QuEChERS结合气相色谱-串联质谱法检测蔬菜中31种农药残留

曹盟盟 肖传勇 王红梅 张倩 梁晓明

摘要 [目的]建立QuEChERS结合气相色谱-串联质谱法（GC-MS）同时测定蔬菜中31种农药残留的分析方法。[方法]经过对比最终确定样品采用QuEChERS前处理方法，以乙腈提取，无水硫酸镁盐包盐析分离，离心之后净化处理，浓缩定容后，采用气相色谱-串联质谱法在多反应监测模式（MRM）下监测分析，基质配制标准溶液，外标法定量。[结果]31种农药在一定含量范围内（1～1 000 μg/L）线性关系良好（R2>0.99），3个添加水平的回收率为77.0%～118.0%，相对标准偏差（RSD）在1.02%～9.28%，方法的检出限为0.1～1.0 μg/kg，方法的定量限为0.5～5.0 μg/kg。[结论]该方法操作简单快速、灵敏度高、准确性好，适合于蔬菜中多种农药残留的检测。

关键词 QuEChERS;气相色谱-串联质谱法;蔬菜;农药残留

中图分类号 TS 207.5+3  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2022）01-0203-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.01.055

Determination of 31 Kinds of Pesticides Residues in Vegetables by QuEChERS Coupled with Gas Chromatography-Mass Spectrometry

CAO Meng-meng， XIAO Chuan-yong， WANG Hong-mei et al

（Dezhou Agricultural Products Quality Inspection Center， Dezhou， Shandong 253015）

Abstract [Objective] To establish an analytical method for the simultaneous determination of 31 pesticide residues in vegetables by QuEChERS combined with gas chromatography-tandem mass spectrometry （GC-MS）.[Method] After comparison，the samples were finally treated with QuEChERS，extracted with acetonitrile，separated by anhydrous magnesium sulfate salting out，purificated after centrifugation，after concentration and dissolution，the compounds were analyzed by GC-MS under multiple reaction monitoring （MRM） mode，matrix preparation standard solution，external standard method was used for quantitative analysis.[Result]The 31 pesticides had a good linear relationship within a certain content range （1-1 000 μg/L） （R2>0.99）.The recovery rate of the three addition levels was 77.0%-118.0%， the relative standard deviation （RSD） was 1.02%-9.28%， the detection limit of the method was 0.1-1.0 μg/kg， and the quantification limit of the method was 0.5-5.0 μg/kg.[Conclusion]The method is simple and fast to operate， has high sensitivity and good accuracy， and is suitable for the detection of multiple pesticide residues in vegetables.

Key words QuEChERS;Gas chromatography-tandem mass spectrometry（GC-MS）;Vegetables;Pesticide residues

作者簡介 曹盟盟（1989—），女，山东德州人，农艺师，硕士，从事农产品农药残留检测及方法研究。

收稿日期 2021-05-20

我国是农业大国，山东省是蔬菜生产大省，由于人口众多同时也是蔬菜消费大省，据统计，山东省近3年蔬菜总产量超8 000万t，约占全国的1/9[1]。由于蔬菜病虫害较多，几乎种植户都会使用杀虫剂、杀菌剂等进行病害防治，如此减少病虫害的同时还能提高产量，所以蔬菜农药残留其实较为普遍。随着国家对食品安全的重视程度越来越高，农产品安全也已经成为老百姓关注的热点，加强对蔬菜农药残留的检测工作显得尤为重要。

目前蔬菜中农药残留检测方法主要有气相色谱法、液相色谱法、气相色谱-串联质谱法和液相色谱-串联质谱法[2]。气相色谱-串联质谱法具有灵敏度高、高通量、定性定量准确等特点，所以该研究采用气相色谱-串联质谱法[3-4]。NY/T 761—2008和GB 23200.8—2016在前处理提取时样品和乙腈的提取比例为1∶2，样品需要量多且有机溶剂使用量大，NY/T 761—2008还存在前处理时间长、基质干扰大、容易出现假阳性等问题[5-6]。GB 23200.113—2018植物源性食品农药残留量的测定前处理方法主要有 QuEChERS前处理和固相萃取方法[7]，而QuEChERS前处理方法最早提出是在2003年，最先应用于蔬菜水果中[8]，因其速度快、安全性高、污染小、效果好等优势在国际上广泛传播，所以该研究基于气相色谱-串联质谱法采用QuEChERS前处理优化方法，旨在为蔬菜的多种农药残留检测提供依据。

