蔬菜農藥殘留檢測中的基質效應對檢測結果的影響

摘要：為了提高蔬菜農藥殘留檢測結果的準確性，采用相同濃度的基質標準工作液與溶劑標準工作液的峰面積的相對比值來評價基質效應。研究了8種蔬菜對16種農藥殘留的基質效應，結果表明：絕大多數農藥在蔬菜基質中表現出增強基質效應，會造成檢測結果偏高，其中韭菜基質對所有農藥都呈現出強基質效應，即MEgt;1.5；其對三唑磷的基質增強效應明顯，數值在7.56～10.72；0.05 mg/kg的甲拌磷在油菜、黃瓜、馬鈴薯基質中表現出中等減弱基質效應，會造成檢測結果偏低；三唑酮在油菜、黃瓜、辣椒等蔬菜基質，以及甲拌磷、毒死蜱、聯苯菊酯在番茄等蔬菜基質中均呈現弱基質效應，造成檢測結果偏差小。極顯著強基質效應由強到弱的蔬菜品種依次為：韭菜gt;芹菜gt;蓮藕gt;馬鈴薯gt;黃瓜gt;辣椒gt;油菜gt;番茄。此外，采用基質標準溶液比采用試劑標準溶液計算的加標回收率更加趨向符合標準要求的范圍內，農藥殘留加標回收率的符合標準要求占比均有大幅度提高，其中番茄、馬鈴薯的農藥殘留回收率的符合標準要求占比達100%。這表明采用基質標準溶液計算可以有效降低蔬菜基質效應對農藥殘留檢測結果的影響，提高檢測結果的準確性。

關鍵詞：農藥殘留；基質效應；檢測結果

中圖分類號：S481.8 文獻標志碼：A

Influence of Matrix Effect on Pesticide Residues Detection in Vegetables

MA Yufen1， LIU Shaodian1*， CHENG Qian1， GU Xuan2， LU Feng2

（1Jining Academy of Agricultural Sciences， Jining， Shandong 272131， China; 2Jining Supervision and Testing Center of Agricultural Product Quality， Jining， Shandong 272131， China）

Abstract： To improve accuracy of pesticide residue detection of vegetable， the relative ratio of peak areas of matrix standard working solution and solvent standard working solution of the same concentration was used to evaluate the matrix effect. The matrix effect of 8 vegetables on 16 pesticide residues was studied， and the results showed that the vast majority of pesticide showed matrix effect in vegetable matrices， leading to higher detection results. The leek matrices showed a strong matrix effect on all pesticides， with MEgt;1.5; and a significant matrix-enhanced effect on triazophos， with ME ranging from 7.56 to 10.72; 0.05 mg/kg of phorate showed a moderately weakened matrix effect in rape， cucumber， and potato matrices， leading to lower detection results; triadimefon showed a weak matrix effect in vegetable matrices such as rape， cucumber and pepper， and so did phorate， chlorpyrifos and bifenthrin in vegetable matrices such as tomato， leading to small deviation of detection results. The vegetables with extremely significant strong matrix effects ranging from strong to weak were： leek gt; celery gt; lotus root gt; potato gt; cucumber gt; pepper gt; rape gt; tomato. Moreover， recovery calculated with matrix standard solution was more in line with the standard requirements than that calculated with solvent standard solution， and proportion of pesticide residue reco-very meeting the standard requirements had greatly increased， among which the proportion of pesticide residue recovery meeting the standard requirements of tomatoes and potatoes had reached 100%. This showed that calculating with matrix standard solution can effectively reduce the influence of vegetable matrix effect on pesticide residue detection and improve the accuracy of detection results.

Key words： Pesticide residues; matrix effect; detection results

蔬菜農藥殘留是影響蔬菜質量安全的重要指標，也是蔬菜質量安全監管的重要內容。蔬菜中農藥殘留檢測數據的準確性直接影響蔬菜質量的判定，越來越多的證據表明蔬菜基質效應或多或少地影響蔬菜農藥殘留檢測數據的準確性[1-2]。

蔬菜農藥殘留檢測的基質效應是在檢測過程中一些非待測組分對待測物的質量或濃度的準確測定產生干擾，導致待測物檢測數據增強效應或抑制效應[3-5]。目前多數研究表明基質效應的強弱與基質種類有關，同時還受農藥結構、濃度等理化性質的影響，如一些含有氨基、羥基和氨基甲酸酯基等官能團的農藥極易吸附在檢測器進樣口的活性位點上，導致基質效應增強。除此之外，檢測器和進樣方式等也會對基質效應產生影響[6-8]。

