超高效液相色谱-串联质谱法测定茶叶和土壤中丁醚脲及其代谢物的残留

翟岚（郑州幼儿师范高等专科学校，河南郑州450000）



超高效液相色谱-串联质谱法测定茶叶和土壤中丁醚脲及其代谢物的残留

翟岚
（郑州幼儿师范高等专科学校，河南郑州450000）

摘要：茶树的种植和生产过程越来越依赖农药的使用，而丁醚脲作为茶叶的除虫、除螨剂，其在茶叶中的残留量关乎着人类的健康与安全。超高效液相色谱-串联质谱法因其灵敏度高、重复性好的特点，而被广泛用于食品中农药的残留测定。本文阐述丁醚脲和丁醚脲代谢物的毒性，以及在土壤中的迁移作用特点，重点分析测定茶叶和土壤中丁醚脲及其代谢物残留，使用超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS /MS）方法检测的高效率。进一步探究样品前处理方法、样品提取、分离检测的工艺，这对测定茶叶和土壤中丁醚脲及其代谢物的残留，具有一定的指导意义。

关键词：UPLC-MS /MS；丁醚脲及其代谢物；快速检测

茶叶是我国传统的农产品，市场的扩大，逐渐发展成具有中国特色的出口商品。伴随农业产业化、高速化的进程，茶叶的生产过程中，为保证茶叶的产量，农药、激素等化学品的用量和种类也逐渐增多。然而，随着国内外对茶叶中农药残留限制标准的不断提高，农药残留的问题已经成为了茶叶内销和外贸的最主要、最突出的问题。积极改进和研究出快速、高效检测茶叶中农药残留的方法，是适应世界茶叶市场需求，也是推进茶叶产业化发展的有效举措。

1 丁醚脲的理化性质分析

丁醚脲是一类通过影响昆虫呼吸作用、干扰能量转换和转化具有更高毒性的代谢产物，达到杀虫目的新型硫脲类杀虫、杀螨剂。丁醚脲常常与其他类杀虫剂进行混用，能够有效灭杀麟翅目害虫、蚜虫、大叶婢和椰粉虱等绝大部分害虫。丁醚脲的杀虫特性主要是因为其独特的物理、化学性质所决定的。

1.1 茶叶提取物丁醚脲的化学性质

对已喷洒丁醚脲类农药的茶叶，进行农药残留测定时，往往会发现除了未被吸收降解的丁醚脲外，还会存在一些醚胺类物质。这是因为丁醚脲曝露在太阳光，潮湿的环境下，可以进行光解、水解、环境微生物降解后，在植物体内降解生成二次化合物。经研究发现，丁醚脲的降解产物主要包括：丁醚脲-酰胺体、丁醚脲-脲等。最新研究表明丁醚脲的代谢物，比丁醚脲原药本身具有更高的毒性，对害虫、蚜虫等小型昆虫，直接通过毒性而进行灭杀。然而，正因为丁醚脲的降解、异构化、衍生作用，给现阶段的分离检测技术带来很大的阻碍。

1.2 茶叶提取物丁醚脲的物理性质

与丁醚脲灭虫效果息息相关的原因，还包含丁醚脲不可或缺的物理性质。不管是因为具有高熔点、较低的溶解度还是其优越的酸稳定性、光不稳定性，都使该类农药带来持续、有效灭虫效果。但也给周边水质、土基、生物多样性的环境带来了严重的威胁。

1.2.1 丁醚脲及其代谢物的土壤迁移性

丁醚脲在经过稀释、混合其他农药后喷洒到茶叶上，除了被茶叶吸收或者转化为别的化合物以外，所残留的大部分农药成分都直接的进入到了环境中，比如土壤、河流、空气等。因此，这样会造成丁醚脲乃至其他类农药利用率低的问题，同时对环境造成严重的污染。进入到环境基质当中的丁醚脲成分，更容易受到外界条件的影响，而发生光化学反应、水解催化反应以及土壤基质降解环境行为，使得丁醚脲的代谢物大量存在于土壤中。随着日光的照晒和雨水的冲刷，丁醚脲及其代谢物更容易迁移到地下水和地表水中进而危及人类的健康，以致于检测土壤中丁醚脲残留则需要能够更大限度降低基质效应和背景干扰的仪器。

1.2.2 丁醚脲及其代谢物的渗透作用

丁醚脲还具有很强的渗透作用，无论是针对微生物体、动植物体都能够快速的渗透到生物体内，这也是检测茶叶中的丁醚脲残留物的必然性。但是，我国现在还没有制定丁醚脲的最大允许残留量标准。关于茶叶、土壤等样品中丁醚脲及其代谢物，目前，测定方法也很少见有报道。所以，有必要研究茶叶、土壤样品中丁醚脲及其代谢物残留的分析方法，并且利用现有的仪器，检测出检测限度更低的农药残留。

2 丁醚脲及其代谢物的检测

茶叶中的农残测定方法有很多，主要检测技术有：气相色谱法、气相色谱联质谱联用法、高效液相色谱法、液相色谱串联质谱法等。此外，茶叶样品的前处理步骤还包括提取、净化、浓缩等。

