QuEChERS GC-MS/MS法快速篩查大米中酰胺類除草劑

邵林，李福敏*，楊艷華，劉曉云，李濤，楊麗芬

1. 大理州食品檢驗檢測院（大理 671000）；2. 昆明學院（昆明 650214）；3. 云南中檢檢驗檢測技術有限公司（大理 671000）

酰胺類除草劑是一類新型、高效的觸殺型農藥，因其具有殺草廣譜、效果突出、易降解等優點，目前成為世界上應用較廣的除草劑之一[1-2]。在稻田雜草防治方面，酰胺類除草劑具有重要作用，若存在濫用亂用情況，則會造成大米中一定量的殘留，危害食用者的健康[3]。因此，建立一種選擇性好、靈敏度高，可以高效、快速、同時檢測大米中酰胺類除草劑多殘留的方法，對分析工作十分重要。

目前，國內外關于酰胺類除草劑檢測常用的方法有液相色譜法[4]、氣相色譜法[5-6]、氣相色譜-質譜法[7-8]和液相色譜-串聯質譜法[2,9]等。測定大米中酰胺類除草劑殘留量時，由于樣品中雜質的影響，可能出現假陽性或定量不準確的現象。QuEChERS方法[10]作為一種快速、簡單、便宜、有效、可靠和安全的樣品前處理方法，在食品中農藥殘留分析方面應用廣泛。目前，應用QuEChERS方法結合氣相色譜串聯質譜法同時檢測大米中多種酰胺類除草劑的研究鮮有報道。

此次試驗建立了一種優化的QuEChERS前處理，結合氣相色譜串聯質譜法同時測定大米中11種酰胺類除草劑殘留量的方法。該方法快速、高效、選擇性好、靈敏度和準確度高，適用于大米中酰胺類除草劑多農藥殘留的分析。

1 材料與方法

1.1 儀器與設備

7890B/7000C氣相色譜串聯質譜儀（美國Agilent公司）；移液器（德國Brand公司）；SB-800DTD超聲波清洗機（寧波新芝生物科技股份有限公司）；QUINTIX-1CN電子天平（感量0.000 1 g，德國Sartorius公司）；IKA VORTEX 2混勻器（德國IKA公司）；TGL 1650高速冷凍離心機（湖南滬康離心機有限公司）。

1.2 試劑與材料

大米（市購）。丙酮（色譜純，德國Merck公司）；氯化鈉和無水硫酸鎂（分析純，國藥集團化學試劑有限公司）；PSA填料（40~60 μm）、C18填料（50 μm）：天津博納艾杰爾公司；乙草胺、甲草胺、異丙甲草胺、二甲戊樂靈、丁草胺、氟酰胺、丙草胺、苯噻酰草胺標準品（100 μg/mL，農業部環境保護科研監測所）；吡氟酰草胺、滅銹胺標準品（100 μg/mL，壇墨質檢-國家標準物質中心）；戊草丹標準品（100 μg/mL，德國Dr. Ehrensorfer）。

1.3 試驗方法

1.3.1 標準溶液配制

單一農藥標準儲備液：取0.1 mL 100 μg/mL農藥標準溶液，各轉移至10 mL容量瓶中，用丙酮定容，配成質量濃度為1.0 μg/mL的單一農藥標準儲備液，于-4 ℃冰箱中避光保存。

混合農藥標準儲備液：取0.1 mL 100 μg/mL農藥標準溶液，于10 mL的同一容量瓶中，用丙酮定容，配成質量濃度均為1.0 μg/mL的混合農藥標準儲備液，于-4 ℃冰箱中避光保存。

混合農藥基質標準儲備液：取0.1 mL 100 μg/mL農藥標準溶液，于10 mL的同一容量瓶中，用大米空白基質溶液定容，配成質量濃度均為1.0 μg/mL的混合農藥大米基質標準儲備液，于-4 ℃冰箱中避光保存。

系列標準工作液（現用現配）：取混合農藥標準儲備液，用丙酮定容，配成質量濃度分別為25.0，40.0，50.0，75.0，100.0和200.0 μg/kg的系列標準工作液。

