氣相色譜-質譜聯用儀測定蔬菜中農藥殘留的基質效應研究

何煥肖，鄧一蕾，謝圓豐，曹倩玉，武寒梅，郭海謙

（石家莊市農產品質量檢測中心，河北石家莊 050000）

QuEChERS是一種農藥殘留分析的樣品提取與凈化技術，大多數時候用于食品農藥殘留檢測[1]。QuEChERS方法的有以下幾方面優勢：前處理的步驟少，中間環節損失少，回收率較高；方法操作簡便，只涉及均質提取離心濃縮步驟；可以分析的農藥種類多；分析速度快，大約30 min便可以同時處理完成12個樣品的前處理操作；有機溶劑使用量少，造成的污染小。

近10年，氣相色譜質譜聯用技術越來越成熟，在農藥殘留檢測中的應用越來越廣泛。依據《食品安全國家標準 植物源性食品中208種農藥及其代謝物殘留量的測定 氣相色譜-質譜聯用法》（GB 23200.113—2018），采用氣相色譜-質譜聯用的方法可同時檢測208種農藥及其代謝物殘留量[2]。在蔬菜的農藥殘留檢測工作中，基質效應是影響檢測結果的重要因素之一。基質效應是指樣品中除了目標分析物以外的其他成分對待測物測定值的影響，也就是指基質對分析方法準確性的干擾[3]。目前人們普遍認同的觀點是ME值在80%～120%為弱基質效應，ME值在120%～150%或者50%～80%為中等強度基質效應，ME值小于50%或者大于150%為強基質效應[3]。本文研究番茄、黃瓜、甘藍3種蔬菜中18種有機磷類和有機氯類農藥殘留的基質效應，以期提高日常工作的效率。

1 材料與方法

1.1 儀器與設備

氣相色譜-三重四極桿串聯質譜儀（Agilent，7890B-7000C）；天平（梅特勒托利多，ML3002/02T）；QuEChERS自動樣品制備系統（本立科技，Sio-6512）；氮吹儀（Auto Science，MTN-5800）。

1.2 試劑

乙腈（CH3CN）和乙酸乙酯（CH3COOC3H5），均為HPLC級；本立科技公司生產的分散固相萃取整合套裝一盒（含提取劑、凈化劑及振子包）；微孔濾膜（有機相，13 mm×0.22 μm）；18種農藥標準樣品（濃度為100 mg·L-1，農業農村部環境保護科研監測所）。

1.3 實驗方法

1.3.1 空白基質的準備

基質制備按照GB 23200.113—2018[2]中QuEChERS前處理蔬菜的處理過程，本實驗采用了本立科技出品的分散固相萃取整合套裝，進行樣品的提取凈化。準確稱取10.00 g樣品于離心管中，加入10.00 mL乙腈，加入提取試劑包（5.5 g無水MgSO4，1.5 g NaCl，1 g檸檬酸鈉，0.5 g檸檬酸氫二鈉），加入振子包（24粒氧化鋯珠），蓋緊塞子，離心管內管中含標準凈化試劑包（V50+4 mm氧化鋯珠5粒，100 mg PSA，600 mg無水MgSO4），放入QuEChERS自動樣品制備系統，設定程序（第一步：振蕩180 s；第二步：4000 r·min-1離心300 s；第三步：振蕩180 s；第四步：4000 r·min-1離心300 s）。準確吸取2.00 mL上清液于試管中，在40 ℃水浴條件下吹至近干，加入2.00 mL乙酸乙酯復溶，然后過微孔濾膜待測。

從日常的風險監測樣品中篩選出不含有本實驗中研究的18種農藥的樣品，作為空白基質（空白基質的取樣量與相應的試樣處理一致）[4]。

1.3.2 標準溶液的配制

混合標準溶液：準確吸取0.50 mL的18種原始儲備液（100 mg·L-1）至50 mL容量瓶中，用乙酸乙酯定容至刻度，得到濃度為1 mg·L-1的混合標準溶液。

溶劑混合標準工作液配制：準確吸取一定量的混合標準溶液，用乙酸乙酯稀釋為0.025 mg·L-1、0.050 mg·L-1、0.100 mg·L-1、0.200 mg·L-1、0.400 mg·L-1的溶劑標準工作液。

