QuEChERS-超高效液相色譜-飛行時間質譜法快速篩查蔬菜中154種農藥殘留

李建勛，范蓓，周杰，甄云鵬，單吉浩*

1(農業農村部農產品質量安全收貯運管控重點實驗室，中國農業科學院農產品加工研究所，北京，100193) 2(河北冠卓檢測科技股份有限公司，河北 石家莊，050000) 3(沃特世科技(上海)有限公司，上海，100026)

農藥在預防病蟲害以及保證農產品產量和品質方面起到了積極的作用，因此被廣泛應用于農產品種植過程中。目前，農業生產中使用的農藥及化學品超過1 100種[1]。但伴隨著農藥的廣泛使用，濫用和誤用等不規范行為也隨之產生，殘留在農產品中的農藥給人類健康帶來潛在威脅，同時對國際貿易產生了不利影響。許多國家和國際性組織(如美國、日本、中國、CAC、歐盟和韓國等)針對農產品中農藥殘留的污染現狀制定了農藥最大殘留限量標準(MRLs)，例如歐盟規定了465種農產品中的162 248項標準，美國為351種39 147項，日本為579種51 600項，并且限量水平低至10 μg/kg，并呈逐年嚴格的趨勢[2]。這些標準的實施加強了農藥的監管力度，保證了農藥的規范化使用，確保了公眾的身體健康。但與此同時，如此繁多的MRLs法規對農藥殘留的監控提出了新的難題。

目前，在農藥多殘留分析中，LC-MS/MS技術的應用最為廣泛，但由于其掃描速度和駐留時間的限制，對于幾百種農藥的多殘留檢測往往需要分組建立多個檢測方法，樣品需反復測定，耗時費力；此外，標準品有效期的限制使得其需要不斷的購買和更新，這些因素提高了檢測的時間和成本，成為制約農藥多殘留篩查技術發展的主要瓶頸[3]。為了解決這些問題，越來越多的研究者將注意力集中在高分辨液相質譜(LC-HRMS)技術上，比如LC-Q-TOF/MS、LC-FTICR/MS以及LC-Orbitrap/MS等。LC-HRMS技術具有高分辨識別能力和精確質量數測定能力，能夠對復雜基質中的目標化合物進行定性確認[4-9]。此外，LC-HRMS一次分析化合物的數目沒有限制，且全譜掃描數據還可用于數據的溯源[10]。因此，LC-HRMS已被廣泛應用于環境、生物基質和食品中農藥殘留的篩查中[11-17]。

針對蔬菜基質的農藥殘留，我國已經逐步建立起國家標準和行業標準，但這些標準方法檢測農藥范圍有限，很多標準只是針對某一種或一類農藥的檢測技術，無法實現對不同種類農藥化合物的全覆蓋、高通量的檢測。因此，現有檢測技術僅能夠對事先確定的目標物進行檢測，卻無法達到“全面搜尋、提前監控”的目的，導致監測范圍外農藥的“漏檢”“放行”情況常常發生，造成食品安全的極大隱患和風險，因此，急需一種全覆蓋、高通量的檢測技術予以解決。

針對上述問題，本文將QuEChERS前處理技術與UPLC-Q-TOF/MS檢測技術相結合，建立快速篩查測定芹菜和西紅柿中154種農藥殘留的新方法，發揮了二者高效、便捷、靈敏的特點。基于先前關于LC-Q-TOF/MS定性檢索參數考察的報道很少[7-9]，本研究對其定性檢索參數(精確質量提取窗口，保留時間偏差窗口和離子化模式等)進行了全面考察和優化，以提高定性結果準確度和靈敏度，從而實現了對芹菜和西紅柿中農藥多殘留的高通量、快速、準確測定的目的，為我國農產品中農藥殘留的風險評估和風險監測提供了一種快速有效的方法。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

ACQUITY UPLC I-Class、Xevo G2-XS Q-TOF飛行時間質譜，美國Waters公司；Triple Quad 6495三重四級桿質譜儀，美國Agilent公司；Milli-Q純水儀，美國millipore公司；3K15離心機，美國Sigma公司。甲醇(質譜級)，美國Fisher公司；甲酸、乙酸、乙酸銨(色譜純)，美國Sigma公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品前處理

采用改進的QuEChERS方法[18]，具體過程如下：稱取10 g攪碎的蔬菜樣品(精確至0.01 g)于50 mL聚四氟乙烯離心管中，加入10.0 mL體積分數1%甲酸乙腈提取液，加蓋振搖10 min。再往離心管中加入1 g NaCl和4 g MgSO4，加蓋密封后劇烈振搖1 min。以5 000 r/min離心5 min，取上清液5.00 mL于另外10 mL離心管中，再依次加入750 mg MgSO4、150 mg PSA和25 mg GCB后，蓋緊管蓋，渦旋1 min后，以5 000 r/min離心5 min。取2.00 mL上清液在45 ℃下經氮氣吹干，準確加入1.00 mLV(乙腈)∶V(水)=20∶80溶液，超聲，旋渦混勻后過0.22 μm濾膜，上機測定。

1.2.2 色譜條件

色譜柱：ACQUITY UPLC BEH C18(2.1 mm×100 mm，1.7 μm)；流動相A：0.1%(體積分數)甲酸水溶液(含5 mmol/L乙酸銨)；流動相B：乙腈溶液；梯度洗脫條件：0～0.25 min，98%A保持不變；0.25～12.5 min，98% A線性變化1% A；12.5～13.0 min，1%A保持不變，13.0～13.1 min，1%A變化至98%；13.1～17.0 min，98%A保持不變；流速0.45 mL/min；柱溫：45 ℃；進樣量：10 μL。

