5种农药残留检测方法比较

滕玉娇，周玉春，王少龙，赵婉珍，李其亮，谢文东，孙娅娜，黄 华

(1 北京市产品质量监督检验院，北京 101300；2 兰州职业技术学院生物工程系，甘肃 兰州 730070)

中国是农药生产和使用大国，农药泛用于农业生产中，同时农药滥用和不规范使用现象比较普遍，所以在食品中农药残留情况也是比较突出[1]。农药根据其结构特性主要分为有机磷、有机氯和氨基甲酸酯类等不同类别农药，其中有机氯农药是以氯苯为原料的一类农药，它们急性毒性低，被广泛用于防治作物、森林和牲畜的害虫[2]。目前《GB2763-2019食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》已对大部分有机氯农药限量做了规定，所以，有机氯检测必不可少。

农药残留分析是一项从各种复杂样品中分离、检测痕量农药残留组分的分析技术，它不仅要求精密度和灵敏度高的检测仪器，更需要快速完全的萃取、净化、浓缩等前处理技术，前处理过程直接影响分析结果的准确性和仪器的使用寿命[3]。以前的国家标准前处理所花费的时间占整个分析过程的61%。可以说，样品前处理已经成为现代分析中的瓶颈，严重阻碍了分析工作的进行。因此，要提高效率，就必须解决样品前处理的问题。

因此，本论文选用不同蔬菜为基质，选择检出率比较高的几种农药进行加标回收测定，通过添加腐霉利、二甲戊灵、苯醚甲环唑、联苯菊酯、高效氯氟氰菊酯等标准物质，采用不同前处理方法，最终确定最适宜于蔬菜中农残提取的前处理方法，为蔬菜农药残留检测进一步研究奠定数据支撑，同时为样品前处理开发进一步提供可行思路。

1 材料与方法

1.1 仪器与设备

GC-2010气相色谱仪，岛津集团；7000C GC/MS-TripleQuad气相色谱-三重四极杆质谱联用仪，美国Agilent公司；2323K高速台式冷冻离心机，德国 Hermle公司；N-EVAPTM112氮气吹干仪，美国Organomation公司；SNMXZ1601精度匀浆器，美国OMNi公司；MP1100B电子精密天平，上海舜宇恒平科学仪器有限公司；XP205电子天平，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司。

1.2 标准物质与主要耗材

腐霉利(procymidone)、二甲戊灵(pendimethalin)、苯醚甲环唑(difenoconazole)、联苯菊酯(bifenthrin)、高效氯氟氰菊酯(iambda- cyhalothrin)，均购自Dr.Ehrenstorfer；弗罗里硅土固相萃取柱(Florisil)、C18柱(2000 mg/12 mL)、氨丙基柱(500 mg/3 mL)和Carb柱(500 mg/6 mL)；Cleanert MAS-Q(含MgSO4885 mg，PSA 150 mg，PC 15 mg)，均购自Agela Technologies；乙腈，正己烷(HPLC级)，Fisher Chemical；丙酮(HPLC级)，国药集团化学试剂有限公司；氯化钠，甲苯(分析纯)，国药集团化学试剂有限公司。

表1 不同仪器条件

1.3 试验方法

1.3.1 仪器条件

1.3.2 样品前处理

加标回收实验：对5种农药分别添加三水平：0.05 mg/kg，0.10 mg/kg和0.25 mg/kg，然后按照下面的检测步骤进行检测。

方法①：过Florisil柱(参考NY/T 761-2008)[4]

称取25 g蔬菜匀浆，置于250 mL锥形瓶中，加入一定量的标准溶液，加入50 mL乙腈，置振荡器上充分振摇40 min，过滤，滤液收集到装有氯化钠的100 mL具塞比色管中，收集滤液50 mL，盖塞剧烈震摇1 min，静置30 min，使乙腈与水相分层，待净化。从100 mL比色管中吸取10.00 mL乙腈溶液，放入10 mL氮吹管中，氮吹仪80 ℃氮吹至近干，加入2.0 mL正己烷，盖塞，待净化。将弗罗里柱依次用5.0 mL丙酮+正己烷(1:9)、5.0 mL正己烷预淋洗，当溶剂液面到达柱吸附层表面时，立即导入上述待净化溶液，用15 mL刻度离心管接收洗脱液，用5 mL丙酮+正己烷(1:9)冲洗氮吹管后淋洗弗罗里矽柱，并重复一次。收集全部淋洗液氮吹仪上，在50 ℃氮吹至小于5 mL，用正己烷定容至5.0 mL，上机测定。

方法②：过C18柱、氨丙基柱和Carb柱(参考GB23200.8-2016)[5]

