HPLC-MS技術檢測水果蔬菜中農藥殘留的研究進展

Research Progress on the Detection of Pesticide Residues in Fruits and Vegetables by HPLC-MS Technology

LI Bingjuan1， ZHENG Tianyuan2 （1.Hengsheng Water Environment Management Co.，Ltd.， Guilin 5410o， China; 2.Liuzhou Customs Comprehensive Technical Service Center， Liuzhou ， China）

Abstract： With the continuous increase in people's attention to food safety，the issue of pesticide residues in fruits and vegetables has received growing atention. High-performance liquid chromatography-mass spectrometry （HPLC-MS）technology， with its high sensitivity，high selectivity，and powerful qualitative and quantitative capabilities，has demonstrated unique advantages in the field of pesticide residue detection.This paper elaborates on the principle andcharacteristicsofHPLC-MS technology indetail，systematicallyreviews its application status inthe detection of various pesticide residues in fruitsand vegetables，and deeplyanalyzes the currnt research challenges and future development trends，aiming to provide a reference for the further appication ofthis technology in ensuring the quality and safety of agricultural products.

Keywords： high-performance liquid chromatography-mass spectrometry technology; fruits and vegetables; pesticide residues; development trends

水果蔬菜作為人們日常飲食中不可或缺的重要組成部分，其質量安全直接關系到人體健康。在農業生產過程中，為了有效防治病蟲害，提高農作物產量和品質，農藥的使用極為廣泛。然而，不合理或過量使用農藥導致水果蔬菜中農藥殘留問題頻發，對食品安全構成嚴重威脅。農藥殘留不僅可能引發急性中毒，長期攝入還會在人體內積累，增加患慢性疾病的風險。傳統的農藥殘留檢測方法，如氣相色譜法（GasChromatography，GC）、高效液相色譜法（High

PerformanceLiquid Chromatography，HPLC）等，雖在一定程度上能夠實現對部分農藥的檢測，但存在靈敏度不足、選擇性差、難以對復雜基質中的痕量農藥及代謝物進行準確分析等局限性。高效液相色譜－質譜聯用技術（High Performance Liquid Chromatography-MassSpectrometry，HPLC-MS）的出現，有效整合了HPLC強大的分離能力和質譜（Mass Spectrometry，MS）卓越的檢測性能，為水果蔬菜中農藥殘留檢測提供了更為高效、精準的分析手段。

1高效液相色譜-質譜聯用技術概述

1.1 工作原理

HPLC-MS系統主要由高效液相色譜儀、質譜儀以及數據處理系統三部分組成。在檢測過程中，樣品首先經HPLC進樣系統注入，在流動相的帶動下通過色譜柱。由于不同農藥及其代謝物在固定相和流動相之間的分配系數存在差異，從而在色譜柱中實現分離。分離后的各組分依次進人質譜儀的離子源，在離子源內被離子化，形成帶電荷的離子。離子化后的離子在質量分析器中，依據其質荷比（m/z）的不同進行分離和檢測，最終由檢測器接收信號并傳輸至數據處理系統，經處理得到質譜圖，通過分析質譜圖中離子的質荷比及豐度等信息，可實現對農藥的定性和定量測定[1]。

1.2技術特點

① 高靈敏度。質譜儀能夠檢測到極低濃度的離子信號，使得HPLC-MS對痕量農藥殘留具有極高的檢測靈敏度，可滿足日益嚴格的食品安全標準對檢測限的要求。 ② 高選擇性。通過選擇特定的離子監測模式，HPLC-MS能夠排除復雜基質中其他干擾物質的影響，只對目標農藥離子進行檢測，大大提高了檢測的選擇性，確保檢測結果的準確性。 ③ 強大的定性能力。質譜圖中離子的質荷比及碎片離子信息猶如化合物的“指紋”，具有高度特征性。結合標準質譜庫或通過解析質譜圖，HPLC-MS能夠準確鑒定出農藥的種類。 ④ 寬動態范圍。HPLC-MS能夠在較大的濃度范圍內對農藥進行準確測定，從低濃度的殘留水平到較高濃度的樣品，均能給出可靠的定量結果，適應不同樣品中農藥殘留濃度差異較大的實際情況。

2HPLC-MS技術在水果蔬菜農藥殘留檢測中的應用

2.1有機磷農藥檢測

有機磷農藥曾是農業生產中廣泛使用的一類殺蟲劑，但因其毒性較高且部分品種殘留期長，對人體健康和環境危害較大，其在農產品中的殘留問題備受關注。HPLC-MS技術在有機磷農藥檢測方面表現出色。胡雨等[利用HPLC-MS/MS結合多級孔ZIF-8凈化前處理方法，對蔬菜中6種有機磷農藥殘留進行檢測。在優化的實驗條件下，該方法對各有機磷農藥的線性關系良好，相關系數均大于0.9995，回收率在 90.8%～ 107.2% ，相對標準偏差（RelativeStandardDeviation，RSD）在 1.2%～3.7% ，定量限為 0.6～1.5μg?kg^-1 ，能夠準確、靈敏地檢測出蔬菜中痕量的有機磷農藥殘留。

2.2有機氯農藥檢測

有機氯農藥具有化學性質穩定、脂溶性強、殘留期長等特點，容易在環境和生物體內積累，對生態環境和人類健康構成潛在威脅。盡管多數有機氯農藥已被禁止使用，但因其殘留的持久性，在水果蔬菜中仍可能被檢出。任紅英等[3采用HPLC-MS技術對香姜中有機氯農藥進行有效檢測。通過超聲提取、凈化、洗脫等，結合質譜的多反應監測模式，實現對多種有機氯農藥的同時分離和定量分析。研究表明，該方法對有機氯農藥的檢測限可達 1μgkg^-1 ，回收率滿足農藥殘留檢測要求，為香姜中有機氯農藥殘留監測提供了可靠手段。

