分散固相萃取-气相色谱三重四极杆串联质谱法测定玫瑰花茶中13种菊酯类农药残留

刘铭扬，贾晓菲，邹学仁，何国成

(中山市农产品质量监督检验所，广东 中山 528400)

1 引言

花茶源于宋朝，始于明朝，成于清朝，后经不断发展，现已有几十种之多。当前，越来越多都市白领喜欢在闲暇之时泡一杯花茶，能起到药食两用的作用，用来缓解疲劳和养颜美容。而玫瑰花茶则越来越被都市白领所接受，它可以帮助女性活血散淤和调经止痛。另外，中医上还公认有镇静、安抚和抗抑郁等功效[1]。玫瑰花茶的制作是将玫瑰的花香融入到茶胚中，深受人们的喜爱。可以通过颜色、气味、口感和重量辨别玫瑰花茶的真假，但是却不能从感官上判别，通过化学和农药防治可以保护玫瑰花和茶叶种植过程中不受病虫侵害。

国际环保组织“绿色和平”发布报告称：“立顿”铁观音有禁用的三氯杀螨醇，而“立顿”绿茶则含有在茶树上禁用的硫丹。部分花茶所使用的香花中有氰戊菊酯、甲氰菊酯和氯氰菊酯等农药检出，茶坯主要是夏茶和秋茶，而这两种茶往往有较高的菊酯类农药残留。茶叶中的农药残留主要有液液萃取、凝胶色谱和固相萃取这3种方法，但3种方法都有明显的缺点，消耗的溶剂耗量大、耗时较长和经济成本高。QuEChERs方法是根据样品基质复杂情况调整固相萃取材料和用量比例加入到样品提取液中，以此净化样品中的干扰杂质，能极大的节省溶剂使用和简化实验操作流程，方便快捷。近年来，对茶叶中的分析方法主要有气相色谱法、气相色谱串联质谱法和液相色谱串联质谱法[2]。现行的茶叶检测方法主要有GB/T 23204-2008《茶叶中519种农药及相关化学品残留量的测定：气相色谱-质谱法》，但由于花茶中基质复杂多样，色素含量也很高，只进行单杆的离子监测模式进行定性和定量分析，容易受基质干扰出现假阳性误判。采用气相色谱-三重四级杆串联质谱(MRM)进行多反应监测，进行前级离子和产物离子扫描，具有更强的选择性和抗干扰能力，能够准确地进行玫瑰花茶中菊酯类农药残留分析。本实验以玫瑰花茶为基质，通过优化QuEChERs中吸附剂用量和组合，改进净化方法，以基质配制标准溶液进行定量，通过气相色谱-三重四级杆串联质谱法快速检测花茶中农药残留，满足大批量花茶样品的分析检测需求。

2 材料与方法

2.1 试剂和仪器

2.1.1 试剂

百菌清、三唑酮、硫丹、腐霉利、联苯菊酯、甲氰菊酯、氯氟氰菊酯、氟氯氰菊酯、氯菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯、三氯杀螨醇(aladdin)；乙腈、正己烷、丙酮、乙酸乙酯(色谱纯)；甲酸、无水氯化钠、无水硫酸钠(GR)。

2.1.2 仪器和设备

气相色谱-三重四极杆串联质谱仪(Agilent7890B-7000C 美国安捷伦公司)；电子天平(METTLER TOLEDO)；旋涡混合器(IKA VORTEX2)；振荡摇床(IKA KS501)；pH计(Sartorius PP-20-P11)；水浴氮吹仪(Biotage 5T250)；冷冻离心机(Thermo ST40)；

2.2 试验方法

2.2.1 样品处理

样品在中山市周边茶叶市场购买，花茶样品经粉碎机磨碎，过20目筛，用塑料样品瓶密封保存。

2.2.2 提取

准确称取1 g花茶样品置于15 mL康宁离心管中，加3 mL水涡旋混匀，浸泡过夜。加入陶瓷均质子，5 g无水氯化钠，5 g无水硫酸钠，10 mL乙腈-甲酸溶液(99∶1v/v)，盖上离心管盖子，放入摇床振荡30 min，经4500 r/min离心5 min后取出。