称取25 g试样于80 mL离心管中，加入一定量的标准溶液，加入40 mL乙腈，用均质器在15000 r/min匀浆提取1 min，加入5 g氯化钠，再匀浆提取1 min，将离心管放入离心机，在3000 r/min离心5 min，取上清液20 mL，待净化。将Envi-18柱放入固定架上，加样前先用10mL乙腈预洗柱，下接鸡心瓶，移入上述20 mL提取液，并用15 mL乙腈洗涤柱，将收集的提取液和洗涤液在40 ℃水浴中旋转浓缩至约1 mL，备用。在Envi-Carb柱中加入约2 cm高无水硫酸钠，将该柱连接在Sep-Pak氨丙基柱顶部，将串联柱下接鸡心瓶放在固定架上。加样前先用4 mL乙腈-甲苯溶液(3+1)预洗柱，当液面到达硫酸钠的顶部时，迅速将样品浓缩液转移至净化柱上，再每次用2 mL乙腈-甲苯溶液(3+1)三次洗涤样液瓶，并将洗涤液移入柱中。在串联柱上加上50 mL贮液器，用25 mL乙腈-甲苯溶液(3+1)洗涤串联柱，收集所有流出物于鸡心瓶中，并在40 ℃水浴中旋转浓缩至约0.5 mL。每次加入5 mL正己烷在40 ℃水浴中旋转蒸发，进行溶剂交换二次，最后使样液体积约为1 mL，混匀，上机测定。

方法③：QuEChERS前处理(参考GB23200.113-2018)[6]

称取10 g试样于50 mL塑料离心管中，加入一定量的标准溶液，加入10 mL乙腈、4 g硫酸镁、1 g氯化钠、1 g柠檬酸钠、0.5 g柠檬酸氢二钠及1颗陶瓷均质子，盖上离心管盖，剧烈振荡1 min后4200 r/min离心5 min。吸取6 mL上清液加到内含900 mg硫酸镁、150 mg PSA的15 mL塑料离心管中；对于颜色较深的试样，15 mL塑料离心管中加入Cleanert MAS-Q提取包，涡旋混匀1 min。4200 r/min离心5 min，准确吸取2 mL上清液于10 mL试管中，40 ℃水浴中氮吹近干。加入20 μL的内标溶液，加入1 mL乙酸乙酯复溶，过有机滤膜，上机测定。

2 结果分析

通过不同仪器方法比较，结果发现用ECD和GC-MS检测有机氯农药定性能力强，结果准确，分析速度快，但复杂样品中存在严重基质干扰物及共流出物时，有可能导致假阳性结果的产生。GC-MS/MS灵敏度较高、选择性较好、抗干扰能力较强，可以避免气相色谱及单四极杆的定性错误，能有效排除复杂基质干扰，可以使样品背景和噪音大大降低，降低了有机氯农药在实际检测中的误判，从而使检测结果更加准确可靠，在农药残留的鉴定和定量分析中更具有优势[7]，因此本文采用GC-MS/MS仪器进行数据检测。

2.1 腐霉利实验结果对比及分析

腐霉利分子式为C13H11Cl2NO2，是一种常用的农作物杀菌药物。对于蔬菜灰霉病和菌核病有较好的防治效果，且持效期长，能有效阻止病斑的发展。近几年数据显示，韭菜中腐霉利超标问题出现几率较大，导致消费者对韭菜形成了不好的印象[8]。人体摄入的农药达到一定量时，可能会对身体产生不好的影响。图1为腐霉利分别在6种蔬菜中不同水平(0.05 mg/kg，0.10 mg/kg和0.25 mg/kg)加标回收率，通过计算对比发现，当加标量为0.050 mg/kg时，方法①②③处理6种蔬菜后的平均回收率分别为79.2%，76.4%，97.2%；当加标量为0.10 mg/kg时，方法①②③处理6种蔬菜后的平均回收率分别为81.7%，74.8%，98.0%；当加标量为0.25 mg/kg时，方法①②③处理6种蔬菜后的平均回收率分别为82.5%，81.7%，97.5%。由此可见，方法③处理对于腐霉利的回收率明显优于方法①和②处理。

2.2 苯醚甲环唑实验结果对比

苯醚甲环唑分子式为C19H17Cl2N3O3，苯醚甲环唑属三唑类杀菌剂，是甾醇脱甲基化抑制剂，具有高效、安全、广谱、低毒、用量低的特点[9]。因此有农民选择苯醚甲环唑，用来提高农作物的产量和品质[10]。图2为苯醚甲环唑分别在6种蔬菜中不同水平(0.05 mg/kg，0.10 mg/kg和0.25 mg/kg)加标回收率，通过计算对比发现，当加标量为0.050 mg/kg时，方法①②③处理6种蔬菜后的平均回收率分别为为84.1%，75.9%，94.6%；当加标量为0.10 mg/kg时，方法①②③处理6种蔬菜后的平均回收率分别为83.4%，77.3%，98.4%；当加标量为0.25 mg/kg时，方法①②③处理6种蔬菜后的平均回收率分别为84.3%，82.3%，97.4%。由此可见，方法③处理对于苯醚甲环唑的回收率明显优于方法①和②处理。

