GC-MS/MS法检测水果中双甲脒及其水解产物的2,4-二甲基苯胺残留量
作者: 赵世红 樊亚光 李琦 朱盈蕊
基金项目:河南省市场监督管理局科技计划项目任务书(2022sj133)。
摘 要:目的:建立一种气相色谱串联质谱法检测水果中双甲脒及其水解产物2,4-二甲基苯胺残留量的分析方法。方法:使用酸水解法将样品中双甲脒水解为2,4-二甲基苯胺,再在碱性环境下使用正己烷萃取,不分流进样,外标法定量。结果:双甲脒及其水解产物2,4-二甲基苯胺在0.02~0.50 μg·mL-1线性关系良好,相关系数(R2)均大于0.990,双甲脒的定量限为15.0 ng·mL-1,2,4-二甲基苯胺的定量限为7.5 ng·mL-1。结论:该方法前处理操作简单,成本低廉,试剂毒性小,可以满足大多数实验室检测水果中双甲脒及其水解产物
2,4-二甲基苯胺残留量的需求。
关键词:双甲脒;2,4-二甲基苯胺;气相色谱串联质谱联用仪
Determination of 2,4-Dimethylaniline Residue in Fruit by
GC-MS/MS
ZHAO Shihong, FAN Yaguang, LI Qi, ZHU Yingrui
(Zhengzhou Product Quality Inspection Center, Zhengzhou 450000, China)
Abstract: Objective: To establish a gas chromatography-tandem mass spectrometry method for the determination of dimethylamidine and its hydrolysate 2,4-dimethylaniline residues in fruit. Method: Dimethylamidine was hydrolyzed to 2, 4-dimethylaniline by acid hydrolysis, and then n-hexane extraction was used in alkaline environment. Result: The linear relationship between diformamidine and its hydrolysate 2, 4-dimethylaniline was good in the range of 0.02 to 0.50 μg·mL-1, and the correlation coefficients (R2) were all greater than 0.990. The limit of quantification of diformamidine was 15.0 ng·mL-1, 2,4-dimethylaniline was 7.5 ng·mL-1. Conclusion: The pretreatment method is simple, low cost and less toxic, which can meet the requirements of most laboratories for the determination of diformamidine and its hydrolysate 2,4-dimethylaniline residues in fruits.
Keywords: diamidine; 2,4-dimethylaniline; gas chromatography-tandem mass spectrometer
在当今农业不断发展与进步的大背景下,对高效且安全的农药需求愈发凸显。双甲脒作为一种在农业领域有着重要地位的农药成分,其应用范围广泛且作用显著。双甲脒是一种有机氮高效杀虫剂。在农业领域,双甲脒被广泛用于防治螨虫等害虫,对成螨、幼螨、若螨和螨卵等各种形态的螨虫均有显著的杀虫效果[1],还可以防治梨木虱、食心虫、棉铃虫、蚧虫、蚜虫和红铃虫等害虫。此外,双甲脒与有机磷和菊酯类、阿维菌素等农药混用,有增效作用。正确使用双甲脒可以保护农作物的生长和增加产量。然而,过度或不恰当使用双甲脒可能导致其在农产品、土壤、水体等环境中残留。
双甲脒在农业生产中发挥着重要作用,但其对人体造成的危害也逐渐引起关注。了解这些危害对于制订合理的防护措施和保障公众健康至关重要。双甲脒可引起皮肤接触性皮炎,使皮肤出现红肿、瘙痒、皮疹等症状[2],人体吸入后会导致咳嗽、呼吸不畅等不适,长期或大量接触会对神经系统产生潜在不良影响,如头痛、头晕、乏力等。双甲脒还会影响细胞代谢,使部分人群可能出现过敏现象,严重时可危及生命。若农产品上残留有双甲脒,而这些农产品未经严格清洗和处理便被食用,其残留成分会在人体内逐渐蓄积,从而对肝脏、肾脏等重要器官造成损害,影响其正常的代谢和解毒功能,导致肝肾功能下降,甚至引发器官病变。对于孕妇而言,接触双甲脒可能对胎儿的发育产生不利影响,增加胎儿畸形或发育不良的概率。此外,随着人们对食品安全和环境保护意识的不断提高,对于准确检测双甲脒残留量的需求日益迫切。这不仅有助于保障消费者的健康权益,还有助于规范农业生产中农药的合理使用,促进农业可持续发展。同时,相关法规和标准也对双甲脒的残留限量提出了严格要求,这就需要可靠、灵敏的检测方法来确保这些规定能够得到有效执行。因此,开展双甲脒检测研究具有重要的现实意义和社会价值。
