氣質聯用法測定稻米中8種農藥殘留

楊佳昊，盛佳聯，楊曉云*，徐漢虹

1.中國農業大學煙臺研究院（煙臺 264001）；2.華南農業大學植物保護學院（廣州 510642）

我國是農業大國，水稻作為主要糧食作物之一，超過半數人口將其作為主食，因此，其食品安全問題不容忽視[1-2]。關于稻米中農藥殘留的檢測方法主要有氣相色譜（GC）法[3-4]、液相色譜（HPLC）法[5-6]、氣相色譜-質譜（GC-MS/MS）法[7-9]、液相色譜-質譜（LC-MS/MS）法[10-11]。其中，GC和HPLC方法靈敏度相對較低，易受到雜質干擾，而GC-MS/MS和LC-MS/MS抗干擾能力更強，能對農藥殘留進行定量和定性分析，在農藥多殘留分析中得到廣泛應用[12]。LC-MS/MS法的儀器較為昂貴，在日常檢測中較少采用[2]。

稻米樣品基質復雜，含有淀粉、蛋白質、脂類、糖類等成分，在目標物含量較低時容易造成干擾，因此上機前需要提取凈化。常見的前處理方法有固相萃取、分散固相萃取、液液萃取、凝膠滲透色譜等[13]。固相萃取需要活化小柱和洗脫，步驟繁瑣，操作麻煩，不適合大批量樣品的處理[14]。液液萃取需要耗費大量的有機溶劑，導致高成本和對環境的污染。分散固相萃取是將凈化劑直接分散在試樣中吸附雜質，操作簡單快速，近年來應用廣泛。

試驗結合氣相色譜質譜法與分散固相萃取技術，建立同時測定稻米中8種農藥殘留方法，為稻米中農藥殘留的分析檢測提供可靠、有效的分析手段。

1 材料與方法

1.1 材料

6890N-5975氣相色譜-質譜聯用儀（美國Agilent公司）；GY-FS-06多功能粉碎機（江西贛云食品機械有限公司）；Anke TDL-4離心機（上海安享科學儀器廠）；SK 2200 HP超聲波清洗機（上海科導超聲儀器有限公司）；BS124S電子分析天平（賽多利斯科學儀器有限公司）；R201旋轉蒸發器（上海一科儀器有限公司）。

敵敵畏（dichlorvos，100 mg/L）、毒死蜱（chlorpyrifos，100 mg/L）、稻瘟靈（isoprothiolane，100 mg/L）（農業部環境保護科研監測所）；克百威（carbofuran，99.1%）、丁草胺（butachlor，99.0%）、己唑醇（hexaconazole，97.0%）、噻嗪酮（buprofezin，99.5%）、丙環唑（propiconazole，98.0%）（上海源葉生物科技有限公司）；丙酮、無水硫酸鎂（天津市福晨化學試劑廠）；N-丙基乙二胺（PSA）、C18凈化劑（美國Welch公司）。丙酮為色譜純，其余試劑為分析純。

1.2 方法

1.2.1 樣品前處理

提取：準確稱取5 g（精確至0.01 g）粉碎過篩的稻米樣品于50 mL塑料離心管中，加入10 mL蒸餾水，浸泡20 min，加入20 mL乙腈，渦旋1 min，超聲提取30 min，加入5 g氯化鈉，渦旋1 min，以4 000 r/min離心5 min，移取10 mL上清液至50 mL雞心瓶中，在旋轉蒸發儀上45 ℃旋蒸至近干，加1 mL色譜丙酮復溶，待凈化。

凈化：分別稱取50 mg PSA、50 mg C18和100 mg無水硫酸鎂置于10 mL離心管中，將待凈化溶液轉移入離心管中，渦旋1 min，以10 000 r/min離心3 min，上清液過0.22 μm有機微孔濾膜，待上機分析。

1.2.2 標準溶液的配制

分別稱取約10 mg固體標準品于100 mL棕色容量瓶中，用色譜丙酮定容至刻度線，配成質量濃度100 mg/L的單標母液。用分度吸量管分別量取質量濃度100 mg/L的敵敵畏、毒死蜱、稻瘟靈、克百威、丁草胺、己唑醇、噻嗪酮和丙環唑母液各1.00 mL于10 mL容量瓶中，用色譜丙酮定容混勻，得到10 mg/L混合標準工作液。所有溶液均在-18 ℃條件下避光保存。

量取一定量的混合標準工作液，用色譜丙酮逐級稀釋配制成質量濃度分別為5.00，2.00，1.00，0.50，0.10和0.05 mg/L的系列標準溶液。以農藥的質量濃度為橫坐標，峰面積為縱坐標，繪制標準曲線。所有溶液均在-4 ℃條件下避光保存。

1.2.3 氣相色譜-質譜聯用儀條件

氣相條件：FB-5MS色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣為高純氦氣（≥99.999%）；恒流模式，流速1.0 mL/min；進樣口溫度250 ℃；不分流進樣；升溫程序：初始溫度50 ℃，以15 ℃/min升至220℃，保持2 min，以1 ℃/min升至230 ℃，保持3 min，以15 ℃/min升至280 ℃，保持3 min；進樣量1 μL。

質譜條件：離子源為電子轟擊源（EI）、電子能量70 eV、離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；傳輸線溫度280 ℃；采用選擇性離子監測（SIM）模式。