基質系列標準工作液（現用現配）：取混合農藥基質標準儲備液，用大米空白基質溶液定容，配成質量濃度分別為25.0，40.0，50.0，75.0，100.0和200.0 μg/kg的基質系列標準工作液。

1.3.2 樣品處理

稱取2 g（精確至0.000 1 g）粉末狀大米樣品，置于50 mL塑料離心管中。加入10 mL丙酮、0.5 g NaCl，渦旋1 min，超聲提取5 min，以8 000 r/min離心5 min，取1.5 mL上清液于5 mL塑料離心管（裝有100 mg PSA、80 mg C18及225 mg無水硫酸鎂）中，渦旋0.5 min，以8 000 r/min離心5 min；上清液經0.22 μm有機濾膜過濾，供GC-MS/MS分析。

1.3.3 氣相色譜-質譜條件

DB-5ms UI毛細管色譜柱（30 m×250 μm×0.25 μm）；進樣口溫度250 ℃；進樣量1 μL；不分流進樣；載氣為高純He（純度≥99.999%），載氣流速1.0 mL/min；碰撞氣為高純N2（純度≥99.999%）；EI離子源，離子源溫度300 ℃；電離能量70 eV；輔助加熱器溫度280 ℃；溶劑延遲9.0 min；升溫程序：初始溫度80 ℃（保持1 min），再以10 ℃/min升溫到260 ℃（保持10 min）；多反應監測模式MRM。

2 結果與分析

2.1 質譜條件的優化

在m/z50~420的范圍內，對0.4 μg/mL單一及混合農藥標準溶液進行MS1全掃描，依據得到的色譜圖及其質譜圖，結合軟件NIST標準庫檢索，確定各化合物的保留時間，選擇質荷比較大且豐度較高的特征離子作為母離子。再采用產物離子掃描模式，在碰撞電壓為10，15，20和30 eV條件下各進行一次碰撞，比較不同碰撞能量下得到的譜圖，選取豐度較高且干擾較小的兩個特征離子為子離子，其中豐度較高的為定量離子，另一為定性離子，建立MRM方法。利用儀器自帶的“設計實驗助手”軟件在2~40 eV碰撞電壓范圍內，優化定性定量離子的碰撞能量，然后利用“分析實驗助手”軟件確定定性定量離子的最佳碰撞能量，對建立的MRM方法優化。優化的MRM方法測得農藥的保留時間、定性定量離子及其碰撞能量見表1，混合標準溶液的譜圖見圖1。

表1 11種酰胺類除草劑的質譜參數

圖1 11種酰胺類除草劑的總離子流（TIC）色譜圖

2.2 提取溶劑的選擇

農藥殘留分析中常用的提取溶劑有正己烷、乙腈、丙酮等。正己烷極性較弱，對極性較大農藥的提取不利；乙腈是QuEChERS法普遍使用的提取溶劑，但乙腈提取后不能直接進樣，否則會對毛細管色譜柱造成較大的損害，因此用乙腈提取時經常需要采取氮吹濃縮、旋轉蒸發等方式置換溶劑后才能上機分析。由于大米基質相對簡單，故選擇丙酮為提取溶劑，不僅簡化了實驗流程，還避免了農藥在濃縮、換相過程中的損失。

2.3 超聲提取時間優化

考察了不同超聲時間（5，10，15和20 min）對提取效果的影響。結果表明：提取效果受超聲時間的影響不明顯。為了提高試驗效率，超聲時間選擇5 min。

2.4 凈化劑種類與用量的選擇

為避免大米中淀粉、蛋白質和脂肪等物質對分析造成干擾，選擇凈化劑PSA、C18對樣品進行凈化處理，同時采用單因素試驗，通過分析11種酰胺類除草劑的回收率確定凈化劑的最佳用量。為了防止樣品中可能存在的水分對毛細管色譜柱固定相造成損傷，參考方法AOAC 2007.01[3]，在凈化劑里加入225 mg無水MgSO4。

