QuEChERS前处理技术与LC-Q-TOF-MS法测定蔬菜中7种烟碱类农药残留

曾广丰王志元陈文锐丁博韦晓群*

（1.广东出入境检验检疫局 广东广州 510623；2.广东省动植物与食品进出口技术措施研究重点实验室）

QuEChERS前处理技术与LC-Q-TOF-MS法测定蔬菜中7种烟碱类农药残留

曾广丰1,2王志元1,2陈文锐1,2丁博1,2韦晓群1,2*

（1.广东出入境检验检疫局 广东广州 510623；2.广东省动植物与食品进出口技术措施研究重点实验室）

建立蔬菜中吡虫啉、噻虫嗪、烯啶虫胺、啶虫脒、呋虫胺、噻虫啉和噻虫胺等烟碱类农药残留的QuEChERS前处理技术与LC-Q-TOF-MS高分辨质谱分析方法。优化了烟碱农药残留QuEChERS前处理方法中石墨化碳黑、硫酸镁与氯化钠用量，样品离心、过滤，高效液相色谱分析，一级TOF-MS和二级IDA-MS高分辨质谱模式进行检测，外标法定量分析。结果表明，7种烟碱在5 min内实现分离，5-400 μg/L浓度范围内线性关系好，相关系数r达到0.999；7种烟碱方法检出限分别是1.8、1.8、1.8、0.45、0.1、0.3和2.4 μg/L。本方法操作简单、准确，可快速定性和定量分析蔬菜中烟碱农药残留。

LC-Q-TOF-MS；烟碱；高分辨质谱；QuEChERS

1 前言

烟碱农药是伴随着降低有机磷农药使用而研发出来一类新型杀虫剂，它是尼古丁乙酰胆碱受体结合剂，与害虫结合而将其杀死。由于该受体结合剂对人和动物也有一定的结合作用［1，2］，因此日常食用蔬菜中残留的烟碱农药对人和动物具有一定的危害，检测分析蔬菜中烟碱农药残留问题具有十分重要的意义与价值。

目前，蔬菜中吡虫啉、噻虫嗪、烯啶虫胺、啶虫脒、呋虫胺、噻虫啉和噻虫胺等烟碱类农药的检测方法有超高效液相色谱方法［3］、液相色谱方法［4，5］、气相色谱-质谱联用方法［6］、分子印迹固相萃取-液相色谱联用方法［2］、液相色谱-质谱联用方法［7，8］、超声辅助固液固分散萃取-液质联用方法［9］、分散液液微萃取-液质联用方法［10］、毛细管电泳方法［11］等分析方法。这些分析方法在实际样品测试过程中具有各自优势与缺点，为了克服现有分析方法存在操作复杂、基质干扰多、分析数据偏差等问题，本研究建立QuEChERS前处理技术与LC-Q-TOF-MS高分辨质谱分析方法，以快速、准确检测蔬菜中烟碱农药的残留。

2 材料与方法

2.1材料

2.1.1仪器

Triple TOF®5600+高分辨质谱仪：美国ABsciex公司；HPLC 20AD高效液相色谱仪：日本岛津公司；Atlantis®T3色谱柱（100mm×3mm，3 μm）：美国Waters公司；氮吹浓缩仪（Turbo Vap@LV：瑞典Biotage公司；T25高速均质机、VORTEX 4旋涡混匀器：德国IKA公司；4k-15离心机：美国Sigma公司；Milli-Q超纯水装置：美国Millipore公司。

2.1.2试剂

7种烟碱标准品（吡虫啉、噻虫嗪、烯啶虫胺、啶虫脒、呋虫胺、噻虫啉和噻虫胺）：购买于德国Dr Ehrestorfer公司；乙腈（色谱纯）、甲醇（色谱纯）：美国赛默飞世尔科技公司；石墨碳（GCB）：美国sigma公司；氯仿（分析纯）、无水硫酸镁（分析纯）、氯化钠（分析纯）：广州化学试剂厂；所有用水：均为纯水机产生的超超纯水（电导率18.2MΩ·cm）。

2.2方法

2.2.1仪器工作条件

2.2.1.1色谱条件

色谱柱：Atlantis®T3色谱柱（100mm×3mm，3μm）；进样体积：5 μL；流速0.5 mL/min；柱温：40℃；梯度洗脱方法：流动相A-0.1%甲酸水溶液，流动相B-乙腈；初始5%B相，5 min升至80%，1 min降至5%，保留4 min。

