QuEChERS-气相色谱-三重四极杆质谱法测定白花蛇舌草中18种有机磷农药

(徐州工业职业技术学院,徐州 221140)

白花蛇舌草又名蛇舌癀、蛇针草、白花十字草、龙舌草,是茜草科耳草属植物,全草皆可入药,其成药味苦、淡,性寒,主要功效是清热解毒、消痛散结、利尿除湿[1-3]。在白花蛇舌草种植过程中,会使用农药[如有机磷农药(OPPs)]防治其病虫害,而大部分OPPs属于高毒性农药,过量使用会造成环境污染、人畜中毒等[4-6],因此有必要加强对白花蛇舌草中OPPs残留水平的监控。白花蛇舌草的基体成分比较复杂,内含有多糖、黄酮、萜类、有机酸、甾体类等成分[7],而OPPs残留量较低,这使得对白花蛇舌草中OPPs的提取、分离、测定的难度加大。

目前测定OPPs残留的方法主要有气相色谱法(GC)[8-10]、液相色谱法(LC)[11-12]、气相色谱-质谱法(GC-MS)[13]、液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)[14-15]等、气相色谱-三重四极杆质谱法(GC-MS/MS)[16-17]等。GC-MS/MS 具有灵敏度高、分析快速、选择性好、通量高、抗基质干扰强等优点,且该仪器价格低于LC-MS/MS;在MS/MS 分析中,多反应监测(MRM)模式不仅可解决GC 和LC 易受杂质干扰和灵敏度低等问题,还可消除GC-MS 选择离子监测(SIM)扫描中存在的碎片离子信息少、定性不准确等问题。因此,GC-MS/MS已成为测定复杂基质样品中多组分OPPs残留的理想技术。关于OPPs残留的前处理方法也较多,其中Qu ECh ERS是利用吸附剂填料与杂质的相互吸附作用来达到除杂净化目的的,具有回收率高、准确度高、操作简便、溶剂消耗量少、分析快速、安全可靠等优点[17-18]。因此,本工作基于QuEChERS-GC-MS/MS,建立了白花蛇舌草中18种OPPs残留的测定方法,以期为白花蛇舌草的质量监督及其农药残留风险评估提供科学依据。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

GCMS-TQ8040三重四极杆型气相色谱-质谱联用仪;BUCHI R-200型旋转蒸发仪;MTV-100型多管漩涡混合仪;QL-901型涡旋混合器;TGL-20B型台式高速离心机;HY-4型超声仪;ALC-200.4型电子天平。

18种OPPs(丙溴磷、虫螨腈、特丁硫磷、地虫硫磷、二嗪农、乙拌磷、除线磷、哒螨灵、甲基嘧啶磷、马拉硫磷、水胺硫磷、地毒磷、溴硫磷、喹硫磷、杀扑磷、灭菌磷、苯醚甲环唑、三唑磷)标准品的纯度大于99.5%。

单标准储备溶液:分别称取18种OPPs标准品各0.2 g(精确至0.1 mg),用乙酸乙酯溶解并定容至100.0 mL,配制成2 000 mg·L－1标准储备溶液。

混合标准溶液:分别取适量18种OPPs单标准储备溶液,用乙酸乙酯稀释,配制成100 mg·L－1混合标准溶液。

混合标准溶液系列:分别取适量18种OPPs单标准储备溶液,用空白样品溶液逐级稀释,配制成10.0,50.0,100.0,500.0,1 000.0μg·kg－1的混合标准溶液系列。

乙腈、乙酸乙酯、正己烷、丙酮均为色谱纯;吸附剂乙二胺-N-丙基硅烷(PSA);C18吸附剂;石墨化炭黑(GCB);氯化钠、无水硫酸镁、甲苯均为分析纯。

白花蛇舌草由无锡山禾集团健康参药连锁有限公司提供。

1.2 仪器工作条件

1)色谱条件 Rxi-5 Sil MS 毛细管气相色谱柱(30 m×0.25 mm,0.25μm);进样口温度260℃;不分流进样;载气为氦气,载气流量为1.0 mL·min－1;进样量1μL;溶剂延迟时间5 min。柱升温程序:初始温度40 ℃,保持4 min;以25 ℃·min－1速率升温至125 ℃;再以10 ℃·min－1速率升温至300 ℃,保持5 min。

2)质谱条件 电子轰击离子(EI)源;接口温度280 ℃;离子源温度200 ℃;多反应监测(MRM)模式;其他质谱参数见表1。

表1 质谱参数Tab.1 MS parameters

1.3 试验方法

将样品粉碎后过孔径为0.150 mm 的筛网,分取2.0 g(精度至0.1 mg)于100 mL 烧杯中,加入20 mL乙腈,以15 000 r·min－1转速均质1 min,转移至100 mL离心管中,加入4.0 g氯化钠、4.0 g无水硫酸镁后剧烈振荡1 min,以8 000 r·min－1转速离心5 min。取上清液2 mL 于装有40 mg PSA、40 mg C18吸附剂、20 mg GCB 和1.0 mL 甲苯的10 mL聚苯乙烯具塞离心管中,剧烈振荡1 min,静置5 min,过0.22μm 有机系针式过滤器,滤液供GC-MS/MS分析。