基質混合標準工作液配制：將1.3.1項下得到的空白基質溶液于40 ℃水浴中氮吹至近干，分別加2.00 mL上述溶劑混合標準工作液復溶，然后過微孔濾膜，得到濃度梯度為0.025 mg·L-1、0.050 mg·L-1、0.100 mg·L-1、0.200 mg·L-1和0.400 mg·L-1的基質混合標準工作液。

1.3.3 儀器條件

色譜柱：HP-5MS UI（30 m×0.25 mm，0.25 μm），Agilent Technologies；升溫程序：初始溫度60 ℃保持1 min，以40 ℃·min-1的速率升溫至170 ℃，以10 ℃·min-1的速率升溫至310 ℃，保持3 min；載氣：氦氣，純度≥99.999%，流速為1 mL·min-1；進樣口溫度280 ℃；進樣量為1 μL，進樣方式采取不分流進樣。

EI離子源，280 ℃；采取多反應監測方式，每種農藥都選擇一對定量離子，一對定性離子進行測定。以濃度為橫坐標，離子對響應峰面積為縱坐標繪制標準曲線，18種農藥成分的保留時間、定量離子對、定性離子對及碰撞電壓、標準曲線的線性相關系數（R2）見表1。

表1 18種化合物的保留時間及質譜條件

1.3.4 實驗設計

將按照1.3.2步驟配制好的溶劑混合標準工作液和基質混合標準工作液上氣相色譜-三重四極桿質譜聯用儀測定。按照公式（1）計算基質效應。ME大于100%時，為基質增強效應；ME值小于100%時，為基質減弱效應。

式中：ME為基質效應因子；A為溶劑混合標準工作液響應值；B為基質混合標準工作液的響應值。

2 結果與分析

目前對于基質效應產生的真正原因尚不清楚，但現階段普遍認為GC-MS中基質效應主要發生在進樣口到色譜柱之間和色譜柱到檢測器之間[5]。基質效應是待測樣品可以和硅醇基以及玻璃襯管表面金屬陽離子相互作用所導致的[6]。

表2為不同濃度的18種農藥成分在番茄、黃瓜及甘藍中的基質效應。從表2可以看出，本實驗中的18種農藥在3種蔬菜中均表現為基質增強效應。相同濃度的同一種農藥在不同基質中的基質效應不相同，如濃度為0.100 mg·L-1的特丁硫磷在番茄中的ME值是211.9%，在黃瓜中ME值是304.7%，在甘藍中ME值是326.7%。不同濃度的同一種農藥在同一基質中的基質效應也不相同，如α-六六六在黃瓜中，濃度為0.025 mg·L-1時基質效應是219.8%，濃度為0.050 mg·L-1時基質效應是156.0%，濃度為0.100 mg·L-1時基質效應是151.1%，濃度為0.200 mg·L-1時基質效應是125.0%，濃度為0.400 mg·L-1時基質效應是107.5%，基本呈現出隨著濃度的增大，基質效應減小的趨勢。出現這種趨勢的原因可能是氣相進樣口端活性位點可以吸附溶劑標樣中一定量的農藥，當農藥的濃度增大時，被吸附的量在總量中所占的比例反而減小，所以會出現基質效應減弱的現象[7]。

表2 18種不同濃度化合物在3種蔬菜中ME值（單位：%）

為了確保得到的檢測報告準確可靠，必須盡量消除基質效應帶來的影響。最有效的途徑之一是配制相對應樣品的基質標進行定量計算，但是在實際工作中，檢測的一批樣品有可能包含各種各樣的蔬菜，如果對每一種蔬菜都用相對應的基質標，將導致工作人員的工作量成倍增長，因此相關人員可以將本文所得實驗數據作為支撐，選擇溶劑標進行預篩選。如果用溶劑標篩選出來樣品沒有被檢出，則可以認為這一批樣品是合格的；如果篩選出來的樣品中有在限量值附近的數據（限量值參照GB 2763—2021[8]執行），則需配制此樣品的基質標，重新進行定量，防止出現假陽性樣品，如此則可以大大縮減日常工作的工作量。

3 結論

本實驗研究了番茄、黃瓜、甘藍3種蔬菜中，18種有機磷或者有機氯農藥的基質效應。結果表明，相同濃度的不同農藥在同一基質中的基質效應不同；相同濃度的同一種農藥在不同基質中的基質效應不同；不同濃度的同一種農藥在同一種基質中的基質效應也不相同。18種農藥成分在3種蔬菜中均為基質加強效應，隨著濃度的增大，基質效應呈現減弱的趨勢。在檢測工作中，需要配制相對應的基質標液，確保結果的準確可靠。