蔬菜农药残留检测中基质效应影响因素分析

范 叶，易泽夫，王壮波

(1.长沙市农产品质量监测中心，湖南 长沙 410008；2.桃江县畜牧水产局，湖南 桃江 413400）

基质效应是指样品基质中的某些共提物组分对待测物浓度或质量测定准确度的影响。农药的基质效应最先是由Erney[1]在1993年首次提出，近年来，随着农药残留分析规范化程度的不断提高，基质效应现象日益受到重视。目前关于农残基质干扰效应问题，研究方向主要集中在不同样品种类、基质类型和浓度、农药品种以及仪器条件等对农药残留检测基质效应的影响[2-6]，并提出了很多解决基质效应的办法[7-14]。试验利用3种不同型号的仪器——气相色谱（Agilent7890A、Thermo1310）、气相串联质谱（Agilent GC7890-MS-MS7000C）（简称：7890A、1310、GC-MS-MS），根据NY/T 761—2008标准方法前处理，采用基质标准溶液和溶剂标准溶液，对4种不同蔬菜中分别添加4种有机氯和拟菊酯类的农药进行回收校正，比较不同的校正溶液、不同仪器以及不同的样品类型对蔬菜农药残留检测中的基质效应的影响。

1 材料和方法

1.1 试验材料

蔬菜样本：选择结球白菜、结球甘蓝、黄瓜、辣椒4种蔬菜为试验样品。

主要仪器：气相色谱仪（Agilent7890A、Thermo1310 ）、 ECD检测器、气相串联质谱（Agilent GC7890-MS-MS7000C）、高速匀浆机、氮吹仪等。

主要试剂：乙腈、丙酮 、正己烷（均为色谱纯）、 氯化钠 （分析纯）。

混合标准溶液：腐霉利、甲氰菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯4种有机氯、拟菊酯类农药，浓度均为1 000 mg/L（均购买自天津农业部环境质量监督检验检测中心），分别吸取上述农药各0.05 mL至5 mL容量瓶中，用正己烷定容，配成10 mg/L的混合标准溶液备用。

1.2 试验方法

1.2.1 样品前处理

按照NY/T 761—2008标准方法进行样品前处理。

1.2.1.1 试样制备 取4种蔬菜可食部分，采用四分法进行取样，切碎混匀后放入食品加工器粉碎后备用。

1.2.1.2 样品提取 分别称取4种蔬菜样品试样15.0 g各4份放入100 mL试样瓶中，其中1份试样为空白基质，其他3份试样作为3个添加回收试验平行样品。添加方法为分别取10 mg/L 的上述混和标准溶液0.15 mL于3份平行样中，涡旋均匀后静置15 min做试样添加回收（样品添加浓度为0.10 mg/kg）；然后，在各试样瓶中分别加入30 mL乙腈，在高速匀浆机中匀浆2 min后用滤纸过滤，收集滤液并转移到装有 5～7 g 氯化钠的100 mL具塞量筒中，收集滤液30～40 mL，盖上塞子剧烈震荡1 min后置于室温下静置30 min，使乙腈和水相分层。

1.2.1.3 样品净化 从以上每个具塞量筒中用移液管各吸取10.0 mL乙腈溶液，并分别放入25 mL烧杯中，将烧杯置于60 ℃的水浴锅上蒸至近干，加入2.0 mL正己烷，过Florisil固相萃取柱净化。过柱方法如下：Florisil固相萃取小柱依次用5 mL的正己烷＋丙酮（体积比90∶10）、5 mL正己烷预淋洗条件化，然后立即将待净化液倒入小柱，最后再用10 mL正己烷＋丙酮（体积比90∶10）溶液少量多次洗脱，收集试样洗脱液于15 mL刻度离心管，在5 0 ℃水浴条件下将盛有淋洗液的离心管用氮吹仪吹至近干（小于5 mL），用正己烷定容至5.0 mL。分别作为备用空白基质溶液和样品添加回收待测溶液。

