气相色谱—串联质谱测定水稻中10种拟除虫菊酯类杀虫剂农药残留

吴俐 曹赵云 陈铭学 牟仁祥 林晓燕

摘要

[目的]建立水稻中10种拟除虫菊酯类杀虫剂农药残留气相色谱-串联质谱测定方法。[方法]将样品用乙腈提取，采用无水硫酸镁、氯化钠盐析，弗罗里硅土柱萃取净化进行前处理，采用多反应监测模式测定。[结果]浓度为0.010～0.500 mg/L 范围内与峰面积呈线性关系，相关系数均大于0.99，最低检测限在0.005～0.010 mg/kg。当添加水平为0.05、0.10、0.20 mg/kg时（n=5），回收率为75.0%～115.5%，相对标准偏差为3.9%～6.9%。[结论]该方法简便、准确、可靠，能同时定性和定量，可用于水稻中拟除虫菊酯类杀虫剂农药残留的快速检测与确证。

关键词 气相色谱-串联质谱；农药残留；水稻；拟除虫菊酯；杀虫剂

中图分类号 S481+.8 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）06-0147-04

Determination of 10 Pyrethroids Pesticide Residues in Rice by GC-MS-MS

WU Li1，2， CAO Zhao-yun1，2， CHEN Ming-xue1，2 et al

（1. China National Rice Research Institute， Hangzhou， Zhejiang 310006；2. Rice Product Quality Supervision and Inspection Center， Ministry of Agriculture， Hangzhou， Zhejiang 310006）

Abstract [Objective] A method was developed for the determination of 10 pyrethroids pesticide residues in rice by GC-MS-MS. [Method] Pyrethroids were extracted with acetonitrile， followed by a salting-out step with anhydrous magnesium sulfate and sodium chloride， cleaned up by florisil solid phase extraction （SPE） cartridge， and determined by multiple reaction monitoring mode. [Result] The method showed good linearity over the range of 0.010-0.500 mg/L for 10 pyrethroids pesticide with correlation coefficients over 0.99. The detection limits were 0.005-0.010 mg/kg. The method was validated by analyzing samples spiked with 0.05， 0.10， 0.20 mg/kg of 10 pyrethroids pesticide， respectively. The average recoveries in rice ranged from 75.0%-115.5%， and the relative standard deviations （RSD）were between 3.9%-6.9%. [Conclusion]The method is easy， accuracy and reliable， which can meet the requirement for the simultaneous determination and confirmation of pyrethroids pesticide residues in rice.

Key words GC-MS-MS；Pesticide residues；Rice；Pyrethroids；Pesticide

水稻病、虫、草害严重影响水稻的种植和收成。当前化学农药仍是病虫害防治的主要手段，国家已禁止施用高毒农药如甲胺磷、氧化乐果、六六六、滴滴涕等[1-2]，从而转向中等毒性的拟除虫菊酯类农药，由于此类杀虫剂具有高效、安全、广谱及对人畜低毒等特点，在农业上得以广泛应用。日本、菲律宾、越南、泰国早在20世纪80年代就普遍在水稻上应用拟除虫菊酯类杀虫剂[1-2]；欧美地区也将拟除虫菊酯类杀虫剂用于防治水稻害虫[1]。目前被推荐用于水稻的拟除虫菊酯类杀虫剂有10余种，这些产品在我国已有生产[1-3]。

我国常用的10个拟除虫菊酯类杀虫剂品种包括氯氰菊酯、联苯菊酯、氟氯氰菊酯、氯菊酯、溴氰菊酯、甲氰菊酯、氰戊菊酯、氯氟氰菊酯、氟氰戊菊酯、氟胺氰菊酯。虽然它们高效、低毒、低残留，但对人和畜仍有一定影响[1-4]，因此，掌握水稻农药残留状况，让老百姓吃上“放心粮”是国计民生问题。

