中19種含磷農藥殘留量的分析方法，采用外標法定量，MRM監測模式。本實驗重點對前處理方式進行了優化，與QuEChERS方法中普遍采用以乙腈為提取溶劑的方式相比，在本實驗中選用的乙酸乙酯對于石榴果實中目標物質的提取更為有效，而對后續凈化處理的效率得到提高，以PSA為凈化劑，用量75 mg即可達到較為理想的效果。結果表明19種含磷農藥在0.01～1.0 mg/L的線性范圍內有良好的線性關系；其測定的平均回收率為73.5%～120.9%。該方法操作簡便安全，準確度及精密度較好，適合進行石榴中19種有機磷類農藥的快速檢測。