1 材料与方法

1.1 主要仪器

TQ8040GC-MS/MS联用仪（日本Shimadzu公司）;万分之一天平（北京赛多利斯仪器系统公司）;氮吹仪（organomation N-EVAPTM112）;高速组织匀浆机（IKA T25 digital ULTRA TURRAX德国）;TGL-20B高速离心机（上海安亭科学仪器厂）;HY-4调速多用振荡器（江苏中大仪器科技有限公司）;KQ-500E型超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）。

1.2 试剂

乙腈、丙酮均为色谱纯（美国Fisher公司）;水（杭州娃哈哈纯净水）;无水硫酸镁（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）;固相萃取柱（弗罗里矽柱）;乙二胺-N-丙基硅烷（PSA）粉和石墨化碳黑（GCB）粉购自上海安谱科技股份有限公司。

农药标准溶液：甲胺磷、乙酰甲胺磷、氧乐果、α-666、乐果、β-666、γ-666、嘧霉胺、δ-666、氟甲腈、甲拌磷亚砜、甲拌磷砜、甲拌磷、毒死蜱、对硫磷、三唑酮、水胺硫磷、氟虫腈硫醚、二甲戊灵、氟虫腈、腐霉利、氟虫腈砜、溴虫腈、三唑磷、联苯菊酯、氯氟氰菊酯、哒螨灵、咪鲜胺、氯氰菊酯、氰戊菊酯、苯醚甲环唑，标准样品均购买于农业农村部环境质量监督检验测试中心（天津）。

1.3 溶液配制

1.3.1 标准储备溶液。分别吸取农药标准品 1 mL，用丙酮定容在 10 mL 容量瓶中，各农药标准贮备液的浓度为 100 mg/L，于-18 ℃储存。

1.3.2 混合标准溶液。将31种农药分为A、B、C组，按照组别各吸取同组别农药0.5 mL 标准储备液于10 mL 容量瓶中，用丙酮定容至刻度，混合标准中间液浓度为5 mg/L，于-18 ℃储存。

1.3.3

基质混合标准工作溶液。空白基质溶液氮吹加入2 mL丙酮，吸取混合标准溶液复溶，临用时再配制成0.01、0.02、0.05、0.15、0.20 mg/L的标准系列。基质混合标准工作溶液应现用现配。

1.3.4

丙酮+正己烷（1∶9，V∶V）。量取 10 mL丙酮，加至90 mL正己烷中，混合均匀。

1.4 样品前处理

1.4.1 QuEChERS前处理。

准确称取样品10.0 g（精确至0.1 g）于50 mL离心管中，加入10.0 mL乙腈、6 g无水硫酸镁、1.5 g醋酸钠手动快速摇匀，剧烈振荡1 min，然后10 000 r/min离心5 min。吸取6 mL上清液于事先填入900 mg无水硫酸镁、150 mg N-丙基乙二胺（PSA）、15 mg石墨化碳黑（GCB）的15 mL离心管中，涡旋混匀1 min，以10 000 r/min离心5 min，吸取2 mL上清液于50 mL小烧杯，氮吹至近干，丙酮定容至2 mL，倒入样品瓶中，待上机检测。

1.4.2 固相萃取弗罗里矽柱前处理。

准确称取样品25.0 g（精确至0.1 g）于 100 mL烧杯中，加入 50 mL乙腈，高速匀浆2 min，滤纸过滤到装有7 g氯化钠的100 mL具塞量筒中，收集滤液50 mL，剧烈振荡2 min，静置30 min。 用移液管从具塞量筒中吸取10 mL溶液于150 mL小烧杯中，将烧杯置于80 ℃水浴锅中，氮气吹至近干，加入2 mL丙酮，待净化。先将弗罗里矽柱依次用5 mL丙酮+正己烷（1∶9）、5 mL 正己烷预淋洗，当溶剂液面到达柱吸附层表面时，立即倒入2 mL上清液，用离心管收集洗脱液，用5 mL丙酮+正己烷（1∶9）淋洗弗罗里矽柱，于 80 ℃以下氮吹近干，用丙酮準确定容至2 mL并涡旋混匀倒入样品瓶，待测。

1.5 色谱、质谱条件

色谱柱为SH-RXI-5 sil/MS，膜厚 0.25 μm，内径 0.25 mm，长度30 m;进样方式为不分流进样，进样口温度为250 ℃;柱温箱升温程序为50 ℃保持 1 min，以 25 ℃/min升至125 ℃，再以 10 ℃/min 升至 300 ℃保持5 min;载气为He，总流量30.0 mL/min，柱流量为 1.69 mL/min;吹扫流量为5.0 mL/min。离子源温度200 ℃，溶剂延迟时间1.5 min，检测器电压0.6 kV。