目前国家对食品中的农药残留也提出了新的要求，新版标准《食品中农药最大残留限量》（GB 2763—2014）中对最大残留限量的要求，9成以上等同于或嚴于国际食品法典标准[5]。国家现有谷物、蔬菜、瓜果中拟除虫菊酯类杀虫剂检测标准主要有气相色谱（GC）[6-8]，气相色谱-质谱（GC-MS）[6-8]。卢剑等[9]、杨晓凤等[10]用气相色谱测定茶叶中拟除虫菊酯类农药残留，采用电子捕获检测器（GC-ECD）和阳性样品需双柱、气相色谱-质谱联用等技术定性确证，就是说同一样品必须经过2次检测才能排除假阳性的可能，有一定的弊端。何睿等[11]、刘洪波等[12-13]、荣杰峰等[14]采取气质联用（GC-MS）检测中药材、茶叶中拟除虫菊酯类农药残留，GC-MS虽然可以同时定性定量，但检测结果准确度不佳。王兴宁等[15]采用气相色谱-串联质谱（GC-MS-MS）测定茶叶中多种农药残留。但目前水稻拟除虫菊酯类农药残留的GC-MS-MS检测报道不多。笔者采用多反应监测模式（MRM），在20 min内对10种拟除虫菊酯类农药同时定性和定量。样品只需1次测定即可排除假阳性的可能，与单杆质谱相比，灵敏度更高、定量更准确，为样品的准确判断提供了技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料

主要仪器：7890A/7000A- GC-MS-MS，美国Agilent公司；IKA-25高速组织捣浆机，德国IKA公司；氮吹仪，美国Organomation Associates公司；离心机，上海安亭科学技术仪器厂。

主要试剂：乙腈、丙酮、正己烷均为色谱纯，美国TEDIA公司；氯化钠，分析纯 140 ℃烘4 h后置于干燥器中备用；无水硫酸镁，美国进口，SIGMA-ALDRICH 公司，分析纯；农药标准品：1 000 mg/L（丙酮）的氯氰菊酯、联苯菊酯、氟氯氰菊酯，氯菊酯、溴氰菊酯、甲氰菊酯、氰戊菊酯、氯氟氰菊酯、氟氰戊菊酯、氟胺氰菊酯；固相萃取柱：弗罗里硅土柱 6 mL，1 000 mg。

1.2 方法

1.2.1 气相色谱参数。

7890气相色谱仪，色谱柱为DB-5MS（30.0 m×0.25 μm×0.25 mm）；载气为高纯氦气（纯度≥99.999%）；恒压模式，压力为1.52×105 Pa；进样口温度为250 ℃；进样方式为分流进样，分流比为5∶1；进样量2 μL；分流阀开启时间0.75 min；节省载气开（20 mL/min，2.0 min）。快速程序升温：90 ℃，不保持，以25 ℃/min 升至280 ℃，保持8 min。

1.2.2 质谱参数。

离子源采用EI（70 eV）模式；离子源温度均为230 ℃；四极杆温度均为150 ℃；传输线温度280 ℃；碰撞气氮气流速2.25 mL/min，淬灭气氦气1.50 mL/min，采集方式为MRM；溶剂延迟4.6 min；调谐方式为自动调谐。拟除虫聚酯类农药GC-MS-MS多反应监测条件（MRM）见表1。

1.3 标准储备液的配制 混合标准储备溶液（20 mg/L）：分别量取1 000 mg/L氯氰菊酯、联苯菊酯、氟氯氰菊酯、氯菊酯、溴氰菊酯、甲氰菊酯、氰戊菊酯、氯氟氰菊酯、氟氰戊菊酯、氟胺氰菊酯标准品各取0.5 mL，用丙酮∶甲苯=3∶7溶解并定容到25 mL，-20 ℃避光保存。

混合标准工作液：根据需要将上述混合标准储备溶液用正己烷稀释至适当浓度的标准工作液，-20 ℃避光保存。

1.4 样品处理

1.4.1 提取。称取5 g试样（精确到0.01 g）于100 mL离心管中，加入20 mL蒸馏水，浸泡30 min，加入乙腈25.0 mL，氯化钠2.5 g，无水硫酸镁7.5 g，在高速分散机中高速匀浆2 min，以2 500 r/min离心5 min，取上清液10.0 mL于15 mL刻度离心管中，在氮吹仪上水浴60 ℃温度条件下，氮气吹至近干，加入2.0 mL正己烷溶解。

