气相色谱质谱联用在农药残留检测方面的应用

梁可昌

（珠海市斗门区动物卫生监督所，广东 珠海 519000）

基于我国农产品质量安全监测工作的深入开展，对检测技术的要求也越来越高。现阶段我国农残检测技术不仅需要满足农药残留定性检测初筛，而是不断向定量检测甚至微量检测方向发展，同时必须兼顾更多检测类别和品种上发展。当前，无论是发达国家，还是发展中国家都把如何准确快速全面的开展检测工作，作为农药残留检测技术研究的重点。气相色谱质谱联用(GC-MS) 它既具有气相色谱高分离效能，又具有质谱准确鉴定化合物结构的特点，可以同时准确快速测定食品中微量的多种农药残留及代谢物的优点而被世界各国广泛采用。

1 气相色谱质谱联用进行农药残留分析样品的预处理

农药残留检测需要经过提取净化步骤，以减少样品基质组分数量对目标化合物的影响，使得检测能够容易进行，检测结果更为准确。样品的提取和净化是预处理步骤，是气相色谱质谱联用分析的重要组成部分，它们决定着分析的准确性和重现性。因此，气相色谱质谱联用进行农药残留分析样品的预处理应该包括提取与净化步骤。农药残留分析常用提取溶剂主要有乙腈、正己烷、丙酮、甲苯以及二氯甲烷，根据最新修订的《食品安全国家标准水果和蔬菜中500 种农药及相关化学品残留量的测定气相色谱-质谱法》（GB23200.8—2016）规定采用乙腈作为提取液。样品在提取后需经净化处理，液液分配法和吸附柱层析法是用于样品净化的最主要方法。近年来样品净化方法有了很大的发展和改进，固相萃取技术(SPE) 已被广泛应用于农药残留检测工作，它属于吸附剂萃取法中使用较广泛的一种方法。SPE 是根据物质极性的不同来进行分离的，选择一定极性的填料，将待分离样品过柱，使物质选择性地吸附于填料上，然后再进行洗脱，从而达到分离净化的目的。现行使用过柱的耗材无论进口或国产，均可达到分离净化的目的，但缺点是使用量大、费用比较高， 柱子用过之后就被废弃。

膜辅助萃取是膜可以作为一种选择性的阻碍物，样品萃取分离时由于成分的分配系数不同能从供给相进入接受相，此时分离仅仅依赖于成分分子的大小，足够小的分子可以进入接受相然而大分子只能留在供给相。膜辅助溶剂萃取已经成功的用于氯苯和三嗪的确认。它优点主要是自动化的分离了盐和离子，并解决了液液萃取的乳化问题。膜辅助萃取技术可以充分的自动化操作而且通过大剂量注射(LVI) 能和GC-MS 串联，检测限可达ng/L，回收率在47%～100% 之间，相对偏差在4%～12% 之间。

固相微萃取技术(SPME) 是近年来发展起来的一种用很少量溶剂提取样品的一种新的提取方法。SPME 的原理是分析组分在样品基质与提取剂之间的分配平衡过程。SPME 实际上是一个注射器，任何会使用注射器的人都能完成SPME 萃取过程，它可人工操作，也可与自动进样器配合使用。SPME 已广泛用于蔬菜水果的农药残留分析中。当用SPME 处理蔬菜水果样品时，要求先用丙酮等溶剂萃取样品，用PDMS 作填料，在室温下对含有有机磷农药的样品淋洗20min，然后在250℃下洗脱2min，最后用GC2FPD 进行检测， 检出限为0.3～1.4μg/kg。

液相微萃取(LPME)SPME 的纤维相对昂贵而且在土样萃取时易折断，需要净化步骤或膜保护。另外的潜在问题是SPME 与气相色谱串联时的样品延迟。液相微萃取是一种非常新的前处理方法，本质上就是液液萃取的微型化。通常显微注射器用一根1.3cm长的中空纤维与注射泵相联，中空纤维防止了离子和其他杂分子的被萃取。LPME 已经在水样和土样的前处理中得到应用。

超临界流体提取(SFE) 是当前发展最快的分析技术之一，国外很多实验室已经用来作为液体和固体样品的前处理技术。目前最常用的超临界流体是CO2。为了改进对极性农药的萃取能力，常在CO2中加入少量极性溶剂如甲醇。流出液中的二氧化碳在常压下挥发，待测物用溶剂溶解后可直接进行分析检测。超临界流体萃取(SFE) 的发展很快，特别对从复杂样品中的提取非常有效。但是，目前它只在固体类农作物的农药残留分析中有应用，由于蔬菜水果的含水量较高，在蔬菜水果的农药残留分析中应用有很大的限制。

超临界水萃取(SBWE) 已经用于土壤中有机污染物降解产物的提取和植物精油的萃取。至于农药残留的超临界水萃取，当水温每提高25℃三嗪类农药在热水中的溶解度将提高3 倍，若再添加一定量的尿素或甲醇溶解度会有更大的提高。

