QuEChERS-氣相色譜—三重四極桿質譜法同時測定黑茶中10種酰胺類除草劑殘留

易守福 梁 鋒 何青科 宋 陽 廖燕芝

(1. 湖南省食品質量監督檢驗研究院，湖南 長沙 410017；2. 食品安全監測與預警湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410017)

黑茶中含有500多種化合物，富含蛋白質、維生素和氨基酸等，具有極高的營養價值，長期飲用還具有很好的減肥、降血脂效果[1]。黑茶因其保健功能和獨特品質，深受廣大消費者喜愛。然而黑茶的采茶周期長，春、夏、秋三季均可采摘新鮮茶葉，茶葉在大面積種植過程中，為保障茶葉品相、防蟲除草，增加了除草劑等農藥的使用幾率和農藥殘留的風險。黑茶是湖南省主要的茶葉品種，其中安化黑茶又為國家地理標志產品，其產品質量對黑茶的國內外市場具有重要影響。酰胺類除草劑是一類高效、高選擇性的觸殺性農藥，具有廣譜、高效和施用方便等特點[2-3]。然而此類農藥過量使用后易在地表水和土壤中殘留[4]，進而通過食物鏈對人體健康造成危害。美國環保局已將甲草胺、乙草胺、丁草胺等用量較大的酰胺類除草劑列為對人類可能致癌的物質[5]。歐盟國家制定了嚴格的限量標準，規定茶葉中酰胺類農藥的最大殘留限量為0.05～0.10 mg/kg，而中國食品安全標準暫未對茶葉中酰胺類除草劑的限量作出規定，限制了中國茶葉的出口貿易。

目前對于酰胺類除草劑殘留量的檢測方法主要有氣相色譜法(GC)[6]、高效液相色譜—質譜法(HPLC-MS)[7]、高效液相色譜—串聯質譜法(HPLC-MS/MS)[8-10]、氣質聯用色譜法(GC-MS)[3,11]及氣相色譜—串聯質譜法(GC-MS/MS)[12]。由于黑茶基質較復雜，在質譜檢測分析時可能帶來基體效應和基質干擾的影響，故在進行質譜分析前，采取適當的前處理方法尤為重要。目前酰胺類除草劑的前處理方法主要有加速溶劑萃取(ASE)[13]、固相萃取(SPE)法[14-15]和QuECHERS法[10-11,16]，傳統的前處理方法存在操作繁瑣，有機溶劑用量大，價格昂貴等缺點。QuEChERS方法具有操作簡便快速、凈化效果好、有機溶劑消耗少、環境友好等優點，被廣泛應用于基質復雜的樣品中農藥殘留的檢測[17]。

研究擬采用QuEChERS前處理凈化，結合GC-MS/MS檢測技術，以建立快速、高效、準確的同時測定黑茶中10種酰胺類除草劑殘留的檢測方法，為不同茶葉品種中酰胺類除草劑殘留的檢測提供參考，同時也為茶葉中酰胺類除草劑的監測監管提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

湖南安化黑茶、廣西六堡茶、云南普洱茶、四川藏茶、陜西黑茶、湖北青磚茶：市售；

炔苯酰草胺、乙草胺、異丙甲草胺、氟酰胺、丙炔氟草胺：純度99%，德國Dr.Ehrenstorfer GmbH公司；

丙草胺、丁草胺、異丙草胺、吡氟酰草胺、二甲草胺、甲草胺：100 mg/L，上海安譜實驗科技股份有限公司；

乙腈、乙酸乙酯：色譜純，美國TEDIA試劑公司；

丙酮：色譜純，上海安譜實驗科技股份有限公司；

氯化鈉：分析純，天津市科密歐化學試劑有限公司；

凈化組A[含150 mg MgSO4，50 mg C18，50 mgN-丙基乙二胺(PSA)]、凈化組B[含150 mg MgSO4，50 mg C18，50 mg PSA，10 mg 石墨化碳黑(GCB)]、凈化組C(含150 mg MgSO4，50 mg C18，50 mg PSA，50 mg GCB)：上海安譜實驗科技股份有限公司。

1.2 儀器與設備

氣相色譜—三重四極桿質譜儀：Thermo Scientific TSQ 9000型，賽默飛世爾科技公司；

臺式離心機：TG16-WS型，湘儀離心機儀器有限公司；

旋渦混勻器：IKA MS3型，德國艾卡集團；

華晨高速多功能粉碎機：HCP-1000A型，浙江省永康市金穗機械制造廠；

電子分析天平：BSA124S-CW型，德國賽多利斯集團；

超純水儀：2WM-UT1-10型，中沃水務環保科技有限公司。

1.3 標準溶液的配制

1.3.1 標準儲備液 分別準確稱取炔苯酰草胺、乙草胺、異丙甲草胺、氟酰胺、丙炔氟草胺10 mg，加入少量乙酸乙酯溶解，轉移至100 mL容量瓶中，用乙酸乙酯定容，配制質量濃度為100 mg/L的單標儲備液，-18 ℃避光貯藏。

