快速溶剂萃取-气相色谱质谱法联用测定大米中6种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂残留

(北京吉天仪器有限公司，北京 100015)

1 引言

甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂是近10年来全球农药界最具有发展潜力和市场活力的一类低毒、高效、广谱、内吸性杀菌剂，对几乎所有的真菌纲病害均有良好的活性，广泛应用于农产品的生产中[1]，其在农产品中的残留不可避免，因此开展农产品中甲氧基丙烯酸酯类残留的检测方法研究很有必要。

农产品中杀菌剂残留的前处理方法一般采用固相萃取[2,3]、超声提取[4]、均质提取[5]等方法，快速溶剂萃取法(APLE)是通过增加温度和压力来提高萃取的效率，具有萃取效率高，平均萃取时间少，绿色环保等特点。此外，快速溶剂萃取技术广泛应用于分析沉积物、污泥等多个领域中的农药残留、多环芳烃、多氯联苯等污染物[6-8]，已被美国国家环保局(EPA)选为推荐的样品前处理标准方法[9]。金党琴[10]等人通过比较传统的索氏提取、超声提取、振荡提取和加速溶剂萃取等方法对蔬菜中噻虫嗪的提取效果发现，加速溶剂萃取方法提取效果明显高于其它3种提取方法，回收率高于95%，且该方法提取时间短，溶剂用量少，简便快捷。

采用APLE进行提取时，除了提取目标化合物外，样品基质中的其它组分也同时被提取出来，通常在分析前需要进一步的净化处理。如果在萃取过程中加入合适的分散剂和吸附剂吸附干扰物质，就能够同时实现萃取和净化，提高萃取效率。本实验以大米为例，使用快速溶剂萃取技术对大米中的6种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂进行萃取并对萃取液在线净化，得到的萃取液直接进行气相色谱质谱分析，快速高效。表1列举了对不同基质中甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂残留的萃取净化方法[4,5,11]，从表中可以得出快速溶剂萃取在线净化与其他文献中相关前处理方法比较，提取净化省时高效，操作步骤简单。

表1 不同甲氧基丙烯酸酯杀菌剂萃取方式比较

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

APLE-3500快速溶剂萃取仪(配11mL萃取池，北京吉天仪器有限公司)；GC-MS QP2010SE 气相色谱质谱仪(日本岛津)；氮吹浓缩仪。

乙腈(色谱纯)；丙酮(分析纯)；乙酸乙酯(色谱纯)；环己烷(分析纯)；CNW分散固相萃取纯化管(900mg MgSO4，300mg PSA，150mg C18)；乙腈中啶氧菌酯(100μg/mL，BePure®)；甲醇中醚菌酯(100μg/mL，坛墨质检)；甲醇中肟菌酯(100μg/mL，坛墨质检)；甲苯中吡唑醚菌酯(100μg/mL，坛墨质检)；乙腈中氟嘧菌酯(100μg/mL，BePure®)；乙腈中嘧菌酯(100μg/mL，BePure®)。

大米样品购于当地超市，粉碎后低温储存。

2.2 仪器工作条件

快速溶剂萃取仪条件：乙腈为萃取溶剂，温度100℃，加热300s，静态萃取时间240s，循环两次，冲洗体积为60%，吹扫60s。

GC条件：Rtx-5MS毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；进样口温度280 ℃；升温程序：温度 160℃，保持1 min，以15 ℃/min升至280 ℃，保持4 min，以10℃/min 升至300 ℃，保持10 min；载气：氦气，流速1.0mL/min；进样量1 μL；进样方式为不分流进样。

MS条件：电离方式：EI；电离能量：70 eV；四极杆温度：150℃；离子源温度：230℃；接口温度：280℃；溶剂延长时间：5min；离子选择模式为SIM模式分段扫描。

2.3 实验方法

图1为APLE萃取净化示意图，具体操作为称取1.00g硅藻土并加入900mg MgSO4、300mg PSA以及150mg C18，混合均匀后装入预先垫好纤维素滤膜的萃取池中，再称取1.00g样品，与1.00g硅藻土混合后装填至萃取池吸附剂的上部，最上层加入1g硅藻土，并放置一片纤维素滤膜，将盖拧紧密封萃取池，置于APLE萃取盘中，启动APL-3500快速溶剂萃取仪进行萃取，萃取液收集于60mL收集瓶中，进行氮吹浓缩至近干，乙腈定容到1mL，过0.45μm有机相滤膜后，待GC-MS上机检测。