1.2.3 質譜條件

離子化模式：ESI+；毛細管電壓：1.0 kV；離子源溫度：120 ℃；脫溶劑溫度：550 ℃；脫溶劑氣流速：1 000 L/h；錐孔氣流速：50 L/h；MSE低碰撞能量：4 eV，MSE高碰撞能量：10～45 eV；采集質量范圍：50～1 200m/z；為保障質量數精度，數據采集時，以亮氨酸腦啡肽溶液(質量濃度為50 ng/mL)進行實時校準，質量窗口偏差為±5 ppm。

1.2.4 數據采集

采用MSE數據模式信息全采集功能，并對照UNIFI篩查數據庫中154種化合物的化學名稱、化學結構、母離子精確質量、保留時間、同位素類型與強度、子離子精準質量數等信息進行比對分析，通過數據分析平臺進行自動數據解析，最終篩選出未知殘留藥物信息。154種農藥化合物信息見表1。提取離子流色譜圖見圖1。

表1 154種農藥化合物的色譜質譜信息Table 1 Chromatograph and mass spectrometry information for 154 pesticides

續表1

序號農藥化學式加合離子母離子精確質量a與數據庫匹配的碎片離子數量14Butralin(仲丁靈)C14H21N3O4[M+H]+296.923 5315Butylate(丁草特)C11H23NOS[M+H]+218.920 3416Cadusafos(硫線磷)C10H23O2PS2[M+H]+271.858 0317Carbaryl(甲萘威)C12H11NO2[M+H]+202.849 3218Carbofuran(克百威)C12H15NO4[M+H]+222.875 5419Carboxin(萎銹靈)C12H13NO2S[M+H]+236.837 0220Chlorfenvinphos(毒蟲畏)C12H14Cl3O4P[M+H]+359.739 8521Chlorpyrifos(毒死蜱)C9H11Cl3NO3PS[M+H]+350.696 6222Chromafenozide(環蟲酰肼)C24H30N2O3[M+H]+395.995 9323Clethodim(烯草酮)C17H26ClNO3S[M+H]+360.902 5524Clofentezine(四螨嗪)C14H8Cl2N4[M+H]+303.782 9425Clothianidin(噻蟲胺)C6H8ClN5O2S[M+H]+250.779 0326Cyflufenamid(環氟菌胺)C20H17F5N2O2[M+H]+413.891 3327Cymoxanil(清菌脲)C7H10N4O3[M+H]+199.845 6428Cyproconazole(環丙唑醇)C15H18ClN3O[M+H]+292.884 1329Cyromazine(滅蠅胺)C6H10N6[M+H]+167.867 0430Desmedipham(甜菜安)C16H16N2O4[M+NH4]+318.144 9531Diazinon(二嗪農)C12H21N2O3PS[M+H]+305.871 4232Diethofencarb(乙霉威)C14H21NO4[M+H]+268.917 4333Difenoconazole(苯醚甲環唑)C19H17Cl2N3O3[M+H]+406.835 0334Diflubenzuron(氟脲殺)C14H9ClF2N2O2[M+H]+312.809 6335Dimethachlor(二甲草胺)C13H18ClNO2[M+H]+256.872 9536Dimethoate(樂果)C5H12NO3PS2[M+H]+230.769 9537Dimethomorph(烯酰嗎啉)C21H22ClNO4[M+H]+388.894 0538Dimoxystrobi(n醚菌胺)C19H22N2O3[M+H]+327.933 3439Diuron(敵草隆)C9H10Cl2N2O[M+H]+233.787 3340Dodemorph(十二環嗎啉)C18H35NO[M+H]+283.042 2241Epoxiconazole(氟環唑)C17H13ClFN3O[M+H]+330.843 4342Ethion(乙硫磷)C9H22O4P2S4[M+H]+385.757 9543Ethirimol(乙嘧酚)C11H19N3O[M+H]+210.923 1344Ethoprophos(滅線磷)C8H19O2PS2[M+H]+243.826 7345Ethoxyquin(乙氧喹啉)C14H19NO[M+H]+218.917 0446Ethoxysulfuron乙氧嘧磺隆)C15H18N4O7S[M+H]+399.859 9247Fenamidone(咪唑菌酮)C17H17N3OS[M+H]+312.879 5248Fenamiphos(苯線磷)C13H22NO3PS[M+H]+304.876 1349Fenarimol(氯苯嘧啶醇)C17H12Cl2N2O[M+H]+331.803 0350Fenazaquin(喹螨醚)C20H22N2O[M+H]+307.943 5351Fenbuconazole(腈苯唑)C19H17ClN4[M+H]+337.884 5352Fenhexamid(環酰菌胺)C14H17Cl2NO2[M+H]+302.833 9353Fenoxycarb(苯氧威)C17H19NO4[M+H]+302.901 7454Fenpropimorph(丁苯嗎啉)C20H33NO[M+H]+305.026 5355Fenpyroximate(唑螨酯)C24H27N3O4[M+H]+422.970 5256Flazasulfuron(啶嘧磺隆)C13H12F3N5O5S[M+H]+408.821 4357Florasulam(雙氟磺草胺)C12H8F3N5O3S[M+H]+360.800 3558Flufenacet(氟噻草胺)C14H13F4N3O2S[M+H]+364.836 8359Flufenoxuron(氟蟲脲)C21H11ClF6N2O3[M+H]+489.806 5460Fluoxastrobin(氟嘧菌酯)C21H16ClFN4O5[M+H]+459.849 6261Fluquinconazole(氟喹唑)C16H8Cl2FN5O[M+H]+376.779 3362Flurochloridone(氟咯草酮)C12H10Cl2F3NO[M+H]+312.779 5563Fluroxypyr(氟草煙)C7H5Cl2FN2O3[M+H]+255.736 4264Flurtamone(呋草酮)C18H14F3NO2[M+H]+334.868 0265Flusilazole(氟哇唑)C16H15F2N3Si[M+H]+316.870 6466Fosthiazate(噻唑磷)C9H18NO3PS2[M+H]+284.816 93

