气相色谱－质谱联用测定大米中6种烟碱类农药残留

许秀莹，施海燕，王鸣华

（南京农业大学植物保护学院，江苏 南京 210095）

气相色谱－质谱联用测定大米中6种烟碱类农药残留

许秀莹，施海燕，王鸣华

（南京农业大学植物保护学院，江苏 南京 210095）

为了寻求烟碱类农药同时检测的新途径，建立了大米中烯啶虫胺、噻虫嗪、氯噻啉、吡蚜酮、吡虫啉、啶虫脒6种烟碱类农药气相色谱－质谱选择离子模式定性定量检测方法，并对比了提取溶剂、提取方法、固相萃取柱净化效果。结果表明，以乙腈超声提取、经Polymer Trap SPE净化，用气相色谱－质谱法对6种烟碱类农药进行定性定量检测，6种烟碱类农药在0.1～10mg/kg质量浓度范围内呈良好的线性关系，相关系数为0.991 8～0.998 9。在大米中添加0.05、0.2、1mg/kg 3个浓度的平均回收率为83.1%～101.4%，相对标准偏差为1.3%～8.9%，最小检出量为0.002～0.012ng，最低检测浓度为0.05mg/kg。

气相色谱－质谱法（GC/MS）；大米；烟碱类农药；多残留

农药在防治农作物病虫害方面起着非常重要的作用，但由于食物链富集的作用，同时也危害到人类的健康，因此加强农产品安全检测日益重要［1］。烟碱类农药是一类新型高效、低毒、内吸性强、残效期长、残留量低的广谱性杀虫剂，是乙酰胆碱受体的激动剂，影响神经递质发挥作用［2－3］，广泛应用于防治刺吸式口器害虫。自德国拜耳公司成功开发出第一个烟碱类杀虫剂——吡虫啉以来，又相继开发出噻虫嗪、烯啶虫胺、啶虫脒、吡蚜酮、氯噻啉、呋虫胺等品种［4－5］。国际食品法典委员会（CAC）规定了粮食中烟碱类农药的最大允许残留量（MRL）标准，规定烯啶虫胺、噻虫嗪、吡蚜酮和吡虫啉在大米中的 MRL分别为0.5、0.3、0.1和1mg/kg，啶虫脒在大麦、粮谷中的 MRL为0.2mg/kg，对氯噻啉暂时没有其在大米中的MRL的规定。

目前有关烟碱类农药的残留分析研究有应用LC-MS/MS测定茶叶中吡虫啉和啶虫脒的残留［6］，方法在0.005～0.1mg/kg范围内具有良好线性关系，回收率为76%～90%，最低检测限为0.01mg/kg；谢文等［7］建立了茶叶中呋虫胺、啶虫脒等烟碱类农药的液相色谱－电喷雾电离三重四极杆质谱检测方法，方法在0.01～0.4 mg/kg范围内具有良好线性关系，添加回收率为80.1%～106.1%，相对标准偏差小于9.7%，方法检出限均为0.02mg/kg；王英华等［8］、董丰收等［9］、卢声宇等［10］建立了气相色谱法测定梨、苹果、茶叶、香菇、木耳等农产品中啶虫脒的残留。纵观前人的研究工作，建立的方法中液质检测成本相对较昂贵，且线性上限均较低，而直接采用气相色谱检测，检测药物单一，不能满足多残留检测的要求。目前尚未见检测大米中烯啶虫胺、噻虫嗪、氯噻啉、吡虫啉、吡蚜酮、啶虫脒6种烟碱类杀虫剂气相色谱－质谱法的报道。单一的气相和液相色谱在大米样品分析中很难去除杂质干扰，给分析带来很大的困难，而气质联用是分析复杂混合物的有效工具之一，利用毛细管柱的高分离能力和质谱的高灵敏度，在选择离子模式下排除杂质干扰，分析步骤简单。本研究建立了气质联用同时检测大米中6种烟碱类农药残留的方法，采用乙腈超声提取，离心得上清液后浓缩，用5%甲醇水溶液溶解，过0.25μm滤膜去除颗粒杂质，经Polymer Trap小柱净化，采用GC/MS的选择离子扫描（SIM）模式检测，寻求烟碱类农药同时检测的新途径。

1 实验部分

1.1 仪器

6890/5973N型气相色谱－质谱联用仪：美国Agilent公司产品，配有电子电离源（EI）；R-200旋转蒸发仪：瑞士Buchi公司产品；N-EVAP 111氮吹仪：美国Organomation公司产品；CQ25-12D超声波清洗仪：中国宁波江南仪器厂产品；TDL-40B台式离心机：中国上海安亭科学仪器厂产品。