2.2.1.2质谱条件

离子源：ESI和APCI复合源；正离子扫描方式；APCI源连接ABsciex公司自动校正系统（CDS），每10个样品自动校正1次；APCI正离子校正液流速：0.3 mL/min；Curtain gas：40 psi；离子源gas 1：50 psi；离子源gas 2：50 psi；离子源温度：500℃；离子源电压：5500 V。一级TOF-MS扫描准确质量范围：100-1000 Da；数据采集时间100 ms；DP：100V；CE：10 V。二级IDA-MS扫描准确质量范围：50-1000 Da；DP：100 V；CE：35±15V；高灵敏模式；数据采集时间：50 ms；信号阈值：100 cps；IDA实验每循环采集6次数据，动态背景减法扣除。

2.2.2标准溶液配制

用乙腈分别配制吡虫啉、噻虫嗪、烯啶虫胺、啶虫脒、呋虫胺、噻虫啉和噻虫胺等7种烟碱农药质量浓度为1 mg/mL的标准储备液，根据需要配制系列质量浓度的混合标准工作溶液。

2.2.3样品前处理

准确称量5.000 g蔬菜样品于50 mL离心管中，加入10 mL乙腈、2 g硫酸镁、0.5 g氯化钠以及50 mg GCB吸附剂，涡旋、超声、离心，转移上清液至25 mL刻度管；再加入10 mL乙腈至离心管中，涡旋、超声、离心，转移上清液至25 mL刻度管；加入乙腈定容，取1mL溶液过0.22 μm滤膜，直接进样分析。

2.2.4数据分析方法

高分辨质谱数据在ABSciex公司的Analyst TF 1.6软件采集，质谱数据在PeakView2.0，MasterView 2.0和MultiQuant 3.0等软件上定性定量处理分析。

3 结果与讨论

3.1LC-Q-TOF-MS液质数据参数

在ABSciex triple TOF 5600+高分辨质谱仪获得每种烟碱农药的一级TOF-MS和二级IDA-MS质谱数据，准确分子量、同位素分子量和准确碎片分子量等质谱数据用来定性分析；根据一级TOF-MS准确分子量对应离子流色谱信号强度定量分析。7种烟碱农药提取离子流色谱图见图1，高分辨质谱数据见表1。

图1　7种烟碱农药的离子流色谱图

表1　7种烟碱农药高分辨质谱数据

PeakView 2.0软件配制质量误差、同位素比值差异、二级碎片数据库评分和分子式搜索评分四种功能，当准确分子量误差小于5 ppm，同位素比值差异小于10%，二级碎片数据库评分大于70%和分子式搜索评分大于70%时，可确定待测物质是目标烟碱物质。

3.2QuEChERS前处理方法

3.2.1GCB吸附剂用量

蔬菜中含有大量的色素物质，为了减少样品基质对仪器分析的影响，QuEChERS前处理方法吸附剂中需加入GCB填料除去色素，但同时又要使GCB吸附剂对烟碱目标物吸附量最少，因此加入的GCB吸附剂要适量。试验选择7种烟碱农药混合工作液浓度50？g/L作为样品加标浓度，考察50、100、200mg不同GCB吸附剂用量对烟碱农药加标回收率的影响，结果见表2。

表2　不同GCB用量的烟碱农药加标回收率

表2显示，GCB用量为50 mg时，样品加标回收率较好，因此，QuEChERS前处理方法选择GCB吸附剂用量为50 mg。

3.2.2硫酸镁与氯化钠用量

为了使蔬菜中烟碱农药残留完成提取出来，试验考察不同用量硫酸镁与氯化钠对7种烟碱农药混合工作溶液加标回收率的影响。试验也选择质量浓度为50 μg/L混合工作溶液为加标浓度，硫酸镁与氯化钠质量分别为2 g与0.5 g和1 g与0.25 g条件下，样品加标回收率结果见表3。