1.2.2 分析条件

Agilent 7890A：ECD操作条件为柱温160 ℃（保持1 min），以6 ℃/min的速度升温至260 ℃ (保持8 min)；色谱柱：HP-5MS 30 m×0.25 mm×0.25 μm；进样口温度：220 ℃；检测器温度：300 ℃；载气流速：1.5 mL/min；氢气流速：0 mL/min；空气流速：0 mL/min。

Thermo1310：ECD操作条件为柱温：160 ℃，以10 ℃/min的速度升温至240 ℃，后以6 ℃/min升温至280 ℃（保持8 min）；色谱柱：HP-5MS 30 m×0.25 mm×0.25 μm；进样口温度：220 ℃；检测器温度：300 ℃；载气流速：1.5 mL/min；氢气流速：0 mL/min；空气流速：0 mL/min。

Agilent GC7890-GC-MS-MS7000C：ECD操作条件：柱温：70 ℃（保持1 min），以50 ℃/min的速度升温至150 ℃，再以6 ℃/min的速度升温至2 8 0 ℃（保持6 m i n）；色谱柱：HP-5MS；进样口温度：280 ℃；传输线温度：280 ℃；采集方式：MRM；离子化方式：EI；离化能量：70 EV；离子源温度：280 ℃；4级杆温度：180 ℃；载气流速：1.267 mL/min。

1.2.3 工作标准溶液配制

吸取1.1中配制的10 mg/L 腐霉利、甲氰菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯4种混合标准溶液各0.05 mL，用1.2.1处理好的4种蔬菜空白基质溶液和纯溶剂正己烷溶液分别定容至5个5 mL的容量瓶中，配制成4种0.1 mg/L的蔬菜基质标准溶液、1种正己烷溶剂标准溶液，共5种标准溶液。

1.2.4 试验设计

试验用的所有经过前处理好的农药添加待测样品和配制好工作标准溶液分别装入3个1 mL样品瓶中分成3组，每组分别用Thermo1310、Agilent7890A、Agilent GC7890-GC-MSMS7000C这3种仪器进行上机测定。所有数据分别用1.2.3中的5种标准溶液进行校正分析，然后按不同标准溶液分类校正检测结果、标样和样品为同一基质校正的检测结果、不同待测样品类型以及3种不同仪器分类的所有样品检测结果分别进行统计学分析，比较在不同标准溶液、标样和样品为同一基质、不同待测样品类型以及不同仪器类型等因素在农药残留检测中基质效应对回收结果的影响。

1.2.5 定性定量分析

进样方式：自动进样，进样量1 μL。分别吸取标准溶液和待测溶液1 μL进行检测，采用保留时间定性，外标法定量。为减少误差，每3个平行样后各进1组标准溶液进行计算。

1.3 统计方法

采用SPSS 20.0软件一般线性模型（GLM）程序分析不同仪器、不同标准溶液的交互效应。若主效应内组间差异显著，则进行Duncan多重比较。以P＜0.05为差异显著，P＜0.01为差异极显著。试验结果以“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 不同标准溶液对农药检测结果的影响

表1 结果表明，用不同基质标准溶液与溶剂标准溶液分别校正所有的待测样品，腐霉利、甲氰菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯4种农药的回收结果均有极显著差异。其中，溶剂标准溶液校正结果最高，数值均高于0.115 mg/kg，存在明显的基质增强效应。黄瓜基质标准溶液校正结果数值大小次之，均在0.100 mg/kg以上；且溶剂标准溶液与黄瓜基质标准溶液之间以及与其他3种农药的校正结果之间均存在极显著性差异。结球白菜、结球甘蓝、辣椒3种基质标准溶液对腐霉利、甲氰菊酯的校正检测结果之间没有极显著差异；结球白菜、结球甘蓝2种基质标准溶液对氯氰菊酯的校正结果没有极显著性差异，且基质效应较弱；结球白菜、辣椒2种基质标准溶液对溴氰菊酯的校正结果没有极显著性差异，且甘蓝基质标准溶液对其的校正结果最低，基质效应也最低。