續表1

序號農藥化學式加合離子母離子精確質量a與數據庫匹配的碎片離子數量67Halosulfuron methyl(氯吡嘧磺隆)C13H15ClN6O7S[M+H]+435.811 4268Hexaconazole(己唑醇)C14H17Cl2N3O[M+H]+314.845 2369Hexythiazox(噻螨酮)C17H21ClN2O2S[M+H]+353.871 5570Imazalil(抑霉唑)C14H14Cl2N2O[M+H]+297.818 6471Imazosulfuron咪唑磺隆)C14H13ClN6O5S[M+H]+413.806 0472Imidacloprid(吡蟲啉)C9H10ClN5O2[M+H]+256.822 6473Indoxacarb(茚蟲威)C22H17ClF3N3O7[M+H]+528.841 0574Ipconazole(種菌唑)C18H24ClN3O[M+H]+334.931 1275Iprovalicarb(纈霉威)C18H28N2O3[M+H]+321.980 3376Isoprothiolane(稻瘟靈)C12H18O4S2[M+H]+291.835 0577Isoproturon(異丙隆)C12H18N2O[M+H]+207.912 2378Isoxaben(異惡酰草胺)C18H24N2O4[M+H]+333.943 9379Kresoxim-methyl(醚菌酯)C18H19NO4[M+H]+314.901 7380Lactofen(乳氟禾草靈)C19H15ClF3NO7[M+NH4]+479.082 1481Linuron(利谷隆)C9H10Cl2N2O2[M+H]+249.782 2282Malathion(馬拉硫磷)C10H19O6PS2[M+H]+331.806 4383Mecarbam(滅蚜磷)C10H20NO5PS2[M+H]+330.822 4584Mepanipyrim(嘧菌胺)C14H13N3[M+H]+224.881 3385Mepronil(滅銹胺)C17H19NO2[M+H]+270.911 9486Mesosulfuron-methyl(甲基二磺隆)C17H21N5O9S2[M+H]+504.848 4287Metalaxyl(甲霜靈)C15H21NO4[M+H]+280.917 4588Metamitron(苯嗪草酮)C10H10N4O[M+H]+203.855 8489Metconazole(葉菌唑)C17H22ClN3O[M+H]+320.915 4290Methabenzthiazuron(甲基苯噻隆)C10H11N3OS[M+H]+222.832 6391Methamidophos(甲胺磷)C2H8NO2PS[M+H]+142.771 6392Methiocarb(甲硫威)C11H15NO2S[M+H]+226.852 7493Methomyl(滅多威)C5H10N2O2S[M+H]+163.816 6394Metolachlor(異丙甲草胺)C15H22ClNO2[M+H]+284.904 2495Metrafenone(苯菌酮)C19H21BrO5[M+H]+409.827 5496Metsulfuron-methyl(甲磺隆)C14H15N5O6S[M+H]+382.844 6397Monocrotophos(久效磷)C7H14NO5P[M+H]+224.831 3598Monuron(滅草隆)C9H11ClN2O[M+H]+199.826 3299Myclobutanil(腈菌唑)C15H17ClN4[M+H]+289.884 53100Napropamide(敵草胺)C17H21NO2[M+H]+272.927 54101Omethoate(氧樂果)C5H12NO4PS[M+H]+214.792 85102Oxadixyl(噁霜靈)C14H18N2O4[M+H]+279.897 04103Oxamyl(殺線威)C7H13N3O3S[M+H]+220.838 14104Oxycarboxin(氧化萎銹靈)C12H13NO4S[M+H]+268.826 82105Oxydemeton-methyl(砜吸磷)C6H15O4PS2[M+H]+247.785 23106Paclobutrazol(多效唑)C15H20ClN3O[M+H]+294.899 82107Penconazole(戊菌唑)C13H15Cl2N3[M+H]+284.834 65108Pencycuron(戊菌隆)C19H21ClN2O[M+H]+329.904 53109Phenmedipham(甜菜寧)C16H16N2O4[M+NH4]+318.145 74110Phosalone(伏殺硫磷)C12H15ClNO4PS2[M+H]+368.757 25111Phosphamidon(磷胺)C10H19ClNO5P[M+H]+300.839 22112Phoxim(辛硫磷)C12H15N2O3PS[M+H]+299.824 43113Picolinafen(氟吡酰草胺)C19H12F4N2O2[M+H]+377.853 84114Picoxystrobin(啶氧菌酯)C18H16F3NO4[M+H]+368.873 43115Pirimicarb(抗蚜威)C11H18N4O2[M+H]+239.913 35116Pirimiphos-methyl(甲基嘧啶磷)C11H20N3O3PS[M+H]+306.866 64117Prochloraz(咪鮮胺)C15H16Cl3N3O2[M+H]+376.801 14118Profenofos(丙溴磷)C11H15BrClO3PS[M+H]+373.705 43119Propamocarb(霜霉威)C9H20N2O2[M+H]+189.922 84

