气相色谱-串联质谱测定花生油中农药残留前处理方法评估

周玮婧，侯 靖，徐 玮，王 澍

（武汉食品化妆品检验所，武汉 430014）

农药因具有防治病虫害的功效，在现代农业中发挥着重要作用。然而，因为不合理的使用，农药残留问题严重威胁着消费者的健康。植物油的精炼过程可以有效地去除包括农药残留在内的多种有害物质，但花生油多采用冷榨工艺，且不经过精炼，因此对花生油中农药残留的检测显得尤为重要。

油脂的存在对农药残留的分析产生基质干扰［1］，同时会对仪器造成污染；部分有机氯和菊酯类农药具有较强的亲脂性，难以与油脂分离。如何有效地去除油脂，并最大程度上保证亲脂性农药的回收，成为植物油中农药残留检测的难点。传统去除油脂的方法有浓硫酸磺化法［2］和凝胶柱色谱净化法［3］，浓硫酸磺化法需要使用强酸，不适用于对酸不稳定农药的检测，操作相对复杂，产生的废弃物需要经过处理才能丢弃。凝胶柱色谱净化法虽然可以实现自动化，但是净化时间较长，且需要消耗大量有机溶液，不符合环保的需求。基质固相分散（MSPD）技术［4］与固相萃取（SPE）技术［5］也被用于植物油中农药残留的前处理。QuEChERS（Quick、Easy、Cheap、Effective、Rugged、Safe），是近年来国际上新发展起来的一种用于农产品检测的快速样品前处理技术，与上述方法相比，QuEChERS 方法因为简单快速、重复性好等优点［6］，越来越受到人们的重视。

QuEChERS 方法需要根据基质的不同选择去除干扰物质的吸附剂，常见可以去除脂肪类物质的吸附剂有C18、乙二胺-N-丙基硅烷（PSA）、C18与氧化锆共同键合物（Z-Sep+）以及增强型脂质去除产品（EMR-Lipid）。其中，C18对非极性组分有较好的吸附作用，可以去除油脂；PSA 具有弱的阴离子交换能力，可以去除脂肪酸和有机酸等干扰物［7］。Z-Sep+是将C18与氧化锆共同键合到二氧化硅上，C18与脂肪结合，氧化锆作为路易斯酸，可以吸引给电子基团的化合物［8］。EMR-Lipid 结构为商业秘密，有人认为其机制涉及尺寸排斥和疏水相互作用：与脂质相关的长链烃类结构被EMR-Lipid 捕获，形成的复合物沉淀出溶液或在最终盐析步骤中留在水相中［9］。Rafael 等［10］发现在液相色谱-串联质谱法分析橄榄油中农药残留时，使用EMR 净化在提取效率和基质效应方面较Z-Sep+和PSA+C18有优势，Z-Sep+比PSA+C18回收率更高。

本研究采用气相色谱-串联质谱法作为检测方法，通过选择出适合花生油中农药残留检测的提取方法，并以回收率和干扰基质去除情况为依据，比较不同除脂吸附剂的净化效果，为花生油中农药残留检测前处理方法的选择提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 原料 高油酸花生油为武汉市市售。

1.1.2 试剂与耗材 正己烷、乙腈均为色谱纯（德国Merck 公司）；氯化钠，分析纯（国药试剂）；C18粉末、PSA 粉末（中国CNW 公司）；Z-Sep+净化管（美国Supelco 公司）；EMR-Lipid 净化管（美国Agilent 科技公司）。

1.1.3 主要仪器 GC7890B 型气相色谱仪、MS7010型质谱仪（美国Agilent 科技公司），Vortex-GenieⅡ型涡旋混匀器（美国Scientific Industries 公司），Allegra X-15R型台式冷冻离心机（美国Beckman公司）。