朱新健[9]研究表明在海門市蔬菜農藥殘留例行監測中存在甲拌磷、氧樂果、氟蟲腈、對硫磷、甲基對硫磷、水胺硫磷等禁用農藥超標，非禁用農藥超標檢出率由多到少依次為毒死蜱、吡蟲啉、腐霉利、多菌靈、三唑酮、三唑磷、百菌清。鑒于蔬菜質量安全嚴峻形勢，山東省對包括禁用農藥在內的農藥在蔬菜上的使用監管更加嚴格，本研究的農藥均為山東省蔬菜水果質量安全監督抽查指定監測項目。基于蔬菜基質效應發生的復雜性及對蔬菜檢測農藥殘留檢測結果影響的重要性，本研究采用基質效應（Matrix effect，ME）理論[10]，即通過空白基質中待測物和溶劑中待測物二者響應值比值評價基質效應，對16種農藥在8種常見蔬菜中的基質效應進行具體分析，確定蔬菜的基質效應對農藥殘留檢測結果的影響程度，為獲得更加準確的檢測結果提供途徑。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

7890B-7000C 氣相色譜-串聯質譜儀，安捷倫科技（中國）有限公司；HP-5MS毛細管色譜柱" " 30 m×0.25 mm×0.25 μm，安捷倫科技（中國）有限公司；IKA-T25型高速臺式分散機，艾卡（廣州）儀器設備有限公司；N-EVAP-24氮吹儀，德祥科技有限公司；5430R高速離心機，艾本德（上海）國際貿易有限公司。

乙腈、正己烷、丙酮（均為色譜級，天津市科密歐化學試劑有限公司）；硫酸鎂、氯化鈉、檸檬酸鈉（均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司）；Cleanert MAS-Q凈化塑料離心管（15 mL，天津博納艾杰爾科技有限公司）。

農藥標準品：甲拌磷、甲基對硫磷、毒死蜱、對硫磷、甲拌磷亞砜、甲拌磷砜、水胺硫磷、三唑磷、氟甲腈、嘧霉胺、三唑酮、腐霉利、聯苯菊酯、高效氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯（以上標準品濃度均為1000 mg/L，農業部環境保護科研監測所）。

蔬菜：由濟寧市農業科學研究院蔬菜所提供，并經檢測無任何本文研究的農藥殘留的韭菜、油菜、番茄、辣椒、黃瓜、芹菜、馬鈴薯、蓮藕。

1.2 實驗方法

1.2.1 試樣制備

蔬菜的食用部位將其切碎，充分混勻，用四分法取樣或直接放入組織搗碎機搗碎成勻漿，放入聚乙烯瓶中備用。

1.2.2 試樣提取

稱取20 g（精確到0.01 g）蔬菜試樣于100 mL塑料離心管中，加入40 mL乙腈，用高速分散機15000 r/min勻漿2 min，提取液過濾至裝有6 g氯化鈉、4 g硫酸鎂、1 g檸檬酸鈉的具塞量筒中，蓋上塞子，劇烈振蕩1 min，在室溫下靜置30 min。吸取6 mL上清液加到Cleanert MAS-Q凈化塑料離心管中；渦旋混勻1 min。5000 r/min離心5 min，上清液待用。

1.2.3 試劑標準溶液配制

分別吸取0.1 mL濃度為1000 mg/L甲拌磷、甲基對硫磷、毒死蜱、對硫磷、甲拌磷亞砜、甲拌磷砜、水胺硫磷、三唑磷、氟甲腈、嘧霉胺、三唑酮、腐霉利、聯苯菊酯、高效氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯標準溶液于10 mL容量瓶中，加入混合試劑（300 mL丙酮+700 mL正己烷）定容至刻度線，得到質量濃度為10 mg/L的標準儲備液。臨用前稀釋為0.05 mg/L、0.10 mg/L、0.20 mg/L、0.30 mg/L、0.50 mg/L、0.80 mg/L混合標準工作液，上機測定。

1.2.4 基質標準溶液配制

準確吸取2 mL1.2.2配制的上清液于進樣瓶中，70 ℃水浴中氮吹蒸發近干，然后準確加入1 mL1.2.3對應濃度的混合標準工作液，每種蔬菜制成0.05 mg/L、0.10 mg/L、0.20 mg/L、0.30 mg/L、0.50 mg/L、0.80 mg/L混合基質標準工作液，上機測定。

