GC-MS/MS和GC-Q-TOF/MS對蔬菜中農藥殘留快速篩查確證

朱正偉，張亞珍，陳鋰，江豐，余婷婷，王會霞

1.湖北省食品質量安全監督檢驗研究院（武漢 430070）；2.湖北省食品質量安全檢測工程技術研究中心（武漢 430070）

目前我國從事農業生產的人員并未嚴格按照良好農業規范的要求使用農藥，使得部分農產品農藥殘留量超過限量要求，嚴重影響到消費者的健康。近幾年諸如“毒豇豆”“毒韭菜”等農藥殘留超標的食品安全事故頻發，這對檢驗機構風險防控能力提出了更高的要求。

農藥殘留的檢測主要有氣相色譜（GC）法[3-5]、氣相色譜-質譜聯用（GC-MS）法[6-8]、氣相色譜-串聯質譜聯（GC-MS/MS）法[9-11]、氣相色譜-飛行時間質譜（GC-TOF）法[12-14]、液相色譜（LC）法[15-18]、液相色譜-質譜聯用（LC-MS/MS）法[19-21]、液相色譜-飛行時間質譜（LC-TOF）法[22-23]、酶抑制法[24-25]等技術。GC-MS/MS由于具有高通量、靈敏度高、重復性好等優勢而成為農藥殘留分析中最常用的技術[26]，但在高通量篩查時，僅采用2～3個離子對定性，容易出現假陽性。GC-Q-TOF/MS由于采集方式是全掃描且提供精確質量數，質譜裂解信息豐富，具有優異的定性能力，目前已應用于司法鑒定[27]、食品成分分析[28-29]、生物代謝[30-32]、環境監測[33]等領域，但其線性范圍窄，定量能力和靈敏度較GC-MS/MS差[12-14]。

針對目前監督抽檢蔬菜檢驗項目靶向性差、工作費時費力的問題，采用QuEChERS方法前處理，利用分析保護劑取代種類繁多的蔬菜基質，研究了分析保護劑和基質對農藥回收率的影響，并利用GC-MS/MS和GC-QTOF/MS相互聯動對11類常食用的蔬菜中農藥殘留進行了快速篩查確證研究。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

蔬菜，市售；陶瓷均質子，月旭科技（上海）股份有限公司；無水硫酸鎂、氯化鈉、檸檬酸鈉、檸檬酸氫二鈉，均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司；乙腈，色譜純，美國Fisher Scientific公司；PSA吸附劑（N-丙基乙二胺）、石墨化炭黑吸附劑（GCB），天津博納艾杰爾科技有限公司；L-古洛糖酸內酯（純度≥97%）、D-山梨醇（純度≥ 99.5%），上海麥克林生化科技有限公司；敵敵畏、乙酰甲胺磷、氧樂果、滅線磷、硫線磷、久效磷、甲拌磷、甲基乙拌磷、地蟲硫磷、百菌清、七氯、馬拉硫磷、毒死蜱、對硫磷、三唑醇、抑霉唑、噁霜靈、三唑磷、亞胺硫磷、甲氰菊酯、惡唑禾草靈、氯氰菊酯、氰戊菊酯標準溶液，質量濃度均為100 μg/mL，農業部環境保護科研監測所。

1.2 主要儀器與設備

7890B-7000D氣相色譜-三重四極桿質譜儀（GCMS/MS），安捷倫科技有限公司（美國），配有EI源和反吹系統；7890B-7200氣相色譜-四極桿-飛行時間質譜儀（GC-Q-TOF/MS），安捷倫科技有限公司（美國），配有EI源和反吹系統；MSA125P分析天平（Sartorius公司，德國）；Allegra 6412冷凍離心機（貝克曼庫爾特公司，美國）；2600T超聲波清洗器（上海安譜科學儀器有限公司，中國）；T25均質器（IKA公司，德國）。

