高效液相色譜-串聯質譜法測定10 種蔬菜基質中40 種農藥的基質效應研究

羅景陽

（沈陽市食品藥品檢驗所，遼寧 沈陽 110124)）

近年來，隨著科技工業的不斷發展，農藥被大量使用，導致農產品中農藥殘留超標的情況時有發生，對人類的生命安全造成危害[1]。目前，已經有許多國家和地方標準可以有效地進行農藥殘留量的檢測，但是農產品種類繁多，基質成分復雜，對檢測農藥殘留的準確性造成嚴重影響。

基質效應（ME）是指樣品中除了被檢測化合物以外的物質使檢測結果增強或減弱，從而影響結果準確性的現象[2-3]。隨著質譜檢測技術不斷更新，基質效應帶來的影響也越來越引起人們的關注，基質效應產生的原因復雜多樣，包括被分析物的結構和性質、樣品的種類、性狀、所含成分以及儀器的條件等[4]，但是目前基質效應產生的機理尚不完全明確，還不能從根本上消除[5]，所以，有效地減少基質效應帶來的影響成為準確進行農殘檢測工作的前提。目前常用的基質補償方法有添加同位素內標[6]、添加保護劑[7]、標準添加法[8]、改進前處理技術[9]、基質匹配標準溶液校準方法[10]、調整流動相比例[11]等，其中基質匹配校準法是美國官方實驗室常用的方法[12]，同時歐盟農藥殘留檢測指導文件SANTE/11813/2017[13]和我國國家最新推出的農殘檢測標準GB/T 23200.121[14]都推薦此方法，所以本研究采用基質匹配校準法進行基質效應分析。由于農產品的種類繁多，在實際檢測過程中，如果每種基質都匹配標曲會導致工作量較大，檢測效率低。因此，本研究選取40 種常用農藥，在高效液相色譜-串聯質譜儀檢測條件下，對不同蔬菜中的基質效應進行分析，利用絕對值中位數法結合基質效應離散度進行分析歸納，從而選擇合適、有代表性的樣品作為基質匹配標曲，以期為完善蔬菜農藥殘留檢測方法提供參考。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

40 種農藥標準品見表1，純度均大于95%，德國Dr.Ehrenstorfer 公司；無水硫酸鎂、氯化鈉、甲酸，分析純，國藥集團；乙二胺-N-丙基硅烷化硅膠（PSA）、石墨化碳黑（GCB）、HC-C18超潔凈填料，上海安譜實驗科技股份有限公司；甲醇、乙腈，色譜純，美國Fisher 公司。

表1 40 種農藥的質譜參數

LCMSMS-8050 質譜儀、CTO-40S 液相色譜儀，島津企業管理（中國）有限公司；H1750 離心機，湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司；電子天平，QUINTIX213-1CN，賽多利科技儀器（北京）有限公司。

1.2 樣品制備與前處理

1.2.1 樣品的制備

白菜、菜豆、黃瓜、架豆王、姜、辣椒、茄子、土豆、油麥菜、西芹作為空白樣品，分別取500 g，勻漿機粉碎，混勻，-18 ℃保存。

1.2.2 樣品的提取

分別稱取10 g 上述空白樣品于50 mL 離心管中，加入10 mL 乙腈、400 mg 無水硫酸鎂、1 g 氯化鈉，充分渦旋振蕩，離心，取上層乙腈提取液，待處理。

1.2.3 樣品的凈化

取1.2.2 待處理液5 mL，直接過0.22 μm 的有機濾膜，得到未凈化的空白基質液。

取1.2.2 待處理液5 mL 于20 mL 尖底的離心管中，加入150 mg 無水硫酸鎂、25 mg PSA、2.5 mg GCB，渦旋振蕩，離心后取上清液，過0.22 μm 的有機濾膜，得到QuEChERS 凈化的空白基質液。

1.3 標準溶液的配制

標準儲備液：分別準確稱取5 mg 表1 中的標準品于50 mL 的棕色容量瓶中，甲醇定容，得到質量濃度為100 μg·mL-1的標準儲備液，-18 ℃保存。

標準中間液：分別精確移取0.05 mL 標準儲備液于同一個50 mL 的棕色容量瓶中，甲醇定容，得到質量濃度為100 ng·mL-1的混合標準中間液，-18 ℃保存。

標準工作液：取一定量的標準中間液，用1.2.3處理得到的兩種空白基質液稀釋，得到質量濃度分別為2、5、10、20、50 μg·mL-1的基質匹配標準工作液。現用現配。

1.4 儀器分析

1.4.1 液相條件

色譜柱為 Shim-pack GISS-HP，C18規格為2.1 mm×150 mm，3 μm，柱溫箱溫度為40 ℃。流動相：A 相為0.1%甲酸水，B 相位0.1%甲酸乙腈。流量為0.35 mL·min-1。流動相洗脫梯度為：0～2 min，95.0%A；2～5 min，95%～10%A；5～12 min，10%A；12～13 min，95%A；13～15 min，95%A。進樣量為10 mL。

