QuEChERS结合GC-MS/MS法测定果蔬汁中21种农药残留

董榕贵，周 红，陈朝欢，于以竹，罗廷武，杨昌彪，李占彬

（贵州省分析测试研究院，贵州 贵阳 550000）

果蔬汁营养丰富，口感好，深受广大消费者喜爱，市场需求量日渐增加。自2002年以来，我国水果播种面积及产量逐年递增[1]，为保证水果和蔬菜的产量和外观品质，难免使用农药。随着人们生活水平的提高，消费者对食品安全日渐重视，尤其是果蔬汁中农药残留、重金属残留等质量安全问题。

研究表明有机氯农药挥发性不高，脂溶性强，容易在动植物脂肪组织中残留，人体一旦长期摄入含有有机氯农药残留的食品，则会造成急性或者慢性中毒，侵害人体的肾脏和神经系统，对人体分泌系统、生殖系统也会造成损害[2]。有机磷农药主要是抑制血液和组织中乙酰胆碱酯酶活性，长期摄入含有有机磷农药的食品，可能会引起精神异常和慢性神经炎，同时对视觉、生殖、免疫功能有较大的影响，还包括有致癌致畸致突变的危害[3]。因此，为保障食品安全，建立一种快速、准确地检测农药多残留的方法十分必要。

目前，果蔬汁中农药残留的测定方法有表面增强拉曼光谱法[4]、气相色谱法[5-8]、高效液相色谱法[9-11]、气相色谱-质谱联用法[12-17]、液相色谱-质谱联用法[18-20]，然而，气相色谱和液相色谱在灵敏度和定性确证上远不如色谱-串联质谱联用仪。本研究对果蔬汁中常见的21种农药的前处理方法进行优化，通过QuEChERS前处理，经Quick Pro净化柱净化，结合气相色谱-串联质谱（gas chromatography-tandem mass spectrometry，GC-MS/MS）法，建立起一种果蔬汁中多种农药残留的快速测定方法。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

果蔬汁：市售；乙酸乙酯、乙腈、丙酮（均为色谱纯）：天津科密欧化学试剂有限公司；无水硫酸镁（分析纯）：天津永大化学试剂有限公司；萃取盐包：上海月旭科技股份有限公司；Quick Pro净化柱（QuEChERS-PP、QuEChERS-CP、QuEChERS-HF）：河南华仁健康科技有限公司；陶瓷均质子：美国安捷伦科技有限公司；0.22 μm微孔滤膜：上海安谱实验科技股份有限公司。

敌敌畏、甲胺磷、甲拌磷、氟甲腈、甲基毒死蜱、甲基对硫磷、毒死蜱、三唑酮、氟虫腈硫醚、对硫磷、氟虫腈、甲拌磷砜、腐霉利、氟虫腈砜、联苯菊酯、三唑磷、甲氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、哒螨灵、氯氰菊酯、苯醚甲环唑标准品（纯度均1 000 mg/L）：天津农业部环境质量监督检验测试中心。

1.2 仪器与设备

Thermo 1300-ISQ7000气相色谱串联质谱仪：美国赛默飞世尔科技有限公司；XH-C型多管漩涡混匀器：山东青云实验耗材有限公司；MH503电子天平：上海卓精电子科技有限公司；CL8R离心机：湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；FJ-200均质仪：德国IKA公司。

1.3 方法

1.3.1 标准溶液配制

准确量取21种标准品各0.10 mL至10 mL容量瓶中，用丙酮定容，得到质量浓度为10 μg/mL的标准储备液，于4 ℃冰箱避光保存；后续用基质稀释成0.01 μg/mL、0.05 μg/mL、0.10 μg/mL、0.20 μg/mL、0.50 μg/mL的标准工作液。

1.3.2 样品前处理

准确称取10 g（精确到0.01）果蔬汁试样于50 mL离心管中，加入10 mL乙腈，均质2 min，加入两颗陶瓷均质子，加入萃取盐包，涡旋1 min，于冰水浴冷却，4 000 r/min条件下离心5 min，取1.0 mL上清液到套有0.22 μm微孔滤膜的QuEChERS-PP净化柱中，用推杆将提取液过滤到样品瓶中，待测定。

1.3.3 分析条件

色谱条件：色谱柱：DB-35MSUI（30m×250μm×0.25μm）；载气：高纯氦气（He）；进样口温度：250 ℃；柱箱升温程序：初始温度50 ℃，保持1.8 min，以速率20 ℃/min升到180 ℃，保持1 min，以8 ℃/min升到280 ℃，保持15 min；色谱柱流量：1.2 mL/min；进样量：1.0 μL；进样模式：不分流。

质谱条件：电子电离（electronic ionization，EI）源；电子能量70 eV；离子源温度：300 ℃；传输线温度：280 ℃；溶剂延迟时间：8 min；扫描方式：选择离子监控模式（selective ion monitoring，SIM）。21种农药的定量离子和定性离子质谱参数及保留时间见表1。

表1 目标农药质谱参数Table 1 Mass spectrometry parameters of target pesticides

2 结果与分析

2.1 仪器条件优化

甲胺磷热稳定性差，而其他农药的沸点较高，综合考虑，进样口温度从230～280 ℃进行考察，250 ℃时各组分响应较好，甲胺磷也有较好的线性。所以进样口温度设置为250 ℃。总离子流色谱图结果见图1。结果表明，在本次实验的仪器条件下，各组分能够分离，峰宽窄，无拖尾现象。

