液相色譜-質譜聯用儀測定蔬菜中農藥殘留的基質效應研究

何煥肖 曹倩玉 劉培 鄧一蕾 武寒梅 范曉鑫

摘 要：采用QuEChERS方法處理樣品，液相色譜-質譜聯用儀測定10種蔬菜中10種農藥殘留的基質效應。結果顯示，10種農藥成分在10種蔬菜中絕大部分是基質減弱效應。在日常檢測工作中，需要配制相應的基質匹配標準工作溶液，確保結果的準確可靠。

關鍵詞：基質效應；QuEChERS；農藥殘留

Abstract： The samples were treated by QuEChERS， and the matrix effects of ten pesticide residues in ten vegetables were determined by liquid chromatography-mass spectrometry. The results showed that most of ten pesticides were inhibition effects in ten kinds of vegetables. In the daliy detection work， it is necessary to prepare the corresponding matrix matching standard working solution to ensure accurate and reliable results.

Keywords： matrix effect; QuEChERS; pesticides residues

QuEChERS是一種農藥殘留分析的樣品提取與凈化技術，主要用于食品中農藥殘留檢測[1]。隨著科技的進步，液相色譜-質譜聯用技術（Liquid Chromatography-Mass Spectrometry，LC-MS）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331種農藥及其代謝物殘留量的測定 液相色譜—質譜聯用法》（GB 23200.121—2021），采用液相色譜-質譜聯用的方法可同時檢測331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（Matrix Effect，ME）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]。基質效應根據計算方法不同，可以分成絕對基質效應和相對基質效應兩種。絕對基質效應以加入農藥的空白樣品的響應與該農藥在純溶劑中響應的比值來確定，相對基質效應是通過測定不同批次的基質來確定[4]。本文研究番茄、紫甘藍、菜花以及韭菜等10種蔬菜中10種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

液相色譜-質譜聯用儀（Agilent-AB，1260-3200Q TRAP）；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）。

1.2 試劑

乙腈（CH3CN）、甲醇（CH3OH）和甲酸（HCOOH）、甲酸銨（HCOONH4）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）；10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 23200.121—2021[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（氧化鋯珠5粒，100 mg PSA，600 mg無水MgSO4），放入QuEChERS自動樣品制備系統中，設定程序（第一步：振蕩180 s；第二步：4 000 r·min-1離心300 s；第三步：振蕩180 s；第四步：4 000 r·min-1離心300 s），取出離心管，吸取內管中上清液過微孔濾膜待測。

從日常的風險監測樣品中篩選出不含有本實驗中研究的10種農藥的樣品，作為空白基質。

1.3.2 標準溶液的配制

混合標準溶液：準確吸取0.50 mL的10種原始儲備液（100 mg·L-1）至50 mL容量瓶中，用甲醇定容至刻度，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，用甲醇稀釋為0.020 mg·L-1、0.050 mg·L-1、0.100 mg·L-1、0.200 mg·L-1和0.400 mg·L-1的溶劑標準工作液。

基質匹配標準工作溶液配制：準確吸取一定量的混合標準溶液，用1.3.1中得到的空白基質溶液，逐級稀釋成質量濃度梯度為0.020 mg·L-1、0.050 mg·L-1、0.100 mg·L-1、0.200 mg·L-1和0.400 mg·L-1的基質匹配標準工作溶液。

1.3.3 儀器條件

（1）色譜條件。色譜柱：C18柱（4.6 mm×50 mm，1.8 μm）；流動相A相為甲醇，B相為甲酸銨-甲酸水溶液（濃度2 mmol·L-1，水是一級水）；流速：0.5 mL·min-1；進樣量：5 μL；梯度洗脫程序見表1。

（2）質譜條件。離子源類型ESI，掃描方式為正離子模式，電噴霧電壓5 500 V，離子源溫度550 ℃，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。

以溶劑混合標準工作液濃度為橫坐標，離子對響應峰面積為縱坐標，繪制標準曲線。10種農藥成分的保留時間、定量離子對、定性離子對、標準曲線的線性相關系數（R2）見表2。

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匹配標準工作液，上液相色譜-質譜聯用儀測定。按照公式（1）計算基質效應。當ME值大于100%時，為基質增強效應；當ME值小于100%時，為基質減弱效應。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]。

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為基質匹配標準工作溶液的響應值。

2 結果與分析

圖1為不同蔬菜中10種農藥的基質效應，其中農藥的濃度是0.050 mg·L-1。從圖1可以看出，本實驗中的10種農藥在10種蔬菜基質中的基質效應絕大部分為基質抑制作用。其中，磷胺、滅多威、涕滅威的基質效應均為中等強度基質效應和弱基質效應；仲丁威的基質效應均為中等強度基質效應和強基質效應。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0.050 mg·L-1的氯吡脲在番茄中的ME值是62.72%，在菜花中ME值是44.01%，在茴香中ME值是94.97%。

圖2是韭菜中10種農藥的基質效應，農藥濃度分別為0.020 mg·L-1、0.050 mg·L-1、0.100 mg·L-1、0.200 mg·L-1、0.400 mg·L-1。從圖2可以看出，農藥的基質效應均為抑制作用，表現為中等強度基質效應和強基質效應。其中，多菌靈、二嗪磷、仲丁威、咪鮮胺4種農藥在韭菜中均表現為強抑制基質效應。在日常的風險監測中，如果直接用溶劑標進行定量計算，會出現很大的偏離，非常容易漏掉陽性樣品，因此需要配制基質匹配標準工作溶液，防止出現假陰性的結果。

在實際檢測工作中，一批樣品有可能包含十幾種甚至更多的蔬菜種類，如果每一種蔬菜都匹配相對應的基質標，將會成倍地增加工作人員的工作量，因此相關檢測人員可以將本文所得實驗數據作為支撐。在日常工作時，可以選擇實驗中抑制作用強的基質配制標準工作溶液，通過定量計算進行預篩選。如果篩選出來的樣品是未檢出或者遠遠低于限量值，那么可以認為此樣品合格；如果篩選出來在限量值附近或者超出限量值（參照GB 2763—2021[5]執行），則需要配制基質匹配標準工作溶液進行二次確認，核實樣品是否為陽性樣品。這樣可以大大縮減日常的工作量，提高檢測效率。

3 結論

本實驗研究了番茄、紫甘藍、菜花和韭菜等10種蔬菜中10種農藥殘留的基質效應。結果表明，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。10種農藥成分在10種蔬菜中絕大部分是基質減弱效應。在檢測工作中，需要配制相應的基質標液，確保結果的準確可靠。

參考文獻

[1]許曉輝，吳興強，張虹艷，等.QuEChERS-SPE-UPLC-MS/MS法快速測定水產品中氯霉素[J].中國食品藥品監管，2022（2）：69-73.

[2]國家衛生健康委員會，農業農村部，國家市場監督管理總局.食品安全國家標準 植物源性食品中331種農藥及其代謝物殘留量的測定 液相色譜-質譜聯用法：GB 23200.121—2021[S].北京：中國標準出版，2021.

[3]洪玲，雷存喜，夏陽升.色譜法分析中的基質效應及其規避方法[J].輕工科技，2012，28（9）：114-115.

[4]向平，沈敏，卓先義.液相色譜-質譜分析中的基質效應[J].分析測試學報，2009，28（6）：753-756.

[5]國家衛生健康委員會，農業農村部，國家市場監督管理總局.食品安全國家標準 食品中農藥最大殘留限量：GB 2763—2021[S].北京：中國標準出版社，2021.