氣相色譜-四極桿飛行時間質譜-內標法測定果蔬中79種農藥殘留

江改青，黃孟麗，李雪銀，邢夢珂，張博文，孫小杰

（南京市食品藥品監督檢驗院，江蘇南京 211100）

農藥作為重要的農業生產資料，在病蟲害防控、保證農業可持續發展方面發揮著至關重要的作用。但因其不合理使用，導致農產品中農藥殘留超標，也帶來了環境污染、生態破壞、食品安全等眾多問題，影響人體健康[1-3]。隨著生活水平的不斷提高，水果蔬菜需求量的日益增長，果蔬中的農藥殘留問題越來越受到關注[3]。近年來，多品種農藥的混合使用和濫用致使農產品中多農藥殘留現象比較突出[4]。因此，如何解決農藥殘留問題、探究農產品中多農藥殘留檢測技術已成為當務之急。

目前，農藥殘留的檢測方法主要有氣相色譜法、氣相色譜-質譜聯用法、氣相色譜-四極桿飛行時間質譜法（Gas Chromatography-Quadrupole-Time-Of-Flight Mass Spectrometry，GC-Q-TOF/MS）、 液 相色譜法、液相色譜-質譜聯用法、液相色譜-飛行時間質譜法和酶抑制法等[5-8]。當前，GC-Q-TOF/MS作為典型的高分辨技術，因其具有質量精確度更高、通量更大、全質量數采集和數據庫匹配檢索等優勢，定性確證能力更強，在多農藥殘留檢測領域的應用越來越廣[8-11]。采集方式是全掃描，可提供精確質量數，質譜裂解信息豐富，具有優異的定性能力。目前，該方法已被應用于食品成分分析[12]、生物代謝[13]、環境監測[14]等領域。

對于農藥殘留檢測，常用的樣品前處理方法有液液萃取法[15]、固相萃取法[16-17]、凝膠滲透色譜法[18]和QuEChERS法[19]等。其中QuEChERS方法是一種簡單、快速的農藥殘留預處理技術，其原理是利用吸附劑填料與基質中的雜質相互作用，吸附雜質，從而達到除雜凈化的目的，相對于其他前處理方法，具有快速、方便、便宜、高效和耐用等優點。本研究通過建立多農殘個人化合物數據庫與譜庫（Personal Compound Database and Spectrum Library，PCDL），結合GB 23220.113—2018中的QuEChERS前處理方法，采用GC-Q-TOF/MS全掃描對372批水果蔬菜樣品進行多農殘高通量篩查，并對檢出項目進行定量分析，從而為水果蔬菜中多農藥殘留的檢測提供方法參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試劑：乙酸乙酯，乙腈（色譜純，美國AOE公司），QuEChERS材料包（美國安捷倫公司）。

429 種農藥殘留混標（質量濃度均為 10 μg·mL-1，購自First Standard公司），置于-18 ℃保存；79種農藥標準品（質量濃度均為1 000 μg·mL-1，購自First Standard公司）。用乙酸乙酯將各農藥配制成濃度為100 μg·mL-1的標準儲備液，置于-18 ℃保存；內標環氧七氯 B（質量濃度均為 100 μg·mL-1，購自 First Standard公司），用乙酸乙酯環氧七氯B配制成濃度為5 μg·mL-1的標準儲備液，置于-18 ℃保存。

1.2 儀器與設備

儀器：氣相色譜-四極桿飛行時間質譜儀7890B-7250（GC-Q-TOF/MS，美國Agilent公司）；氮吹儀（Organomation公司）；離心機（安徽中科中佳科學儀器有限公司）；電子天平（德國賽多利斯公司）；渦旋混合器（美國Thermo公司）。

1.3 實驗方法

1.3.1 QuEChERS前處理

準確稱取10.0 g均質試樣于50 mL塑料離心管中，加入10.0 mL乙腈，振蕩3 min，4.0 g無水硫酸鎂，1.0 g氯化鈉，1.0 g檸檬酸鈉，0.5 g檸檬酸氫二鈉及1顆陶瓷均質子，蓋上離心管蓋，劇烈振蕩1 min后4 200 r·min-1離心5 min。吸取6.0 mL上清液加到內含900.0 mg硫酸鎂及150 mg N-丙基乙二胺（PSA）的15.0 mL塑料離心管中；對于顏色較深的試樣，15 mL塑料離心管中加入900.0 mg硫酸鎂、150.0 mg PSA及15.0 mg石墨化碳黑（GCB），渦旋混勻1 min。4 200 r·min-1離心5 min，準確吸取2.0 mL上清液于10.0 mL試管中，40 ℃水浴中氮氣吹至近干。加入20.0 μL的內標溶液，加入1.0 mL乙酸乙酯復溶，過微孔濾膜，用于GC-Q-TOF/MS測定。

1.3.2 混合標準溶液制備

樣品前處理實驗時將79種農藥殘留混標稀釋成0 μg·mL-1、0.01 μg·mL-1、0.05 μg·mL-1、0.10 μg·mL-1、0.20 μg·mL-1、0.50 μg·mL-1、1.00 μg·mL-1和 2.00 μg·mL-1的標準工作溶液系列濃度。

1.3.3 儀器條件

（1）色譜條件。色譜柱選用HP-5MS UI毛細管柱（15 m×0.25 mm×0.25 μm）；進樣口溫度：280 ℃；升溫程序：60 ℃保持1 min，以40 ℃·min-1升溫至120 ℃，以5 ℃·min-1升溫至310 ℃；載氣：氦氣，流速1 mL·min-1；不分流進樣；進樣量：1.0 μL。

