QuEChERS-氣相色譜-質譜同時測定生姜中16種農藥殘留

盧琦，陳子雷，丁蕊艷，郭長英，毛江勝，李慧冬

1.山東省農業科學院農業質量標準與檢測技術研究所（濟南 250100）；2.農業農村部農產品質量安全風險評估實驗室（濟南）（濟南 250100）；3.山東省食品質量與安全檢測技術重點實驗室（濟南 250100）

生姜是我國居民生活中不可或缺的農產品，也是我國廣泛種植栽培的重要蔬菜。我國是世界上的產姜大國，年產量僅次于印度居世界第二位[1]。山東是生姜農產品出口大省，產品出口世界各國，但在種植過程中，為了降低病蟲害如姜腐爛病、姜青枯病、猿葉蟲等對生姜品質的影響[2]，農藥的大量使用大大增加了生姜中農藥殘留超標的風險，同時由于生姜中含有大量的姜辣素、芳香性揮發油脂姜酮、姜酚等含硫的揮發性化合物，這些物質與農藥的性質相似，對農藥殘留的檢測分析造成了一定的困難。為了滿足國內外對農藥殘留日趨嚴格的要求，同時保證我國生姜產品順利出口世界各地，建立一種操作簡便、快速、準確的生姜樣品中農藥殘留檢測方法非常重要。

目前，常用的農藥殘留檢測方法有氣相色譜法[3-7]、高效液相色譜法[8-10]、氣相色譜串聯質譜法[11-14]與高效液相色譜串聯質譜法[15-18]。前處理方法主要有QuEChERS法[19-20]、固相萃取法[21]、液液萃取法[22]、凝膠滲透色譜法[23-24]等。由于氣相色譜串聯質譜儀和高效色譜串聯質譜儀的檢測效率及準確度普遍高于氣相色譜與液相色譜，近年來已被廣泛使用。王艷麗等[13]采用固相萃取-氣相色譜-三重四極桿串聯質譜法測定茶葉中45種有機磷農藥殘留；黃紹軍等[14]采用固相萃取-氣相色譜-串聯質譜法檢測了麗江瑪咖中41種有機氯和菊酯類農藥殘留；何強等[18]也利用超高效液相色譜-串聯質譜法測定了濃縮蘋果汁中61種農藥殘留量；但是采用氣相色譜串聯質譜法同時測定生姜中多種農藥殘留的報道不是很多。研究采用氣相色譜串聯質譜結合QuEChERS法，一次性同時檢測16種農藥，并結合保留時間和特征選擇離子判斷結果，以期為生姜中多種農藥殘留的檢測提供方法參考。

1 材料與方法

1.1 材料

隨機從濟南市場抽取生姜樣品30批。

1.2 儀器與試劑

Agilent5977氣相色譜串聯質譜儀、旋轉蒸發儀、LDZS-2高速離心機（北京京立離心機公司）；T25 D均質機（德國IKA公司）；RV10 D旋轉蒸發儀（德國IKA公司）；MS3 D S25漩渦混合器（德國IKA公司）；BSA224S-CW萬分之一電子天平（德國 Sartorius公司）。

乙腈和正己烷（HPLC級，美國Fisher 公司），氯化鈉（分析純，國藥集團）；QuEChERS凈化管、C18固相萃取柱、PestiCarb/NH2柱。農藥標準品（10 mg/L）主要包括溴蟲腈、噁草酮、二嗪磷、伏殺硫磷、氟氯氰菊酯、治螟磷、氟樂靈、乙烯菌核利、異丙草胺、抗蚜威、氯菊酯、殺螟硫磷、甲基毒死蜱、喹硫磷、五氯硝基苯及毒死蜱。

1.3 儀器條件

色譜條件：色譜柱，DB-5MS；色譜柱溫度程序，40 ℃保持1 min，然后以30 ℃/min程序升溫至130℃，以5 ℃/min升溫至250 ℃，再以10 ℃/min升溫至300 ℃，保持5 min；載氣，氦氣，純度≥99.999%；流速，1.2 mL/min；進樣口溫度，290 ℃；進樣方式，不分流。