2.2.3 净化

取5 mL上清液加到内含1.2 g硫酸镁、0.15 g PSA、0.15 g C18和0.1 g GCB的15 mL塑料离心管中，漩涡混匀2 min，经4500 r/min离心5 min后取出，准确吸取2 mL上清液，吹干，1 mL正己烷定容，过0.22 μm有机相滤膜于样品瓶中，待测。

2.2.4 基质标准曲线的制备

称取不含目标物的玫瑰花茶样品1 g共6份，按照2.2.2和2.2.3进行预处理，用基质空白液配制浓度为10、20、50、100、200 μg/L的标准溶液系列。以被测组分的含量为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制基质标准曲线。

2.2.5 色谱工作条件

色谱柱: Agilent HP-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；进样口温度：280 ℃；载气及流量：氦气，1.2 mL/min；不分流进样；进样量：1 μL。程序升温条件(表1)。

表1 程序升温条件

2.2.6 质谱条件

离子源温度：230 ℃；四极杆温度：150 ℃；传输线温度：280 ℃；碰撞气及流量：N2，1.2 mL/min；猝灭气及流量：He，1.2 mL/min；离子源及电压：电子轰击源(EI)70 eV。

3 结果与分析

3.1 提取溶剂的选择

实验对比了乙腈、丙酮、乙酸乙酯、正己烷和乙腈-甲酸溶液(99∶1v/v)作提取溶剂，其它操作不变对比提取效果。从提取液的颜色来看，乙腈提取液的颜色最浅，说明提取的色素也是最低的。乙腈具有对油脂溶出率低，共提杂质少，咖啡因色谱峰面积小，基线最平稳，对菊酯类农药有较强的溶解性和农药在乙腈介质中较稳定等特点。13种菊酯类农药通过乙腈提取，回收率也在75.4%～87.6%之间。由于大多数目标化合物在碱性条件下容易发生分解，将提取液调至酸性能提高对碱敏感农药的提取效率[3,4]。为了提高提取效率，实验最终选择乙腈-甲酸溶液(99∶1v/v)作为提取溶剂。

3.2 QuEChERs中吸附剂用量

QuEChERs方法中主要的吸附剂有C18、GCB、PSA，根据实验的中样品基质的不同，选择不同组合和用量的吸附剂[5,6]。由于花茶中同时具有花和茶，花茶会比一般的茶叶基质更加复杂，所以本实验选择3种吸附剂同时使用进行净化花茶样品。由于GCB与活性炭类似，对色素的吸附作用最为明显，但对平面结构对称的百菌清农药也存在吸附作用，所以确定GCB合适用量是平衡去除色素和提高回收率的关键。为了降低GCB用量对平面结构对称农药的影响，必须先确定GCB的用量。当GCB用量为0.1 g时，百菌清回收率最高，色素也较浅。在确定GCB吸附剂用量为0.1 g时，分别对比PSA和C18两种吸附剂不同用量对农药回收率的影响。实验选用了几种不同的PSA和C18的用量分别为(0.05 g+0.05 mg)、(0.1 g+0.1 g)、(0.15 g+0.15 g)、(0.2 mg+0.2 g)4种混合组合进行比较。结合13种农药整体回收率和去除色素的效果，以及经济成本，最终选用了GCB、PSA和C18分别为0.1 g、0.15 g、0.15 g作为吸附剂的用量。

3.3 基质效应

玫瑰花茶中咖啡因、亲酯类色素、糖类和茶多酚干扰大，是花茶中农药残留检测的重难点[7]。基质干扰物组分对分析物浓度或者质量测定精确度的影响，干扰定性、定量，称为基质效应[8,9]。基质效应一方面影响被测物的回收率，另一方面使被测物产生了假阳性。为了降低基质的干扰能力和提高回收率，除了做好提取溶剂的选择和样品净化外，还可以通过配制基质标准溶液绘制标准曲线进行定量，以此对基质效应进行补偿。