續表1

序號農藥化學式加合離子母離子精確質量a與數據庫匹配的碎片離子數量120Propanil(敵稗)C9H9Cl2NO[M+H]+218.776 42121Propaquizafop(惡草酸)C22H22ClN3O5[M+H]+444.895 15122Propoxur(殘殺威)C11H15NO3[M+H]+210.875 54123Pymetrozine(吡蚜酮)C10H11N5O[M+H]+218.866 73124Pyraclostrobin(吡唑醚菌酯)C19H18ClN3O4[M+H]+388.868 94125Pyrazophos(吡菌磷)C14H20N3O5PS[M+H]+374.856 43126Pyridaben(噠螨靈)C19H25ClN2OS[M+H]+365.907 94127Pyridalyl(啶蟲丙醚)C18H14Cl4F3NO3[M+H]+490.738 34128Pyrimethanil(嘧霉胺)C12H13N3[M+H]+200.881 33129Quinmerac(氯甲喹啉酸)C11H8ClNO2[M+H]+222.794 74130Quinoclamine(滅藻醌)C10H6ClNO2[M+H]+208.779 04131Rotenone(魚藤酮)C23H22O6[M+H]+395.911 95132Simazine(西瑪津)C7H12ClN5[M+H]+202.848 45133Spiromesifen(螺甲螨酯)C23H30O4[M+H]+371.984 73134Spiroxamine(螺噁茂胺)C18H35NO2[M+H]+299.037 14135Sulcotrione(磺草酮)C14H13ClO5S[M+H]+329.787 53136Tebuconazole(戊唑醇)C16H22ClN3O[M+H]+308.915 43137Tebufenozide(蟲酰肼)C22H28N2O2[M+H]+353.985 43138Tebufenpyrad(吡螨胺)C18H24ClN3O[M+H]+334.931 14139Terbufos(特丁硫磷)C9H21O2PS3[M+H]+289.814 45140Tetraconazole(氟醚唑)C13H11Cl2F4N3O[M+H]+372.791 85141Thiabendazole(噻菌靈)C10H7N3S[M+H]+202.806 43142Thiamethoxam(噻蟲嗪)C8H10ClN5O3S[M+H]+292.789 64143Thiophanate-Methyl(甲基硫菌靈)C12H14N4O4S2[M+H]+343.816 04144Tolclofos-methyl(甲基立枯磷)C9H11Cl2O3PS[M+H]+301.724 72145Triadimefon(三唑酮)C14H16ClN3O2[M+H]+294.863 44146Triadimenol(三唑醇)C14H18ClN3O2[M+H]+296.879 12147Triasulfuron(醚苯磺隆)C14H16ClN5O5S[M+H]+402.826 44148Triazophos(三唑磷)C12H16N3O3PS[M+H]+314.835 32149Trichlorfon(敵百蟲)C4H8Cl3O4P[M+H]+257.692 95150Tricyclazole(三環唑)C9H7N3S[M+H]+190.806 45151Trifloxystrobin(肟菌酯)C20H19F3N2O4[M+H]+409.900 04152Triflumizole(氟菌唑)C15H15ClF3N3O[M+H]+346.855 95153Triflumuron(殺鈴脲)C15H10ClF3N2O3[M+H]+359.803 53154Triforine(嗪胺靈)C10H14Cl6N4O2[M+H]+433.695 15

注：a與數據庫匹配的碎片離子數量：指與數據庫匹配質量偏差≤3 ppm的碎片離子數量。

圖1 154種農藥化合物標準溶液(1.0 μg/L)的提取離子流色譜圖(BPI)Fig.1 Extracted ion chromatogram (BPI) of 154 pesticides standard solution (1.0 μg/L)

1.2.5 定性篩查

采用UNIFI軟件對市售蔬菜樣品中的農藥殘留進行測定，在軟件中調用數據庫，并設置定性檢索標準為：精確質量偏差±5.0 ppm；保留時間偏差±0.2 min；離子化形式為+H、+Na或+NH4；至少1個碎片離子檢出且質量偏差±10 ppm；同位素RMS值偏差≤20%；同位素RMS值偏差≤50%。軟件最后給出各檢索參數的實測值和理論值的偏差，通過匹配結果來確證農藥的檢出情況。

1.2.6 定量分析

采用單點外標法對農藥定量。根據農藥在芹菜和西紅柿中的MRLs值(見表2)，配制1.5倍MRL濃度的基質匹配標準，采用單點校正法對目標物定量；如果測定農藥的濃度高于2.25 MRLs值，根據測定結果重新配制相近濃度的基質匹配標準對目標物再次定量。當樣品中檢測出農藥濃度過高而導致檢測器飽和時，需要將樣品基質和基質匹配標準進行同等稀釋，然后進行準確定量。

2 結果與討論

2.1 前處理回收率

QuEChERS方法因具有快速、簡便和高效的特點被廣泛應用于農藥殘留檢測領域。本研究對QuEChERS方法進行改進，加入氮吹濃縮步驟以提高農藥檢出靈敏度。本研究根據GB/T 27404—2008實驗室質量控制規范中對檢測方法確認的技術要求，在芹菜和西紅柿中進行3個水平添加(定量限，2倍定量限和10倍定量限)對方法的準確性和精密性進行了考察，結果顯示，芹菜和西紅柿2種基質中均有93.5%以上農藥的回收率在70%～120%，且RSD≤20%，結果見表2。這表明該方法具有良好的準確度和精密度，能夠完全滿足2種基質中農藥殘留分析檢測的實際要求[19]。

表2 154種農藥在芹菜和西紅柿基質中的最大殘留限量標準、線性范圍、回收率、篩查限和定量限Table 2 The MRLs, linearity range, recovery, screening detection limit and limit of quantification of 154 pesticides in celery and tomato matrix