質譜條件：電子轟擊源，70 eV；離子源溫度，230 ℃；GC-MS接口溫度，280 ℃；進樣量，1.0 μL；溶劑延遲時間，6 min；掃描方式，選擇離子檢測（SIM）模式。定量離子（m/z）及定性離子（m/z）見表1。

表1 16種農藥的質譜參數

1.4 標準溶液的配制

準確移取1 mL標準品（10 mg/L），用丙酮定容至10 mL，配制成1 mg/L的標準溶液。再準確吸取1.0，0.5，0.2，0.1和0.05 mL上述標準溶液，用丙酮定容至1.0 mL，得到質量濃度分別為1.0，0.5，0.2，0.1和0.05 mg/L的標準溶液系列。以各物質定量離子的峰面積（y）對質量濃度（x）繪制標準曲線。外標法定量。

基質匹配標準溶液：準確移取適量混合標準溶液，用生姜空白樣品提取液稀釋，配制成系列基質匹配標準溶液，現配現用。

1.5 樣品前處理

樣品預處理：將生姜樣品用食品粉碎機打碎，混勻，密封，于-20 ℃保存。

1.5.1 QuEChERS處理過程

準確稱取10 g粉粹后的生姜樣品于50 mL聚丙烯具塞離心管中，加入20.0 mL乙腈，用勻漿機中高速均質提取3 min，加入5 g氯化鈉，渦旋3 min，靜置分層，在離心機中以12000 r/min離心5 min，吸取10 mL上清液于QuEChERS凈化管（色素樣品凈化管：150 mg PSA+15 mg GCB+900 mg MgSO4）凈化管，并加入一顆陶瓷均質子，搖勻，在離心機中以12000 r/min離心5 min，取5 mL上清液于250 mL圓底燒瓶中，在旋轉蒸發儀中旋蒸至干，用2.5 mL正己烷定容，裝進樣小瓶混勻，待測。

1.5.2 固相萃取處理過程

提取：準確稱取10 g粉粹后的生姜樣品于50 mL聚丙烯具塞離心管中，加入20.0 mL乙腈，用勻漿機中高速均質提取3 min，加入5 g氯化鈉，渦旋3 min，靜置分層，在離心機中以12000 r/min離心5 min，取上清液5 mL于平底燒瓶中，旋蒸至近干，待凈化。

凈化：在固相萃取柱中加入約2 cm高無水硫酸鈉，用5 mLV（乙腈）∶V（甲苯）=3∶1預淋洗，棄去淋洗液。分三次分別用5，10和10 mL的淋洗液（V（乙腈）∶V（甲苯）=3∶1）復溶洗脫；收集洗脫液用旋轉蒸發儀濃縮至近干，用2.5 mL正己烷定容，裝進樣小瓶，待測。

1.6 添加回收試驗

分別在空白生姜樣品中添加0.05，0.5和1 mg/kg 3個水平的16種農藥的標準品，靜置2 h，使各農藥標準品被生姜充分吸收，然后按照研究建立的方法進行前處理和檢測，同時使用生姜空白基質匹配標準溶液進行校準定量。每個水平重復6次。

2 結果與討論

2.1 樣品前處理的優化

采用在生姜空白樣品中添加0.5 mg/kg的16種農藥混合標準工作溶液，按照1.5.1節的前處理方法，重復5次，采用基質匹配標準溶液外標法定量，對前處理條件進行優化。

2.1.1 樣品提取溶劑的選擇

乙腈對極性和非極性農藥的提取兼容性更好，更容易利用鹽析作用去除樣品中的水分，降低了后續凈化的困難與儀器的維護成本，因此研究選取乙腈作為提取劑。

2.1.2 樣品凈化方式的選擇

為了獲得良好的凈化效果，試驗設計了3種凈化方法。方法1：C18柱凈化；方法2：PestiCarb/NH2柱凈化；方法3：QuEChERS凈化管凈化。采用上述3種方法對16種農藥做在生姜樣品中添加濃度為0.5 mg/kg的回收試驗。結果顯示，采用這3種方法凈化得到的回收率均在可接受范圍內。此外方法1處理完的樣品較方法2與方法3顏色較深，含有較多色素。對上述凈化方式制備的生姜樣品進行掃描（見圖1），從中可以看出方法3的雜質峰相較于其他兩種方法較少，有利于保護儀器，操作簡便，快速高效。因此，研究選用QuEChERS凈化管對生姜進行凈化。