3.4 13种菊酯的总离子流图

通过对每一种菊酯进行单标测试，确定目标物的出峰时间。对每个目标峰进行产物离子扫描确认母子，子离子扫描确认子离子，优化子离子扫描碰撞能，选用丰度最高的离子对作为定量离子对，次之作为定性离子对。将13种菊酯混合标准溶液进行分段扫描，采用分段扫描结合不同离子对目标化合物进行定性定量， MRM模式总离子流图(图1)。

1百菌清；2三氯杀螨醇；3三唑酮；4腐霉利；5硫丹-1；6硫丹-2；7联苯菊酯；8甲氰菊酯；9氯氟氰菊酯；10氯菊酯-1；11氯菊酯-2；12氟氯氰菊酯；13氯氰菊酯；14氰戊菊酯-1；15氰戊菊酯-2；16溴氰菊酯

图113种菊酯的总离子流

3.5 质谱条件的优化

气相色谱-三重四级杆质谱采用MRM模式分析时，用二级质谱的离子对作为分析对象，增加了选择性和特异性，降低了背景、减少了干扰。本实验采用设计实验助手工作站软件自动创建碰撞能量优化方法和序列，选择离子丰度最高的离子对，能有更高的灵敏度，通过分析实验助手选择离子对的最佳碰撞能，运行初始MRM方法，确认Transition，时间片段，驻留时间和增益。为满足同时定性和定量的要求，优化离子对的扫描时间，使每个色谱峰的采集点在15～20个左右。13种农药的保留时间，定性、定量离子对，碰撞能量等优化后的参数如表2所示。

表2 13种菊酯质谱分析优化参数

3.6 13种菊酯的标准曲线方程、相关系数和方法检出限

用不含目标物的花茶样品，按照2.2.2和2.2.3节中的前处理得到基质提取液，用花茶的基质准确配制13种菊酯浓度分别为10、20、40、100、200、400 μg/L的基质混合标准溶液，以农药的峰面积为纵坐标，质量浓度为横坐标绘制标准曲线[10]。结果表明，13种农药的峰面积与质量浓度线性关系良好，各农药的线性相关性系数均大于0.995。选择空白样品基质加标样品进样，由化学工作站计算出每个农药的信噪比，根据方法计算每种农药的LOQ为10倍的信噪比，结果显示13种菊酯的LOQ在0.1～8.0 μg/kg之间(表3)。

表3 13种菊酯的标准曲线方程、相关系数和方法检出限

3.7 试验方法加标回收率和精密度

以不含目标物玫瑰花茶，按照2.2.2和2.2.3进行处理，得到花茶的基质空白液，用基质空白液配制浓度为10、20、50、100、200 μg/L的标准溶液系列。按照20 μg/kg、40 μg/kg、200 μg/kg进行加标回收试验，每个浓度做6个平行，同时做2个空白试验[11，12]。结果表明，添加平均回收率在75.4%～87.6%，相对标准偏差(RSD)为1.9%～7.7%，回收率及重现性良好(表4)。说明该方法具有较好的回收率和精密度，可以满足相关检测要求。

3.8 实际样品分析

从中山市超市购买30个花茶样品按照建立的分析方法进行农药残留测定，结果表明，本次采购的30个花茶样品中，发现其中两个样品分别有腐霉利和联苯菊酯检出，质量浓度分别为165.2 μg/kg、213 μg/kg。根据GB 2763-2016《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》茶叶中的联苯菊酯最大残留量为5mg/kg，腐霉利未作出判定，所以30个花茶样品均可以正常买卖。

表4 13种菊酯s加标回收率和精密度

4 结语

本文通过对比提取溶剂，改变QuEChERs吸附剂用量，优化前处理，调整色谱条件，优化质谱参数建立了气相色谱三重四极杆串联质谱法测定玫瑰花茶中的13种菊酯的检测方法。方法中的检出限、精密度和准确度符合花茶中的农药测定需求，可以作为花茶中常规菊酯类农药残留监控使用。