王 莉, 夏广辉, 沈伟健, 吴 斌, 张 睿, 陆慧媛, 沈崇钰, 赵增运
(1.江苏省泰州市姜堰区疾病预防控制中心,江苏 泰州225500;2.江苏出入境检验检疫局食品实验室,江苏 南京210001;3.中国药科大学生物化学教研室,江苏 南京210000)
氟乐灵作为一种广泛施用在农田里的除草剂,由于对鱼类的毒害较大,近年来对水产养殖造成的污染也因此越来越受到关注。2010年日本多次检出我国出口的鳗鱼、梭子蟹等水产品中氟乐灵农药残留量超标(日本对水产品中氟乐灵残留量的限量是0.001 mg/kg)。由此日本厚生劳动省于2010年5月26日发布《食安输发0526第1号通知》,要求对中国产海鳗及其加工品中的氟乐灵实施命令检查。又于2010年6月30日发布《食安输发0630第2号通知》,要求加强对中国产三疣梭子蟹中氟乐灵的监控检查。因此建立准确、可靠、灵敏的水产品中氟乐灵残留量检测方法具有重要意义。
目前国内外文献中对食品中氟乐灵残留量的检测对象主要集中于蔬菜水果类、粮谷类等植物源性食品[1-4],较少涉及水产品[5]和食用油。涉及的检测 方 法 主 要 有 气 相 色 谱 法[3,6]、液 相 色 谱 法[4,7]、气相 色 谱-质 谱 联 用 法[1,2,5]和 液 相 色 谱-质 谱 联 用法[8]。由于食用油和水产品尤其是梭子蟹和烤鳗等基质成分非常复杂,影响分析检测的因素较多,因此气相色谱法和液相色谱法就容易出现干扰现象,极易出现假阳性结果,需要进一步确证。液相色谱-质谱联用法,一方面仪器昂贵,运行成本高,另一方面灵敏度不易达到0.001 mg/kg这个限量要求,不易推广。而气相色谱-质谱联用仪目前已经成为农残检测实验室普遍配置的设备,相关检测方法容易推广;气相色谱-质谱联用仪所使用的电离源技术主要有电子轰击电离(EI)和化学电离(CI)两种,目前分析氟乐灵残留时绝大多数文献都是采用EI 技术[1,2,5],极少使用CI技术[9],但是运用EI技术分析水产品和食用油这类复杂样品时,也同样极易出现干扰现象,对前处理中的净化步骤要求较高。CI技术根据极性的不同可以分为负化学电离技术(NCI)和正化学电离技术(PCI)两种,其中NCI技术,一方面柱流失和绝大多数基质成分没有响应,另一方面对于含有电负性元素或基团的化合物有很好的响应[10-12],且随着电负性越强,响应越高,而氟乐灵分子因为含有3个氟原子和2个硝基基团,分子本身具有极强的电负性,所以选用NCI技术分析氟乐灵会得到很好的灵敏度和选择性。
本文使用QuEChERS前处理技术,气相色谱-负化学离子源质谱检测技术同位素内标法测定了水产品和橄榄油及猪油等食用油中氟乐灵的残留量。
分析纯乙腈(德国Merck 公司),无水硫酸镁(分析纯,南京化学试剂有限公司),色谱纯丙酮(德国Merck公司)。水为去离子水。PestiCard石墨化炭黑填料(120~400目,赛分科技有限公司),乙二胺-N-丙基甲硅烷(PSA)填料(40~60目,北京艾杰尔科技有限责任公司),C18-H(碳载量17%)填料(40~60目,北京艾杰尔科技有限责任公司)。标准物质:氟乐灵(trifluralin),D14-氟乐灵(D14-trifluralin)等均购自德国Dr.Ehrenstorfer公司(4 ℃冷藏保存),纯度均大于或等于97%。
Agilent 7890A-5973C 气相色谱-质谱联用仪,配备化学离子源(美国安捷伦公司);KH-500B 型超声波清洗器(昆山禾创超声仪器有限公司);BuCHIR-200旋转蒸发仪(瑞士Buchi公司)。
标准储备液的配制:分别准确称取氟乐灵和D14-氟乐灵10.0 mg(精确到0.01 mg)于10 mL容量瓶中,用丙酮溶解并定容至刻度配制成质量浓度均为1.00 g/L的标准储备液(4 ℃冷藏保存),有效期均为6个月。
标准工作液的配制:取1 mL 氟乐灵标准储备液于25 mL容量瓶中,并用丙酮稀释至刻度,配制成40 mg/L工作储备液,由此储备液通过逐级稀释得到4 000、400、40、20、10、5、2和1μg/L的系列标准工作液(现用现配)。
准确移取1 mL1.00 g/L D14-氟乐灵至100 mL容量瓶中,用丙酮稀释至10 mg/L,并由此配制成100μg/L的内标溶液。
1.3.1 提取
