黄高柳,贾 楠,周 勇,吴 景*
(1.长沙市农产品质量监测中心,湖南 长沙 410003;2.湖南省农业科学院 湖南省农业生物技术研究所,湖南 长沙 410125)
氟环唑是由巴斯夫公司创制的一种新型杀菌剂,其广谱、持效期长且具有较强的内吸性,可用于防治油菜、小麦、甜菜、苹果等作物上的病害,具有保护和治理作用[1]。氟环唑为C-14-α-脱甲基化酶抑制剂类(Dcmcthylation Inhibitors,DMIs),可以抑制真菌细胞膜的组成成分麦角甾醇的合成,从而增大细胞膜的渗透压,抑制真菌生长[2-4],具有抑制酶活性和较好的残留活性[5]。氟环唑在动物体内蓄积性弱,对大鼠急性经口为中等毒性[6]。
黄瓜作为重要的蔬菜作物在种植过程中往往会受到病虫草的侵害,需要使用农药来进行病虫草害的防治,农药的使用一定程度上会破坏生态环境且会对人类健康造成一定的威胁[7-8]。我国相关部门制定了《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》(GB 2763—2021),规定了食品中564 种农药最大残留限量,目前尚未对黄瓜中氟环唑的最大残留限量做出明确规定。
目前,许多研究者对氟环唑的检测方法进行了研究。龙家寰等[9]建立了气相色谱法检测苹果中氟环唑残留量的方法,并对氟环唑在苹果基质中的基质效应进行了研究。熊胜[10]采用气相色谱法检测水稻中氟环唑的残留量。毛建伟等[11]用高效液相色谱法-二极管阵列检测器对12%氟唑菌酰胺·氟环唑乳油中的有效成分进行了分离测定,从而建立了控制其产品质量的可行分析方法。王娟等[12]采用高效液相色谱法-紫外检测器对30%咪鲜·氟环唑微乳剂中的有效成分进行分离测定,从而建立了适用于产品生产质量控制的分析方法。赵生寿[13]采用快速溶剂萃取法结合气相色谱-串联质谱法对土壤中氟环唑残留量进行了检测。范玉[14]采用超高效液相色谱串联质谱法测定氟环唑在小麦中的残留量,采用气相色谱串联质谱法检测氟环唑在水稻中的残留量。张新忠等[15]采用超高效液相色谱串联质谱法测定茶叶、茶汤及土壤中氟环唑的残留量,并对氟环唑在不同基质中的基质效应进行了分析研究。郑鹭飞等[16]建立了氟环唑在水稻植株、糙米、稻壳中的液相色谱-串联质谱检测方法,并对氟环唑在水稻中的残留消解和最终残留量进行了研究。目前尚无QuEChERS方法结合气相色谱法对黄瓜中氟环唑残留进行检测的文献报道,本试验建立了QuEChERS 前处理技术结合气相色谱检测黄瓜中氟环唑残留的方法,该方法灵敏度高、重现性好,定量限、回收率及精密度均满足黄瓜中氟环唑残留的分析要求。
GC-2010Plus气相色谱仪、SH-Rtx-1 色谱柱 (30 m×250 μm,0.25 μm)(日本岛津株式会社);TGL-16A 高速冷冻离心机(湖南平凡科技有限公司);TDZ5-WS 低速离心机(湖南平凡科技有限公司);Blixer6 V.V 商用乳化搅拌机(法国罗伯特公司);XW-80A 微型漩涡混合器(上海沪西分析仪器厂);MTV-100 多管漩涡混合仪(杭州奥盛仪器有限公司);ME104 电子天平(梅特勒-托利多仪器有限公司);JY5002 电子天平(上海舜宇科学仪器有限公司)。
甲酸(东京化成工业株式会社);乙腈、甲醇(HPLC,德国默克公司);GCB、C18、PSA(德国CNW 科技公司);石墨烯(深圳华烯新材料有限公司);NANO 碳纳米净化管(天津博纳艾杰尔科技有限公司);多壁碳纳米管(南京先丰纳米材料科技有限公司);氯化钠(分析纯,国药集团化学试剂有限公司);超纯水(屈臣氏集团有限公司)。
氟环唑标准品:纯度98.7%,购自沈阳化工研究院有限公司。
1.2.1 色谱条件
ECD- 电子捕获检测器;色谱柱SH-Rtx-1 (30 m×250 μm,0.25 μm);柱温80 ℃;气化室温度260 ℃;检测器室温度300 ℃,进样模式为分流进样,分流比10 ∶1;进样体积1.0 μL;载气为氮气;流速1.3 mL·min-1;程序升温:起始温度80 ℃,以20 ℃·min-1升至230 ℃,以7 ℃·min-1升至270 ℃,保持4 min。在上述色谱条件下,氟环唑保留时间约为13.64 min,色谱图见图1。
图1 氟环唑标准溶液色谱图(1 mg·L-1)
1.2.2 样品前处理
称取匀浆后的黄瓜样品5.0 g 于50 mL 离心管中,加25 mL 乙腈提取,高速涡旋振荡1 min,再加 3.0 g 氯化钠,高速涡旋振荡1 min,于5 000 r·min-1条件下离心3 min,移取上层上清液1.5 mL 于装有20 mg NANO 碳纳米净化管的2 mL 小离心管中,涡旋1 min 后于15 000 r·min-1条件下离心3 min,准确移取1 mL 上清液过0.22 μm 有机系滤膜,待测。
1.2.3 标准溶液的配制
