气相色谱-三重四极杆质谱法测定动物源性食品中砜吡草唑残留量

荣杰峰，张志勇，张松艳，钟坚海，翁城武*，乐有东，佘紫文

（1.泉州海关综合技术服务中心，福建 泉州 362000；2.厦门海关技术中心，福建 厦门 361000）

砜吡草唑是日本组合化学公司开发的新型广谱、高活性的苗前土壤处理除草剂［1］，属于异唑类除草剂，是植物体内超长链脂肪酸生物合成的潜在抑制剂［2-3］。砜吡草唑的应用作物较为广泛，可安全地用于玉米、棉花、花生、小麦、向日葵、高粱等作物；可有效防除狗尾草属、马唐属、稗属等禾本科杂草以及苋属、曼陀罗属、茄属、苘麻属等阔叶杂草［4-5］。砜吡草唑在澳大利亚等国家被认为是防除硬直黑麦草等抗药性杂草的最佳药剂［6］。砜吡草唑具有杀草谱广、用量低、活性高、安全性好等优点，受到越来越广泛的关注，近年来在澳大利亚、美国、加拿大等国家登记在小麦、玉米、大豆、棉花等作物田封闭除草。其中澳大利亚制定了家禽肉、家禽可食用下水、肉（哺乳动物）、可食用下水（哺乳动物）、乳和蛋等动物源性食品中的残留限量值，以及玉米、谷类、豆类种子、大豆（干）和葵花籽等植物源性食品中的残留限量，限量值低至0.002 mg/kg。

国内外针对砜吡草唑的研究主要集中在除草活性、环境行为和安全性评价等方面，对于砜吡草唑的残留分析方法报道较少。吴文铸等［7］采用高效液相色谱建立了土壤与水中砜吡草唑残留的检测方法，对于砜吡草唑在动物源性食品中的分析方法尚未见报道。因此，开发动物源性食品中砜吡草唑残留的检测方法，可弥补我国在动物源性食品中该项目无检测方法的空白；对评估和管理该化合物对人类健康和环境安全的影响，防止贸易输入输出风险具有重要作用。近年来，相较于常规的气相色谱-单四极杆质谱联用仪，气相色谱-三重四极杆质谱联用仪因抗干扰能力强和灵敏度高等优点而广泛应用于蔬菜水果、粮谷、动物源性食品、药材、土壤中农药、兽药、环境污染物等的检测［8-13］。鉴于此，本研究通过对前处理条件、色谱条件、质谱条件进行优化，并对基质效应进行考察，建立了砜吡草唑的气相色谱-三重四极杆质谱检测方法，以期为动物源性产品中砜吡草唑残留检测提供技术保障。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

无水硫酸镁（MgSO4）、氯化钠（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；乙腈、正己烷、丙酮、乙酸乙酯（色谱纯，美国Tedia公司）。乙二胺-N-丙基硅烷化硅胶（PSA，40 ～60µm）和十八烷基键合硅胶（C18，40 ～60µm）购于上海安谱实验科技股份有限公司。有机相微孔滤膜：0.22µm；陶瓷均质子：2 cm（长）×1 cm（外径）。砜吡草唑（C12H14F5N3O4S，100µg/mL，Bepure公司）。

Agilent 7890A-7000B 型气相色谱-三重四极杆质谱联用仪（美国安捷伦科技有限公司），配备电子轰击源（EI）；GM200刀式研磨仪（德国莱驰）；涡旋振荡器（美国Talboys公司）。

1.2 标准溶液配制

吸取适量的100 mg/L 标准储备液，用丙酮稀释成1 mg/L 的标准中间液；吸取适量的1 mg/L 标准中间液，用丙酮稀释成质量浓度分别为0.5、2、10、50、100µg/L 的标准工作溶液，现配现用，所有标准溶液均于-（18±2）℃下保存。

1.3 样品前处理

猪肉、猪肝、鸡肉和鸡肝样品切成小块，用刀式研磨仪5000 r/min 粉碎至浆状，鸡蛋取10枚去壳后搅拌混匀，牛奶样品取约200 g搅拌混匀。称取5 g（精确至0.01 g）制备好的试样于50 mL聚丙烯离心管中，加入2 g氯化钠、10 mL乙腈及1颗陶瓷均质子，涡旋振荡提取5 min，4000 r/min离心3 min。吸取1.5 mL 上清液于2 mL 聚丙烯离心管中，加入50 mg PSA、50 mg C18和50 mg MgSO4。涡旋混合1 min，12000 r/min离心3 min，吸取1 mL上清液于60 ℃氮吹至干（氮吹过程应迅速且避光操作），加入1 mL丙酮复溶后过0.22µm有机滤膜，待测定。