图1 21种农药混标的总离子流色谱图Fig.1 Total ion chromatography of 21 pesticides standards mixture

2.2 方法优化

2.2.1 缓冲体系的选择

目前QuEChERS方法常用的缓冲体系有乙酸-乙酸钠、柠檬酸钠-柠檬酸氢二钠体系，即美国农药国际标准分析方法和欧洲法定标准分析方法，本实验选用EN方法萃取盐析包，避免乙酸进入气相系统，延长色谱柱寿命，降低仪器维护成本。

2.2.2 提取溶剂的选择

农药残留检测常用的提取溶剂有丙酮、乙腈、乙酸乙酯。不同提取溶剂的总离子流色谱图见图2。丙酮极性较乙腈弱，能够溶解部分脂溶性和水溶性的色素并且与水很难分离，净化较为困难，回收率不稳定；乙酸乙酯极性较弱，对于较强极性的农药提取不完全，回收率偏低。乙腈对大部分农药有较大的溶解度，对脂溶性色素、蛋白质，盐溶解度小，且与水易分离，提取效果好，回收率稳定，故本实验选用乙腈作为提取溶剂。

当加标量为0.01 mg/kg时，分别考察了用乙腈、丙酮、乙酸乙酯作为提取试剂对目标农药回收率的影响，结果见图3。由图3可以看出，用乙腈作为提取溶剂时，目标农药的回收率在80%～120%之间，而用丙酮和乙酸乙酯作为提取溶剂时，目标农药的回收率偏低，故此次试验选用乙腈作为提溶剂。

图2 丙酮（A）、乙酸乙酯（B）乙腈（C）做提取溶剂的溶液的总离子流色谱图Fig.2 Total ion chromatography of solution using acetone (A) and ethyl acetate (B) acetonitrile (C) as extraction solvent

图3 不同提取溶剂对21种农药回收率的影响Fig.3 Effect of different extraction solvent on the recovery rates of 21 pesticides

2.2.3 净化条件优化

Quik Pro净化柱有三种规格，分别是QuEChERS-PP、QuEChERS-CP、QuEChERS-HF，QuEChERS-PP用于简单基质样品，QuEChERS-CP用于高色素含量的样品，QuEChERSHF用于高脂含量的样品，由于果蔬汁基质色素及脂肪含量少，所以选用QuEChERS-PP净化柱净化样品。QuEChERS-PP净化柱原理为：将样品提取液加入净化柱中，通过柱塞推动样品经过填料时，杂质被吸附，从而达到净化的目的，理论上过滤的次数越多，净化越完全，通过实验，发现过滤1次、过滤2次和过滤3次，滤液的颜色变化不明显，回收率无明显差别。反复过滤所需时间长，工序繁琐，综合考虑，选用一次过滤来净化样品。样品在提取、盐析后，有少量水分残留在有机溶剂层，若在净化柱上层添加1 cm左右厚度的无水硫酸镁去除水分，净化效果更好。在添加水平0.10 mg/kg下样品过滤1次、过滤2次和过滤3次对回收率的影响如图4。

图4 不同过滤次数对21种农药回收率的影响Fig.4 Effect of different filtration times on the recovery rates of 21 pesticides

由图4可知，过滤1次，过滤2次，过滤3次，对大部分目标农药的回收率影响不是很大，有的农药的回收率甚至随着过滤次数的增加而降低，故选用过滤1次来净化样品。

2.2.4 基质效应

基质效应是指样品中被分析物外的组分对分析过程及结果准确性的影响和干扰[21]，为消除基质效应，本实验使用空白样品基质配制标准曲线。

2.2.5 方法的回收率及精密度

称取18份空白果蔬汁样品进行3水平加标回收率实验，21种农药的线性方程、相关系数R、检出限、定量限、回收率以及相对标准偏差（relative standard deviation，RSD）结果见表2。由表2可知，样品在0.01 mg/kg、0.02 mg/kg、0.10 mg/kg的添加水平下，回收率在75.2%～117.8%之间，检出限（信噪比S/N=3）在0.2～7.3 μg/kg之间，定量限（S/N=10）在0.6～24.4 μg/kg之间，回收率实验结果相对标准偏差（RSD）在1.9%～11.5%之间，能够满足分析要求。

表2 21种农药的线性方程、相关系数（R）、加标回收率、相对标准偏差、检出限（S/N=3）和定量限（S/N=10）Table 2 Linear equations,correlation coefficients (R),adding standard recoveries,relative standard deviations,limits of detection (S/N=3) and limits of quantification (S/N=10) for 21 pesticides

续表

2.2.6 市售果蔬汁农药残留检测

通过对市售的12种果蔬汁进行检测，12种果蔬汁中的农药残留检出情况如表3。由表3可知，有一种果蔬汁中检出联苯菊酯，其他样品均未发现目标农药残留物。

表3 果蔬汁样品中农药残留检出情况Table 3 Detection results of pesticide residues in fruit and vegetable juices

续表

3 结论

本研究建立了一种QuEChERS结合Quick Pro净化柱-气相色谱串联质谱法同时检测果蔬汁中21种农药残留量的方法。本实验重点对前处理过程进行了优化，缩短了样品前处理时间，提高了效率，该方法操作简便、快捷、可靠，准确度及精密度好，适用于果蔬汁中多种农药残留的高通量、快速检测。