1.3 分析保護劑溶液和標準溶液的配制

L-古洛糖酸內酯儲備液（50 mg/mL）：稱取500 mg L-古洛糖酸內酯于10 mL容量瓶中，加入4 mL水，用乙腈定容后超聲溶解。

D-山梨醇儲備液（50 mg/mL）：稱取500 mg山梨醇于10 mL容量瓶中，加入5 mL水后，乙腈定容后超聲溶解。

分析物保護劑溶液：分別移取4 mL L-古洛糖酸內酯儲備液和2 mL D-山梨醇儲備液于10 mL容量瓶中，用乙腈定容后，搖勻后置于4 ℃避光貯藏。

23種農藥混合標準溶液的配制：準確移取1 mL 100 μg/mL的農藥標準溶液于10 mL容量瓶中，用丙酮定容后搖勻，然后從每種單一農藥標準溶液中準確移取0.80 mL于20 mL容量瓶中，用丙酮定容，搖勻后置于4 ℃避光貯藏。

1.4 樣品的前處理

蔬菜樣品取樣部位參照GB 2763—2019附錄A[34]進行切碎、勻漿。參照EN 15662[35]對樣品進行前處理。稱取10 g（精確至0.01 g）蔬菜樣品于50 mL離心管中，加入1顆陶瓷均質子、10 mL乙腈、4 g無水硫酸鎂、1 g氯化鈉、1 g檸檬酸鈉和0.5 g檸檬酸氫二鈉立即振搖1 min，然后以3 000 r/min離心1 min；取6 mL上層乙腈溶液于含有900 mg無水硫酸鎂、150 mg PSA、45 mg GCB（芹菜、豆角、韭菜添加）的離心管中，立即渦旋30 s，再以3 000 r/min離心1 min，上清液過0.22 μm濾膜后取1 mL于進樣小瓶中，添加10 μL分析物保護劑溶液后進GC-MS/MS和GC-Q-TOF/MS分析。

1.5 標準工作溶液的配制

基質匹配標準工作溶液的配制：稱取若干份10 g勻漿后的蔬菜基質，按1.4的方法提取、凈化、離心后，合并上清液并混勻得到基質提取液；分別移取10，20，50，100和200 μL農藥混合標準溶液于1 mL容量瓶中，用上述基質提取液定容得到質量濃度分別為0.01，0.02，0.05，0.1和0.2 μg/mL的基質匹配標準溶液。

添加分析保護劑溶劑的標準工作溶液的配制：分別移取10，20，50，100和200 μL農藥混合標準溶液于1 mL容量瓶中，用丙酮定容并加入10 μL分析保護劑溶液，得到質量濃度分別為0.01，0.02，0.05，0.1和0.2 μg/mL的添加分析保護劑溶劑的標準工作溶液。

1.6 試驗條件

1.6.1 色譜條件

進樣口溫度280 ℃；色譜柱：HP-5MS石英毛細管柱（2根15 m×250 μm×0.25 μm串聯）；柱溫升溫程序：初始溫度60 ℃保持1 min，以40 ℃/min升溫至120 ℃，再以5 ℃/min升溫至310 ℃；柱流速：色譜柱1，1.0 mL/min；色譜柱2，1.2 mL/min；載氣，氦氣（純度99.999%）；進樣量1 μL；進樣方式，不分流進樣。

1.6.2 GC-MS/MS質譜條件

電子轟擊（EI）離子源；電子能量70 eV；離子源溫度300 ℃；傳輸線溫度280 ℃；離子化方式，電子轟擊模式（EI）；質譜檢測模式，多離子反應監測模式（MRM）；離子對及其碰撞能量參考GB 23200.113—2018[36]；溶劑延遲5 min。

1.6.3 GC-Q-TOF/MS質譜條件

電子轟擊（EI）離子源；電子能量70 eV；離子源溫度300 ℃；傳輸線溫度280 ℃；離子化方式，電子轟擊模式（EI）；數據采集方式，TOF-Scan全掃描；質量掃描范圍m/z50～550，采集速率5 spectra/s；溶劑延遲5 min。

