超高效液相色谱-串联三重四极杆质谱法快速测定蔬菜和水果中8种氨基甲酸酯类农药残留

黄玉宾，郭琳琳，刘 峰

（河北省农产品质量检测中心，河北 石家庄 050035）

据有关部门统计，蔬菜和水果中的农药残留种类高达上千种。因此，农药残留检测技术受到了人们越来越多的关注[1-5]。不同种类蔬菜的农药残留检测标准不同，且同一种蔬菜不同农药的响应也不一样，这就对农药残留检测技术提出了新的要求。

氨基甲酸酯类农药主要包括西维因、呋喃丹、涕灭威和灭多威等，是氨基或胺基直接与甲酸酯的羰基相连的化合物，是一类广泛应用于蔬菜如水果杀虫、杀螨、除草的重要有机合成试剂[6，7]。因此，在农产品农药残留检测中引起了广泛关注。在国家标准中已对多种氨基甲酸酯类农药的限量值做出明确规定，如GB 2763—2016规定蔬菜中克百威的最高残留量为0.02 mg/kg[6]。在日常的氨基甲酸酯类农药残留检测中，主要运用气相色谱仪[8]、液相色谱仪[9-13]、液相质谱仪[14-16]和气相质谱仪[17]等仪器。其中，气相色谱仪在检测氨基甲酸酯的过程中主要使用氮磷检测器，杂峰干扰多，定性能力差，灵敏度低；液相色谱仪主要采用柱后衍生的方法，对衍生试剂的纯度和浓度要求苛刻。随着串联质谱仪的普及，其在氨基甲酸酯类农药残留检测上的应用越来越频繁。邓立刚等[16]虽然建立了超高效液相色谱-串联质谱法测定蔬菜中7种氨基甲酸酯类农药的方法，但是前处理采用了氨基柱净化的过程，前处理过程较为复杂。刘敏等[15]虽然优化了氨基甲酸酯类和有机磷类农药的分散固相萃取吸附剂，简化了前处理过程，但是其采用的是一级质谱条件，因此不适用于三重四极杆质谱法。GB/T 20769—2008[18]中虽然包含了大多数氨基甲酸酯类农药的检测质谱方法，但并未明确3-羟基克百威、涕灭威砜和涕灭威亚砜定量测定的方法依据。近年来，QuEChERS方法在蔬菜水果农药残留检测方面的应用越来越广泛[19-22]。因此，我们也尝试使用QuEChERS前处理的方法对样品进行相应处理，并结合超高效液相色谱-串联三重四级杆质谱技术，实现对样品快速、准确的定性和定量测定。

1 材料与方法

1.1 试验材料

氨基甲酸酯类农药检测对象为克百威（carbofuran）、3-羟基克百威（3-hydroxycarbofuran）、涕灭威（aldicarb）、涕灭威砜（aldicarbsulfone）、涕灭威亚砜（aldicarbsulfoxide）、甲萘威 （carbaryl）、异丙威 （iso procarb） 和灭多威 （methomyl）。其标准品均为100 mg/L的溶液，购于农业部环境质量监督检测测试中心（天津）。

试剂有乙腈和甲醇（均为色谱纯，德国默克公司），氯化钠（分析纯，西陇化工股份有限公司），甲酸和乙酸铵（均为色谱纯，上海安普科学仪器有限公司）。实验用水为自制超纯水。

试验仪器与设备有1290超高效液相色谱-串联6460三重四级杆质谱联用仪（UPLC-MS/MS，美国安捷伦科技公司）、高速离心机（中国湘仪科技有限公司）、涡旋混合器（德国IKA科技有限公司）、电子天平（上海菁海仪器有限公司）、QuEChERS试剂包（含有400mg PSA、100 mg C18e和 1 200 mg MgSO4，bekolut公司）和0.22μm有机滤膜（美国Thermo有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 样品的提取和净化 准确称取蔬菜或水果样品10 g（精确至0.01 g）到50 mL离心管中，加入1% 乙酸-乙腈20 mL（精确至0.01 mL），剧烈震荡1 min后，加入3.0-4.0 g NaCl脱水盐析，再剧烈震荡1min，3 500 r/min离心5 min，取上清液8.00 mL，转移至含有QuEChERS试剂包的净化管中，充分混匀，涡旋10 s，3 500 r/min离心5 min，过0.22μm滤膜，待测。

1.2.2 溶液配制 （1）标准储备液。分别取上述标准品（100.0 mg/L溶液），用甲醇稀释成10.00 mg/L的标准储备液。（2）标准工作溶液。取上述标准品的标准储备液，用甲醇稀释成1.00 mg/L的混合标准液，然后，准确吸取一定量的混合标准溶液，用甲醇分别稀释到 0.010、0.020、0.050、0.100、0.200 mg/L，作为标准工作溶液。（3）0.08% 甲酸+9.6 mmol/L乙酸铵水溶液。准确移取甲酸0.400 mL，并称取乙酸铵0.37 g，加水稀释到500 mL，经超声波清洗器脱气5 min后用于仪器流动相使用。

1.2.3 质谱条件的优化 UPLC-MS/MS接有电喷雾离子源，采用正离子化模式；喷雾电压3 500 V；干燥气体氮气；干燥气流量11.0L/min；干燥气体温度350益；毛细管电压：正离子3 000 V。采用ESI+模式进行全扫描确定8种氨基甲酸酯类农药的母离子，通过SIM扫描模式确定毛细管电压和锥孔电压，再通过子离子扫描模式筛选出每一种目标化合物对应的定量定性子离子，并且对各个离子碰撞能量进行优化。