目前食品中双甲脒的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等[3-8]。每种检测方法均不相同,检测的基质多为蜂蜜、牛奶等。目前水果中现行的双甲脒及代谢物测定的相关标准为《蔬菜、水果、食用油中双甲脒残留量的测定》(GB/T 5009.143—2003)。该方法存在需要使用七氟丁酸酐进行衍生,操作步骤烦琐,前处理所用试剂毒性较大等问题,所以很有必要建立一种快速检测水果中双甲脒及其代谢物的方法。所以结合之前检测方法的优缺点,建立了一种快速检测方法,该方法无须衍生,可以快速检测水果中双甲脒及其代谢产物。
1 材料与方法
1.1 试剂与仪器
双甲脒标准品(100 µg·mL-1)、2-4二甲基苯胺(100 µg·mL-1)标准品(阿尔塔);试验用水:一级纯
水;氢氧化钠、盐酸、氯化钠和无水硫酸镁,均为分析纯;正己烷。
ME204E电子天平;低温高速离心机;振荡器;TraceTM 1310 GC气相色谱仪串联Thermo Scientic TSQ 8000 EVO质谱仪;Agilent HP-5 ms色谱柱
(30 m×0.25 mm,0.25 μm)。
1.2 实验方法
1.2.1 仪器条件
(1)气相色谱条件。进样口温度:280 ℃;进样量:1 μL;进样方式:不分流进样模式;载气:高纯氦气(99.99%);载气流速:1.2 mL·min-1;升温程序:初始50 ℃,保持1.5 min,以25 ℃·min-1升至180 ℃,再以15 ℃·min-1升至280 ℃,保持4 min。
(2)质谱条件。离子源温度:300 ℃;离子传输线温度:300 ℃;双甲脒及2,4-二甲基苯胺离子信息见表1。
1.2.2 标准溶液配制
室温下分别吸取100 µg·mL-1的双甲脒标准溶液及2,4-二甲基苯胺标准溶液0.1 mL于10 mL容量瓶中,20 ℃条件下使用正己烷定容,配制成
1 μg·mL-1的混合标准中间液。再分别吸取0.2 mL、0.5 mL、1.0 mL、2.5 mL和5.0 mL混合标准中间液用正己烷定容至10 mL刻度线,得到浓度分别为
0.02 μg·mL-1、0.05 μg·mL-1、0.10 μg·mL-1、
0.25 μg·mL-1和0.50 μg·mL-1的混合标准工作液。
1.2.3 样品前处理
根据《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》(GB 2763—2021)中样品制备方式进行制备。准确称取试样5.0 g(精确至0.01 g)于50 mL具塞离心管中,加入1 mol·L-1盐酸10 mL,涡旋振荡
5 min,60 ℃水浴30 min,室温冷却后8 000 r·min-1离心5 min后,加入4 mol·L-1氢氧化钠溶液10 mL,
涡旋混合,然后再加入氯化钠1 g,无水硫酸镁4 g及正己烷5 mL,涡旋振荡5 min后离心,取上清液过0.22 mm滤膜,上机检测。
2 结果与分析
2.1 色谱柱的选择
HP-5MS色谱柱是一种弱极性色谱柱,针对各种酸性及碱性化合物均有较好的惰性,可以提高目标物的信噪比,从而得到更高的灵敏度及更完整的质谱信息。
2.2 载气流速与进样方式的选择
载气流速会影响气相色谱分离的时间。流速快慢则对灵敏度、峰型等参数造成影响,进而影响检测结果的准确性。流速过快会使峰型更加尖锐,但会降低分离度,过慢则会造成峰拖尾。本文研究不同流速(0.8 mL·min-1、1.0 mL·min-1、1.2 mL·min-1)对双甲脒及其水解产物的影响,结果发现流速为
1.2 mL·min-1时的出峰时间更快,且分离度不受影响,可以有效缩减仪器工作时间。
2.3 前处理过程优化
双甲脒的水解与pH值有直接关系,当pH值小于7时,双甲脒水解速度随着pH值增加而降低,当pH值大于7时,双甲脒水解速度随着pH值增加而增大。由此推断当pH值小于7时,双甲脒水解应由H+进行催化,而当pH值大于7时,双甲脒水解则由OH-进行催化[9]。而水解速度则与温度成正相关,温度越高,水解反应越快[10]。所以该方法前处理将双甲脒在酸性环境中水解为2,4-二甲基苯胺,2,4-二甲基苯胺在碱性条件下溶于有机溶剂,因此水解后再加入氢氧化钠溶液,使用正己烷进行提取。
2.4 标准曲线及方法检出限
为了评价该方法的有效性,对混合标准工作液进行上机测定,以离子峰面积为纵坐标,浓度为横坐标绘制标准曲线。由表2可知,双甲脒及2,4-二甲基苯胺在0.02~0.50 μg·mL-1线性良好,相关系数(R2)均大于0.990。双甲脒的检出限为
5.0 ng·mL-1,定量限为15.0 ng·mL-1,2,4-二甲基苯胺的检出限为2.5 ng·mL-1,定量限为7.5 ng·mL-1。
2.5 精密度与回收率试验
选用空白水果按照上述前处理方法进行处理,然后添加50 ng·mL-1、100 ng·mL-1的双甲脒,每个浓度重复进样6次,回收率以及精密度结果见表3。
3 结论
本文建立了GC-MS/MS法测定水果中双甲脒及其水解产物2,4-二甲基苯胺的检测方法。该方法的线性良好,操作便捷,前处理简单,耗材成本低,应用范围广,可以用于水果中双甲脒及其水解产物2,4-二甲基苯胺的分析。
参考文献
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