表3　不同硫酸镁与氯化钠用量的烟碱农药加标回收率

表3显示，硫酸镁与氯化钠用量为2 g与0.5 g时，7种烟碱农药有较佳的回收率，因此前处理方法选择硫酸镁与氯化钠用量为2 g与0.5 g。

3.3方法的检出限、定量限、线性范围和加标回收率

7种烟碱农药混合标准液按照色谱和质谱条件进行测定，得到每种物质LC-Q-TOF-MS仪器方法的线性范围、线性方程、相关系数、检出限和定量限，结果见表4。

表4　烟碱农药的检出限、定量限与线性范围

另外，为了考察QuEChERS前处理技术与LCQ-TOF-MS联用方法检测蔬菜中烟碱农药残留，试验选择10、50和100 μg/L不同浓度的烟碱混合溶液进行加标回收率实验验证，结果见表5。

表5　加标回收率

表5显示，利用QuEChERS前处理技术与LCQ-TOF-MS联用方法测定蔬菜中烟碱农药残留，样品不同浓度加标回收率在64%-95%可控的范围，表明利用本方法测定蔬菜中烟碱农药残留具有可行性和操作性。

3.4实际样品测定

选择广东检验检疫技术中心食品实验室日常检测的10种蔬菜样品，利用QuEChERS前处理技术与LC-Q-TOF-MS联用方法测定蔬菜中研究烟碱农药残留，结果见表6。

表6　实际样品测定结果

表6显示，10种蔬菜中检测到吡虫啉、啶虫脒、噻虫啉和噻虫胺等4种烟碱农药，表明不同蔬菜样品中烟碱农药残留有一定的差异性。

4 结论

本研究建立QuEChERS前处理技术与LC-QTOF-MS联用方法测定蔬菜中研究烟碱农药残留，方法简单、准确，可用于实际蔬菜样品中烟碱农药残留检测工作。

［1］M Tomizawa，J E Casida，NEONICOTINOID INSECTICIDE TOXICOLOGY：Mechanisms of Selective Action［J］.Annual Review of Pharmacology and Toxicology，2005，45：247-268.

［2］杨东冬，丛路静，田明明，等.分子印迹固相萃取-液相色谱联用法测定3种新烟碱类农药的残留［J］.分析化学，2014，42：872-877.

［3］A Tapparo，C Giorio，L Soldà，et al.UHPLC-DAD method for the determination of neonicotinoid insecticides in single bees and its relevance in honeybee colony loss investigations［J］. Analytical and Bioanalytical Chemistry，2013，405：1007-1014.

［4］N Campillo，P Viñas，G Férez-Melgarejo，et al.Liquid ChromatographywithDiodeArrayDetectionandTandemMass Spectrometry for the Determination of Neonicotinoid Insecticides in Honey Samples Using Dispersive Liquid-Liquid Microextraction［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2013，61： 4799-4805.

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Determination of Seven Kinds of Nicotinoid Insecticides in Vegetables by LC-Q-TOF-MS with QuEChERS

Zeng Guangfeng1,2，Wang Zhiyuan1,2，Chen Wenrui1,2，Ding Bo1,2，Wei Xiaoqun1,2*
（1.Guangdong Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau,Guangzhou,Guangdong,510623；2.Guangdong Key Laboratory of Import and Export Technical Measures of Animal,Plant and Food）

It was established for the determination of imidacloprid,thiamethoxam,nitenpyram,acetamiprid, dinotefuran,thiacloprid and chothianidin in vegetables by LC-Q-TOF-MS with QuEChERS.The samples were pretreated to extract the nicotinoid insecticides by QuEChERS about the dosage of graphitized carbon black,magnesium sulfate and sodium chloride.The samples were centrifuged with ultrafiltration centrifugal tube before injection into the chromatographic system,which were monitored in the TOF-MS and IDA-MS mode.The result showed that the seven kinds of nicotinoids were separated in the five minutes.The concentration of nicotinoids in the range of 5-400 μg/L was linearly correlated to the peak area,with correlation coefficients greater than 0.999,and limit of detection 1.8,1.8,1.8,0.45,0.1,0.3 and 2.4 μg/L,respectively.It was a simple,quick and accurate analytical method for the detection of nicotinoids residues in vegetables.

LC-Q-TOF-MS；Nicotinoids；High Resolution Mass Spectrometry；Quechers

O657.63

E-mail：zgf621@126.com；*通讯作者E-mail：weixq@iqtc.cn；

广东出入境检验检疫局科技计划项目（GD2013K25）

2015-05-27