1.1.4 标准物质 甲拌磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷、马拉硫磷、毒死蜱、伏杀硫磷、杀扑磷、丙溴磷、三氯杀螨醇、联苯菊酯、甲氰菊酯、氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯均为100 μg/mL，美国O2Si 公司；氟乐灵、乙草胺、七氯、倍硫磷、对硫磷、氯丹、苯线磷、氟胺氰菊酯均为100 μg/mL，农业农村部环境保护科研监测所；噻节因（98.5%）、毒死蜱（99.8%）、腐霉利（99.6%）、醚菌酯（97.3%）、氯菊酯（97.8%）、氟氰戊菊酯（99.0%），德国Dr.Ehrenstorfer 公司；增效醚（99.0%），天津First Standard 公司。

1.1.5 标准储备溶液的配制 准确称取噻节因、毒死蜱、腐霉利、醚菌酯、氯菊酯、氟氰戊菊酯和增效醚各10 mg 于7 个小烧杯中，加入乙腈溶剂并完全转移至7 个100 mL 容量瓶中，用乙腈定容至刻度，充分混匀，得到浓度为100 μg/mL 的标准储备溶液。

1.1.6 标准中间溶液的配制 分别准确移取1 mL

商品化标准溶液（标准物质）和“1.1.5”配制的标准储备溶液于1 个25 mL 容量瓶中，用乙腈定容至刻度，充分混匀，得到浓度为4 μg/mL 的标准中间溶液。

1.2 试验方法

1.2.1 样品前处理

1）提取。准确称取5 g植物油样品，加入10.0 mL乙腈（提取方法1）；准确称取5 g 植物油样品，加入5.0 mL 正己烷和10.0 mL 乙腈（提取方法2）；准确称取5 g 植物油样品，加入5.0 mL 去离子水和10.0 mL乙腈，并加入2.0 g氯化钠（提取方法3）；准确称取5 g植物油样品，加入5.0 mL 正己烷、5.0 mL 去离子水和10.0 mL 乙腈，并加入2.0 g 氯化钠（提取方法4）；准确称取2 g 植物油样品，加入10.0 mL 乙腈（提取方法5）。将样品涡旋混合1 min，超声提取30 min，提取液于-20 ℃放置2 h，4 000 r/min 离心10 min，取乙腈层，待净化。

2）净化。将1.0 mL 上述提取液加入含50 mg C18粉末的离心管中（净化方法1）；将1.0 mL 上述提取液加入含50 mg PSA 粉末的离心管中（净化方法2）；将1.0 mL 上述提取液加入含50 mg C18和50 mg PSA粉末的离心管中（净化方法3）；将1.0 mL 上述提取液加入含50 mg Z-Sep+粉末的离心管中（净化方法4），离心管涡旋1 min，4 000 r/min 离心5 min，取上层清液过0.22 μm 有机滤膜，待上机。将5.0 mL 上述提取液加入预先用5.0 mL 去离子水活化的EMRLipid 净化管中，涡旋1 min，4 000 r/min 离心5 min，将上层清液移至50 mL 离心管中，-20 ℃下放置0.5 h 后，加入与EMR-Lipid 净化管配合使用的无水硫酸镁，充分振摇摇匀，4 000 r/min 离心5 min，取上层清液过0.22 μm 有机滤膜，待上机（净化方法5）。

1.2.2 气相色谱条件 色谱柱：HP-5MS UI 色谱柱（30.00 m×0.25 mm×0.25 μm）；进样口温度：310 ℃；进样模式：不分流进样；进样量：1 μL；载气：氦气（纯度大于99.999%）；载气流速：1.2 mL/min；升温程序：60 ℃保持1 min，以30 ℃/min升至170 ℃，再以8 ℃/min升至310 ℃，保持3 min；传输线温度：310 ℃。

1.2.3 质谱条件 电子轰击源（EI）；电离能量为70 eV；离子源温度为60 ℃；溶剂延迟时间为8 min；监测方式为多反应监测（MRM），离子对及碰撞能见表1。

表1 各化合物的质谱参数

2 结果与分析

2.1 提取方法的选择

在空白样品中加入一定量的标准中间溶液，制成0.1 μg/g 的加标样品，按照“1.2.1”样品提取方法进行前处理。为抵消基质效应带来的影响，采用相同提取方法得到空白基质溶液，配制相近质量浓度的标准溶液，峰面积外标单点法对相应提取方法获得的样品进行定量分析，平行测定3 次，计算回收率，统计每种方法化合物的回收情况（图1）。