續表2

農藥aMRL/(mg·kg-1)線性范圍/(μg·kg-1)芹菜西紅柿回收率/%芹菜(添加水平)西紅柿(添加水平)LOQRSD2×LOQRSD10×LOQRSDLOQRSD2×LOQRSD10×LOQRSDSDL/(μg·kg-1)LOQ/(μg·kg-1)芹菜西紅柿芹菜西紅柿Dimethoate(樂果)0.011～5005～500861.687 2.2101 8.9902.694 4.289 4.41115Dimethomorph(烯酰嗎啉)155～5001～500102 8.997 3.41014.3918.494 5.597 8.11151Dimoxystrobi(n醚菌胺)0.011～5005～500863.687 4.697 6.2843.989 4.695 4.71515Diuron(敵草隆)0.015～5005～500863.298 5.499 1.2925.299 1.492 2.55155Dodemorph(十二環嗎啉)0.015～5001～500984.196 3.2104 4.51068.492 4.4117 6.21151Epoxiconazole(氟環唑)0.055～5005～500924.291 7.795 5.2832.586 2.797 2.91155Ethion(乙硫磷)0.015～50010～500766.476 1680 8.678 9.178 9.178 6.555510Ethirimol(乙嘧酚)0.055～5001～500934.391 3.597 0.8828.489 7.587 9.95151Ethoprophos(滅線磷)0.025～5001～500935.4100 798 4814.084 5.492 7.51151Ethoxyquin(乙氧喹啉)0.05100～50010～500833.61254.6885.4905.285 3.8101 12.11001010010Ethoxysulfuron乙氧嘧磺隆)0.015～500100～500884.385 8.597 7.8835.39322.5927.351005100Fenamidone(咪唑菌酮)301～50010～500102 8.896 4.3956.3826.387 5.191 7.1110110Fenamiphos(苯線磷)0.025～5001～500935.399 10.796 6749.572 4.699 12.91151Fenarimol(氯苯嘧啶醇)0.0210～5005～500894.7102 11.397 4.68111.588 12.789 8.155105Fenazaquin(喹螨醚)0.011～5005～5001029.4113 13.190 10.81183.998 4.7125 6.61115Fenbuconazole(腈苯唑)0.055～5001～500996.4107 9.293 6.39310.587 5.595 11.51151Fenhexamid(環酰菌胺)505～5005～500966.797 10.293 3.2905.3100 4.990 8.35555Fenoxycarb(苯氧威)0.0510～50010～500987.3103 8.693 10.4758.476 4.896 13551010Fenpropimorph(丁苯嗎啉)0.015～5001～5009910.499 2.9101 4.611610.492 6.1120 101151Fenpyroximate(唑螨酯)0.011～5005～500839.087 5.184 13909.489 9.8115 8.61115Flazasulfuron(啶嘧磺隆)0.0110～5005～50063 7.863 7.867 39628.564 11.373 8.455105Florasulam(雙氟磺草胺)0.011～5005～500957.397 14.290 1.58412.395 2.172 16.71115Flufenacet(氟噻草胺)0.0510～5005～500946.3101 9.498 7.58918.582 799 10.455105Flufenoxuron(氟蟲脲)1100～500100～500717.869 10.1646.37121.26812.575 6.4100100100100Fluoxastrobin(氟嘧菌酯)0.015～50010～500846.389 3.587 5.292 6.292 6.293 8.355510Fluquinconazole(氟喹唑)0.0510～5005～5001026.2100 9.198 6.4808.083 8.699 12.855105Flurochloridone(氟咯草酮)0.15～50010～500864.6101 9.395 7.2835.886 1097 9.255510Fluroxypyr(氟草煙)0.015～5005～500853.688 4.190 3.88411.494 5.896 6.45555Flurtamone(呋草酮)0.015～5001～500897.381 11.398 4.57910.581 10.792 8.51151Flusilazole(氟哇唑)0.015～5005～500955.8105 8.892 7.78312.479 9.1101 161155Fosthiazate(噻唑磷)0.025～5001～500996.395 0.9102 1.4869.987 6.395 2.51151Halosulfuron methyl(氯吡嘧磺隆)0.011～5005～500844.680 7.386 5.29010.089 4.794 5.31115Hexaconazole(己唑醇)0.015～5001～500995.1105 1095 8.58415.699 6.5101 131151Hexythiazox(噻螨酮)0.510～5005～50095 4.485 16.7843.68619.484 1694 8.755105Imazalil(抑霉唑)0.051～5005～5001014.7102 7.6104 1.89110.9100 6.995 8.21115Imazosulfuron咪唑磺隆)0.0110～50050～500984.2938.3107 8.8859.48521.498 9.210501050Imidacloprid(吡蟲啉)21～5001～50093 1.7100 0.5977.4803.787 2.994 2.91111Indoxacarb(茚蟲威)310～5001～50098 8.687 14.8943.6727.473 3.397 8.451101Ipconazole(種菌唑)0.015～5005～5007911.378 15.987 9.6747.081 1078 8.75555Iprovalicarb(纈霉威)0.85～50010～500106 9.899 5.91015.3773.880 10.797 8.755510Isoprothiolane(稻瘟靈)0.015～5001～500924.6103 8.497 4.7719.180 8.993 7.41151Isoproturon(異丙隆)0.015～5005～500952.197 3.297 1.18911.797 3.993 31155Isoxaben(異惡酰草胺)0.021～5005～500906.4102 8.598 4.2827.387 8.790 8.21515Kresoxim-methyl(醚菌酯)0.0110～5005～500106 10.8106 10.895 7.78113.586 3.797 7.355105Lactofen(乳氟禾草靈)0.015～50010～500797.377 24.489 11.979 12.179 12.188 4.355510Linuron(利谷隆)0.055～5005～500975.998 8.595 2.89013.795 4.696 6.45555Malathion(馬拉硫磷)0.51～5001～500100 9.398 5.9994.2857.990 8.891 7.61111Mecarbam(滅蚜磷)0.015～5005～500997.3101 9.494 8.47312.785 10.895 9.71555Mepanipyrim(嘧菌胺)0.015～5005～500936.299 8.890 9.6909.492 4.486 315555Mepronil(滅銹胺)0.0110～50010～500105 10.6105 10.698 5.182 9.082 994 9.5551010Mesosulfuron-methyl(甲基二磺隆)0.015～50020～500855.384 4.982 7.6736.3688.493 2.4510510