1.2.4 添加回收試驗

準確稱取5.00 g粉碎過篩的空白稻米樣品，向其中加入一定量混合標準溶液，使其添加量分別為0.05，0.50和1.00 mg/kg，靜置過夜。采用1.2.1的方法進行提取凈化，上機檢測，計算平均加標回收率和相對標準偏差，重復6次。

1.2.5 實際樣品的檢測

在廣東省隨機采集成熟期水稻樣品，帶回實驗室，對8種目標農藥進行檢測，評價該方法適用性。

2 結果與分析

2.1 色譜-質譜條件的優化

采用FB-5MS非極性毛細管色譜柱對敵敵畏、克百威、毒死蜱、丁草胺、己唑醇、稻瘟靈、噻嗪酮和丙環唑8種目標化合物進行分離，通過全掃描模式和選擇離子監測（SIM）模式進行檢測，確定各農藥的保留時間和特征碎片離子，選擇豐度最高的3個特征離子為定量離子和定性離子。對升溫程序、氣化溫度等參數進行優化，確定最優的色譜-質譜條件。表1為各農藥的保留時間和特征碎片離子，圖1為混合標樣的色譜圖。

圖1 混合標樣色譜圖

表1 8種農藥的保留時間和特征離子

2.2 提取溶劑的選擇

提取溶劑的選擇對農藥殘留分析的回收率有很大影響[15]，為篩選合適的提取溶劑，分別選取甲醇、乙腈、丙酮作為提取溶劑，考察提取效果。結果表明，在相同處理方式下，用甲醇作提取溶劑時，提取效果不理想，回收率較低，在69.3%～82.5%；用丙酮作提取溶劑時，回收率在85.3%～97.4%，但提取液雜質較多，為后續的凈化帶來困難；用乙腈作提取溶劑時，提取效果較好，回收率在87.4%～98.8%，且提取液雜質相對較少，最終選擇乙腈為提取溶劑。

2.3 浸提用水量的選擇

由于成熟的稻米含水率較低，為保證提取效率，選擇加入有機溶劑前先用蒸餾水浸提，同時對加水量進行考察。分別在5.00 g稻米中加0，10和20 mL蒸餾水，探究不同用水量的提取效果。結果表明，用水量0 mL時，回收率在71.6%～92.8%；用水量10 mL時，回收率在83.4%～104.8%；用水量20 mL時，回收率在81.8%～99.4%。考慮后續加氯化鈉分層的原因，最終選擇用水量10 mL。

2.4 凈化劑的選擇

在農藥殘留前處理過程中，常用PSA（N-丙基乙二胺）、C18（十八烷基鍵合硅膠）來凈化樣品，PSA可以去除脂肪酸、糖類、酚類和極性色素[16]。C18屬于反相吸附劑，對非極性干擾物質如脂類、蠟質的去除效果較好，常用來凈化脂肪含量較高的樣品。試驗對PSA和C18的用量進行研究，結果發現，PSA和C18二者用量均為50 mg時，凈化后的樣品不影響對8種農藥的定性和定量，可以滿足凈化要求。

2.5 方法學驗證

將質量濃度10 mg/L的混合標準溶液用色譜丙酮逐級稀釋成質量濃度為5.00，2.00，1.00，0.50，0.10和0.05 mg/L的系列標準溶液。以色譜峰面積為縱坐標、質量濃度為橫坐標，繪制標準曲線，得到8種農藥的線性回歸方程、線性范圍和線性相關系數。通過10倍信噪比（S/N=10）時對應的質量濃度計算該方法的定量限。結果如表2所示，在質量濃度0.05～5.00 mg/L的范圍內，8種農藥線性關系良好，相關系數（R2）均大于0.999 5。

在空白大米樣品中進行添加回收試驗，結果如表2所示，8種農藥平均加標回收率為84.3%～104.8%（n=6），相對標準偏差（δRSD）為1.7%～7.8%，該方法的回收率與相對標準偏差符合農藥多殘留分析要求。

表2 8種農藥的線性方程、相關系數、回收率、相對標準偏差（δRSD）與定量限（n=6）

2.6 實際樣品的檢測

在廣東省內各市區（韶關市、梅州市、惠州市、廣州市、江門市、茂名市、湛江市）隨機采集水稻樣品進行檢測，結果顯示（表3），稻谷樣品中，敵敵畏、克百威和丁草胺3種農藥未檢出農藥殘留。毒死蜱、己唑醇、稻瘟靈、噻嗪酮和丙環唑均有檢出，最大殘留量分別為0.018，0.024，0.04，0.004和0.007 mg/kg。根據國家標準GB 2763—2016[17]，8種目標農藥殘留量均未超出國家最大殘留限量（MRLs）。圖2為陽性樣品的選擇離子色譜圖。

圖2 陽性樣品色譜圖

表3 8種目標農藥在實際稻米樣品中的殘留量

3 結論

采用分散固相萃取結合氣相色譜-質譜聯用儀，建立稻米中8種農藥的檢測分析方法。8種農藥的濃度和峰面積在線性范圍線性關系良好，3個添加水平（0.01～1.00 mg/kg）下的平均加標回收率在84.3%～104.8%之間（n=6），相對標準偏差在1.7%～7.8%，可滿足農藥殘留分析的要求。該方法簡單、快速、有效，可用于實際稻米樣品中農藥殘留檢測。