UPLC-MS/MS測定蔬菜中5種酰胺類農藥的基質效應

屠雨晨，王明芳，彭力，黃華，唐佳妮

(浙江中科院應用技術研究院分析測試中心，浙江 嘉興 314006)

酰胺類殺蟲劑是近幾年由Dupont公司從鄰氨基苯甲二酰胺類化合物中篩選出來的廣譜殺蟲劑，對危害水稻、棉花等多種作物上的重要鱗翅目害蟲具有較好的防治效果[1]。隨著這些新型農藥的廣泛應用，其殘留問題可能給農產品帶來安全隱患[2]。為保障消費者健康和避免不必要的農業損失和國際貿易爭端[3]，有必要建立這5種化合物殘留的分析方法。然而，蔬菜樣品在被檢測的過程中往往會存在基質效應，導致檢測結果與實際數值偏差變大[4]。美國臨床實驗室標準化委員會(NCCLS)認為，基質效應是除目標分析物以外，樣品中其他成分對待測物測定值的影響[5]，根據襯底對響應值的不同影響，將基體效應分為基體增強效應和抑制效應[6]。基質效應的存在嚴重影響農藥殘留定量分析結果的準確性，因此，對基質效應進行評估，可指導方法改進并采取有效的基質效應補償措施，保證檢測結果的準確性[6]。目前，對于有機磷等常用農藥在蔬菜中的基質效應有著廣泛的探討和研究[7-8]，但是針對蔬菜中酰胺類農藥的基質效應的研究文獻并未見報道。

本文采用QuEChERS樣品前處理方法與UPLC-MS/MS分析檢測方法有機結合，研究蔬菜種類、農藥品種以及農藥濃度對5種酰胺類農藥基質效應的影響，以期獲得液相色譜串聯質譜法在酰胺類農殘檢測時數據精確性的影響結果，考察不同蔬菜基質標樣能否合并使用的可能性。

1 材料與方法

1.1 儀器、試劑與材料

主要儀器有Acquity H超高效液相色譜-串聯質譜儀(UPLC-MS/MS)，配電噴霧離子源(ESI)，均為美國Waters公司；D-9勻漿器(德國Miccra GmbH公司)；樣品均質機(法國Robot Coupe公司)。

農藥標準物質包括氯蟲苯甲酰胺、溴氰蟲酰胺和氟啶蟲酰胺(純度≥99%，北京曼哈格生物科技有限公司)，氟酰胺(純度99.5%，上海阿拉丁生化科技股份有限公司)，氟吡菌胺(純度90.0%±0.5%，德國DR)5種農藥標準品。

主要試劑乙腈(色譜純)、甲酸(色譜純)和乙酸銨(色譜純)均購于美國Fisher Scientific公司；無水硫酸鎂(分析純，上海安譜試驗科技股份有限公司)；乙二胺-N-丙基硅烷(PSA)和十八(烷)基硅烷(C18)均購于上海安譜試驗科技股份有限公司；試驗用水符合GB/T 6682—2008規定的一級水。

樣品。根據GB 2763—2016對蔬菜類別的分類，選取以下蔬菜：根菜類蔬菜(胡蘿卜、甘薯、白蘿卜)、莖菜類蔬菜(蓮藕、馬鈴薯、冬筍、姜、茨菇、芋艿、荸薺)、葉菜類蔬菜(菠菜、茼蒿、甘藍、洋蔥、白菜、芹菜、包心菜、韭菜、大蔥、大蒜)、花菜類蔬菜(金針菇、花椰菜、芥藍、西藍花)、果菜類蔬菜(黃瓜、冬瓜、番茄、南瓜、絲瓜、苦瓜、辣椒、茄子、豇豆、玉米、刀豆)等共35種蔬菜，將樣品置于食品加工器中充分粉碎，制成待測樣，冷藏保存。

1.2 試驗條件

1.2.1 樣品前處理

試驗使用QuEChERS方法對35 種目標物進行提取和凈化。稱取40 g試樣(精確至0.01 g)放入250 mL離心管中，加入40 mL乙腈，在勻漿機中高速勻質3 min后加入20 g無水硫酸鎂，再勻質3 min，將離心管放入離心機中，3 000 r·min-1離心5 min。分取上層清液15 mL用于凈化處理。

試驗選擇100 mg PSA和100 mg C18這2種吸附劑作為凈化材料對提取液進行凈化，將所取上清液分別置于已裝有QuEChERS填料(PSA、C18和無水硫酸鎂)的15 mL帶蓋聚四氟乙烯離心管中，渦旋劇烈振蕩30 s后以3 000 r·min-1離心5 min，取1 mL上清液過0.22 μm濾膜待測。

1.2.2 基質效應實驗

分別用1.2.1節處理后的不同蔬菜基質液將10.00 mg·L-1的5種混合標準儲備液配制成質量濃度為0.05和0.15 mg·L-1的基質配制標準溶液，每種基質做3組平行，以基質標準溶液和溶劑標準溶液的目標物峰面積相對比值評價基質效應。

1.2.3 色譜條件

本試驗所使用的色譜柱為Waters BEH C18(1.7 μm，2.1×100 mm)；柱溫35 ℃；流速為0.3 mL·min-1；根據5種酰胺類農藥的不同特性，選擇合適的流動相以及梯度洗脫條件。本試驗采用2 mM乙酸銨(A相)和乙腈(B相)作為流動相，梯度洗脫條件如表1所示。