續表2

農藥aMRL/(mg·kg-1)線性范圍/(μg·kg-1)芹菜西紅柿回收率/%芹菜(添加水平)西紅柿(添加水平)LOQRSD2×LOQRSD10×LOQRSDLOQRSD2×LOQRSD10×LOQRSDSDL/(μg·kg-1)LOQ/(μg·kg-1)芹菜西紅柿芹菜西紅柿Metalaxyl(甲霜靈)35～5005～50092 1.497 0.9993.5964.897 1.590 1.41155Metamitron(苯嗪草酮)0.11～5005～500953.590 2.493 1.6859.282 12.989 31515Metconazole(葉菌唑)0.025～5001～500988.4101 11.793 7.37311.679 5.7101 14.11151Methabenzthiazuron(甲基苯噻隆)0.015～5005～5001016.3106 9.195 5.29414.3104 9.686 4.91155Methamidophos(甲胺磷)0.011～5005～500941.884 1.890 0.8845.686 2.292 9.91515Methiocarb(甲硫威)110～5005～50097 7.7107 5.61000.4818.485 3.796 10.655105Methomyl(滅多威)0.25～50010～500965.299 292 3.8824.690 5.390 2.5510510Metolachlor(異丙甲草胺)0.055～5001～500904.9101 7.397 4.87411.586 7.396 8.71151Metrafenone(苯菌酮)0.011～5001～500846.287 7.389 4.5808.888 6.994 6.31111Metsulfuron-methyl(甲磺隆)0.0150～50010～5005210.3536.355 7.969 1.969 1.955 3.650105010Monocrotophos(久效磷)0.011～5005～500942.493 1.296 1.7829.384 4.7100 6.61115Monuron(滅草隆)0.015～5001～500981.593 1.996 1.3844.790 1.990 1.61151Myclobutanil(腈菌唑)0.051～5005～5001015.2102 7.295 5.1797.294 2.597 10.71115Napropamide(敵草胺)0.055～5001～500909.3106 10.198 6.28311.786 6.994 10.11151Omethoate(氧樂果)0.011～5001～500984.290 1.193 1.2779.590 3.395 5.41111Oxadixyl(噁霜靈)0.051～5005～500901.696 2.598 2.1857.386 8.595 21515Oxamyl(殺線威)0.0110～5005～50088 2.388 2.382 6.2739.673 7.885 4.551105Oxycarboxin(氧化萎銹靈)0.011～5001～500974.288 295 0.38811.990 0.792 2.21111Oxydemeton-methyl(砜吸磷)0.015～5005～500834.388 4.386 5.28315.791 4.995 8.35555Paclobutrazol(多效唑)0.0210～5001～500904.2101 8.997 3.17321.688 9.197 9.551101Penconazole(戊菌唑)0.051～5001～500996.2104 9.197 6.4972.887 10.1106 9.71111Pencycuron(戊菌隆)25～5001～500101 7.490 9.8956.3797.075 12.9105 5.31151Phenmedipham(甜菜寧)0.015～5005～500904.1102 11.297 2.3739.390 7.693 7.45155Phosalone(伏殺硫磷)0.0110～5005～500109 9.2109 9.299 9.3991.582 12.7114 17.555105Phosphamidon(磷胺)0.011～5001～500983.290 196 1.1924.898 2.592 21111Phoxim(辛硫磷)0.0110～50010～50062 3.262 3.272 11.276 9.276 9.276 8.810101010Picolinafen(氟吡酰草胺)0.015～50010～500874.291 6.282 12.576 5.776 5.7105 2555510Picoxystrobin(啶氧菌酯)0.011～50010～500996.3108 9.695 10.794 2.394 2.397 4.5110110Pirimicarb(抗蚜威)1.55～5001～50091 0.596 1.3944.2948.4100 3.591 2.11151Pirimiphos-methyl(甲基嘧啶磷)0.011～5005～500983.8107 10.894 10.49515.8103 8.2101 9.11115Prochloraz(咪鮮胺)55～5001～500105 7.388 12.811113.21275.276 5.9121 9.81151Profenofos(丙溴磷)0.015～5001～500915.2101 3.596 11.511811.770 4.8124 5.45151Propamocarb(霜霉威)405～5001～50095 1.194 0.9974.5967.398 3.793 4.31151Propanil(敵稗)0.015～50010～5001076.6103 6.494 1.894 3.194 3.192 5.855510Propaquizafop(惡草酸)0.11～5001～5009510.0100 9.988 13.9906.273 9.8101 8.91111Propoxur(殘殺威)0.0510～5005～500964.284 5.598 4.5958.090 2.790 4.655105Pymetrozine(吡蚜酮)310～5005～50053 10.956 7523.2606.366 7.964 10.8105105Pyraclostrobin(吡唑醚菌酯)21～5005～500909.3108 9.390 11.4846.387 5.297 51115Pyrazophos(吡菌磷)0.0110～5001～500108 10.3108 10.392 13.5958.988 9.6101 8.111101Pyridaben(噠螨靈)0.055～50010～5009311.9100 14.292 12.610613.6125 4.982 4.4510510Pyridalyl(啶蟲丙醚)310～50010～500835.3944.2737.29311.9108 11.199 5.910101010Pyrimethanil(嘧霉胺)201～5001～500109 9.495 5.5926.81187.497 9.2122 5.51111Quinmerac(氯甲喹啉酸)0.110～50010～500936.292 1.594 1.1856.991 2.592 2.810101010Quinoclamine(滅藻醌)0.0110～5005～50089 3.389 3.397 1933.089 3.995 2.155105Rotenone(魚藤酮)0.015～5005～5009710.4106 10.192 12.4847.388 1093 3.35155Simazine(西瑪津)0.015～5005～500923.898 596 2.99117.994 5.894 91155Spiromesifen(螺甲螨酯)0.025～5001～500836.284 3.688 6.3843.979 3.581 7.41151Spiroxamine(螺噁茂胺)0.015～5001～500892.6107 7.7104 3.7826.395 4.1101 14.21151Sulcotrione(磺草酮)0.0110～5005～50089 4.789 4.794 6.2906.992 4.798 6.855105Tebuconazole(戊唑醇)0.55～5001～500957.3102 9.796 4.48217.377 2.3100 5.51151Tebufenozide(蟲酰肼)105～5005～500107 5.6100 5.1996.2847.076 392 2.71555

