LC-MS聯(lián)用技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用

劉中海，柴 娟，張國(guó)玉，王陳強(qiáng)，肖 莉，李杰尊

（1.新疆冠農(nóng)股份有限公司，新疆庫(kù)爾勒 841000；2.新疆冠農(nóng)檢測(cè)科技有限公司，新疆庫(kù)爾勒 841000）

為提高農(nóng)作物產(chǎn)量，預(yù)防農(nóng)作物病蟲(chóng)害的發(fā)生，不同類型的農(nóng)藥在我國(guó)糧食、蔬菜、水果、茶葉上的用量逐年增加，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留超標(biāo)。農(nóng)藥殘留經(jīng)食物鏈、生物富集后進(jìn)入人體，影響人類健康。因此，農(nóng)藥殘留檢測(cè)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)管至關(guān)重要。其中歐盟規(guī)定食品類農(nóng)藥殘留數(shù)量最為嚴(yán)格[1-2]。殘留限量的要求越低，則對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的靈敏性要求就越高，這樣才能滿足在農(nóng)產(chǎn)品、食品類物質(zhì)中的微量農(nóng)藥殘留檢測(cè)的需求。而液相色譜-質(zhì)譜（Liquid Chromatograph Mass Spectrometer，LCMS）聯(lián)用技術(shù)在農(nóng)藥殘留分析中的應(yīng)用，可顯著提高農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測(cè)的靈敏度和準(zhǔn)確度，更好地解決農(nóng)產(chǎn)品的安全問(wèn)題。

1 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)概述

1.1 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用工作原理

LC-MS技術(shù)具有色譜的高效分離能力，還具有質(zhì)譜的高靈敏性特征。在此之前，農(nóng)藥殘留分析主要使用氣相色譜-質(zhì)譜技術(shù)，LI等[3]使用氣相色譜-火焰離子化檢測(cè)器技術(shù)測(cè)定水果中5種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留，檢測(cè)結(jié)果的重現(xiàn)性在3.5%～9.7%。但是，由于氣相色譜技術(shù)的使用要先在一定溫度下進(jìn)行氣化再進(jìn)行色譜分離，導(dǎo)致在分析極性和一些熱不穩(wěn)定的化合物時(shí)待測(cè)效果不理想。因此，液相色譜檢測(cè)技術(shù)成為現(xiàn)在農(nóng)產(chǎn)品和環(huán)境樣品中農(nóng)藥殘留分析最常用的檢測(cè)手段。

與氣相色譜法相比，液相色譜技術(shù)不僅具有氣相色譜的分離能力，又具有質(zhì)譜的高選擇性、高靈敏度等特點(diǎn)，且能夠提供分子結(jié)構(gòu)信息。液相色譜技術(shù)能快速高效地將待測(cè)樣品中多數(shù)有機(jī)物的成分分開(kāi)，質(zhì)譜再對(duì)分開(kāi)的有機(jī)物進(jìn)行逐個(gè)分析，從而得到待測(cè)物質(zhì)的分子量、結(jié)構(gòu)及濃度等信息。此外，由于得到的LC-MS質(zhì)譜圖簡(jiǎn)潔，便于后期對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更好的處理。對(duì)比來(lái)看，液相色譜在普通的室溫條件下就能完成色譜的分離工作，有效拓寬農(nóng)藥殘留的分析范圍，在農(nóng)藥多殘留分析方面優(yōu)勢(shì)更為突出。

1.2 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)優(yōu)勢(shì)