基质固相分散萃取技术(MSPD) 是当前应用最广的分析技术之一。其基本操作是将水果蔬菜样直接与适量的固体基质研磨，混匀制成半固态，装柱，选择合适的溶剂淋洗。MSPD 将样品的提取和净化一步完成，避免了样品均化、转溶、乳化、浓缩造成的待测农药组分的损失，其优点是不需要进行组织匀浆、沉淀、离心、pH 调节和样品转移等操作步骤。MSPD 适用于药物的多残留分析，特别适用于中低极性的农药残留检测，适合于进行一类化合物的分离或单个化合物的分离，内源物或外源物均可。除动物组织外，此法还适合于植物样品。

2 气相色谱质谱联用技术近年来的应用

由于气相色谱质谱联用技术具有对样品当中不同种类的上百种农药残留同时进行快速扫描、定性、定量的优势。因此使得它在农残检测中显的尤其重要，并已被很多国家研究者开发和应用。

近年来，气相色谱质谱联用方法由于其高效、准确、检测项目涉及面广，已在农药残留检测方面得到广泛应用。样品是用乙腈提取，然后盐析。乙腈提取物的一部分用C18 固相萃取净化柱除去共提取物，然后用另一个碳柱和一个氨基丙基柱串联进行第二次净化。样品的检测用气相色谱和质谱选择检测器的选择离子模式完成。氨基甲酸酯类农药用液相色谱柱后衍生化和荧光检测器进行检测。该方法已经用于各种水果和蔬菜样品的分析。气相检测方法对极性较强的水果和蔬菜样品会出现不出峰的现象，但气相色谱质谱联用方法对半极性和极性化合物的回收很好，但非极性农药的回收会随着脂肪含量的提高而降低。另外，通过方法改进，使用1% 的乙酸和乙酸钠盐的缓冲溶液来解决一些酸或碱敏感的农药回收率低的问题。通过优化后的方法对基底中的229 种农药进行GC/MS 分析，其中206 种回收率达到90%～110%，标准偏差小于10%。

3 气相色谱质谱联用技术实操应用

近年来随着我国对食品安全的重视，GC-MS 在农药残留检测的研究也得到了迅速发展。珠海市斗门区动物卫生监督所梁可昌、孟轩同志用GC-MS 以选择离子检测方式测定蔬菜和水果中23 种有机磷、有机氯农药残留，通过定性定量分析，结果表明方法回收率在85%～120%，运行时间每样减少13 分钟。

2006 年我国修订了《食品安全国家标准水果和蔬菜中500 种农药及相关化学品残留量的测定气相色谱- 质谱法》（GB23200.8—2016 代替GB/T19648-2006）。标准规定了水果和蔬菜中500 种农药残留量的气相色谱质谱的测定方法。标准适用于苹果、梨、西红柿、黄瓜等多种果蔬的测定。称样20g（±0.1g）于250ml 高脚烧杯， 加入40ml 乙腈，高速匀浆1min(15000r/min)。在250ml 具塞量筒中加入5g 氯化钠，用漏斗、滤纸、玻棒过滤到250ml 具塞量筒中，盖上塞子，剧烈震荡1min。在室温下静置30min，使乙腈和水相分层。用20ml 移液管取上清液20ml 至50ml 离心管（一）中，置于50-60℃水浴中氮吹至1-3ml。在石墨氨基柱（500mg ea，6ml，30/pk）中加入约2cm 高无水硫酸钠。加样前先用4ml 乙腈-甲苯溶液（3+1）预洗柱，弃去预洗液。将样品1-3ml 过柱，底部用离心管架固定新50ml 离心管（二）回收样本。

再每次用2ml乙腈-甲苯溶液（3+1）三次洗涤50ml离心管（一），并将洗涤液移入柱中，离心管（二）回收洗涤液。再次用25ml 乙腈-甲苯溶液（3+1）洗涤石墨氨基柱，离心管（二）回收洗涤液。离心管（二）置于50-60℃水浴中氮吹至1-3ml。分二次加入5ml 正己烷置于50-60℃水浴中氮吹至湿润状，进行溶剂交换二次，最后加入1ml 正己烷定容。用移液枪或注射器将样液移至2ml 样品瓶中，用于气相色谱- 质谱测定。

4 气相色谱质谱联用技术的新改进

GC-MS-MS 的出现：质谱检测器在使用全扫描时，对很低浓度的样品要求预富集，选择离子监测(SIM) 可以使灵敏度大幅度提高，但同时亦降低被测物的定性信息，串联质谱的出现在不降低定性信息的前提下使得选择性和灵敏度都有很大的提高。另外通过使用惰性离子源达到提高检测的准确性和灵敏度。利用保留时间锁定功能(RTL) 及保留时间锁定农药质谱库的应用也使得复杂样品中痕量农药残留的检测更加准确、可靠。

5 结语

随着人们对农药残留的认识的加深，仪器、软件和方法的不断发展，GC-MS 必将更大程度上发挥能同时准确快速测定食品中微量多种农药残留及代谢物的优点而被更加广泛地使用。