續表2

農藥aMRL/(mg·kg-1)線性范圍/(μg·kg-1)芹菜西紅柿回收率/%芹菜(添加水平)西紅柿(添加水平)LOQRSD2×LOQRSD10×LOQRSDLOQRSD2×LOQRSD10×LOQRSDSDL/(μg·kg-1)LOQ/(μg·kg-1)芹菜西紅柿芹菜西紅柿Tebufenpyrad(吡螨胺)0.011～5005～500978.397 7.593 11.81078.296 6.1100 11.91115Terbufos(特丁硫磷)0.0110～50010～500103 11.3103 11.389 10.382 10.182 10.1120 13.510101010Tetraconazole(氟醚唑)0.0210～5001～500925.2108 9.395 7.1837.095 6.795 11.811101Thiabendazole(噻菌靈)0.011～5001～500743.767 9.883 5.28516.366 1589 8.21111Thiamethoxam(噻蟲嗪)51～5005～50091 1.399 5.4959.311818.1102 6.996 3.61115Thiophanate-Methyl(甲基硫菌靈)0.110～5005～5007211.480 13.372 12.5737.979 11.284 10.8105105Tolclofos-methyl(甲基立枯磷)210～5005～50088 7.692 8.39210.3891.487 8.895 8.255105Triadimefon(三唑酮)0.011～5001～500984.7102 8.596 5860.693 3.397 11.51111Triadimenol(三唑醇)0.015～5005～500854.182 6.293 4843.888 11.193 9.35555Triasulfuron(醚苯磺隆)0.0510～5001～500891.890 4.692 1.11329.686 8.1118 411101Triazophos(三唑磷)0.015～5005～500956.2102 7.495 8.4788.887 8.995 10.21155Trichlorfon(敵百蟲)0.015～50010～500933.583 2.595 2.5101 5.9101 5.991 455510Tricyclazole(三環唑)0.011～5001～500858.388 1.393 1.17512.593 1.9101 1.31111Trifloxystrobin(肟菌酯)1510～5005～500101 7.290 6.59610.39713.678 9101 1711105Triflumizole(氟菌唑)0.15～5001～500846.199 1189 12894.985 12.5127 13.35151Triflumuron(殺鈴脲)0.055～50010～500874.3103 11.689 11.4928.577 7.5104 4.155510Triforine(嗪胺靈)0.0110～5005～50097 4.797 4.789 7.3913.995 6.997 5.255105

注：aMRL表示歐盟指導性文件規定的最大殘留限量標準值。

2.2 檢索參數優化

本研究采用Waters公司提供的農藥數據庫對樣品中農藥殘留進行篩查，而檢索參數的設定直接決定篩查結果的準確性。檢索參數包括保留時間窗口、精確質量數偏差、離子化形式、碎片離子、同位素類型和同位素強度等。通過對檢索參數的優化以達到最大限度減少假陽性的結果，提高篩查的準確性。

2.2.1 精確質量提取窗口

精確質量偏差是化合物定性的重要依據，通過配制溶劑標準溶液(100 μg/L)和基質標準溶液(100 μg/kg)對154種農藥的質量偏差進行考察，結果發現，溶劑標準溶液測定結果中質量偏差在5 (ppm)以內的農藥占總數的98.2%，10 (ppm)以內的農藥占總數的100%；在芹菜和西紅柿基質標準溶液測定結果中質量偏差在5 (ppm)以內的農藥分別為85.1%和96.6%，且在芹菜中的質量偏差高于西紅柿。當質量偏差窗口設置為10 (ppm)時，2種基質中均有部分背景干擾離子被誤認為是目標離子，很容易造成假陽性結果。因此，考慮到實際情況樣品基質的復雜性，本方法將質量提取窗口設置為5 (ppm)。

2.2.2 保留時間偏差窗口

在對復雜基質數百種目標化合物的偵測識別過程中，可能會在同一質量窗口內檢出多個色譜峰，互相干擾，增加了假陽性結果產生的可能性；另外，對于分子式完全一樣的同分異構化合物，僅依據精確質量數不能實現對其有效區分和認定。而增加保留時間限定要素，可以解決上述可能存在的假陽性問題。通過溶劑標準溶液(100 μg/L)和基質標準溶液(100 μg/kg)對154種農藥保留時間偏差進行考察，每種基質進行5次重復測定，結果顯示溶劑標準溶液測定結果中154種目標物時間偏差均在0.12 min以內，芹菜和西紅柿基質標準溶液中目標物時間偏差分別在0.18和0.15 min之內，2種基質標準溶液中所有農藥保留時間5次重復測定的標準偏差分別在±0.015～±0.009 min，考慮到保留時間偏差窗口設置應該大于色譜峰時間偏差與標準偏差的和(0.18+0.015 min)，因此，將保留時間識別窗口設置為±0.2 min。