2 结果与分析

2.1 仪器条件优化

通过SCAN模式对m/z 50 ～ 600的离子碎片进行扫描，确定各组分的前体离子和农药的保留时间，对未知样品进行定性。通过SIM和MRM 2种模式对31种农药进行检测分析，结果表明MRM模式信噪比和灵敏度更高，抗干扰能力强，所以采用多反应监测（MRM）模式。选择质荷比（m/z）大及丰度高的离子作为母离子，通过不同的碰撞电压对母离子进行轰击得到子离子扫描图，改变碰撞电压优化各组母离子和子离子，选择响应最好的组合，确定1对定量离子、2对定性离子，按照保留时间顺序分段检测，根据保留时间和离子丰度比定性，根据定量离子的峰面积定量，优化后的质谱参数见表1。

2.2 样品前处理方法的选择和优化

样品前处理分别采用QuEChERS和弗罗里矽柱固相萃取小柱2种方法进行比较[9]：①提取过程，固相萃取的提取所需样品量多且有机溶剂使用量大，有毒溶剂的使用对试验人员有一定的伤害[10-11];QuEChERS操作较为简单，减少了样品取样量和提取溶剂的使用量，相对更安全[12-15]。②净化过程，固相萃取净化所需时间长、步骤烦琐、使用溶剂多，尤其是回收率偏低，固相萃取回收率在48.0%～80.0%;QuEChERS净化填料含有PSA、GCB，对杂质的净化优于单一净化填料，结果更稳定，回收率较好[16]，在82.5%～104.0%。从2种前处理方法的回收率（表2）来看，QuEChERS法的回收率更好，而且提取过程和净化过程更为简单快速，所以采用QuEChERS前处理操作。

2.3 减小基质干扰

基质效应是样品中其他未知成分对样品中待测化合物产生的干扰，从而影响分析结果的准确性[17]。基质效应有基质增强效应和基质抑制效应2种[18]。农药不同、基质不同导致的基质效应也不同，而同一种基质不同的农药、同一种农药不同的基质导致的基质效应也不同，所以为了减少基质效应对结果的影响，采用空白基质配制标准溶液，来补偿基质效应[19-21]。

该研究采用大白菜的空白样作为基质，将31种农药配制成浓度分别为0.005、0.010、0.020、0.050、0.150、0.200 mg/L的标准溶液，绘制标准曲线，减小基质效应。 如图1为大白菜基质配制标准溶液的总离子流色谱图。

2.4 方法验证

2.4.1 方法的线性范围、检出限。

用大白菜、茄子的空白基质将31种农药配制成浓度为0.005、0.010、0.020、0.050、0.150、0.200 mg/L的系列标准溶液。上机测定，以峰面积为纵坐标、标准品浓度为横坐标绘制标准曲线。以3倍信噪比（S/N=3）计算方法检出限，10倍信噪比（S/N=10）计算定量限。31种农药的线性方程、线性范围、检出限和定量限见表3。由表3可见，31种农药在一定含量范围内（1～1 000 μg/L）线性关系良好（R2>0.99），方法的检出限为0.1～1.0 μg/kg，方法的定量限为0.5～5.0 μg/kg，灵敏度比较高，适合该试验的研究方法。

2.4.2 方法的回收率和精密度。

分别在大白菜和茄子空白样品中加入31种农药混合标准工作液，3个添加水平分别是50、100、150 μg/kg，每个添加水平做6次平行，为减少基质效应的影响，回收率试验时，采用相应的空白基质配制标准溶液来进行计算，大白菜和茄子基质的回收率和精密度结果见表4。由表4可见，3个添加水平的回收率为77.0%～118.0%，相对标准偏差（RSD）在1.02%～9.28%，準确性好，适合于蔬菜中多种农药残留的检测。

3 结论

该研究经过与固相萃取对比试验，发现QuEChERS前处理方法在提取过程使用有机溶剂少、毒性小、节省时间，检测蔬菜农药残留回收率更好，结果更稳定，所以采用QuEChERS法，结合气相色谱-质谱联用仪，优化了31种农药的质谱参数，通过基质配标准溶液减少基质效应，建立了蔬菜中31种常见农药的检测方法。此方法可以快速高效地完成蔬菜农药残留检测，更好地服务市场监管工作。

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