1.4.2 净化。弗罗里硅土柱依次用正己烷、丙酮-正己烷（体积比1∶9）各5 mL预淋洗2次，当溶剂液面到达吸附层表面时，立即倒入待净化溶液，用20 mL刻度离心管收集淋洗液，用5 mL丙酮-正己烷（体积比1∶9）冲洗盛待净化溶液离心管后淋洗弗罗里硅土柱，并重复2次，将收集淋洗液的离心管置于氮吹仪上，于水浴 60 ℃温度条件下，氮气吹至小于2.0 mL，用正己烷定容至5.0 mL，在旋涡混合器上混匀，供气相色谱-串联质谱测定。

2 结果与分析

2.1 稻谷样品的前处理

稻谷测定前，样品需烘干、去壳、磨粉，称量后，加水浸泡，使其活化，便于其中农药的提取。因为不同水量浸泡和浸泡时间长短对农药提取效率有所不同，该试验就样品浸泡水量及浸泡时间进行了一系列摸索。称取5 g试样，分别用5、10、15、20 mL蒸溜水浸泡10、15、20 min。试验结果显示，称取5 g试样，用20 mL蒸溜水浸泡30 min，活化完全，提取效率最佳。于是稻米样品选取20 mL水浸泡30 min。

2.2 串接质谱条件的筛选与优化

在上述气相色谱-质谱条件下，分别将10种拟除虫菊酯农药单标，经过全扫描（SCAN）、子离子扫描，筛选并优化各农药检测参数，用MRM模式测定。选取原则：各单标通过全扫描得到丰度最大的、且质荷比较大的分子离子，作为母离子；选定的母离子在不同碰撞能量上进行子离子扫描，获得灵敏度高而稳定的定性、定量离子及对应的碰撞能量，作为MRM模式检测参数。如表1所示，通过设定多个时间窗口和扫描通道可同时分析10种拟除虫菊酯农药。图1为各农药标准品总离子流图，图2为各农药标准品MRM色谱图。从图1和2中可以看出，各农药组分灵敏度高、特异性强，能满足农药残留检测的要求[5，13，16]。

2.3 线性范围及方法检出限的测定

将10种拟除虫菊酯类杀虫剂标准溶液分别稀释成质量浓度为0.01、0.02、0.05、0.10、0.20、0.50 mg/L，在该方法所确定的试验条件下进行测定，以峰面积（Y）对质量浓度（X）绘制标准曲线，得线性方程及相关系数，见表2。

试验结果表明，在0.01～0.50 mg/L浓度范围内，10种拟除虫菊酯类杀虫剂质量浓度与相对应的峰面积具有良好的线性关系，LOD为0.005～0.010 mg/L。

2.4 方法的准确度与精密度

为考察方法的准确性，进行了精密度和回收率试验。将水稻样品烘干，磨粉，样品基质中（基质中不含待测农药）添加0.05、0.10、0.20 mg/kg 3个水平的10种拟除虫菊酯類杀虫剂混合标准溶液（添标水平参考了中国、欧盟及美国、日本等国家的限量要求[5，16-17]），按上述方法进行测定，回收率试验结果见表3。

结果表明，10种拟除虫菊酯类农药平均加标回收率在75.0%～115.5%，相对标准偏差为3.9%～6.9%。加标回收试验，结果良好。

2.5 实际样品检测

随机取10个稻谷样品，经上述样品前处理方法，磨粉、称量、浸泡、提取、净化、上机，检测结果如表4所示。

根据GB 2763—2014[5]，结合表1中数据可知稻谷样品中检出的农药残留，都没有超过国家规定的最大残留限量。将这10种稻谷样品去壳后，测其对应的糙米、精米中农药残留，均未检出相应的农药组分。

3 结论

综上所述，该试验建立的气相色谱-串联质谱测定水稻中10种拟除虫菊酯类杀虫剂农药残留分析方法，是一种快速、简便的检测手段，具有灵敏度高且分离、重复性好的特点，符合农药残留检测的要求，检出限能满足欧盟及美国、日本等国家的限量要求[16-17]。随着国家对食品安全的监管力度增强，各级监管部门的管理到位，广大水稻种植户安全意识进一步增强，水稻农药残留逐步降低，根据农业部稻米及制品质量监督检验测试中心多年承担的部、省级农产品质量安全例行监测数据来看，水稻农药残留检出率或超标率大大降低。

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