图1 APLE萃取在线净化示意图

3 结果与讨论

3.1 快速溶剂萃取条件的选择

3.1.1 萃取溶剂的选择

有文献报道采用乙腈[12]、乙酸乙酯-环己烷[13]、乙酸乙酯[12,14]、丙酮[15]作为萃取甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的溶剂。通过实验比较了几种萃取溶剂的萃取效果，使用乙腈作为萃取溶剂，基质背景相对干净，萃取效率高，同时与相关文献报道[1]相似。所以本实验采用乙腈作为萃取溶剂。

3.1.2 循环次数

按照2.3所述对称取的空白样品准确加入一定量的6种杀菌剂混合标准溶液，密封萃取池，在温度为100℃，压力10MPa，热平衡时间为300s，萃取时间为300s，淋洗体积为60%的参数条件下，进入APLE-3500序列模式，将方法中循环次数设置为3次，对空白大米样品进行加标回收实验，通过软件设置序列模式将3次循环后的收集液分别收集到3个收集瓶当中，然后按照2.2色谱条件进行6种杀菌剂的测定。实验结果表明，第一次的回收率为95%，第二次回收率在2%～5%之间，第三次回收率几乎为零。这说明萃取条件优化较好，两次萃取基本能达到萃取充分。为了节省时间和资源，本实验选择循环两次。

3.2 净化条件的优化

目前，常用的吸附净化剂主要包括石墨化炭黑(GCB)、C18和N-丙基乙二胺(PSA)等，其中GCB对色素有较好的吸附效果，大米基质成分复杂，含有大量的淀粉、脂类物质和蛋白质，含有色素较少，PSA能够吸附萃取液中的脂肪酸以及糖类物质，C18可以去除样品基质中的非极性脂类物质，所以本实验选择PSA与C18作为快速溶剂萃取在线萃取净化的吸附净化剂。

3.3 质谱条件的优化

由于Scan模式通常不能提供痕量分析中必要的灵敏度，因此在Scan条件下根据目标化合物保留时间和相应的质谱图，确定SIM分析条件。6种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的保留时间、定性离子与定量离子见表2。6种杀菌剂分离情况良好，见图2。

表2 6种杀菌剂保留时间、定量离子与定性离子

3.3 标准曲线与检出限

按照2.2的色谱条件，对6种杀菌剂的混合标准溶液系列分别进行测定，并绘制标准曲线。结果表明：6种杀菌剂的质量浓度在0.05～1μg/mL范围内与其对应的峰面积呈线性关系，其线性方程、相关系数见表3。分别以信噪比S/N≥3确定检出限(LOD)，S/N≥10确定定量限(LOQ)，结果如表3。

图2 6种杀菌剂标准溶液色谱图(1 μg/mL)1.啶氧菌酯；2.醚菌酯；3.肟菌酯；4-1.吡唑醚菌酯；4-2.吡唑醚菌酯；5.氟嘧菌酯；6.嘧菌酯

化合物线性方程相关系数rLOD(μg/mL)LOD(μg/mL)啶氧菌酯Y=48.154X-414.420.99970.0050.017醚菌酯Y=93.766X-761.760.99970.0020.007肟菌酯Y=58.641X-1081.10.99970.0040.013吡唑醚菌酯Y=72.867X-1674.30.99920.0160.053氟嘧菌酯Y=10.421X+161.791.00000.0220.073嘧菌酯Y=84.488X-2842.90.99930.0740.246

3.4 重复性试验

取浓度为0.1μg/mL的 6种杀菌剂的混合标准溶液， 在2.2色谱条件下进行6次重复实验，结果见表4，保留时间RSD在0.01～0.11%之间，峰面积RSD在0.9～3.4%之间，表明仪器的精密度良好。

表4 6种杀菌剂的仪器重复性

3.5 回收率和精密度实验

选取空白大米作为基质样品，根据2.3样品制备和2.2萃取条件，并加入一定量的6种杀菌剂混合标准溶液，考察加标回收情况。实验结果表明加标回收率均符合日常分析检测的要求，6种杀菌剂的加标回收率详见表5。

表5 6种杀菌剂的加标回收率及RSD(n=3)

续表5

3.6 实际样品分析

应用所建方法对不同超市采购的4份大米样品(1#、2#、3#、4#)进行检测，其中3份大米样品检出氟嘧菌酯，2#大米样品中氟嘧菌酯的含量为0.083mg/kg，3#、4#大米样品种氟嘧菌酯的含量分别为0.107mg/kg、0.154 mg/kg，超出加拿大规定粮谷中氟嘧菌酯残留最大限值0.1mg/kg。

4 结论

通过对分析条件的优化，建立快速溶剂萃取-在线净化与气相色谱质谱联用分析大米中的6种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂残留的方法。6种杀菌剂在3个浓度加标水平下回收率为84.7～95.6%，RSD为0.22～3.69%，该方法在实验中使用溶剂量少，操作简单，为大米中杀菌剂的提取及检测提供有效的参考。