1.2.5 農藥殘留加標回收及評價

分別在20 g（精確到0.01 g）蔬菜試樣中添加濃度含量為0.10 mg/kg、0.20 mg/kg、0.50 mg/ kg農藥標準溶液，按1.2.2處理，準確吸取2 mL上清液于進樣瓶中，70 ℃水浴中氮吹蒸發近干，準確加入1 mL混合試劑（300 mL丙酮+700 mL正己烷），上機測定，外標法分析。

依據《農藥殘留分析良好實驗室操作指南》（SN/T 4040-2014）標準要求：被測組分含量0.1～1 mg/kg，回收率范圍要求為70%～120%。

符合標準要求占比：符合被測組分回收率標準要求的數量占回收率檢測總數量的百分比。

1.2.6 氣相色譜條件

進樣口溫度260 ℃；柱流量2.0 mL/min；進樣體積1 μL，不分流進樣。柱溫程序：初始溫度100 ℃，保持1.0 min，以10 ℃/min 速率升至240 ℃，保持5.0 min。

1.2.7 質譜條件

離子源：EI源，多反應監測模式（MRM），離子源280 ℃；傳輸線溫度280 ℃；四級桿150 ℃。目標農藥質譜參數如表１所示。

1.2.8 基質效應評價

采用相同濃度的基質標準工作液（A）與溶劑標準工作液（B）的峰面積的相對比值來評價基質效應（ME）。

[ME=A峰面積／B峰面積]

如果MEgt;1，屬于基質增強效應，ME＜1，則屬于基質減弱效應。當ME=0.8～1.2時為弱基質效應；當ME=0.5～0.8或1.2～1.5時為中等基質效應；當MElt;0.5或gt;1.5時為極顯著強基質效應。

2 結果與分析

2.1 基質效應數值表達

采用1.2.8的基質效應計算方法，對1.2.3和1.2.4不同濃度農藥檢測的峰面積進行基質效應的數值計算，得到不同基質效應ME的統計結果（表2）。

從農藥在不同基質中的ME統計（表2）可以看出：絕大多數農藥在蔬菜基質中表現出基質增強效應。其中韭菜基質對所有農藥都呈現出強基質效應，即MEgt;1.5；其中對三唑磷的基質增強效應明顯，數值在7.56～10.72，說明當檢測韭菜中的三唑磷殘留時，會造成檢測結果偏高呈度最大。

0.05 mg/kg的甲拌磷在油菜、黃瓜、馬鈴薯基質中表現出中等減弱基質效應，這表明當油菜、黃瓜、馬鈴薯中的甲拌磷殘留含量在0.05 mg/kg時，會造成檢測結果偏低。

油菜、黃瓜、辣椒等蔬菜基質對三唑酮；番茄等蔬菜基質對甲拌磷、毒死蜱、聯苯菊酯；油菜、黃瓜、辣椒、番茄等蔬菜基質對 0.05 mg/kg的甲基對硫磷、氟甲腈、甲拌磷砜、毒死蜱、對硫磷、聯苯菊酯、高效氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯、0.1 mg/kg的甲拌磷均呈現弱基質效應，表明對檢測結果造成偏差小。

2.2 農藥的不同濃度對蔬菜基質效應的影響

計算表2中的極顯著強基質效應在不同濃度農藥中的ME占比，獲得不同濃度農藥的極顯著強基質效應的百分比統計（表3）及不同濃度農藥在蔬菜基質中呈現的極顯著強基質效應趨勢（圖1）。

由不同濃度農藥的極顯著強基質效應統計數據和趨勢圖可知：不同蔬菜基質對不同濃度農藥的極顯著強基質效應表現不同，極顯著強基質效應由強到弱的蔬菜品種依次為：韭菜gt;芹菜gt;蓮藕gt;馬鈴薯gt;黃瓜gt;辣椒gt;油菜gt;番茄，其中韭菜基質對6種濃度的農藥全部表現出極顯著強基質效應，表現最弱的是番茄基質只有187.6%。這表明不同蔬菜基質對農藥殘留檢測結果的影響不同，韭菜基質對農藥殘留檢測干擾最大，干擾最小的是番茄基質。蔬菜基質效應隨農藥濃度不同，其極顯著強基質效應也隨著變化。除韭菜、芹菜基質外，隨農藥濃度由低到高，其極顯著強基質效應由弱變強或弱變強再變稍弱，變化趨勢呈曲線狀。