1.3.2 混合標準中間液 分別吸取10種酰胺類除草劑儲備液(100 mg/L)各0.5 mL于同一10 mL容量瓶中，用乙酸乙酯稀釋并定容，配制成5.0 mg/L的混合標準中間溶液，-18 ℃避光貯藏。

1.3.3 混合標準工作液 用乙酸乙酯將標準中間液逐級稀釋配制成質量濃度為0.001，0.005，0.010，0.050，0.100，0.500 mg/L的混合標準工作液。

1.3.4 基質混合標準工作液 取經凈化后的空白基質溶液1 mL于40 ℃水浴下氮吹至干，精密移取1.0 mL相應濃度的混合標準工作液復溶，過濾膜，配制成基質混合標準工作液，基質混合標準工作液現配現用。

1.4 儀器條件

1.4.1 色譜條件優化 色譜柱為TG-5 SILMS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；進樣口溫度280 ℃；升溫程序：初始溫度120 ℃，保持1 min，以15 ℃/min升溫至180 ℃，保持5 min，以10 ℃/min升溫至240 ℃，以30 ℃/min升溫至300 ℃，保持 5 min。載氣為高純氦氣(純度>99.999%)；載氣控制方式為恒定流量；流速1.0 mL/min；進樣方式為不分流模式，進樣量1 μL。

1.4.2 質譜條件優化 電子轟擊離子源(EI源)；離子源溫度300 ℃；傳輸線溫度280 ℃；碰撞氣為高純氦氣(純度>99.999%)；選取1.0 mg/L酰胺類除草劑標準溶液在m/z50～500內運行MS1全掃描，根據所得的色譜圖和質譜圖確定保留時間和特征離子，在質譜圖中選擇1～2個豐度較高且m/z較大的離子作為MRM方法的母離子。對母離子進行子離子掃描和碰撞能優化，碰撞電壓5～50 eV，每間隔5 eV進行一次碰撞，根據碎片離子豐度，確定定性離子對和定量離子對。

1.5 樣品前處理條件優化

1.5.1 提取溶劑優化 稱取粉碎過篩后的黑茶樣品1.000 0 g置于50 mL塑料離心管中，按0.02 mg/kg水平添加10種酰胺類除草劑混合標準溶液，加入5 mL去離子水，渦旋混勻后靜置30 min，分別準確加入10.0 mL丙酮、乙酸乙酯、乙腈，加入2 g氯化鈉，渦旋振蕩2 min，5 000 r/min離心5 min，取2 mL上清液置于離心管(已加入150 mg MgSO4，50 mg C18，50 mg PSA，10 mg GCB)中，劇烈渦旋2 min，5 000 r/min離心5 min，準確移取1.0 mL凈化液，40 ℃水浴氮吹至干，準確加入1.0 mL乙酸乙酯復溶，過0.22 μm有機濾膜，上機測定目標物的回收率。

1.5.2 凈化劑優化 相同的提取條件下，取2 mL上清液，采用3組不同凈化組合進行凈化，凈化組合分別為A(含150 mg MgSO4，50 mg C18，50 mg PSA)，B(含150 mg MgSO4，50 mg C18，50 mg PSA，10 mg GCB)，C(含150 mg MgSO4，50 mg C18，50 mg PSA，50 mg GCB)，劇烈渦旋2 min，5 000 r/min離心5 min，準確移取1.0 mL凈化液，40 ℃水浴氮吹至干，準確加入1.0 mL乙酸乙酯復溶，過0.22 μm有機濾膜，上機測定目標物的回收率。

1.6 基質效應評價

取空白黑茶樣品，按1.5的方法得到空白基質溶液，并采用空白基質溶液配制基質混合標準工作系列，同時用溶劑配制相同濃度的溶劑標準工作系列，在相同的GC-MS/MS條件下測定得到基質匹配標準曲線和溶劑標準曲線。按式(1)計算各組分的基質效應[18]。

ME=(B-A)/A×100%，

(1)

式中：

ME——基質效應，%；

A——溶劑標準曲線斜率；

B——基質標準曲線斜率。

1.7 線性范圍、檢出限和定量限測定

按1.5的方法制備空白基質溶液，并配制質量濃度為0.001，0.005，0.010，0.050，0.100，0.500 mg/L的基質混合標準系列工作液，以各組分的峰面積為縱坐標，相應的質量濃度為橫坐標，繪制標準曲線。在空白黑茶樣品中添加低濃度的混合標準溶液，分別以信噪比(S/N)為3和10時的空白樣品添加濃度計算方法的檢出限和定量限。