2.3 氨基甲酸酯類農藥檢測

氨基甲酸酯類農藥是一類重要的殺蟲劑和除草劑，具有高效、低殘留等優點，但部分品種對哺乳動物具有一定毒性。HPLC-MS在氨基甲酸酯類農藥檢測中得到了廣泛應用。王小花等4利用超高效液相色譜－三重四極桿質譜聯用儀，建立了同時檢測蔬菜中10種氨基甲酸酯類農藥及其代謝物的分析方法。經優化后，該方法在 1～100μg?L^-1 濃度范圍內線性關系良好，各農藥的回收率為 80.1%～ 101.3% RSD 小于 7.5% ，檢測限為 0.0128～0.0800μg?kg^-1 ，可滿足蔬菜中氨基甲酸酯類農藥多殘留檢測的實際需求。

3 當前研究面臨的挑戰

3.1樣品前處理復雜

水果蔬菜樣品基質復雜，含有大量的色素、糖類、蛋白質、脂肪等干擾物質，這些物質在檢測過程中可能會影響農藥的提取效率和檢測結果的準確性。目前常用的樣品前處理方法，如QuEChERS、固相萃取、液相微萃取等，雖在一定程度上能夠實現樣品的凈化和富集，但操作過程煩瑣、耗時較長，且需要使用大量的有機溶劑，不僅增加了檢測成本，還可能對環境造成污染。

3.2 基質效應影響

在HPLC-MS檢測過程中，基質效應是一個不容忽視的問題。水果蔬菜基質中的共提取物在離子化過程中會與目標農藥發生相互作用，導致目標農藥離子化效率提高或降低，從而影響檢測結果的準確性和精密度。基質效應的大小與樣品基質的種類、組成以及農藥的性質密切相關，且在不同實驗室之間可能存在較大差異，這給檢測結果的可靠性和可比性帶來了挑戰。盡管自前已采取基質匹配標準曲線法、同位素內標法等措施來減輕基質效應，但完全消除基質效應仍具有一定難度。

3.3 多殘留檢測的局限性

隨著農藥使用種類的日益增多，對水果蔬菜中多種農藥殘留同時檢測的需求也越來越迫切。雖然HPLC-MS技術在多殘留檢測方面具有一定優勢，但目前仍存在一些局限性。不同類型農藥的離子化特性和最佳檢測條件差異較大，難以在同一分析條件下實現對所有農藥的最優檢測；隨著檢測農藥種類的增加，數據處理的復雜性也大幅提高，如何準確解析復雜的質譜圖信息，避免假陽性和假陰性結果的出現，確保多殘留檢測結果的可靠性，是當前多殘留檢測研究面臨的重要問題[5]。

4未來發展趨勢

4.1新型樣品前處理技術的開發與聯用

為解決樣品前處理復雜的問題，未來將致力于開發更加高效、簡便、綠色的新型樣品前處理技術。例如，基于納米材料的固相萃取技術，利用納米材料具有的高比表面積、強吸附性能等特點，可實現對農藥的快速、高效富集和分離；分散液液微萃取技術具有操作簡單、萃取速度快、有機溶劑用量少的優勢，有望在水果蔬菜農藥殘留檢測中得到更廣泛應用。

4.2高分辨質譜技術的應用與發展

高分辨質譜技術（High-ResolutionMass Spectrometry，HRMS）能夠提供精確的質量數信息，有助于更準確地鑒定農藥及其代謝物，減少基質效應的干擾，提高多殘留檢測的可靠性。隨著技術的不斷進步，HRMS在水果蔬菜農藥殘留檢測中的應用將越來越廣泛[。未來，高分辨質譜技術將不斷朝著小型化、智能化方向發展，降低儀器成本，提高分析速度和靈敏度，進一步推動其在實際檢測工作中的應用。

4.3智能化數據處理與分析系統的構建

針對多殘留檢測中數據處理復雜的問題，構建智能化的數據處理與分析系統是未來的發展趨勢。運用機器學習、人工智能等先進技術，對大量質譜數據進行深度挖掘和分析，建立智能化的定性定量模型，實現對復雜質譜圖的自動解析和農藥殘留的快速準確檢測。同時，利用大數據技術整合不同實驗室的檢測數據，建立農藥殘留數據庫共享平臺，實現數據的互聯互通和資源共享，為農產品質量安全監管提供更有力的數據支持。

4.4現場快速檢測技術的研究與應用

為滿足市場監管和農產品生產過程中對農藥殘留現場快速檢測的需求，開發基于HPLC-MS的現場快速檢測技術具有重要意義。目前，一些便攜式HPLC-MS儀器已開始研發并逐步應用于實際檢測。未來，將進一步優化儀器的性能，提高其便攜性、穩定性和檢測靈敏度，結合微流控芯片技術、即時檢驗技術等，實現對水果蔬菜中農藥殘留的現場快速篩查和定量檢測，為保障農產品質量安全提供更加便捷、高效的技術手段。

5結語

HPLC-MS技術憑借其高靈敏度、高選擇性和強大的定性定量能力，在水果蔬菜農藥殘留檢測領域取得了顯著進展，為保障農產品質量安全發揮了重要作用。在未來的研究中，需進一步加強相關技術的創新與集成應用，不斷提高HPLC-MS檢測水果蔬菜中農藥殘留的準確性、效率和操作便捷性，以適應日益嚴格的食品安全標準和市場監管需求。

參考文獻

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