QuEChERS結合GC-MS/MS法測定果蔬汁中21種農藥殘留

董榕貴，周 紅，陳朝歡，于以竹，羅廷武，楊昌彪，李占彬

（貴州省分析測試研究院，貴州 貴陽 550000）

果蔬汁營養豐富，口感好，深受廣大消費者喜愛，市場需求量日漸增加。自2002年以來，我國水果播種面積及產量逐年遞增[1]，為保證水果和蔬菜的產量和外觀品質，難免使用農藥。隨著人們生活水平的提高，消費者對食品安全日漸重視，尤其是果蔬汁中農藥殘留、重金屬殘留等質量安全問題。

研究表明有機氯農藥揮發性不高，脂溶性強，容易在動植物脂肪組織中殘留，人體一旦長期攝入含有有機氯農藥殘留的食品，則會造成急性或者慢性中毒，侵害人體的腎臟和神經系統，對人體分泌系統、生殖系統也會造成損害[2]。有機磷農藥主要是抑制血液和組織中乙酰膽堿酯酶活性，長期攝入含有有機磷農藥的食品，可能會引起精神異常和慢性神經炎，同時對視覺、生殖、免疫功能有較大的影響，還包括有致癌致畸致突變的危害[3]。因此，為保障食品安全，建立一種快速、準確地檢測農藥多殘留的方法十分必要。

目前，果蔬汁中農藥殘留的測定方法有表面增強拉曼光譜法[4]、氣相色譜法[5-8]、高效液相色譜法[9-11]、氣相色譜-質譜聯用法[12-17]、液相色譜-質譜聯用法[18-20]，然而，氣相色譜和液相色譜在靈敏度和定性確證上遠不如色譜-串聯質譜聯用儀。本研究對果蔬汁中常見的21種農藥的前處理方法進行優化，通過QuEChERS前處理，經Quick Pro凈化柱凈化，結合氣相色譜-串聯質譜（gas chromatography-tandem mass spectrometry，GC-MS/MS）法，建立起一種果蔬汁中多種農藥殘留的快速測定方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

果蔬汁：市售；乙酸乙酯、乙腈、丙酮（均為色譜純）：天津科密歐化學試劑有限公司；無水硫酸鎂（分析純）：天津永大化學試劑有限公司；萃取鹽包：上海月旭科技股份有限公司；Quick Pro凈化柱（QuEChERS-PP、QuEChERS-CP、QuEChERS-HF）：河南華仁健康科技有限公司；陶瓷均質子：美國安捷倫科技有限公司；0.22 μm微孔濾膜：上海安譜實驗科技股份有限公司。

敵敵畏、甲胺磷、甲拌磷、氟甲腈、甲基毒死蜱、甲基對硫磷、毒死蜱、三唑酮、氟蟲腈硫醚、對硫磷、氟蟲腈、甲拌磷砜、腐霉利、氟蟲腈砜、聯苯菊酯、三唑磷、甲氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、噠螨靈、氯氰菊酯、苯醚甲環唑標準品（純度均1 000 mg/L）：天津農業部環境質量監督檢驗測試中心。

1.2 儀器與設備

Thermo 1300-ISQ7000氣相色譜串聯質譜儀：美國賽默飛世爾科技有限公司；XH-C型多管漩渦混勻器：山東青云實驗耗材有限公司；MH503電子天平：上海卓精電子科技有限公司；CL8R離心機：湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司；FJ-200均質儀：德國IKA公司。

1.3 方法

1.3.1 標準溶液配制

準確量取21種標準品各0.10 mL至10 mL容量瓶中，用丙酮定容，得到質量濃度為10 μg/mL的標準儲備液，于4 ℃冰箱避光保存；后續用基質稀釋成0.01 μg/mL、0.05 μg/mL、0.10 μg/mL、0.20 μg/mL、0.50 μg/mL的標準工作液。

1.3.2 樣品前處理

準確稱取10 g（精確到0.01）果蔬汁試樣于50 mL離心管中，加入10 mL乙腈，均質2 min，加入兩顆陶瓷均質子，加入萃取鹽包，渦旋1 min，于冰水浴冷卻，4 000 r/min條件下離心5 min，取1.0 mL上清液到套有0.22 μm微孔濾膜的QuEChERS-PP凈化柱中，用推桿將提取液過濾到樣品瓶中，待測定。

1.3.3 分析條件

色譜條件：色譜柱：DB-35MSUI（30m×250μm×0.25μm）；載氣：高純氦氣（He）；進樣口溫度：250 ℃；柱箱升溫程序：初始溫度50 ℃，保持1.8 min，以速率20 ℃/min升到180 ℃，保持1 min，以8 ℃/min升到280 ℃，保持15 min；色譜柱流量：1.2 mL/min；進樣量：1.0 μL；進樣模式：不分流。

質譜條件：電子電離（electronic ionization，EI）源；電子能量70 eV；離子源溫度：300 ℃；傳輸線溫度：280 ℃；溶劑延遲時間：8 min；掃描方式：選擇離子監控模式（selective ion monitoring，SIM）。21種農藥的定量離子和定性離子質譜參數及保留時間見表1。

表1 目標農藥質譜參數Table 1 Mass spectrometry parameters of target pesticides

2 結果與分析

2.1 儀器條件優化

甲胺磷熱穩定性差，而其他農藥的沸點較高，綜合考慮，進樣口溫度從230～280 ℃進行考察，250 ℃時各組分響應較好，甲胺磷也有較好的線性。所以進樣口溫度設置為250 ℃。總離子流色譜圖結果見圖1。結果表明，在本次實驗的儀器條件下，各組分能夠分離，峰寬窄，無拖尾現象。