2.2.3 離子化模式選擇

對于液相色譜-質譜檢測技術，常見的離子化模式是[M+H]+、[M+Na]+、[M+NH4]+。實驗發現本次研究涉及的154種農藥，其離子化形式以[M+H]+為主，占總數的97.5%，以[M+NH4]+和[M+Na]+離子化形式為主的化合物分別占1.9%和0.6%，如涕滅威，甜菜安等。因此，同時選擇[M+H]+、[M+NH4]+、[M+Na]+模式進行檢索有利于避免假陰性結果。

2.3 方法學驗證

2.3.1 線性范圍

在優化條件下，對6個質量濃度水平的系列混合標準溶液進行測定，以各組分的定量離子(加合離子)峰面積為縱坐標，對應的質量濃度為橫坐標繪制標準曲線，結果表明各待測物在一定質量濃度范圍內具有良好的線性關系，滿足相關系數(R2)≥0.995，154種農藥的線性范圍見表2，多數農藥表現出較寬的線性范圍，僅有芹菜中的乙氧喹啉、氟蟲脲和西紅柿中的烯草酮、乙氧嘧磺隆和氟蟲脲因定量限(均為100 μg/kg)較高，獲得了較窄的線性范圍。

2.3.2 篩查限和定量限

高分辨質譜是基于高分辨識別能力和精確質量測定能力對樣品中一定濃度的目標物進行識別，只要該濃度下滿足定性檢索標準，即可確證目標物存在，所以篩查限(SDL)也可作為方法靈敏度的考察指標。通過制備不同濃度水平(1、5、10、50和100 μg/kg)的芹菜和西紅柿基質標準溶液，通過UPLC-Q-TOF/MS測定154種農藥在2種基質中的SDL，結果如表2和表3所示，2種基質中SDL在10 μg/kg以內(包括10 μg/kg)的農藥占比均為96.7%，可見本研究建立的方法SDL(靈敏度)完全能夠滿足日常農藥殘留檢測需要。

表3 154 種農藥在芹菜和西紅柿基質中的篩查限和定量限Table 3 The SDL and LOQ for 154 pesticides spiking in celery and tomato matrices

本研究中，定量限(LOQ)定義為線性范圍最低點分析物的濃度，同時滿足一定的精確性(RSD≤20%)，結果見表2和表3，在芹菜和西紅柿中均有96.8%農藥LOQs≤10 μg/kg，且超過97.4%農藥的LOQ低于歐盟MRL值；僅有乙氧喹啉、乙氧嘧磺隆、咪唑磺隆和甲磺隆4種農藥LOQ高于MRL值，這些農藥可通過改變前處理條件，加上濃縮的步驟來降低LOQ。此外發現，多數農藥化合物在2種蔬菜基質中的LOQ值與SDL一樣或稍高于SDL，說明多數農藥在滿足定性要求的濃度時即可進行準確定量。總之，UPLC-Q-TOF/MS可以作為一種可靠、有效的工具，用于芹菜和西紅柿中農藥多殘留的篩查和定量。

2.3.3 基質效應

基質效應可分為對目標物信號響應的增強效應或者抑制效應，產生原因是目標物信號響應受到共流出物的影響，最終影響到定量結果[20]。本研究中，每種農藥在芹菜和西紅柿中受到的基質效應根據其在各基質匹配標準溶液和溶劑標準溶液中的響應比值來計算，具體計算公式如下：

基質效應(ME)/%=

(1)

根據受到基質效應的強弱，將基質效應分為3類：ME值低于-20%表現為基質抑制效應；ME值為-20%～20%表現為弱基質效應；ME值高于20%表現為基質增強效應。154種農藥在2種基質中受到基質效應情況統計結果見圖2，在芹菜和西紅柿中分別有43.5%和29.2%農藥表現出基質增強效應，可能由于芹菜基質較為復雜且不能完全被前處理過程中的填料吸附，故而引起較明顯的基質增強效應。154種農藥在2種基質中均未發現基質抑制現象。基于此，本方法需要采用基質標準溶液對目標物準確定量。

a-芹菜；b-西紅柿圖2 154種農藥在芹菜和西紅柿中的基質效應分布Fig.2 The matrix effect of 154 pesticides in celery and tomato sample

2.4 實際樣品檢測

對市售的15份芹菜和15份西紅柿樣品進行154種農藥篩查和定量，共有5例(3例芹菜和2例西紅柿)樣品中檢出6種農藥。為了確保篩查和定量結果的準確性，采用液相色譜-三重四級桿質譜儀(LC-MS/MS)對篩查結果進行確認，結果如表4所示，通過本研究建立的UPLC-Q-TOF/MS快速檢測結果與LC-MS/MS檢測結果基本吻合，偏差在20%以內。以檢出超標農藥氧樂果的4號芹菜樣品為例，UPLC-Q-TOF/MS和LC-MS/MS測定氧樂果濃度分別為25.1和21.8 μg/kg，濃度相差在20%以內，表明2種方法結果一致，進一步驗證了本研究建立的UPLC-Q-TOF/MS方法在農藥篩查和定量方面的準確性。

表4 UPLC-Q-TOF/MS和LC-MS/MS測定市售樣品中農藥含量對比(n=3) 單位：μg/kg

注：*表示檢出農藥含量超出MRL值。

3 結論

本研究將快速、簡便的QuEChERS提取、凈化技術與高靈敏度、高選擇性的UPLC-Q-TOF/MS檢測技術相結合，建立了快速篩查、定量檢測芹菜和西紅柿中154種農藥殘留的方法。通過對高分辨質譜的定性檢索參數進行全面研究和優化，提高了篩查方法的準確性和穩定性。該方法具有快速、簡便、靈敏的特點，監測的農藥范圍廣，為應用于芹菜和西紅柿以及其他各種類似農產品中農藥殘留等安全突發事件的快速靈敏檢測提供堅實有效的技術支撐，具有較強的應用性和實用性。