溶剂标准溶液:准确称取氟环唑标准品0.025 4 g(精确至0.000 1 g)于25 mL 容量瓶中,用乙腈溶解,配制浓度为1 000 mg·L-1的氟环唑标准储备液。将浓度为1 000 mg·L-1的氟环唑标准储备液用乙腈进行逐级稀释得到浓度为100 mg·L-1、10 mg·L-1的标准母液,再将标准母液用乙腈稀释得到系列浓度为1.00 mg·L-1、 0.50 mg·L-1、0.10 mg·L-1、0.05 mg·L-1和0.01 mg·L-1的氟环唑标准溶液,储存于4 ℃冰箱中待测。
基质匹配标准溶液:按1.2.2 样品前处理方法得到黄瓜空白基质溶液,将浓度为10 mg·L-1的标准母液用黄瓜空白基质溶液进行逐级稀释得到系列浓度为1.00 mg·L-1、0.50 mg·L-1、0.10 mg·L-1、0.05 mg·L-1和0.01 mg·L-1的氟环唑基质匹配标准溶液,储存于 4 ℃冰箱中待测。
1.2.4 添加回收率试验
称取匀浆的黄瓜空白样品5.0 g 进行添加回收率试验,添加浓度分别为0.05 mg·L-1、0.50 mg·L-1、 5.00 mg·kg-1,每个浓度做5 个重复,添加后摇匀并静置30 min,将静置后的样品按照1.2.2 的样品处理步骤进行前处理,然后按照1.2.1 的仪器条件进行分析检测,计算添加回收率和相对标准偏差。
QuEChERS 前处理方法中提取剂的选择一般为酸化乙腈或乙腈,本试验选择了0.1%甲酸乙腈溶液、0.2%甲酸乙腈溶液、乙腈3 种提取溶剂进行条件优化,并对比了三者的提取效果。试验结果表明,纯乙腈作为提取剂时,氟环唑的提取效率更高,且峰形更好,故试验选择乙腈作为最终提取剂。
试验选择了20 mg C18、20 mg PSA、20 mg NANO 碳纳米净化管、20 mg 多壁碳纳米管、20 mg C18+20 mg PSA、20 mg GCB 和20 mg 石墨烯7种净化剂分别对样品进行了净化处理,并开展了对比筛选。试验结果表明,多壁碳纳米管、GCB 两种净化剂回收率较低,其余5 种净化剂的回收率在67.5%~85.8%,其中20 mg PSA、20 mg NANO 以及20 mg C18+20 mg PSA 3 种净化剂的回收率均大于80%。NANO 碳纳米净化管和其他几种净化剂相比净化效果最好,杂质峰相对较少,对目标峰的影响较小,回收率较高,达到了良好的净化效果,因此试验选择20 mg NANO碳纳米净化管作为试验最佳净化剂。
将配制的氟环唑溶剂标准溶液和氟环唑基质匹配标准溶液按照浓度由低到高的顺序进样检测,每个浓度重复测定3 次。以其溶液浓度为横坐标,对应的峰面积为纵坐标,分别绘制氟环唑的溶剂标准曲线和基质匹配标准曲线。得到氟环唑的溶剂标准溶液线性回归方程为Y=493 367X+18 144,在0.01 ~1.00 mg·L-1线性关系良好,相关系数r²=0.995 3。基质匹配标准溶液的线性回归方程为Y=543 299X+25 323,在0.01 ~ 1.0 mg·L-1线性关系良好,相关系数r²=0.995 5。
气相色谱灵敏度高,在农药残留检测中应用广泛,但分析的准确性通常会受到基质效应的影响。基质效应的存在会对结果造成一定误差,并对待测样的准确定量造成一定的干扰[17-18]。为了提高黄瓜样品的检测准确度,本试验进行了黄瓜中氟环唑检测的基质效应评价。采用基质匹配标准曲线与溶剂标准曲线的斜率比值(k)评价基质效应的强弱,k值越接近1,基质效应越小,当k>1.1 时表现为基质增强效应,k<0.9 时表现为基质减弱效应[19-20]。根据溶剂标准溶液线性方程与基质匹配标准溶液斜率之比计算得到本研究中的k值约为1.1,即本试验黄瓜中氟环唑的检测表现为基质增强效应。
氟环唑在黄瓜中的添加回收率试验结果见表1。结果表明,在0.05 mg·kg-1、0.50 mg·kg-1、 5.00 mg·kg-13 个添加水平下,氟环唑黄瓜中的平均添加回收率在74.7%~100.4%,相对标准偏差在2.5%~5.5%,符合农药残留检测的要求。黄瓜空白样品色谱图见图2,黄瓜添加样品色谱图见图3。
图2 空白样品色谱图
图3 添加样品色谱图(5.00 mg·kg-1)
表1 氟环唑在黄瓜中的添加回收率及相对标准偏差(n=5)
在当地超市和菜市场购买了12 个批次的黄瓜样品,采用本试验方法对氟环唑的残留量进行了检测。结果显示,所有黄瓜样品中氟环唑的残留量均小于本检测方法定量限0.05 mg·kg-1。
本试验采用QuEChERS 前处理技术结合气相色谱法建立了黄瓜中氟环唑的检测方法,用乙腈对匀浆后的黄瓜样品进行高速涡旋振荡提取,移取提取液经NANO碳纳米净化管净化处理后过有机系滤膜,最后使用气相色谱仪进行测定。本方法准确、简便、快速和经济,采用气相色谱法对检测仪器的要求也不高,能够满足黄瓜中氟环唑的农药残留检测,同时也可为果蔬中同类作物中氟环唑的检测提供技术参考。