1.4.2 質譜條件

離子源參數：電噴霧離子源（ESI），MRM 模式，正負同時掃描，霧化器為氮氣，流量3.0 L·min-1，干燥器和加熱器為氮氣，流量為10.0 L·min-1，接口電壓為3.5 kV/-3.5 kV，接口溫度為350 ℃，DL 溫度為250 ℃，加熱塊溫度為400 ℃，碰撞氣為氬氣，40 種農藥其他質譜參數見表1。

1.5 基質效應的評價方法

分別向上述2 種處理方法得到的空白基質液中加入一定量的標準中間液，作為基質標樣；同時加入相同量的標準中間液到乙腈中，作為試劑標樣。基質效應（ME）計算公式：

式中：A—基質標樣中農藥的峰面積；

B—試劑標樣中農藥的峰面積。

若ME＞1，表示基質對農藥具有增強作用；若ME＜1，表示基質對農藥檢測具有抑制作用；若ME=1，表示沒有基質效應。其中當ME介于0.8～1.2時，屬于弱基質效應；當ME介于0.5～0.8 或1.2～1.5時，屬于中基質效應；當ME＜0.5 或ME＞1.5 時，屬于強基質效應。

1.6 數據處理

使用Excel 2019 分析數據、制作圖表。

2 結果與分析

2.1 不同前處理方法基質效應的影響

通過液相色譜-串聯質譜儀測得1.5 中兩種處理方法配制的基質標樣，分別重復3 次，并計算基質效應，結果如表2 所示。除辣椒外，QuEChERS 凈化處理的基質標樣強基質效應均少于未凈化的基質標樣強基質效應；除辣椒、西芹、油麥菜外，其余QuEChERS 凈化處理的基質標樣弱基質效應均多于未凈化的基質標樣弱基質效應。結果表明，QuEChERS 凈化處理的基質標樣優于未凈化的基質標樣。

表2 不同前處理條件下40 種農藥的基質效應差異（n=3）

2.2 不同農藥在不同基質中產生的基質效應比較

進一步對QuEChERS 凈化法處理的基質標樣數據進行分析，圖1 為40 種農藥在10 種蔬菜中的基質效應，不同農藥的基質效應差異較大，ME范圍為0.2～1.94，大多數農藥在10 種基質中表現出弱基質效應和中基質效應，甚至有11 種農藥在10 種基質中強基質效應占比為0，但是噻蟲胺、氟蟲腈、氟甲腈、氟鈴脲的強基質效應占比較高，分別為60%、70%、60%、70%。此外大多數農藥在基質中表現為基質抑制為主，只有11 種農藥在基質中表現出基質增強為主。

2.3 不同蔬菜對農藥的基質效應對比

同樣分析QuEChERS 凈化法處理得到基質標樣數據，對比不同蔬菜對40 種農藥的基質效應情況，結果如圖2 所示。白菜、菜豆、黃瓜、架豆王、土豆、油麥菜主要表現弱基質效應和中基質效應，強基質效應相對較少，其中黃瓜的強基質效應占比為0，西芹的強基質效應占比較高，為35%。另外，大多數基質表現為基質抑制占比較大，其中菜豆基質抑制占比達到82%，而黃瓜和茄子表現為基質增強較多，都為55%。

圖2 10 種蔬菜基質對農藥基質效應比例

2.4 不同蔬菜中基質效應離散程度

根據不同農藥在不同基質中基質效應的差異，通過離散度對數據進行分析，依據絕對值中位數法（MAD）觀察基質效應的離散度，將合理離散范圍設定為[Mean-2MAD，Mean+2MAD]，如圖3 所示。油麥菜、茄子、架豆王、姜為基質的基質標樣超出合理離散范圍。因此，在檢測時應避免選擇油麥菜、茄子、架豆王、姜為基質作為基質標樣，其余基質標樣均在合理離散范圍內。

圖3 不同蔬菜中基質效應離散程度

3 結 論

本研究選取了40 種農藥和10 種蔬菜基質，比較了未凈化和QuEChERS 凈化的基質標樣的基質效應，發現QuEChERS 凈化基質的基質效應優于未凈化基質的基質效應。進而對QuEChERS 凈化基質標樣的基質效應進行分析，結果表明，大多數農藥在不同基質中表現出弱基質效應和中基質效應，但是西芹表現出強基質效應占比較高，為35%，此外大多數基質表現為基質抑制占比較大，其中菜豆基質抑制占比達到82%，而黃瓜和茄子表現為基質增強較多，都為55%。對不同蔬菜中基質效應離散程度研究發現，油麥菜、茄子、架豆王、姜為基質的基質標樣超出合理離散范圍，因此不建議選擇油麥菜、茄子、架豆王、姜為基質配制標曲。