LCMSMS测定果蔬中氨基甲酸酯类农药的基质效应研究

于杰，李晓玉，李淑娟，李淼，董丽萍，高群，高玉生，隋涛

（烟台出入境检验检疫局检验检疫技术中心，山东烟台264000）

氨基甲酸酯类农药是一类在蔬菜、水果和农作物种植中广泛使用的广谱杀虫剂，是以甲酸酯为前体化合物发展而来的，具有分解快、残留期短、高效、选择性强等特点[1]。随着氨基甲酸酯类农药使用量及范围的扩大，其在果蔬、作物中的残留以及对人类健康和环境造成的毒害也越来越为人们所关注。气相色谱质谱[2]、高效液相色谱（HPLC）[3]、高效液相色谱质谱（HPLCMS）[4]等多种分析方法都可用于检测氨基甲酸酯类农药，其检测也涉及到环境、果蔬、粮谷等领域。由于该类化合物极性强，热稳定性较差，用气相色谱质谱分析并不理想；液相色谱紫外、荧光等分析方法测定时多需要衍生，操作繁琐，灵敏度较低，无法满足实际样品分析的需要。目前此类农药常用的分析方法是液相色谱串联质谱法（LC-MS/MS）。

采用乙酸乙酯提取，固相萃取（SEP）净化的前处理方法获得四种样品的空白基质，利用提取后添加法定量分析LC-ESI-MS/MS 检测氨基甲酸脂类农药时基质效应，为提高检测方法的可靠性，准确分析检测结果提供有力的依据。

1 材料与仪器

1.1 仪器与设备

Agilent 1200 高效液相色谱仪、Agilent 6490B 三重四极杆串联质谱仪：美国安捷伦公司；配电喷雾离子源（ESI）；Buchi B-400 均质器；Buchi R-250 旋转蒸发仪：德国Retsch 公司；固相萃取装置：美国Supelco公司。

1.2 试剂与材料

13 种氨基甲酸脂类农药标准品均购于德国Dr．Ehrenstorfer 公司，纯度大于99%。乙酸乙酯、乙腈、甲苯、乙酸为色谱纯；其他试剂均为分析纯；水为二次重蒸水。石墨化碳小柱（500 mg/6 mL），氨基小柱（500 mg/3 mL）为美国Supelco 公司出品。苹果、菘菜、草莓、圆葱试样均为阴性送检样品。

氨基甲酸酯类农药标准溶液：准确称取适量的上述标准品，用丙酮配制成质量浓度为500 mg/L 的标准储备液，避光4 ℃保存。根据需要用乙腈/水（1 ∶1）配置混合标准工作溶液，避光4 ℃保存，备用。

1.3 提取与净化

准确称取粉碎均匀的样品（精确到0．01 g），加入50 g 无水硫酸钠和60 mL 乙酸乙酯，于匀质器上混匀3 min，无水硫酸钠脱水后收集提取液。再用30 mL 乙酸乙酯重复提取两次，合并提取液，于40 ℃水浴减压浓缩提取液至约2 mL，此溶液上样于5 mL 乙腈-甲苯（3 ∶1，体积比）活化后的NH2/PestiCarb 串联固相萃取小柱，以25 mL 乙腈-甲苯（3 ∶1，体积比）洗脱目标化合物，收集洗脱液，减压浓缩后氮气吹干，分别按2（10 g 样品定容5 mL）、5（10 g 样品定容2 mL）、10（10 g样品定容1 mL）、20（20 g 样品定容1 mL）浓缩倍数用0.1 mg/L 混合标准溶液准确定容，得到基质浓度分别为2、5、10、20 g/mL 的提取后添加溶液。

1.4 测定

1.4.1 色谱条件

色谱柱：Agilent Eclipse C18 柱（1.8 μm，3.0 mm×10 cm）。流动相：0.1%甲酸水（A 相）和乙腈（B 相）。梯度洗脱程序：0～2 min，30 %B～50 %B；2 min～11min，50 %B～60%B；11 min～15 min，60%B～99%B；15 min～20 min，99%B；20.1 min～23 min，30%B；流速：0.4 mL/min。柱温：50 ℃。进样量：5.0 μL。

1.4.2 质谱条件

ESI+，多反应监测（MRM）定性离子对、定量离子对、碰撞能量（CE）如表1 所示。

表1 13 种氨基甲酸酯类农药保留时间与质谱条件Table 1 Retention time and spectrometric parameters of 13 carbamate pesticides

2 结果与讨论

Matuszewski 等[5]首次提出用提取后添加待测物与待侧物标准溶液测定结果的比值来定量分析基质效应的方法。本研究沿用此法，将样品提取后添加目标化合物（Cm）与目标化合物的标准溶液（Cs）测定结果的比值作为基质效应因子（MEF）来分析研究了基质种类和基质浓度对目标化合物产生的基质效应，并得到了各化合物在不同浓度不同基质中的基质效应因子，见表2。