1.2.4 色谱条件的优化（流动相体系的选择） 色谱条件：安捷伦SB-C8柱（2.1 mm×150 mm，3.5 Micron）；柱温35益；进样体积2μL；自动进样器模块控制温度20益；流速0.20 mL/min。流动相A分别选取水、0.08% 甲酸水溶液、0.08% 甲酸+9.6 mmol/L乙酸铵水溶液，流动相B为乙腈，梯度洗脱（表1）。采用优化后的质谱方法，对目标化合物浓度为0.050 mg/L的标准工作溶液进行检测分析。

表1 8种氨基甲酸酯类农药的梯度洗脱条件Table 1 Gradient elution conditions of 8 carbamate pesticides

1.2.5 提取试剂的选择 分别使用乙腈和1% 乙酸-乙腈作为提取试剂，按照优化后的色谱和质谱方法，测定8种氨基甲酸酯类农药在番茄基质中的稳定性。

1.2.6 线性范围、标准曲线和检出限的测定 以浓度为 0.010、0.020、0.050、0.100、0.200 mg/L的工作标准溶液为目标化合物的线性范围，分别按照优化后的色谱和质谱方法进行测定。以定量离子的峰面积对质量浓度绘制成标准曲线，以番茄为基质确定各个农药的方法检出限（LOD），以每种目标化合物的信噪比（S/N）逸3计算检出限。

1.2.7 加标回收率和精密度的测定 准备韭菜、甘蓝、豇豆、番茄和草莓5种基质样品，按照1.2.1方法对样品进行提取和净化，添加浓度分别为0.010、0.050和0.100mg/kg的8种氨基甲酸酯类农药，采用优化后的色谱和质谱方法，分别测定加标回收率。每个添加水平重复5次，测定精密度。

1.2.8 实际样品8种氨基甲酸酯类农药残留的测定 实际样品为随机抽取的90个蔬菜样品和10个水果样品，包括韭菜、甘蓝、豇豆、番茄和草莓等。按照1.2.1方法对样品进行提取和净化，采用优化后的色谱和质谱方法，测定各样品中的8种氨基甲酸酯类农药残留。

2 结果与分析

2.1 色谱方法和质谱方法的优化

以水-乙腈为流动相时，目标化合物的峰形不好，响应强度不高，这是因为体系中H+含量少，电离情况不好造成的；以0.08% 甲酸水溶液-乙腈为流动相体系时，化合物的离子信号明显增强，峰形也得到了相应的改善；以0.08% 甲酸+9.6 mmol/L乙酸铵水溶液-乙腈作为流动相体系时，缓冲盐调节了流动相的酸碱度，离子强度进一步提高，并且峰形对称性好。因此，本试验中选择0.08% 甲酸+9.6 mmol/L乙酸铵水溶液-乙腈作为体系流动相。

采用动态多反应监测模式（MRM）分析测定各组分。得到优化后的8种氨基甲酸酯类农药的串联质谱参数（表2）。图1为0.050 mg/L标准溶液中，8种氨基甲酸酯类农药的MRM色谱图。

表2 8种氨基甲酸酯类农药的质谱参数Table 2 Mass spectrometry parameters of 8 carbamate pesticides

图1 8种氨基甲酸酯类农药的MRM色谱图Fig.1 MRM chromatograms of 8 carbamate pesticides

2.2 提取条件的优化

以1% 乙酸-乙腈为提取试剂的提取结果优于纯乙腈提取。这是因为QuEChERS采用分散固相萃取方法，利用PSA等固相吸附剂直接吸附样品提取液中的基质干扰物，因此，目标化合物的稳定性会影响到测定结果的准确性；而氨基甲酸酯类农药一般在酸性条件下稳定，加入1% 乙酸-乙腈后可使体系始终处于pH值为5的弱酸性环境，目标化合物可以更稳定地存在于体系中。因此，本试验中采用1% 乙酸-乙腈作为样品提取试剂。

2.3 线性范围、标准曲线和检出限

在一定浓度范围内，各农药的线性关系均较好，对应的决定系数（R2）均大于0.998，方法的检出限为0.002 51-0.007 62 mg/kg（表3），能够满足国内农药残留限量检测的要求[3]。

表3 8种氨基甲酸酯类农药的线性范围、线性方程、相关系数和检出限Table 3 Linear range，linear equations，correlation coefficients，and detection limits of 8 carbamate pesticides

2.4 加标回收率和精密度

8种氨基甲酸酯类农药在3个添加水平下的回收率为76% -110% ，相对标准偏差为2.1% -6.7% ，均具有较好的回收率和精密度。

2.5 实际样品8种氨基甲酸酯类农药的测定结果

90个蔬菜样品中，8种氨基甲酸酯类农药的检出率为3.3% ，含量范围0.012-0.047 mg/kg，除韭菜和豇豆出现阳性外，其他品种蔬菜均未检出8种氨基甲酸酯类农药。

10个水果样品中，均未检出8种氨基甲酸酯类农药。

3 结论与讨论

本研究建立了超高效液相色谱-串联三重四级杆质谱法快速测定蔬菜和水果中克百威、3-羟基克百威、涕灭威、涕灭威砜、涕灭威亚砜、甲萘威、异丙威、灭多威8种氨基甲酸酯类农药残留的方法。该方法中样品采用QuEChERS前处理方法，并对色谱条件和质谱条件、提取条件进行了优化，增加了3-羟基克百威、涕灭威砜和涕灭威亚砜等衍生物的定量测定方法。利用该方法检测的8种氨基甲酸酯类农药的检出限为0.002 51-0.007 62 mg/kg，回收率为76% -110% ，相对标准偏差为2.1% -6.7% ，适用于蔬菜和水果实际样品的快速、准确测定。