2 结果与讨论

2.1 提取溶剂的选择

试验比较了正己烷、丙酮、乙酸乙酯、乙腈、含1%(体积分数,下同)乙酸的乙腈溶液等作提取溶剂对白花蛇舌草中18种OPPs的提取回收率的影响。结果显示:上述溶剂对白花蛇舌草中OPPs的提取回收率依次为87.3%,81.2%,90.7%,97.6%,96.2%。其中丙酮易带入水分,损坏毛细管色谱柱;正己烷和乙酸乙酯易将白花蛇舌草中的色素也提取出来;含1%乙酸的乙腈溶液会导致部分碱性OPPs分解。综合考虑,试验选择乙腈作为提取溶剂。

2.2 净化体系的选择

PSA 可有效吸附白花蛇舌草中有机酸和色素;C18吸附剂可有效吸附脂肪酸和油脂;GCB 具有片层结构,可有效吸附色素、维生素、甾醇等组分。因此,试验选择40 mg PSA、40 mg C18吸附剂和20 mg GCB作为净化体系,所得18 种OPPs的回收率为90.0%～110%。

2.3 色谱柱的选择

试验比较了Rxi-5 Sil MS、HP-5MS 和VFWAXms等3种规格相同的毛细管气相色谱柱对18种OPPs的分离效果,结果见图1。

图1 使用不同色谱柱时18种OPPs的总离子流色谱图Fig.1 Total ion chromatograms of 18 OPPs using different chromatographic columns

由图1可知:和其他2种色谱柱相比,Rxi-5 Sil MS毛细管气相色谱柱不仅能分离出18种OPPs,且分离效果较好。因此,试验选择Rxi-5 Sil MS毛细管气相色谱柱进行色谱分离。

2.4 基质效应

分别在样品溶液和乙酸乙酯中加入10.0,20.0,1 000.0μg·kg－1的18种OPPs混合标准溶液,以两者的质谱响应值的比值作为基质效应值,所得结果见表2。如果某种农药基质效应值为0.90～1.10时,说明基质效应不显著;基质效应值大于1.10或小于0.90时,说明存在基质增强效应或基质减弱效应。

由表2 可知:18 种OPPs 的基质效应值为0.92～1.43,其中除线磷和哒螨灵表现为基质增强效应。为减弱基质效应带来的干扰,试验采用空白样品溶液配制的混合标准溶液系列制作工作曲线。

表2 基质效应Tab.2 Matrix effect

2.5 工作曲线、检出限和测定下限

按照仪器工作条件测定混合标准溶液系列,以18种OPPs的质量分数为横坐标,其对应的峰面积为纵坐标绘制工作曲线。结果显示,18种OPPs工作曲线的线性范围均为10.0～1 000.0μg·kg－1,线性参数见表3。

以3倍、10倍信噪比(S/N)计算检出限(3S/N)和测定下限(10S/N),结果见表3。

由表3 可知:18 种OPPs的检出限为0.6～3.0μg·kg－1,测定下限为2.0～10.0μg·kg－1。

表3 线性参数、检出限和测定下限Tab.3 Linearity parameters,detection limits and lower limits of determination

2.6 精密度和回收试验

对3 个阴性白花蛇舌草样品进行低、中、高等3个浓度水平的加标回收试验,按照试验方法进行测定,每个浓度水平平行测定6次,计算回收率和测定值的相对标准偏差(RSD),精密度和回收试验结果见表4。

表4 精密度和回收试验结果(n＝6)Tab.4 Results of tests for precision and recovery(n＝6)

表4(续)

由表4 可知:3 个样品中OPPs 的回收率为90.3%～99.9%,测定值的RSD 为1.0%～3.6%,说明该方法的准确度和精密度均较好。

2.7 样品分析

按照试验方法分析10个白花蛇舌草样品。结果显示:在10个白花蛇舌草样品中检出了乙拌磷、马拉硫磷、三唑磷和哒螨灵,检出量为0.2～19.4μg·kg－1,其中乙拌磷残留量高达19.4μg·kg－1。

本工作建立了QuEChERS-GC-MS/MS 测定白花蛇舌草中18 种OPPs的方法,该方法回收率高、精密度好、检出限低,可用于白花蛇舌草中多组分农药残留的定量检测与定性确证,为保障中草药质量安全提供检测技术支持。