表1 液相色譜梯度洗脫條件

1.2.4 質譜條件

采用電噴霧(ESI)正離子模式掃描采集數據；多反應監測(MRM)；離子源電壓3KV；脫溶劑氣流速800 L·h-1；反吹氣流速50 L·h-1，其他質譜條件參數詳見表2。

表2 5種酰胺類農藥的質譜檢測參數信息

注：*定量離子對。

2 結果與分析

2.1 絕對基質效應的評價

基質效應是指樣品中除了目標分析物以外的其他成分對待測物質量濃度的影響，即基質對分析方法準確性的干擾。

當ME(100×基質中分析物的峰面÷純溶劑分析物的峰面)>100%時，表明該基質對目標化合物存在基質增強效應；相反ME<100%時，表明該基質對目標化合物存在基質抑制現象。當|ME-1|≤20%時，其數值在誤差范圍之內，可以認為該基質沒有基質效應；若|ME-1|處20%～50%，則表明該基質有中等基質效應；|ME-1|>50%，說明基質效應較強，且表現為基質對分析物的響應強度增強。比較5種酰胺類農藥的基質響應相對強度(ME)，依此對每個農藥作圖，得到35種基質中5種農藥的ME圖。

2.2 農藥總離子流色譜圖

在1.2.3節的色譜條件下，5種酰胺類農藥混合標準液(濃度為0.05 mg·L-1)的總離子流色譜圖如圖1所示。出峰順序依次為氟啶蟲酰胺、溴氰蟲酰胺、氯蟲苯甲酰胺、氟吡菌胺和氟酰胺。5個農藥峰無互相疊加、干擾，均得到較好的分離。

2.3 蔬菜種類對基質效應的影響

根據GB 2763—2016對蔬菜類別的分類，將35種蔬菜分為根菜類、莖菜類、葉菜類、花菜類和果菜類5個種類。基質效應是由于內源性物質與被分析物一同流出造成的，這些物質與分析物共同流出噴霧針，對電荷產生競爭，影響分析物的霧化和揮發，導致最終進入質譜的離子減少或增強，從而產生基質抑制或增強效應[9]。將35種蔬菜基質配制成質量濃度為0.05和0.15 mg·L-1的農藥標準品，并將蔬菜基質效應結果分為2組。檢測結果如圖2所示，根據2.1節中提及的絕對基質效應評價方法，在同濃度同種農藥的情況下，以氟啶蟲酰胺和葉菜類蔬菜為例，洋蔥和大蒜的基質效應最強，呈基質抑制效應。由于該類樣品在攪碎制備的過程中會釋放出具有特殊氣味且不易被除去的硫化物，在質譜檢測中會產生嚴重的基質效應，影響檢測結果[10]。然而，同屬于葉菜類的菠菜卻無明顯的基質效應產生。絲瓜呈基質增強效應，然而當|ME-1|≤20%時，數值在誤差范圍內，可認為該基質沒有產生基質效應[11]。所以本試驗的35種基質均呈不同程度的基質抑制效應或未產生明顯的基質效應。

圖1 5種酰胺類農藥的總離子流色譜

圖2 不同濃度下酰胺類農藥在35種蔬菜基質中的基質效應

2.4 農藥種類和濃度對基質效應的影響

將添加0.05和0.15 mg·L-1的35種蔬菜在同種農藥中的基質效應進行比較，結果如圖3～4所示。根據2.1中提及的絕對基質效應評價方法可得出，35種蔬菜在農藥濃度為0.05 mg·L-1時的基質效應大于或等于0.15 mg·L-1的基質效應。但以辣椒、菠菜、包心菜和絲瓜作為基質時，農藥濃度為0.15 mg·L-1時的基質效應反而高于0.05 mg·L-1。相比較而言，氟啶蟲酰胺在35種蔬菜中受到的基質效應最強。邵康群等[7]在蔬菜中加入不同梯度的有機磷農藥，結果顯示，基質效應變化并不隨農藥濃度升高而增強，有些農藥表現出增強，有些則減弱，有些幾乎不影響，并無明顯規律可循。本試驗結果表明，不同酰胺類農藥的基質效應存在差異，改變農藥濃度會對基質效應產生一定的影響，有規律可循。

圖3 氟酰胺等農藥在2種濃度下對不同蔬菜的基質效應

圖4 氟啶蟲酰胺農藥在2種濃度下對不同蔬菜的基質效應

3 小結

本試驗選取5種酰胺類農藥，采用QuEChERS樣品前處理方法與UPLC-MS/MS分析檢測方法有機結合定量分析和研究農藥在35種蔬菜中的基質效應。試驗結果顯示，所選的5種酰胺類農藥在35種蔬菜基質中均產生基質抑制效應或未產生明顯的基質效應，由此可推斷出基質效應與蔬菜類別無直接關系，而是與蔬菜本身有關，不同酰胺類農藥的基質效應存在差異性，改變農藥濃度會對基質效應產生一定的影響，有規律可循。由于基質效應的復雜性，在實際的分析檢測過程中很難找到一種統一的方法來抵消基質效應的影響。

本文通過分析蔬菜種類、農藥種類及農藥濃度對基質效應的影響，對實際分析檢測中基質效應的評估提供依據。在實際檢測工作中，對于基質效應較強的化合物，最好對基質進行分類檢測或基質校正，這樣能大大減少基質效應的干擾，更好地保證結果的準確性。或者在可靠的測試結果前提下，對農藥進行稀釋，選取一種或幾種基質作為代表，在簡化前處理流程的同時還能保證數據的可靠性與準確性。