1.2 主要材料与试剂

Polymer Trap SPE 固 相 萃 取 柱 （60mg/3 mL）：美国科奥美萃（chrom-matrix）公司产品；0.25μm混合纤维素酯膜：德国Membrana公司产品；乙腈、甲醇、丙酮（分析纯）：天津科密欧化学试剂有限公司产品；水为超纯水；烯啶虫胺、噻虫嗪、氯噻啉、吡蚜酮、吡虫啉、啶虫脒标准品（纯度大于99%）：南京红太阳集团有限公司产品。

1.3 实验条件

1.3.1 色谱条件 色谱柱：J＆W DB-1701MS石英毛细管色谱柱（30m×0.25mm×0.25 μm）；升温程序：初始温度90℃，以30℃/min升至170℃，保持1min，以8℃/min升至255℃，保持1min，以30℃/min升至280℃，保持10min；载气（He）流速1.0mL/min；进样口温度280℃；进样量1μL；分流比5∶1。

1.3.2 质谱条件 电子轰击（EI）离子源：电子能量70eV；传输线温度280℃；离子源温度230℃；四极杆温度150℃；溶剂延迟3.5min；选择离子扫描模式（SIM）；质谱参数列于表1，总离子流图示于图1。

1.4 实验方法

1.4.1 标准溶液的配制以及标准工作曲线制作

分别称取0.01g（精确至0.000 1g）烯啶虫胺、噻虫嗪、氯噻啉、吡蚜酮、吡虫啉、啶虫脒，用丙酮溶解并定容至10mL，制得1 000mg/L标准储备液，用丙酮稀释，配制系列梯度的混合标准工作溶液：0.1、0.25、0.5、1.0、5.0、10.0mg/L，按1.3所述仪器条件进行检测。结果表明，在此仪器条件下，0.1～10mg/L浓度范围内信号响应面积与浓度呈良好的线性关系，列于表2，相关系数为0.991 8～0.998 9。

表1 6种烟碱类农药的质谱条件参数Table 1 Parameters of MS for determination of the six neonicotinoid pesticides

图1 6种烟碱类农药的总离子流图Fig.1 Total ion current chromatogram of six neonicotinoid Insectides

1.4.2 提取 称取10g磨碎的大米样品于50 mL塑料离心管中，分别添加0.05、0.2、1mg/kg 3个浓度，静置30min后加入2mL水润湿，再加入40mL乙腈超声提取10min，以4 000r/min离心10min，上清液倒入圆底烧瓶。重复提取1次，合并提取液，浓缩后，用5mL 5%甲醇水溶液洗涤圆底烧瓶，过0.25μm混合纤维素酯膜，待净化，每个样品平衡处理6份。

1.4.3 净化 采用Polymer Trap固相萃取柱净化，净化程序：3mL甲醇，3mL水活化；将提取液上样，瓶壁用3mL 5%甲醇水溶液多次洗涤后上样；用3mL 5%甲醇水溶液淋洗；6mL甲醇洗脱，浓缩近干，氮气吹干，2mL丙酮定容检测，空白样品和添加样品的质谱图示于图2和图3。

2 结果与讨论

2.1 样品提取溶剂的选择

烟碱类农药属极性物质，较易溶解于乙腈、丙酮、甲醇等溶剂，本研究对比丙酮和乙腈两种

图2 空白样品色谱图Fig.2 Chromatogram of unspiked sample

图3 添加1mg/kg样品色谱图Fig.3 Chromatogram of spiked sample at 1mg/kg

溶剂的提取效果，在采取同样的提取方式以及同等提取剂用量的情况下，丙酮提取时杂质较多，检测时空白样在目标峰保留时间处出现很大的干扰峰，且难以净化，而用乙腈提取杂质较少，小柱净化后干扰易去除，且在0.05、0.2、1mg/kg 3个添加浓度下，回收率均大于80%，列于表3，符合农药残留检测要求［11］。

2.2 提取方法的选择

采用两种常用的前处理方法：乙腈与水混合提取，于具塞量筒中震荡静置分层，取1/2有机相净化处理检测；用水润湿大米，用乙腈直接浸提，提取液浓缩后用5%甲醇水溶液溶解过柱净化检测。结果表明，乙腈与水混提方案中烯啶虫胺的回收率只有60%，可能是由于烯啶虫胺的水溶性太大，导致其溶解于下层水相中，而先用水润湿后直接用乙腈提取，6种农药，每种平均提取率都达到80%以上。

2.3 净化方法的选择

2.3.1 固相萃取柱的选择 尝试了C18和Polymer Trap小柱两种固相萃取小柱，结果表明C18小柱对烯啶虫胺的回收率只有45%，而Polymer Trap小柱对6种农药的回收率都达到了农残分析检测所要求的80%以上。