准确称取10 g(精确至0.01 g)均匀试样于50 mL的聚四氟乙烯离心管中,加入0.1 mL 10μg/L的同位素内标溶液,先后加入10 mL乙腈溶液、6 g无水硫 酸 镁,超 声10 min,以3 000 r/min 离 心5 min,于4 ℃冷藏1 h,取出后取2 mL 上清液于10 mL玻璃试管,待净化。
1.3.2 净化
在待净化的样品溶液中加入150 mg PSA 填料、100 mg石墨化炭黑填料和100 mg C18-H 填料,涡旋1 min,过0.45μm 有机相滤膜后供仪器测定和确证。
1.4.1 气相色谱
DB-17 ms石英弹性毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25μm);毛细管柱升温程序:初始温度为60 ℃,以30 ℃/min的升温速率升至300 ℃(保持2.00 min);进样口温度:300 ℃;接口温度:320 ℃;载 气:氦 气(≥99.999%);流 速:1.0 mL/min;进样量:1μL;进样方式:不分流进样,1.5 min后开阀。
1.4.2 质谱
反应气:高纯甲烷(纯度≥99.99%);离子源温度:150 ℃;四极杆温度:150 ℃;电离能量:216 eV;溶剂延迟时间:4 min;数据采集方式:SIM 方式;选择监测离子:氟乐灵定量离子m/z 335,定性离子m/z 305、336;D14-氟乐灵定量离子m/z 349,定性离子m/z 319、350。
在QuEChERS[8,12-16]方法中,无水MgSO4能较充分地吸除水产品基质组织中的水分,有利于减轻后续的旋转蒸发和上机进样前的除水压力;PSA填料主要用于去除水产品和食用油中的极性干扰物,如有机酸;石墨化炭黑粉末主要用于去除基质中的色素和甾醇;C18主要用于去除水产品和油脂中的脂肪酸和油脂。分散型固相萃取净化技术的运用,可以简化操作,有效地缩短前处理时间,减少有机溶剂的使用量。另外,提取过程中将样品溶液放置于冰箱中4 ℃冷藏1 h,可以减少油脂的抽提量,有利于减轻后续的净化压力。
将1.2节配制的1~40μg/L标准工作溶液在所确定的仪器条件下进样测定,以氟乐灵定量离子的峰面积与内标定量离子的峰面积之比(Y)对其质量浓度(X,mg/L)作标准曲线,得到线性方程为Y=1.383 9 X-0.265 9,其相关系数为0.996 8,这说明在1~40μg/L范围内有良好的线性关系。图1a是质量浓度为1μg/L 的氟乐灵及其同位素内标混合标准溶液的总离子流图。
结合阴性梭子蟹基质空白和添加水平为1 μg/kg的实际样品的总离子流图(如图1b和图1c),按信噪比(S/N)=10 计算方法的定量限为0.02 μg/kg,该结果优于文献[1,2,5]报道的运用电子轰击离子源的气相色谱-质谱联用技术的方法。
在已知阴性的鳗鱼、烤鳗、梭子蟹、小龙虾、猪油和橄榄油样品中分别加入100、200、300μL 质量浓度为100μg/L的混合标准溶液(添加水平分别相当于1.0、2.0、3.0μg/kg),按照1.3节中的提取和净化步骤,对每个添加水平作7个平行实验,计算氟乐灵的平均回收率和相对标准偏差(见表1),以分别考察方法的准确度和精密度。
图1 (a)氟乐灵及其同位素内标混合标准溶液(1μg/L)、(b)阴性梭子蟹基质空白(加入同位素内标)和(c)阴性梭子蟹加标样品(1μg/kg)的总离子流图Fig.1 Total ion current chromatograms of(a)mixed standard solution (1 μg/L),and (b)matrix blank of portunid,and (c)portunid spiked with trifluralin(1μg/kg)
从表1中数据可以看出,在3个添加水平下的平均回收率在80%~100%范围内,RSD≤10.3%,这说明方法的准确度和精密度均较好,符合食品中农药残留分析方法的要求。
表1 不同基质中3个添加水平下氟乐灵的回收率及其相对标准偏差(n=7)Table 1 Recoveries(AR)and their relative standard deviations(RSDs)of trifluralin at three spiked levels in different matrixes(n=7)