1.4 仪器条件

DB-17MS 毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25µm）；柱箱升温程序：70 ℃保持0 min，以20 ℃/min升至230 ℃，保持0 min；以30 ℃/min升至310 ℃，保持1 min；载气：氦气，纯度≥99.999%，恒流模式，流量为1.0 mL/min；进样口温度：280 ℃；进样量：1µL；进样方式：不分流进样；电子轰击源：70 eV；离子源温度：230 ℃；传输线温度：280 ℃；溶剂延迟：3 min；多反应监测（MRM）模式。定量离子对为m/z228.6/179.1，碰撞能量为15 eV；定性离子对为m/z178.6/159.0，碰撞能量为15 eV。

2 结果与讨论

2.1 仪器条件的优化

2.1.1 仪器的选择实验分别采用液相色谱-三重四极杆质谱联用仪和气相色谱-三重四极杆质谱联用仪对动物源性食品中的砜吡草唑残留进行检测。结果表明，使用液相色谱-三重四极杆质谱联用仪进行检测时，砜吡草唑的峰形一般，响应较差，灵敏度无法满足相关法规要求；而砜吡草唑在气相色谱-三重四极杆质谱联用仪上的峰形良好，方法灵敏度高。最终确定使用气相色谱-三重四极杆质谱联用仪进行测定。

2.1.2 质谱条件的优化选择5 mg/L的砜吡草唑标准溶液进行一级质谱全扫描，发现分子离子峰的响应较低，因此选择响应较高的离子m/z228.6和178.6作为母离子；再对相应母离子进行产物离子扫描，选择信号最好的两组分别作为MRM 定量和定性离子对。0.01 mg/L 砜吡草唑标准溶液的提取离子色谱图见图1。

图1 砜吡草唑（0.01 mg/L）标准溶液的提取离子色谱图Fig.1 Extraction ion chromatogram of pyroxasulfone（0.01 mg/L）standard solution

2.2 前处理方法的优化

2.2.1 提取溶剂的选择对于动物源性试样，蛋白质和脂肪等杂质是主要干扰物质，大多数的前处理过程需加入蛋白质沉淀剂去除部分蛋白质，通常使用乙腈或酸性乙腈作为提取剂以达到沉淀蛋白和消除乳浊液的效果。因本实验以气相色谱-三重四极杆质谱联用仪作为检测设备，使用乙腈为提取溶剂时需将乙腈氮吹至干用正己烷等溶剂复溶后再上机检测。实验对比了丙酮、乙酸乙酯、正己烷、乙腈和0.1%甲酸乙腈作为提取溶剂时的提取效果。对于丙酮、乙酸乙酯和正己烷溶剂，按照“1.3”方法处理后上机测定，不进行氮吹复溶操作；对于乙腈和0.1%甲酸乙腈，将添加0.01 mg/kg 砜吡草唑的猪肉、猪肝、鸡肉、鸡肝、牛奶和鸡蛋样品按照“1.3”方法处理后上机测定；每个实验平行测定3次，采用溶剂标准曲线进行校准定量。由图2可知，以正己烷为提取溶剂时，砜吡草唑在各种基质中的提取回收率均较低；以乙酸乙酯为提取溶剂时，砜吡草唑在鸡蛋中的回收率低，在其他基质中的回收率均较高，但基质效应明显；以丙酮为提取溶剂时，在所有基质中的提取回收率均较高，但基质效应明显；而使用乙腈和0.1%甲酸乙腈提取时的回收率均较好，提取效率高。为便于操作，最终选择乙腈作为提取溶剂。

图2 不同提取溶剂对6种基质中砜吡草唑回收率的影响Fig.2 Effects of different extraction solvents on recoveries of pyroxasulfone in six matrices

2.2.2 净化试剂的选择动物源性食品中常用的QuEChERS净化试剂有C18、PSA和NH2等，其中PSA和NH2的作用机理相似，均具有弱阴离子交换能力，通过氢键与化合物产生作用，可有效去除样品中的有机酸、极性色素、脂肪酸、糖类以及其他能形成氢键的成分；C18去除挥发油、萜类、脂类等非极性化合物；无水硫酸镁可去除样液中的水分。实验考察了PSA、C18和MgSO43 种净化试剂对0.05 mg/L砜吡草唑标准溶液进行吸附后的回收率。结果表明，PSA、C18、MgSO4对砜吡草唑的平均吸附回收率均在95%～105%之间，最终选择PSA、C18、MgSO4作为净化试剂。