液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)是目前農(nóng)產(chǎn)品、食品領(lǐng)域重要的檢測(cè)技術(shù)之一。液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢驗(yàn)過(guò)程中，主要用于部分單個(gè)的農(nóng)藥殘留檢驗(yàn)和多種不同類型的農(nóng)藥殘留檢驗(yàn)。同時(shí)，由于質(zhì)譜監(jiān)測(cè)模式多樣化，可對(duì)大部分復(fù)雜的待測(cè)物中的痕量物質(zhì)進(jìn)行高效的定性和定量，使得該技術(shù)具有更好的多殘留檢測(cè)優(yōu)勢(shì)[4-5]。在測(cè)定果汁中的氨基甲酸酯和苯基脲農(nóng)藥中，SAGRATINI等[6]使用了液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，使得相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差達(dá)到1%～17%，定量限在0.005～0.050 μg·mL-1。但是，由于農(nóng)產(chǎn)品的多樣性，在進(jìn)行待測(cè)樣品檢測(cè)的前處理前，很難找出一種針對(duì)多種類型農(nóng)藥都通用的處理方法。受到前處理方式的影響，其在農(nóng)藥殘留檢驗(yàn)應(yīng)用方面有一定的限制，阻礙了農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留檢驗(yàn)的發(fā)展。

2 樣品前處理方法的研究

對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留檢驗(yàn)來(lái)說(shuō)，農(nóng)藥殘留檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性關(guān)鍵在于待測(cè)樣品前處理的好壞。因不同類型的農(nóng)產(chǎn)品在各自的成分組成方面差異顯著，對(duì)樣品的前處理要求更為嚴(yán)格，才能在檢測(cè)過(guò)程中最大限度降低干擾物，對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行測(cè)定。樣品前處理技術(shù)的優(yōu)劣是農(nóng)藥殘留檢測(cè)準(zhǔn)確的關(guān)鍵因素[7]。

2.1 液液萃取

液液萃取是農(nóng)藥殘留檢測(cè)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛的前處理方法，是針對(duì)不同化合物在不同溶液中的溶解度不同而進(jìn)行分離。其中，乙腈、乙酸乙酯和正己烷等是常用的萃取溶劑。該萃取技術(shù)操作簡(jiǎn)單，被廣泛用于農(nóng)藥殘留測(cè)定中。

2.2 固相萃取

相比于液液萃取，固相萃取能很好地對(duì)待測(cè)物質(zhì)進(jìn)行選擇性吸附，達(dá)到對(duì)待測(cè)物的富集與分離純化，不但節(jié)省時(shí)間，還能減少背景干擾的影響，常被用作食品安全檢測(cè)、環(huán)境污染物分析測(cè)定、生物樣本的測(cè)定等。ZHU等[8]在對(duì)茶葉中的31種有機(jī)氯農(nóng)藥和19種擬除蟲(chóng)聚酯類農(nóng)藥進(jìn)行測(cè)定時(shí)，曾在Florisil柱中加入大約1 cm厚的PSA填料層，使用該柱子對(duì)待測(cè)茶葉基質(zhì)進(jìn)行凈化，并配合使用氣相色譜技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，使茶葉樣本有較好的檢出效率。

2.3 QuEChERS法

QuEChERS法是一種農(nóng)產(chǎn)品、食品檢測(cè)的快速樣品前處理技術(shù)，應(yīng)用廣泛。與Luke法相比，具有更快速、高效的優(yōu)點(diǎn)，拓寬了所能測(cè)定的極性農(nóng)藥的范圍，在高濕度食品多農(nóng)藥殘留分析、樣品的制備與凈化技術(shù)中用途廣泛。SIVAPERUMAL等[9]在對(duì)芒果中的68種農(nóng)藥殘留開(kāi)展檢測(cè)時(shí)，曾選擇PSA為凈化填料，采用QuEChERS法對(duì)樣品進(jìn)行處理，并結(jié)合超高效液相色譜串聯(lián)三重四極桿質(zhì)譜法進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果有良好的檢出限，回收率和基質(zhì)效應(yīng)都較低，在實(shí)際樣品篩查中應(yīng)用良好。

3 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的應(yīng)用研究

3.1 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在氨基甲酸酯類農(nóng)藥檢測(cè)中的應(yīng)用

氨基甲酸酯類農(nóng)藥是一種植物源殺蟲(chóng)劑，穩(wěn)定性差，檢測(cè)過(guò)程較為復(fù)雜。使用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法能夠很好地滿足氨基甲酸酯類農(nóng)藥的測(cè)定。龔久平等[10]使用LC-MS法對(duì)果蔬中的氨基甲酸酯類農(nóng)藥進(jìn)行測(cè)定，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)為0.999 3～0.999 6，待測(cè)定樣品的回收率為93.6%～100.9%，樣品保持時(shí)間為8.5 min。結(jié)果表明，使用該法能實(shí)現(xiàn)快速分析，檢測(cè)結(jié)果、精度都較高，檢測(cè)效果良好。