（2）質譜條件。氣相色譜與質譜接口溫度：280 ℃；離子源穩定：230 ℃；電子轟擊源（EI）：70 eV；數據采集方式：TOF SCAN全掃描；質量掃描范圍：m/z50～600；溶劑延遲：3.75 min。

1.3.4 數據采集和數據分析

數據采集通過Agilent MassHunter Workstation軟件完成，數據分析通過Qualitative Anglysis 10.1和MassHunter PCDL Manager（B.08.00）建立化合物數據庫和譜圖庫、Unknowns Analysis進行定性分析、Quantitative Anglysis進行定量分析。采用建立好的PCDL庫對GC-Q-TOF/MS采集的數據進行檢索匹配定性分析，特征離子的檢索匹配參數：保留時間最大偏差0.25 min，精確質量最大偏差50×10-6（50 ppm），化合物檢出判定條件為至少2個特征離子檢出，綜合得分＞60分。

2 結果與分析

2.1 樣品前處理的優化

以芹菜基質中加入0.075 mg·kg-1目標化合物的回收率為指標，分別考察了甲醇、乙腈和含0.1%（v/v）甲酸的乙腈溶液對79種化合物提取效率的影響。結果表明，采用甲醇提取時，共提物的色素較多，回收率為52.1%～78.2%；用含0.1%（v/v）甲酸的乙腈提取時，目標化合物的回收率為0%～105.2%；用乙腈提取時，79種化合物的回收率為60.9%～109.0%，提取效果最佳。因此，本實驗選擇含乙腈溶液作為提取溶劑。

2.2 數據庫的建立

采用GC-Q-TOF/MS對429種農藥殘留進行分析，得到特征離子精確質量數、保留時間等信息，將化合物的名稱、分子式、CAS號、保留時間和特征離子精確質量數等信息，導入MassHunter PCDL Manager軟件，建立PCDL庫。將建成的PCDL庫對372批水果蔬菜樣品進行定性分析，特征離子的檢索匹配參數為保留時間最大偏差0.25 min，精確質量最大偏差50×10-6（50 ppm），化合物檢出判定條件為至少2個特征離子檢出，綜合得分＞60分，共篩查出79種農藥殘留。建立基質標準工作溶液對79種農藥殘留進行定量分析，79種農藥殘留的化合物的名稱、保留時間、定量離子和定性離子精確質量數見表1。

表1 79種農藥殘留化合物保留時間、碎片質譜參數及定量限

（續表1）

（續表1）

2.3 樣品基質效應的考察

采用氣相色譜-質譜法時，基質效應主要由與分析物共流出的組分所致，可表現為基質增強和基質抑制效應。本實驗考察了11種典型基質（芹菜、菠菜、茄子、青菜、韭菜、豇豆、蘋果、梨、桃、橙子和葡萄）的基質效應，比較目標物在純試劑和基質液中的峰面積，得到基質響應相對強度（ME）=（基質標準樣品的峰面積/試劑標準樣品的峰面積）×100%。ME＞120%，表現為基質增強效應；80%＜ME＜120%，基質效應不明顯；ME＜70%，表現為基質抑制效應[20]。11種基質中，79種農藥中29.27%的農藥ME＞120%，表現為基質增強效應。14.63%的農藥80%＜ME＜120%，表現為基質效應不明顯，其余表現為基質抑制效應，為了定量準確，本實驗采用空白基質匹配溶液對樣品進行定量檢測。

2.4 方法的線性范圍、相關系數、定量限、回收率及精密度

配制空白基質標準溶液，以目標物峰面積與內標物峰面積比為縱坐標，目標物濃度與內標物濃度為橫坐標，繪制標準曲線，各目標化合物在0～2.0 μg·mL-1線性關系良好，相關系數R均大于0.99。在基質空白樣品中添加標準溶液，以S/N≥10確定方法的定量限。結果表明，在多個基質中，79種化合物定量限在0.01～0.05 mg·kg-1，具體見表1。

考察方法的準確性，在芹菜空白基質中做0.025 mg·kg-1、0.075 mg·kg-1、0.250 mg·kg-13 個 水平的加標回收率試驗，在上述儀器條件下測定，每個添加水平做6個平行試驗，79種化合物在3個添加水平下的平均回收率分別為62.93%～114.07%、73.11%～117.63%、72.39%～113.94%，相對標準偏差（RSD）為1.2%～16.0%（n=6），說明方法整體精確度和精密度良好。

3 結論

本研究首先利用GC-Q-TOF/MS結合MassHunter、PCDL軟件建立429種農藥的譜庫。為進一步驗證該方法的準確性，在空白芹菜基質中添加0.025 mg·kg-1、0.075 mg·kg-1、0.250 mg·kg-13 個濃度水平下，方法的平均回收率62.93%～117.63%，相對標準偏差1.2%～16.0%，滿足方法學要求。隨后采用該方法，針對372批水果蔬菜樣品，經QuEChERS前處理方法進行萃取凈化后，結合GC-Q-TOF/MS進行分析和PCDL譜庫全離子篩查模式檢索，以保留時間、特征離子精確質量數等作為定性依據進行定性篩查，共篩查出79種農藥殘留。對于篩查出的79種農藥殘留，利用空白基質建立各農藥殘留的基質標曲，并進行定量分析，79種農藥殘留在0～2.00 μg·mL-1線性范圍內，相關系數R＞0.99，定量限為0.01～0.05 mg·kg-1。