2.2.3 净化试剂组合用量的确定动物源性样品使用分散固相萃取进行净化时通常采用两种或多种净化试剂，以较好地除去样品中的脂类和糖类等干扰杂质。实验考察了3 组净化试剂（Ⅰ：20 mg PSA + 20 mg C18+ 50 mg MgSO4，Ⅱ：50 mg PSA + 50 mg C18+ 50 mg MgSO4，Ⅲ：100 mg PSA + 100 mg C18+50 mg MgSO4）对猪肉、猪肝、鸡肉、鸡肝、牛奶和鸡蛋空白样品加标提取液（0.02 mg/kg）的净化效果，如图3所示。结果表明，3组净化试剂的回收率均在90%～110%之间，可满足实验要求；从实际净化效果看，随着PSA和C18用量的增加，砜吡草唑色谱图的杂质峰减少，基线更平稳。综合考虑，实验选择净化试剂组合为50 mg PSA+50 mg C18+50 mg MgSO4。

图3 不同净化试剂用量对6种基质中砜吡草唑回收率的影响Fig.3 Effects of different purification reagent dosages on recoveries of pyroxasulfone in six matricesⅠ：20 mg PSA+20 mg C18+50 mg MgSO4，Ⅱ：50 mg PSA+50 mg C18+50 mg MgSO4，Ⅲ：100 mg PSA+100 mg C18+50 mg MgSO4

2.3 基质效应的影响

基质效应（Matrix effects，ME）在气相色谱系统中主要表现为基质增强效应［14］。实验按照“1.3”前处理方法制备空白基质溶液（不进行净化），按照“1.2”方法配制标准工作溶液和基质标准工作溶液上机测定。按照下式计算基质效应：ME=［（基质匹配校准曲线斜率/纯溶剂标准曲线斜率）-1］×100%，猪肉、猪肝、鸡肉、鸡肝、牛奶和鸡蛋中砜吡草唑净化前的基质效应为1%～10%，均小于20%，表明砜吡草唑在上述6种基质中均表现为弱基质效应，无需补偿基质效应［15］。

2.4 方法学评价

2.4.1 线性关系与定量下限按照“1.2”方法配制质量浓度分别为0.5、2、10、50、100µg/L 的砜吡草唑系列标准工作溶液，按“1.4”仪器条件进样检测，以砜吡草唑的质量浓度（X，µg/L）为横坐标，以其峰面积为纵坐标（Y）绘制标准工作曲线。结果表明，砜吡草唑在0.5 ～100µg/L 范围内线性关系良好，线性方程为Y=3124.13X-1470.73，相关系数（r）为0.9995。在空白样品溶液中添加适量标准溶液后上机测定，以10 倍信噪比（S/N= 10）确定砜吡草唑的定量下限（LOQ）为0.001 mg/kg。

2.4.2 回收率与相对标准偏差分别对猪肉、猪肝、鸡肉、鸡肝、牛奶和鸡蛋空白样品进行0.001、0.002、0.02、0.1 mg/kg 4个水平的加标回收实验，每个加标浓度测定6次平行，回收率和相对标准偏差（RSD，n= 6）见表1。砜吡草唑在4 个加标水平下的平均回收率为85.8% ～106%，RSD 为3.1% ～6.8%，表明本方法具有较好的准确度和精密度。

表1 砜吡草唑在不同样品中的平均回收率和相对标准偏差（n=6）Table 1 Average recoveries and relative standard deviations（RSDs）for pyroxasulfone spiked in different sample matrices（n=6）

2.5 实际样品检测

采用本方法对实验室日常检测样品猪肉、猪肝、鸡肉、鸡肝、牛奶、鸡蛋各5个，牛肉和羊肉各10个进行检测，结果在1个牛肉样品和1个羊肉样品中检出砜吡草唑，含量分别为0.0012、0.0015 mg/kg，说明砜吡草唑在动物源性食品中存在累积残留的风险。

3 结论

本文建立了气相色谱-三重四极杆质谱测定动物源性食品中砜吡草唑的检测方法，在优化实验条件下，目标化合物在0.5 ～100 µg/L 范围内线性关系良好，相关系数为0.9995，方法定量下限为0.001 mg/kg。空白样品在低、中、高4个加标水平下的平均回收率为85.8%～106%，RSD为3.1%～6.8%。该方法灵敏度高、操作简单、快速、准确、成本低，能满足动物源性食品中砜吡草唑残留的检测需求。