鳗鱼、烤鳗、梭子蟹、小龙虾、猪油和橄榄油等食品基质成分复杂,而且均富含脂类物质,在日常检测工作中都属于“问题样品”类别,所以应用常规的气相色谱技术和电子轰击电离气相色谱-质谱联用技术分析检测时极易出现干扰现象。
应用本方法检测得到的空白试样如梭子蟹空白试样及其加标回收试验的总离子流谱图如图1b和图1c所示,经过简单的QuEChERS净化,运用高选择性的NCI技术且在SIM 模式下进行分析,得到的基质空白谱图的杂峰很少,且氟乐灵及其同位素内标出峰处均没有出现干扰现象,可见本方法抗干扰能力强,选择性好,适用性广泛。
本文建立了内标法定量、QuEChERS-GC-MS/NCI测定水产品和橄榄油及猪油等食用油等问题基质中氟乐灵农药残留量的检测方法。该法线性范围较宽,灵敏度、准确度和精确度均较高,抗干扰能力强,能够满足国内外对水产品和食用油中氟乐灵农药残留检测的要求。
[1] Su M M,Zhang X D,Na H,et al.Journal of Chinese Mass Spectrometry Society(苏明明,张旭东,那晗,等.质谱学报),2012,33(1):37
[2] Chen Q Y,Zheng W J,Xiao Y B,et al.Food Research and Development(陈其勇,郑文杰,肖亚兵,等.食品研究与开发),2011,32(9):155
[3] Zhou P,Lu Y T,Yi X H,et al.Journal of Shanghai Jiaotong University:Agricultural Science(周培,陆贻通,伊雄海,等.上海交通大学学报:农业科学版),2003,21(3):205
[4] Huang L Z,Dai H,Li Y J,et al.Food Science(黄灵芝,戴华,李拥军,等.食品科学),2004,25(7):151
[5] Li X Y,Fu J,Sui T,et al.Food Science(李晓玉,付建,隋涛,等.食品科学),2011,32(16):315
[6] Liu H H,Ren C B,Gong X H,et al.Food Science(刘慧慧,任传博,宫向红,等.食品科学),2012,33(22):214
[7] Li X J,Lin X J,Wang Y N,et al.Chinese Journal of Veterinary Drug(李孝军,林仙军,王亚楠,等.中国兽药杂志),2011,45(5):17
[8] Lehotay S J.J AOAC Int,2007,90(2):485
[9] Lou C J,Ren Y,Chen L,et al.Journal of Inspection and Quarantine(楼成杰,任莹,陈丽,等.检验检疫学刊),2012,22(5):29
[10] Esteve-Turrillas F A,Aman C S,Pastor A,et al.Anal Chim Acta,2004,522(1):73
[11] Shen W J,Cao X W,Liu Y J,et al.Chinese Journal of Chromatography(沈伟健,曹孝文,刘一军,等.色谱),2012,30(11):1172
[12] Shen C Y,Cao X W,Shen W J,et al.Talanta,2011,84(1):141
[13] Lehotay S,de Kok A,Hiemstra M,et al.J AOAC Int,2005,88(2):595
[14] Shen W J,Mao Y M,Wu B,et al.Chinese Journal of Analytical Chemistry(沈伟健,毛应民,吴斌,等.分析化学),2010,28(7):941
[15] Cajka T,Hajslova J,Lacina O,et al.J Chromatogr A,2008,1186:281
[16] Shen W J,Yu K Y,Gui Q W,et al.Chinese Journal of Chromatography(沈伟健,余可垚,桂茜雯,等.色谱),2009,27(4):391