2.1 不同种类样品对基质效应的影响

样品在前处理过程中依然保留在分析液中的各种有机物和无机物，对目标化合物的离子化有很大影响[6]。从图1 中可以看出同样含有0.1 mg/L 氨基甲酸酯类农药的四种样品，洋葱表现出较强的基质抑制作用，抑制因子0.15～0.97；草莓则对涕灭威砜、残杀威、克百威、乙霉威表现出了一定的基质增强效应，增强因子1.104～1.11；苹果和菘菜对13 中氨基甲酸酯类农药的基质效应较为一致，除了对涕灭威亚砜和涕灭威表现出基质抑制效应，对其它化合物的基质效应不明显，基质效应因子在0.87～0.98 之间。

2.2 化合物的极性对基质效应的影响

本文所述13 种氨基甲酸酯类化合物在反相色谱柱上保留时间均不超过7.1min，属于极性较强的一类化合物。Bonfiglio 等[7]在用LC-ESI-MS/MS 分析药物时就曾发现，极性大的药物受到基质抑制效应也更严重。从图2 中可看出，保留时间小于3.5 min 的5 种化合物，除了霜霉威，均表现出较强的基质效应，且随着基质浓度的不同，基质效应变化趋势明显；而保留时间大于3.5 min 的9 种化合物，随着化合物极性的依次减弱，其受基质浓度改变引起的基质效应也明显减少。

表2 13 种氨基甲酸酯类农药在不同浓度果蔬基质中的基质效应因子Table 2 The matrix effect factor of 13 carbamate pesticides is different vegetables and ftuits

图1 4 种基质对13 种氨基甲酸酯类农药的基质效应Fig.1 The matrix effects of 13 carbamate besticides four different sambles

2.3 基质浓度对基质效应的影响

实验发现，当待测液中所含目标化合物浓度一定时，基质效应强度会随着基质浓度的增大，不断增强，并主要表现了抑制效应（见图2）。苹果和菘菜在基质浓度为2、5 g/mL 时，除涕灭威、涕灭威亚砜外11 种化合物基质效应因子为0.8～1.0 之间，基质效应不明显；基质浓度为10、20 g/mL 时，所有化合物基质效应因子都低于0.75，表现出明显的基质效应，涕灭威的基质效应因子为0.1～0.3，离子化几乎完全被抑制。大多研究者在建立检测方法的同时会建立校准曲线，并利用空白基质匹配标准溶液来校正基质效应的影响[3-5]，通常以配置高浓度的基质匹配标准溶液，然后稀释成系列的方式获得基质匹配标准溶液校正曲线。这样的方式在稀释标准品的同时，空白基质也同时被稀释，一定程度上减少了基质的影响。

图2 13 种氨基甲酸酯类农药在不同浓度果蔬基质中的基质效应因子Fig.2 The matrix effect factor of 13 carbamate pestjcides in different vegetables and ftuits

3 结论

基质效应对农药多残留的定量分析有不同程度影响，尽管研究者们利用各种净化方式对样品进行前处理，但都难以做到完全消除样品基质对所有农药定量分析的影响。本文采用常用的前处理方式，针对4种不同样品对基质效应进行的初步的研究，通过基质效应因子定量评估了基质种类、浓度及化合物性质对13种氨基甲酸酯类农药检测分析的影响。本文所得到的一系列基质效应因子（见表2）也为实际检测结果的准确分析提供了参考。

[1] 李英,周艳明,牛森.蔬菜、水果中氨基甲酸酯类农药多残留分析方法的研究[J].现代科学仪器,2005(6):69

[2] 左海根,占春瑞.生姜中涕灭威及涕灭威砜的GC 分析方法研究[J].分析试验室,2008(27):311

[3] 刘潇威,李凌云,吕俊岗,等.高效液相色谱法测定粮食中氨基甲酸酯类杀虫剂及其代谢物残留量[J].分析试验室,2007, 26 (4):111

[4] Zhang F,Huang Zh Q,Zhang Y.Determination of 20 carbamate pesticide residues in food by high performance liquid chromatographytandem mass spectrometry[J]. Chinese Journal of Chromatography,2010,28(4):348-355

[5] Matuszewski B K,Constanzer M L,Chavez-Eng C M.Strategies for the assessment of matrix effect in quantitative bioanalytical methods based on HPLC-MS/MS[J].Anal Chem,2003,75:3 019-3 030

[6] Taylor P J. Matrix effects: The Achilles hee1 of quantitative highperformance liquid chromatography electrospray-tandem mass spectrometry[J].Clin Biochem,2005,38:328-334

[7] Bonfiglio R,King RC,Olah TV,et al.The effects of sample preparation methods on the variability of the electrospray ionization response for model drug eompounds[J].Rapid Commun Mass Spectrom,1999,13:1175-l 185