2.4.1 不同PSA用量對回收率的影響

無水MgSO4用量均為225 mg，C18用量均為80 mg時，分別向1.5 mL提取液中加入40，60，80，100和120 mg PSA，其回收率結果見圖2。11種酰胺類除草劑的回收率均大于80%，隨PSA用量增加，回收率先增大后減小，當PSA用量為100 mg時，回收率達到最大值。因此，PSA用量選擇100 mg。

圖2 不同PSA用量對回收率的影響

2.4.2 不同C18用量對回收率的影響

無水MgSO4用量均為225 mg，PSA用量均為100 mg時，分別向1.5 mL提取液中加入40，60，80，100和120 mg C18，其回收率結果見圖3。11種酰胺類除草劑的回收率均大于80%，隨C18用量增加，回收率先增大后減小，當C18用量為80 mg時，回收率達到最大值。因此，C18用量選擇80 mg。

圖3 不同C18用量對回收率的影響

通過試驗優化，凈化劑的用量為：每1.5 mL提取液中加入100 mg PSA、80 mg C18及225 mg無水MgSO4。

2.5 基質效應

為盡可能規避基質效應對定量分析結果的準確性造成不良影響，通過分析25.0~200.0 μg/kg濃度范圍的基質系列標準工作液和丙酮溶劑系列標準工作液，建立相應的校準曲線。利用公式“[（基質匹配校準曲線斜率/溶劑校準曲線斜率）-1]×100%”[11]計算基質效應。結果顯示：多數酰胺類除草劑基質效應明顯，苯噻酰草胺基質效應最為明顯，高達83.1%，結果見表2。為抵消基質效應的影響、提高分析的準確性，采用基質匹配校準曲線對樣品進行定量分析。

2.6 線性范圍、檢出限與定量限

在優化的試驗條件下，對大米基質系列標準工作液進行分析。結果顯示：在25.0~200.0 μg/kg范圍內，11種酰胺類除草劑線性關系良好，相關系數（r）為0.997 1~0.999 7。以信噪比S/N≥3為檢出限（LOD）、信噪比S/N≥10為定量限（LOQ），11種酰胺類除草劑的LODs為0.15~5.0 μg/kg，LOQs為0.25~20.0 μg/kg，結果見表2。說明該方法適用于大米中酰胺類除草劑殘留的分析。

2.7 回收率與精密度

在空白大米樣品中，分別添加25.0，50.0和200.0 μg/kg的酰胺類除草劑農藥，按該方法提取凈化分析，每一添加量做6個平行，測定方法的加標回收率。結果顯示：在3個不同添加量下，酰胺類除草劑的平均加標回收率分別為81.5%~112.7%，104.4%~112.8%和98.3%~105.9%，相對標準偏差（RSD）分別為1.1%~5.3%，0.5%~2.8%和0.2%~2.1%，結果見表2。該方法的準確度與精密度較好，可用于實際大米樣品中酰胺類除草劑殘留的準確定量。

2.8 實際樣品測定

應用該方法對當地市售的20例大米樣品進行分析。樣品中檢出戊草丹和丁草胺2種除草劑，其中：3批樣品中檢出戊草丹，含量分別為87.13，21.02和79.16 μg/kg；1批樣品中檢出丁草胺，含量為20.79 μg/kg，檢出的丁草胺含量低于GB 2763—2019《食品安全國家標準 食品中農藥最大殘留量》[12]規定的大米中丁草胺最大殘留限量為0.5 mg/kg的要求。

3 結論

試驗應用丙酮提取，PSA、C18、無水MgSO4凈化，GC-MS/MS檢測，建立大米中11種酰胺類除草劑殘留的分析方法。其檢出限為0.15~5.0 μg/kg，定量限為0.25~20.0 μg/kg。方法的加標回收率和精密度均滿足GB/T 27404—2008《實驗室質量控制規范 食品理化檢測》[13]的規定。與傳統QuEChERS對比，該方法用丙酮作為提取溶劑，簡化了試驗流程，同時避免了農藥在濃縮、換相過程中的損失，提高了工作效率。該方法具有簡單、快速、成本低、準確度和靈敏度高等優點，可作為大米中酰胺類除草劑殘留的檢測方法。