2.3.2 淋洗剂的选择 Polymer Trap小柱常用两种淋洗剂：水或5%的甲醇水溶液，结果表明5%甲醇水溶液相对纯水而言可去除干扰杂质，而且对目标分析物无影响。

2.3.3 洗脱剂用量的选择 用甲醇洗脱3次分别接收，每次3mL，氮气吹干定容检测，6mL洗脱回收率达95%以上，最后确定用6mL甲醇洗脱。

2.4 基质影响研究

对空白大米样品采用1.4.2和1.4.3方法进行处理，再移取10mg/L溶剂标样进行溶解定容后进样检测，计算溶剂标样与基质标样质谱响应之比值。

研究表明基质标样的峰面积与溶剂标样的峰面积无显著差异，两者比值约等于1，说明基质对目标分析物无任何抑制或促进的影响。

2.5 方法的线性关系和检出限

将0.1、0.25、0.5、1.0、5.0、10.0mg/L 6个质量浓度的6种农药的混合标准溶液按1.3进样检测，以标准溶液的质量浓度为横坐标，色谱峰面积值为纵坐标，绘制标准曲线，其线性回归方程及相关系数列于表2。结果表明，6种烟碱类农药在0.1～10mg/L的范围内呈良好的线性关系，相关系数在0.991 8～0.998 9之间。以仪器信噪比S/N＝3计算烯啶虫胺、噻虫嗪、氯噻啉、吡虫啉、吡蚜酮、啶虫脒的含量为最小检出量（limit of detection，LOD）。

表2 6种烟碱类农药的线性方程与最小检出量Table 2 Linear equations and correlation coefficients（R2）of 6neonicotinoid pesticides

2.6 方法回收率和精密度实验

对大米进行0.05、0.2、1mg/kg 3个浓度的添加回收率实验，每个添加浓度重复6次，实验结果列于表3，平均回收率为83.1%～101.4%，相对标准偏差为1.3%～8.9%，符合中华人民共和国农业行业标准中农药残留检测要求［11］。

表3 6种烟碱类农药在大米中的添加回收率和相对标准偏差（n＝6）Table 3 Recovery and RSD of 6neonicotinoid pesticides in rice（n＝6）

3 结论

本研究建立了运用SPE-GC/MS检测大米中6种烟碱类农药残留的方法。本方法提取净化步骤简单，解决了常规单一气相或液相检测中大米基质干扰严重这一难题，有较好的灵敏度和线性关系，回收率良好，灵敏度、准确度、精密度均符合中华人民共和国农业行业标准中农药残留检测标准要求，为大米中这6种烟碱类农药同时检测提供了一条切实可行的新途径。

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［11］农业部农药检定所.NY/T788—2004 药残留试验准则［S］.北京：中国农业出版社，2004.

Determination of Six Neonicotinoid Pesticides Residue in Rice by GC/MS

XU Xiu-ying，SHI Hai-yan，WANG Ming-hua
（The Plant Protection College of Nanjing Agricultural University，Nanjing210095，China）

A multiresidue determination method for six neonicotinoid pesticides residues（nitenpyram，thiamethoxam，acetamiprid，pymetrozine，imidacloprid，imidaclothiz）in rice was developed by gas chromatography-mass spectrometry（GC/MS）.The samples of rice were ultrasonic extracted with acetonitrile，then the extracts were further cleaned up by solid-phase extraction（SPE）with Polymer Trap cartridges and eluted with 6mL methanol.The eluate was collected and concentrated for GC/MS analysis in selective ion monitoring（SIM）mode.The results show good linearity （correlation coefficient are 0.991 8—0.998 9）in the concentrations between 0.1mg/kg and 10mg/kg of the six pesticides，the limits of quantification（LOQ）is 0.05mg/kg，the limits of detection（LOD）is 0.002—0.012ng.The average recoveries vary from 83.1%to 101.4%，and the relative standard deviations（RSD）range from 1.3%to 8.9%for the spiked levels of 0.05，0.2and 1 mg/kg.

gas chromatography-mass spectrometry （GC/MS）；rice；neonicotinoid pesticides；multiresidue

王鸣华（1961～），男（汉），山西垣曲人，博士生导师，从事农药残留与环境毒理研究。E-mail：wangmha＠njau.edu.cn

O 657.63

A

1004-2997（2012）03-0099-05

2011-09-29；

2012-01-04

国家高技术研究发展计划（2011AA100806）资助

许秀莹（1989～），女（汉），江苏扬州人，硕士研究生，农药残留与环境毒理专业。E-mail：2010102151＠njau.edu.cn