1.8 準確度和精密度測定

選取空白黑茶樣品進行添加回收試驗，添加水平為0.01，0.02，0.10 mg/kg，每個水平平行測定6次，測定10種酰胺類除草劑含量，計算回收率和精密度。

1.9 實際樣品的測定

根據最優樣品前處理方式處理黑茶樣品，在優化的儀器條件下測定黑茶樣品中10種酰胺類除草劑含量。

2 結果與分析

2.1 儀器條件優化

經全掃描模式獲得了10種酰胺類除草劑的保留時間和特征離子，選擇離子強度高、質荷比較大的特征離子作為前級離子，采用產物離子掃描模式將各化合物的母離子打碎，并選擇2或3個強度大、靈敏度高的離子作為子離子，最后采用MRM 掃描模式，優化所選取子離子的碰撞能量，選出最佳碰撞能量，10種酰胺類除草劑的質譜信息見表1。10種酰胺類除草劑的基質標準溶液MRM色譜圖如圖1所示，由圖1可知，10種酰胺類除草劑可得到有效分離，基質干擾小。

表1 10種酰胺類除草劑的保留時間及多反應監測參數

1. 炔苯酰草胺 2. 二甲草胺 3. 乙草胺 4. 甲草胺 5. 異丙草胺 6. 異丙甲草胺 7. 丁草胺 8. 氟酰胺 9. 吡氟酰草胺 10. 丙炔氟草胺

2.2 樣品前處理條件優化

2.2.1 提取溶劑 采用乙腈提取時，10種酰胺類除草劑的回收率均在85%以上，提取效率優于丙酮和乙酸乙酯。選取丙酮或者乙酸乙酯作提取溶劑，色素等雜質較多，提取液顏色較深，不宜凈化，基質干擾大，而乙腈提取液顏色相對較淺，基質干擾較小。綜合考慮，選取乙腈作為前處理提取溶劑。

2.2.2 凈化劑 PSA吸附劑可有效去除提取液中糖類、酚類、脂肪酸及極性色素等成分，C18吸附劑可去除酯類和脂肪等非極性干擾物，GCB可有效去除提取液中的色素。隨著凈化填料種類的增加，凈化液越來越澄清，且隨著GCB的引入脫色效果明顯，組合A凈化后的溶液顏色較深，組合B凈化后溶液接近無色，組合C凈化后溶液為無色。組合A凈化后的溶液中含色素雜質多，對襯管的耗損大，影響色譜柱的使用壽命。組合B凈化后各組分的平均回收率最優，為80%～110%(圖2)。因此，選取凈化組合B作為黑茶中酰胺類除草劑檢測的凈化劑。

圖2 3組凈化填料凈化后10種酰胺類除草劑的

2.3 基質效應

由圖3可知，各酰胺類除草劑組分的基質效應為10%～50%，表明此方法檢測黑茶中10種酰胺類除草劑存在明顯的基質增強效應，因此使用基質匹配標準曲線法消除基質效應對10種除草劑定量分析的影響，以提高檢測結果的準確性。

圖3 黑茶中10種酰胺類除草劑的基質效應

2.4 線性關系、相關系數和檢出限

由表2可知，10種酰胺類除草劑在0.001～0.500 mg/L內線性關系良好，相關系數(R2)均>0.999；10種酰胺類除草劑的檢出限(LOD)和定量限(LOQ)分別為0.001～0.002 mg/kg和0.002～0.008 mg/kg。

表2 黑茶中10種酰胺類除草劑的線性方程、相關系數、檢出限、定量限

2.5 方法的回收率和精密度

由表3可知，當加標濃度為0.01 mg/kg時，回收率為80.3%～102.0%，相對標準偏差(RSD)為2.7%～7.3%，當加標濃度為0.02 mg/kg時，回收率為85.1%～103.2%，RSD為1.1%～4.8%，當加標濃度為0.10 mg/kg時，回收率為86.4%～102.3%，RSD為0.9%～5.0%，表明該方法準確度較高，精密度良好，能夠滿足檢測要求。

表3 黑茶中10種酰胺類除草劑的回收率和相對標準偏差

2.6 實際樣品測定

采用建立的方法對市售30份黑茶樣品進行10種酰胺類除草劑殘留量分析，樣品品種包括湖南安化黑茶、廣西六堡茶、云南普洱茶、四川藏茶、陜西黑茶、湖北青磚茶。經檢測所有樣品均未檢出10種酰胺類除草劑，表明黑茶中檢出酰胺類除草劑殘留的風險較低。

3 結論

將QuEChERS前處理技術結合GC-MS/MS檢測手段，建立了可同時檢測黑茶中10種酰胺類除草劑殘留量的分析方法。該方法去除黑茶中基質干擾效果好，在0.01，0.02，0.10 mg/kg 3個加標水平下，10種酰胺類化合物的回收率為80.3%～103.2%，方法檢出限和定量限分別為0.001～0.002 mg/kg和0.002～0.008 mg/kg。該方法重復性好，精密度高，操作簡便、高效，適合于黑茶中酰胺類除草劑的定性和定量檢測。后續應完善不同茶葉基質中酰胺類除草劑的檢測方法，加大對不同茶葉品種的監測。