1.7 數據處理

數據采集后，利用Mass Hunter軟件處理數據；根據式（1）計算回收率。

式中：R為農藥的回收率，%；C為樣品中待測農藥的測定濃度，μg/mL；V為定容體積，mL；m為稱樣質量，g；X0為加標基質中待測物的含量，mg/kg；C0為加標液的質量濃度，μg/mL；V0為加標體積，mL。

2 結果與分析

2.1 分析保護劑和基質對農藥回收率的影響

在農藥殘留分析中，需選用同種陰性基質作標準工作曲線，費事費力。試驗選取芹菜、番茄、白菜、茄子、辣椒、土豆、韭菜常見的7種基質，按1.5配制成不同的基質標準工作溶液，連同添加分析保護劑溶劑的標準工作溶液進GC-MS/MS分析，并比較了23種農藥在加標水平為0.05 mg/kg時基質匹配標準曲線和添加分析保護劑的標準曲線對回收率的影響，結果見表1。

從結果可以看出，添加分析保護劑作標準曲線計算得到的回收率比基質匹配標準曲線得到的回收率有所提高，特別是對于乙酰甲胺磷和氧樂果活性強的農藥，添加分析保護劑標準曲線計算的回收率變大，這可能是由于系統的活性位點比較多，利用基質作標準曲線時，基質難以掩蔽活性位點，從而使活性較強的農藥被吸附，而分析保護劑本身是多羥基的化合物，能優先被對活性位點吸附，改善被測農藥的峰形，使農藥的回收率變大[37-40]，所以分析保護劑能較好地取代基質進行農藥殘留的分析檢測。

表1 分析保護劑和基質對23種農藥回收率的影響

2.2 GC-MS/MS和GC-QTOF相互聯動對實際樣品進行篩查確證

選取消費者日常食用量較大的芹菜、韭菜、普通白菜、茄子等11類蔬菜樣品為篩查對象，共計224個樣品，其品種分布如圖1所示。

樣品按1.4方法處理，經GC-MS/MS和GC-Q-TOF/MS分析發現，11類蔬菜均檢出了農藥，共計124個樣品檢出了農藥，農藥檢出率為55.3%；累計檢出農藥56種，檢出頻次最多的10種農藥及頻次如圖2所示，蔬菜中檢出農藥的數量和樣品的檢出率如圖3所示。

由圖3可知，除大白菜、花椰菜、茄子、土豆的檢出率低于50%以外，其他的類別的檢出率均高于50%；從篩出的農藥數量來看，芹菜檢出的農藥種類最多，高達38種；韭菜、辣椒、普通白菜檢出農藥的種數也超過了10種，其檢出農藥的種類及其頻次如圖4所示。

圖1 224個蔬菜樣品種類的分布情況

圖2 檢出最多的10種農藥及頻次

圖3 11類蔬菜樣品中檢出農藥的種數和檢出率

圖4 不同蔬菜樣品中檢出農藥的種類及其頻次

不難發現，超范圍使用農藥現象仍比較嚴重，其中8種辣椒、27種芹菜、9種韭菜、5種茄子、1種番茄、5種菠菜、13種普通白菜、3種花椰菜、1種大白菜、1種土豆農藥無最大殘留限量。由于無法判定，未納入食品監督抽檢項目之列，存在較大的食品安全隱患。對于有最大殘留限量的農藥，在抽檢項目制定的過程中可以將其列為抽檢項目，提高靶向性。11類蔬菜檢出農藥中有最大殘留限量和無最大殘留限量的農藥清單如表2所示。

表2 11類蔬菜中有最大殘留限量的農藥和無最大殘留限量的農藥清單

接表2

3 結論

試驗對比了分析保護劑和基質對農藥回收率的影響，結果表明分析保護劑能提高農藥檢測的靈敏度，可替代基質成分制備匹配標準工作溶液進行農藥分析，減少檢測的工作量；利用GC-MS/MS和GC-QTOF/MS相互聯動對11類224個蔬菜樣品進行了篩查確證，結果發現農藥檢出率高達55.3%，超范圍使用農藥的問題嚴重，需要加強關注；同時得到了11類蔬菜中需要重點關注的農藥清單，為日常監督抽檢項目的制定提供了理論依據和實踐基礎。