综上表明，标准溶液中由于基质成分不同，对于农药残留检测中的基质效应表现出多样性和复杂性的特点。

2.2 不同待测样品类型对农药检测结果的影响

在同一种标准溶液的情况下，检测样品类型对农药回收结果的影响。由表2可知，腐霉利、氯氰菊酯2种农药在结球白菜、黄瓜与辣椒3种蔬菜之间没有极显著差异；甲氰菊酯在结球白菜与辣椒之间、溴氰菊酯在结球白菜与黄瓜之间均没有极显著性差异。在4种蔬菜的回收结果中结球甘蓝的4种农药回收率数据均最高，为0.104～0.107 mg/kg，而黄瓜的4种农药回收率检测值均普遍最低，辣椒和大白菜居中。

表1 用不同标准溶液分别校正所有的待测样品的农药回收结果的比较 mg/kg

表2 不同待测样品类型对4种农药回收结果的比较 mg/kg

综合以上说明，蔬菜样品类型不同，其基质类型的差异是影响蔬菜农药残留检测结果的主要因素之一。

2.3 与本底一致基质标准溶液校正的检测结果分析

采用与样品一致的基质标准溶液校正该同种样品（表3），结果表明：采用与本底一致的基质标准溶液校正腐霉利、甲氰菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯4种农药的回收结果均没有显著差异，且检测结果均在0.100 mg/kg以下，说明这样可有效消除基质效应的影响。

表3 本底一致基质标准溶液校正样品中4种农药回收结果的比较 mg/kg

2.4 不同仪器检测对农药检测结果的影响

从表4可见，所有数据按不同农药的回收结果分类进行分析，对于腐霉利、甲氰菊酯的回收结果，7890A与1310的检测结果没有显著性差异，二者与GC-MS-MS的检测结果均存在显著差异，且GC-MS-MS的检测结果最高，其对4种农药的检测结果均在0.100 mg/kg以上；对于氯氰菊酯的回收结果，7890A与GC-MS-MS的检测结果没有显著性差异，二者与1310的检测结果均存在显著差异，且1310的检测结果最低；对于溴氰菊酯的回收结果，GC-MS-MS的检测结果最高，7890A的次之，1310的最低，且三者之间均存在显著性差异。以上表明，对于不同农药的回收结果，不同仪器之间存在一定的差异。

表4 不同仪器型号测定4种农药回收结果的比较 mg/kg

所有数据按不同仪器分类进行分析，7890A、1310的回收结果比较理想，而GC-MSMS的回收结果却相对较高，存在较为明显的基质增强效应。说明3种不同仪器由于检测器类型和色谱条件的不同，不同仪器类型对基质效应的影响存在一定的差异。

3 结果与讨论

有效消除基质干扰效应是当前农药残留分析中急需解决的关键问题之一。试验结果表明：按不同标准溶液和样品类型校正的检测结果分类，不同蔬菜、不同的校正溶液对于农药残留检测中的基质效应表现出多样性和复杂性的特点，但采用与本底一致的基质标准溶液校正样品可有效消除基质效应。按不同仪器检测结果分类，气相色谱（7890A、1310）与气相串联质谱（GC-MSMS）基质效应的影响存在一定的差异，GC-MSMS存在较为明显的基质增强效应；而同类仪器（7890A、1310）之间基质效应的影响较弱。

为了能够更好地消除基质效应对农药残留检测结果的干扰，一方面要提高前处理的提取净化水平，对于不同的待测物要经过试验确定最佳的、基质效应影响最小的消除和补偿方法；另一方面也要优化仪器分析条件，根据实际情况对需要检测的农药种类，用不同仪器型号进行匹配分类分组，摸索不同农药残留检测最佳的仪器类型和仪器条件，尽可能地消除基质效应的干扰，提高农药残留分析的准确率。