2.1 茶叶提取物丁醚脲及其代谢物的检测原理

为了对样品有效进行组分分离，一般会采用固相萃取和色谱法联用的方法对茶叶样品进行检测分析。其原理主要是：利用萃取的方法对样品进行提纯净化，再将提纯后的样品转移到色谱仪中，根据样品中组分的气相与固相的分离系数的差异性，达到合理分离各组分的目的，最终把分离后的样品依次流入检测器（荧光、紫外、质谱）中进行定性定量的目标物检测。现在的色谱检测器能够检测到痕量，甚至超痕量的级别。因此，茶叶中的大部分农药残留基本能够达到检测分析的预期值。

2.2 丁醚脲农药残留的检测方法

近年来，常用于检测丁醚脲的分离检测方法主要是高效液相色谱-质谱或者反相液相色谱法等。例如：吴培等利用甲醇与水作为流动相，利用高效液相色谱对水中的丁醚脲残留组分进行分离，最后使用紫外检测器，对丁醚脲的特征峰进行定量检测。使用超声辅助萃取样品液，高效的富集水中的丁醚脲组分，采用反相液相色谱法对组分进行分离检测，结果准确度高、重复性好。

2.3 UPLC-MS/MS法在茶叶和土壤中农药残留的应用

然而，目前流行的色谱分离技术在对茶叶、土壤等复杂样品的丁醚脲及其衍生物的检测还存在缺陷。超高效液相色谱-串联质谱法（UPLC-MS/MS）结合基质固相分散萃取技术净化，是一种同时具备高效率、高特异性和高灵敏度的普适性方法。在分离效果上比高效液相色谱更加出色，并且能达到高复杂样品的组分分离的效果。张新忠等人通过乙腈对茶叶样品提取丁醚脲等农药残留，固相分散进行萃取除杂，利用超高效液相色谱-串联质谱法对组分进行检测，得到检出限低、线性良好的实验效果。

3 UPLC-MS/MS法测定丁醚脲及其代谢物的分析

3.1 样品的预处理

由于超高效液相色谱-串联质谱法，在检测限上已经达到纳克级别。因此，在对茶叶或者土壤样品的预处理时，主要是为了有干扰的杂质进行分离。进行预处理过程步骤越复杂，样品中待测组分流失越严重。所以，较为常用的样品前处理方法有液相萃取、固相萃取、固相微萃取、基质固相分散、加速溶剂萃取和液相微萃取等。

其中液相萃取、基质固相分散以及加速溶剂萃取需要使用大量的有机溶剂，而固相微萃取和液相微萃取萃取容量比较低。此外，茶叶由于自身含有茶多酚、叶绿素、氨基酸以及果胶等成分。在进行液相-固相萃取过程，如果有强烈的震荡会致使样品乳化，使得检测器难以分离测定。采用固相分离的方法可以改善这些缺陷，并且具有更高的灵敏度和样品的回收率。

3.2 丁醚脲及其代谢物的分离检测过程

预处理好的样品液经滤膜过滤后，一般采用等度洗脱或极性较强的洗脱液，比如：乙腈、甲醇与水的混合物在C18柱子中进行洗脱，按照组分的保留时间的差别先后分离出来。实验表明：丁醚脲＞丁醚脲-脲＞丁醚脲-酰胺体。分离好的组分依次在质谱检测其中，以分子离子片段的形式打出质谱图。

3.3 丁醚脲及其代谢物的分离检测过程方法的优化

在进行检测过程中得到的结果往往不是很理想。因此，实验过程常常用到方法、条件的优化。为尽量提高丁醚脲的分离效果，应该减少杂质的干扰，降低质谱中离子化背景效应，得到清晰、准确的图谱。如茶叶中的丁醚脲的保留时间比较长。通过提高洗脱液中甲醇的比例，可以洗脱样品中保留能力比较强的杂质。同时，也将色谱柱子上附着的杂质给洗脱下来，提高柱子的寿命降低，降低杂质的干扰。而在质谱检测其中，为了获得丁醚脲及其代谢物的离子，对能量最好的参数，检测的过程也需要对电压高低、能量大小、扫描速度进行调试。

3.4 丁醚脲及其代谢物的检测应用价值分析

超高效液相色谱-串联质谱法有效的检测手段。一方面，保障了广大茶叶以及其他农产品消费者的食品安全和身体健康，促进茶叶市场由以量致胜的模式转变为以质致胜的绿色、安全的健康经营模式，提供能够食用、放心食用的安全理论依据，为茶叶出口外销保驾护航。另一方面，也为进一步探讨多角度、快速高效、广谱性的分离检测方法，奠定可依靠可信的借鉴基础。

4 结论

茶叶产业如火如荼的发展过程中，少不了农药残留检测的安全保证。纵观农药残留分析的研究历程，不论是检测单个化合物还是检测多种化合物，科学、科技的进步带动色谱技术的发展。超高效液相色谱-串联质谱法结合固相分散技术作为目前比较新颖的分离检测手段，不仅改善样品前处理要求的难度，还降低杂质对样品目标检测物的干扰，适用于现阶段茶叶等农产品中农药残留组分的痕量检测。通过分析茶叶和土壤中丁醚脲及其代谢物的特性与定量测定的迫切性，超高效液相色谱-串联质谱法不但得到较理想的效果，还非常满足其它农药残留检测的需要，给茶叶行业带来了福音。加快中国茶叶走向世界的脚步，也扫清茶叶全球化贸易的障碍。

参考文献

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作者简介：翟岚（1976-），女，河南郑州人，硕士，讲师，研究方向：化学教育。