图2 苯醚甲环唑3个水平加标时回收率实验结果

2.3 二甲戊灵实验结果对比

二甲戊灵分子式为C13H19N3O4，二甲戊灵属二硝基苯胺类、选择性、内吸传导型、芽前土壤处理除草剂，低毒性，该产品水溶性低，不易淋溶[11]。二甲戊灵是一种分生组织细胞分裂抑制剂，主要抑制幼芽和次生根分生组织细胞分裂，进而影响杂草生长，达到除草的作用[12]。图3为二甲戊灵分别在6种蔬菜中不同水平(0.05 mg/kg，0.10 mg/kg和0.25 mg/kg)加标回收率，通过计算对比发现，当加标量为0.050 mg/kg时，方法①②③处理6种蔬菜后的平均回收率分别为83.6%，84.9%，94.1%；当加标量为0.10 mg/kg时，方法①②③处理6种蔬菜后的平均回收率分别为89.6%，77.2%，86.2%；当加标量为0.25 mg/kg时，方法①②③处理6种蔬菜后的平均回收率分别为91.6%，86.1%，98.8%。由此可见，方法③处理对于二甲戊灵的回收率明显优于方法①和②处理。

图3 二甲戊灵3个水平加标时回收率实验结果

2.4 联苯菊酯实验结果对比

联苯菊酯分子式为C23H22ClF3O2，联苯菊酯(bifenthrin)是拟除虫菊酯类杀虫/杀螨剂，具有胃毒和触杀作用。由于其作用广泛、持效期长而被广泛使用，如果使用不得当，在被人体食用后，可能会危害人体健康[13]。图4为联苯菊酯分别在6种蔬菜中不同水平(0.05 mg/kg，0.10 mg/kg和0.25 mg/kg)加标回收率，通过计算对比发现，当加标量为0.050 mg/kg时，方法①②③处理6种蔬菜后的平均回收率分别为81.4%，83.5%，92.2%；当加标量为0.10 mg/kg时，方法①②③处理6种蔬菜后的平均回收率分别为81.0%，78.7%，93.4%；当加标量为0.25 mg/kg时，方法①②③处理6种蔬菜后的平均回收率分别为84.6%，76.7%，94.8%。由此可见，方法③处理对于联苯菊酯的回收率明显优于方法①和②处理。

图4 联苯菊酯3个水平加标时回收率实验结果

2.5 高效氯氟氰菊酯实结验果对比

高效氯氟氰菊酯分子式为C23H19ClF3NO3，其杀虫谱广，活性较高，药效迅速，喷洒后耐雨水冲刷，对刺吸式口器的害虫及害螨有一定防效，但对螨的使用剂量要比常规用量增加 1～2倍[14]。适用于花生、大豆、棉花、果树、蔬菜的害虫防治，但长期使用易对其产生抗性，需要根据具体植物种类、施药情况做以调整[15]。图5为高效氯氟氰菊酯分别在6种蔬菜中不同水平(0.05 mg/kg，0.10 mg/kg和0.25 mg/kg)加标回收率，通过计算对比发现，当加标量为0.050 mg/kg时，方法①②③处理6种蔬菜后的平均回收率分别为85.5%，77.0%，94.2%；当加标量为0.10 mg/kg时，方法①②③处理6种蔬菜后的平均回收率分别为81.9%，76.3%，94.5%；当加标量为0.25 mg/kg时，方法①②③处理6种蔬菜后的平均回收率分别为80.3%，76.8%，96.7%。由此可见，方法③处理对于高效氯氟氰菊酯的回收率明显优于方法①和②处理。

图5 高效氯氟氰菊酯3个水平加标时回收率实验结果

实验结果表明：方法①和方法②的方法平均回收率为74.8%～91.6%，可满足实验检测要求；但是实验步骤较繁琐、处理时间较长、消耗试剂较多等劣势，不适用于大批量样品检测。而QuEChERS方法③对蔬菜中有机氯农药均有非常好的回收率，平均回收率在86.2%～98.8%。相比方法①和方法②，虽然都能满足多种农药残留分析的要求，但QuEChERS前处理方法③无需液液分配、过SPE小柱或层析柱等净化操作，可实现多种基质的高通量检测，检测效率高，在大批量样品的处理中具有明显优势，所需耗材量少，整个样品处理及分析过程缩短并降低了实验成本，可实现绝大多数农残的分析，从而也减轻测人员的压力，能够满足农药残留测定的要求。从以上实验结果可以看出，QuEChERS方法在前处理技术上具有超前的优越性及可行性。

3 结 论

通过不同仪器对比发现，GC-MS/MS灵敏度和准确度更高；通过对比不同前处理方法对不同基质蔬菜农药加标回收的影响发现，QuEChERS方法不仅实验时间短，使用成本低，而且具有更好的回收率，为以后农药残留不同方法的对比提供了数据支持。因此，在以后的农药检测实验中，推荐使用QuEChERS实验方法，以期为实验室通量的提高和实验数据的精准提供支持。