圖1 21種農藥混標的總離子流色譜圖Fig.1 Total ion chromatography of 21 pesticides standards mixture

2.2 方法優化

2.2.1 緩沖體系的選擇

目前QuEChERS方法常用的緩沖體系有乙酸-乙酸鈉、檸檬酸鈉-檸檬酸氫二鈉體系，即美國農藥國際標準分析方法和歐洲法定標準分析方法，本實驗選用EN方法萃取鹽析包，避免乙酸進入氣相系統，延長色譜柱壽命，降低儀器維護成本。

2.2.2 提取溶劑的選擇

農藥殘留檢測常用的提取溶劑有丙酮、乙腈、乙酸乙酯。不同提取溶劑的總離子流色譜圖見圖2。丙酮極性較乙腈弱，能夠溶解部分脂溶性和水溶性的色素并且與水很難分離，凈化較為困難，回收率不穩定；乙酸乙酯極性較弱，對于較強極性的農藥提取不完全，回收率偏低。乙腈對大部分農藥有較大的溶解度，對脂溶性色素、蛋白質，鹽溶解度小，且與水易分離，提取效果好，回收率穩定，故本實驗選用乙腈作為提取溶劑。

當加標量為0.01 mg/kg時，分別考察了用乙腈、丙酮、乙酸乙酯作為提取試劑對目標農藥回收率的影響，結果見圖3。由圖3可以看出，用乙腈作為提取溶劑時，目標農藥的回收率在80%～120%之間，而用丙酮和乙酸乙酯作為提取溶劑時，目標農藥的回收率偏低，故此次試驗選用乙腈作為提溶劑。

圖2 丙酮（A）、乙酸乙酯（B）乙腈（C）做提取溶劑的溶液的總離子流色譜圖Fig.2 Total ion chromatography of solution using acetone (A) and ethyl acetate (B) acetonitrile (C) as extraction solvent

圖3 不同提取溶劑對21種農藥回收率的影響Fig.3 Effect of different extraction solvent on the recovery rates of 21 pesticides

2.2.3 凈化條件優化

Quik Pro凈化柱有三種規格，分別是QuEChERS-PP、QuEChERS-CP、QuEChERS-HF，QuEChERS-PP用于簡單基質樣品，QuEChERS-CP用于高色素含量的樣品，QuEChERSHF用于高脂含量的樣品，由于果蔬汁基質色素及脂肪含量少，所以選用QuEChERS-PP凈化柱凈化樣品。QuEChERS-PP凈化柱原理為：將樣品提取液加入凈化柱中，通過柱塞推動樣品經過填料時，雜質被吸附，從而達到凈化的目的，理論上過濾的次數越多，凈化越完全，通過實驗，發現過濾1次、過濾2次和過濾3次，濾液的顏色變化不明顯，回收率無明顯差別。反復過濾所需時間長，工序繁瑣，綜合考慮，選用一次過濾來凈化樣品。樣品在提取、鹽析后，有少量水分殘留在有機溶劑層，若在凈化柱上層添加1 cm左右厚度的無水硫酸鎂去除水分，凈化效果更好。在添加水平0.10 mg/kg下樣品過濾1次、過濾2次和過濾3次對回收率的影響如圖4。

圖4 不同過濾次數對21種農藥回收率的影響Fig.4 Effect of different filtration times on the recovery rates of 21 pesticides

由圖4可知，過濾1次，過濾2次，過濾3次，對大部分目標農藥的回收率影響不是很大，有的農藥的回收率甚至隨著過濾次數的增加而降低，故選用過濾1次來凈化樣品。

2.2.4 基質效應

基質效應是指樣品中被分析物外的組分對分析過程及結果準確性的影響和干擾[21]，為消除基質效應，本實驗使用空白樣品基質配制標準曲線。

2.2.5 方法的回收率及精密度

稱取18份空白果蔬汁樣品進行3水平加標回收率實驗，21種農藥的線性方程、相關系數R、檢出限、定量限、回收率以及相對標準偏差（relative standard deviation，RSD）結果見表2。由表2可知，樣品在0.01 mg/kg、0.02 mg/kg、0.10 mg/kg的添加水平下，回收率在75.2%～117.8%之間，檢出限（信噪比S/N=3）在0.2～7.3 μg/kg之間，定量限（S/N=10）在0.6～24.4 μg/kg之間，回收率實驗結果相對標準偏差（RSD）在1.9%～11.5%之間，能夠滿足分析要求。

表2 21種農藥的線性方程、相關系數（R）、加標回收率、相對標準偏差、檢出限（S/N=3）和定量限（S/N=10）Table 2 Linear equations,correlation coefficients (R),adding standard recoveries,relative standard deviations,limits of detection (S/N=3) and limits of quantification (S/N=10) for 21 pesticides

續表

2.2.6 市售果蔬汁農藥殘留檢測

通過對市售的12種果蔬汁進行檢測，12種果蔬汁中的農藥殘留檢出情況如表3。由表3可知，有一種果蔬汁中檢出聯苯菊酯，其他樣品均未發現目標農藥殘留物。

表3 果蔬汁樣品中農藥殘留檢出情況Table 3 Detection results of pesticide residues in fruit and vegetable juices

續表

3 結論

本研究建立了一種QuEChERS結合Quick Pro凈化柱-氣相色譜串聯質譜法同時檢測果蔬汁中21種農藥殘留量的方法。本實驗重點對前處理過程進行了優化，縮短了樣品前處理時間，提高了效率，該方法操作簡便、快捷、可靠，準確度及精密度好，適用于果蔬汁中多種農藥殘留的高通量、快速檢測。