由图1 可见，提取方法1 对大多数化合物可以获得理想的回收率，但是对于脂溶性较好的低极性化合物，如七氯、三氯杀螨醇、氯丹和氯菊酯，提取方法1 仍无法获得60%以上的回收率。减少取样量，即采用提取方法5，可以提高低极性化合物的回收率，如图2 所示。

图1 4 种提取方法回收率比较

图2 不同样品量对提取回收率的影响（n=3）

2.2 净化方法的选择

在空白样品中加入一定量的混合标准溶液，制备0.1 μg/g 的加标样品，按“1.2.1”提取方法5 进行提取，按不同净化方法进行净化。用相同净化方法得到的空白基质溶液配制标准溶液，采用相近质量浓度标准溶液，峰面积外标单点法对相应的净化方法获得的样品进行定量，计算每种方法样品的回收率，平行测定3 次，结果见表2。

由表2 可知，5 种净化方法对大部分化合物的回收率为70%～120%，但是使用Z-Sep+净化时，苯线磷与丙溴磷的回收率很低。ChemSpider 上获得的化合物LogP与不同净化方法各化合物回收率见图3。对于亲水化合物，即LogP较小的化合物，Z-Sep+净化有较高的回收率；对于亲脂性化合物，即LogP较大的化合物，C18+PSA 净化回收率相对较高。

图3 化合物LogP 与采用不同分散吸附剂净化时的回收率情况

表2 采用不同分散吸附剂净化时的回收率（Rec.）和相对标准偏差（RSD）（n=3） （单位：%）

考察不同净化方法氟胺氰菊酯定量离子对（250.0/55.0）共流出化合物干扰情况（图4），可以看到未净化情况下，氟胺氰菊酯双峰左边有共流出化合物干扰，导致无法准确定量。单独使用PSA 净化无法消除共流出化合物的干扰，使用含C18的材料净化，可以一定程度减小干扰。而使用EMR-Lipid 进行净化，对共流出化合物干扰有最好的去除效果，提高了定量的准确性。

图4 采用不同分散吸附剂净化时氟胺氰菊酯定量离子对共流出物干扰情况

通过比较化合物在纯溶剂中的响应与在净化后的空白基质中的响应，计算不同净化方法处理后样品的基质效应，计算公式：ME=化合物在净化后的空白基质中的响应/化合物在纯溶剂中的响应×100%，结果见图5。由图5 可知，所有化合物的基质效应均大于100%，即表现出基质增强，对于部分有机磷和拟除虫菊酯农药，单独使用C18净化，基质效应明显强于其他净化方法，说明C18对可引起基质增强的样品基质无法较好地去除，即净化效果不理想。使用EMR-Lipid净化，基质效应相对最小，净化效果最佳。

图5 采用不同分散吸附剂净化后基质效应

3 小结

通过对多种提取和净化方法的研究，发现样品直接使用乙腈提取时，回收率最高，加入正己烷和水，均会导致回收率降低。减少样品量，即增加提取溶剂与样品的比例时，提取回收率提高。在净化方法的选择上，PSA、Z-Sep+与EMR-Lipid 均能一定程度上降低基质对检测的干扰，但每种吸附剂都有其特点，需根据被检测化合物的实际情况进行选择：C18+PSA 对亲脂性农药回收较好，但是净化效果不如Z-Sep+和EMR-Lipid。Z-Sep+对亲水性较强化合物可以获得较高的回收率，但是会导致苯线磷与丙溴磷回收率过低，可能是因为氧化锆与这2 种化合物发生不可逆吸附作用，故在检测这2 种化合物时不宜采用Z-Sep+净化。EMR-Lipid 净化效果最佳，可以最大程度地消除共流出化合物对定量的干扰并降低基质效应的影响，但是其操作过程比较复杂，且加入无水硫酸镁盐析时会大量放热，使用时需要注意，可以在盐析前将样品充分冷冻，以获得较高的回收率和重复性。