3.2 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在煙堿類農(nóng)藥檢測(cè)中的應(yīng)用

煙堿類農(nóng)藥種類豐富，含有吡蟲(chóng)啉、啶蟲(chóng)脒、烯啶蟲(chóng)胺等。當(dāng)測(cè)定物的殘留農(nóng)藥成分較多時(shí)，需要對(duì)所有農(nóng)藥進(jìn)行同步檢測(cè)。對(duì)于農(nóng)藥中受熱變化大、強(qiáng)極性和揮發(fā)能力弱的農(nóng)藥檢測(cè)可使用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法進(jìn)行測(cè)定。劉謙等[11]建立了LC-MS技術(shù)測(cè)定蘋(píng)果、梨、橙子等水果和菜花、蘑菇、蘆筍等蔬菜中吡蟲(chóng)啉、多菌靈5種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留檢測(cè)的新方法。結(jié)果表明，水果和蔬菜中吡蟲(chóng)啉、多菌靈回收率為78.0%～104.0%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.2%～7.6%；5種氨基甲酸酯類農(nóng)藥回收率為82.0%～108.0%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在5.4%～9.8%。吡蟲(chóng)啉、多菌靈和5種氨基甲酸酯類農(nóng)藥樣品中的最低檢出濃度分別為2.0 μg·kg-1、2.0 μg·kg-1、5.0 μg·kg-1。

3.3 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在苯甲酰脲類農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用

苯甲酰脲殺蟲(chóng)劑是一類能抑制靶標(biāo)害蟲(chóng)的幾丁質(zhì)合成而導(dǎo)致其死亡或不育的昆蟲(chóng)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。李濤等[12]利用QuEChERS結(jié)合高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定蘋(píng)果中7種苯甲酰脲類農(nóng)藥殘留量。結(jié)果表明，7種組分在0～2.0 μg·mL-1內(nèi)具有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)大于0.999 5，加標(biāo)回收率為81.7%～116.9%，檢出限在0.007～0.020 mg·kg-1。結(jié)果表明，該法能夠?qū)崿F(xiàn)快速分析，測(cè)定結(jié)果良好、精度較高，在苯甲酰脲類農(nóng)藥檢測(cè)中的應(yīng)用效果較好。

4 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的局限性

液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)雖能對(duì)多種農(nóng)藥殘留進(jìn)行同步分析，但因受到儀器本身的限制，對(duì)幾百種以上的農(nóng)藥的測(cè)定較為困難。隨著科技的發(fā)展，液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)也會(huì)逐漸提高，一定能克服目前的種種不足。DZUMAN等[13]利用高效液相色譜-高分辨串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用方法進(jìn)行多種農(nóng)產(chǎn)品的多組分農(nóng)藥殘留、霉菌毒素等污染物的殘留測(cè)定。結(jié)果表明，323種農(nóng)藥中大約80%的農(nóng)藥的定量限≤10 μg·kg-1。該法通過(guò)了多方的能力驗(yàn)證，測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果良好。

5 結(jié)語(yǔ)與展望

液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在測(cè)定農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥檢驗(yàn)工作中具有較大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和很好的發(fā)展空間。目前，由于液相高分辨質(zhì)譜儀通過(guò)采用含有四極桿部件的（Q-TOF或Q-Orbitrap）組合，能在一次進(jìn)樣過(guò)程中完成一級(jí)和二級(jí)的同時(shí)掃描。此外，還可以在非靶向測(cè)定過(guò)程中，對(duì)測(cè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行追溯分析。隨著技術(shù)的進(jìn)步，液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)定會(huì)在農(nóng)產(chǎn)品、食品的農(nóng)藥殘留分析中起到關(guān)鍵的作用，為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)以及社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。