圖1 采用3種凈化方法的生姜樣品的TIC圖

2.1.3 基質效應評價

按照1.5小節方法對空白生姜樣品進行前處理，制備生姜空白基質溶液。分別用純溶劑和生姜空白基質溶液配制農藥濃度相同的兩種待測液，在條件完全相同的情況下進行檢測。根據兩者的響應值計算生姜的基質效應[25]，具體計算方式見式（1）。

式中：Mi為生姜基質溶液中各農藥的基質效應；Ami為基質溶液中各農藥的檢測響應值；Asi為純溶劑中各農藥的檢測響應值。

試驗中，分別用丙酮與生姜空白基質溶液配制16種農藥的待測液，使各目標成分的質量濃度為0.5 mg/L，在相同條件下進行檢測，按照式（1）對生姜基質溶液的基質效應進行分析，具體結果見表2。

由結果可知16種農藥種有7種農藥的Mi值為正值，表現為基質增強效應；有9種農藥的Mi值為負值，表現為基質抑制效應。其中有75%的農藥|Mi|＜20%，表現為弱基質效應，可忽略無需進行校正；有12.5%的農藥20%≤|Mi|≤50%，表現為中等程度基質效應；12.5%的農藥|Mi|＞50%，表現為強基質效應，需要進行校正[18]。此外上述結果也表明，同種基質中不同農藥的基質效應差別較大，如伏殺硫磷的|Mi|值為53.38，是強基質效應；而五氯硝基苯的|Mi|卻只有1.66，為可忽略不計的弱基質效應。因此，為提高定量結果的準確性，需要配制基質標準溶液對定量結果進行校正。

2.2 方法學評價

2.2.1 線性范圍、相關系數及檢出限

由表2可知：16種農藥在0.01～1 mg/L質量濃度范圍內，各化合物定量離子峰面積與濃度呈良好線性關系，相關系數均大于0.99。以最低添加濃度為定量限。

表2 16種農藥的保留時間、線性關系、相關系數、定量限與基質效應

2.2.2 準確度和精密度

由表3的結果可知：16種農藥3個加標濃度下的平均回收率在75%～97%之間，相對標準偏差在1.9%～7.8%之間。用此方法測定生姜中16種農藥多殘留，準確度、精密度均較好，能夠滿足殘留分析要求[26]。

2.3 樣品檢測

研究采用SIM模式結合保留時間進行定性定量分析，增強了檢測結果的準確性，降低了出現假陽性樣品的概率。

2.3.1 農藥殘留水平

利用研究建立的方法對市場采集的30份生姜樣品進行16種農藥的檢測，結果顯示：有4份樣品檢出抗蚜威，最大殘留量為0.01 mg/kg；有4份樣品檢出氯菊酯，最大殘留量為0.09 mg/kg；1份樣品檢出殺螟硫磷，最大殘留量為0.02 mg/kg。以上檢出的2種農藥殘留量均低于GB 2763—2019[27]中梨的農藥最大殘留限量值（maximum residue limit，MRL）（抗蚜威：0.05 mg/kg；氯菊酯：1 mg/kg；殺螟硫磷：0.5 mg/kg）。其他樣品中未見目標農藥檢出。

3 結論

通過乙腈提取，QuEChERS凈化管凈化，建立了氣相色譜-串聯質譜檢測生姜樣品中16種農藥殘留量的分析方法。經實際樣品檢測，所建立的方法可以提供準確的定性和定量分析，操作簡單、快速、靈敏度高，符合農藥多殘留檢測要求，為生姜的風險評估和多殘留檢測提供了快速準確的方法支持。