2.3 蔬菜基質效應對農藥殘留檢測回收率的影響

將添加濃度含量為0.10 mg/kg、0.20 mg/kg、0.50 mg/ kg三個水平的蔬菜樣品分別按1.2.5方法處理， 所得的檢測數據分別采用1.2.3 試劑標準溶液和1.2.4 基質標準溶液進行檢測結果計算，然后測算這兩種計算方法下的回收率（表4、表5）。

由表4可以看出：采用試劑標準溶液計算的加標回收率中，韭菜基質對農藥殘留檢測的結果影響最大，平均回收率達到253.1%，每個加標回收率檢測結果都超出了標準的要求范圍，這證明韭菜基質對所有農藥都呈現出強基質效應，即MEgt;1.5，會造成檢測結果偏高，與表2所得結論一致；番茄基質對農藥殘留檢測的結果影響最小，平均回收率為116.2%，符合標準要求占比為72.9%，在所研究的基質中最高，這說明番茄基質對大部分所研究的農藥呈弱基質效應，對檢測結果造成偏差較小，與表3所得結論一致。

由表5可以看出：當采用基質標準溶液計算的加標回收率時，所有研究的蔬菜基質對農藥殘留加標回收率影響減小，明顯低于采用試劑標準溶液計算對加標回收率的影響，平均加標回收率為89.8%～107.9%，均在標準要求的范圍內。與表4相比，采用基質標準溶液比采用試劑標準溶液計算的加標回收率更加趨向符合標準要求的范圍內，農藥殘留加標回收率的符合標準要求占比均有大幅度提高，其中番茄、馬鈴薯的農藥殘留回收率的符合標準要求占比達100%。這表明采用基質標準溶液計算可以有效降低蔬菜基質效應對農藥殘留檢測結果的影響，提高檢測結果的準確性。

3 結論與討論

本研究表明：低濃度的甲拌磷在油菜、黃瓜、馬鈴薯基質中表現出中等減弱基質效應，會造成檢測結果偏低；油菜、黃瓜、辣椒等蔬菜基質對三唑酮，番茄等蔬菜基質對甲胺磷、毒死蜱、聯苯菊酯均呈現弱基質效應，對檢測結果造成偏差小；絕大多數農藥在蔬菜基質中表現出基質增強效應。其中韭菜基質對所有農藥都呈現出強基質效應，即MEgt;1.5；其中對三唑磷的基質增強效應明顯，會造成檢測結果偏高最大。這一結論與姚勇等[11]研究結論基本一致，但所研究蔬菜基質對部分農藥殘留的ME大小存在差異，而鄧一蕾等[12]用其配制濃度為0.1 μg/mL 的基質標，分析不同農藥在不同蔬菜基質中的基質效應。結果表明，15種有機氯、擬除蟲菊酯類農藥在7種蔬菜基質中的基質效應強弱程度不同，這一結論明顯與本研究有差異，本研究表明雖然蔬菜基質對低濃度的農藥殘留檢測產生弱基質效應，但比例并不高，這可能與本研究所采用的檢測方法及檢測儀器有關。

本研究顯示蔬菜基質對不同濃度農藥的極顯著強基質效應表現不同，極顯著強基質效應由強到弱的蔬菜品種依次為：韭菜gt;芹菜gt;蓮藕gt;馬鈴薯gt;黃瓜gt;辣椒gt;油菜gt;番茄。這一結論與李建華等[13]研究認為韭菜基質液中高濃度的農藥基本為基質效應增強的結論保持一致，但他認為基質標液曲線各種濃度農藥溶液的線性關系、相關性以及重現性表現良好，但本研究發現蔬菜基質效應隨農藥濃度不同，其極顯著強基質效應也隨著變化，除韭菜、芹菜基質外，隨農藥濃度由低到高，其極顯著強基質效應由弱變強或弱變強再變稍弱，變化趨勢呈曲線狀。

采用基質標準溶液比采用試劑標準溶液計算的加標回收率更加趨向符合標準要求的范圍內，這表明采用基質標準溶液計算可以有效降低蔬菜基質效應對農藥殘留檢測結果的影響，提高檢測結果的準確性。

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責任編輯：謝紅輝

第一作者：馬玉芬（1979―），高級農藝師，主要研究方向為食品安全檢測。

*通信作者：劉少典，高級農藝師，主要研究方向為食品安全檢測，E-mail：liushaodian72@126.com。

收稿日期：2023-04-06