QuEChERS-GC-MS/MS法测定谷物、油料和坚果中多种农药残留的方法学验证

作者: 石菲 秦婧 康婕 刘叶 吴坤 刘李婷

QuEChERS-GC-MS/MS法测定谷物、油料和坚果中多种农药残留的方法学验证0

摘 要:目的:建立并评价谷物、油料和坚果中57种农药残留的QuEChERS-气相色谱-质谱联用测定法。方法:称取样品5 g,用15 mL乙腈-乙酸(99∶1,V/V)提取,经QuEChERS提取和净化后,取2 mL在40 ℃水浴下氮吹浓缩至近干,加入1 mL乙酸乙酯复溶,过0.22 μm有机滤膜后用于仪器测定。以多反应监测模式同时采集定性和定量数据,离子峰面积为纵坐标、标准工作液浓度为横坐标绘制标准曲线进行定量,分别考察方法检出限、准确度、精密度等。结果:该方法在0.005~0.500 μg·mL-1浓度范围内线性效果良好,R2>0.99;在检出限浓度下连续进行20次测试,回收率均在60%~120%;在高、中、低3个浓度下进行6次测试,回收率在60.8% ~ 118.5%;测试结果均符合GB/T 27404—2008要求。结论:该前处理方法操作过程简单,检测过程准确、高效,灵敏度和准确度符合要求,适用于谷物、油料和坚果中的农药残留的检测。

关键词:QuEChERS;气相色谱-质谱联用;农药残留;食品安全

Validation of Methodology for Determination of Pesticide Residues in Cereals, Oils and Nuts by QuEChERS-GC-MS/MS Method

SHI Fei, QIN Jing, KANG Jie, LIU Ye, WU Kun, LIU Liting

(Shaanxi Product Quality Supervision and Inspection Research Institute, Xi’an 710048, China)

Abstract: Objective: To establish and evaluate the QuEChERS-gas-chromatography-mass spectrometry determination of 57 pesticide residues in grains, oilseeds, and nuts. Method: 5 g sample was weighed and extracted with 15 mL acetonitrile-acetic acid (the volume ratio is 99 to 1), extracted and purified by QuEChERS, 2 mL was blown dry in water bath nitrogen at 40 ℃, and 1 mL ethyl acetate was added to redissolve, and then passed through a 0.22 μm organic filter membrane and used for instrumental determination. Qualitative and quantitative data were collected in the multi-reaction monitoring mode at the same time, and the ion peak area was used as the ordinate and the concentration of the standard working solution was used as the abscissa to draw the standard curve for quantification, and the detection limit, accuracy and precision of the method were investigated. Result: The results showed that the method was well linear within the concentration range of 0.005 μg·mL-1 to 0.500 μg·mL-1, R2>0.99. At the detection limit concentration, 20 repeated tests were conducted continuously, with recovery rates ranging from 60% to 120%. Six repeated tests were conducted at high, medium, and low concentrations, with a recovery rate from 60.8% to 118.5%. The test results are in line with the requirements of GB/T 27404—2008. Conclusion: The pretreatment method is simple in operation, accurate and efficient in detection process, and its sensitivity and accuracy can meet the detection requirements of agricultural residues, which is suitable for the detection of pesticide residues in cereals, oils and nuts.

Keywords: QuEChERS; gas chromatography-mass spectrometry; pesticide residues; food safety

近年来,由于病虫害的增多,农作物种植过程中农药的使用量也逐渐增加[1]。农药的长期过量使用和滥用,造成了严重的农药污染问题,许多农产品中有大量农药残留。农药残留不管是对人体健康、农业生产还是进出口贸易都具有极大的危害[2-4]。世界各国对于农药残留的问题给予了高度的重视,尤其是发达国家对农副产品中的农药残留制定了非常严苛的限量规定,食品质量安全作为焦点问题备受关注[5]。

如不慎过量食用了农药残留量较高的食物,中毒反应通常在短时间内显现,短则几分钟,长则2 h[6]。中毒的症状可能包括头痛、头晕、呕吐、恶心、疲倦、食欲下降、视力模糊以及四肢无力等。对于中毒较为严重的个体,可能还会出现腹泻、腹痛、肌肉颤动、出汗增加、精神状态不稳定、言语困难以及瞳孔缩小等症状,更有甚者可能出现痉挛、昏迷、瞳孔极度缩小、大小便失禁、体温升高以及呼吸功能受损等严重表现[7-8]。此外,人体内农药的长期累积可能诱发一系列健康问题,如心脑血管疾病、糖尿病、肝病和癌症等。因此,建立高效、简便且快速的农药残留检测方法对于确保食品安全和维护公众健康具有极其重要的意义[9-10]。

本实验以谷物、油料和坚果为研究对象,采用QuEChERS法对3种基质进行样品前处理,即乙腈提取试样,提取液用分散固相萃取净化,气相色谱-三重四极杆质谱联用仪在多反应监测模式下对谷物、油料和坚果中甲胺磷等57种农药残留进行同时测定。

1 材料与方法

1.1 仪器

气相色谱-三重四极杆质谱联用仪(8890-7010B,安捷伦科技有限公司);分析天平(BSA224S,德国Sartorius公司);离心机(H2100R,湖南湘仪实验室仪器开发有限公司);氮吹仪(FV64,得泰仪器科技有限公司);涡旋振荡器(MV07-26,得泰仪器科技有限公司)。

1.2 试剂和材料

乙腈(色谱纯,欧姆尼公司);乙酸乙酯(色谱纯,欧姆尼公司);冰乙酸(分析纯,台山市新宁制药有限公司);57种混合农药标准储备液(安谱实验科技股份有限公司,浓度为100 µg·mL-1);QuEChERS提取盐包(内含6 g无水硫酸镁、1.5 g醋酸钠,山东青云实验耗材有限公司);QuEChERS净化管(内含1 200 mg硫酸镁、400 mg C18填料、400 mg PSA填料,山东青云实验耗材有限公司)。

1.3 溶液配制

乙腈-乙酸提取液(99∶1,V/V):分别准确移取10 mL冰乙酸和990 mL乙腈,混匀。

标准中间液(10 µg·mL-1):准确吸取57种混合农药标准储备液1.0 mL于10 mL容量瓶中,用乙酸乙酯溶解并定容至刻度,于-18 ℃下避光保存,有效期为12个月。

基质混合标准工作溶液:分别准确吸取标准中间溶液0.005 mL、0.010 mL、0.050 mL、0.100 mL和0.500 mL至10 mL容量瓶中,用乙酸乙酯定容至刻度。按照样品前处理步骤,空白基质溶液在40 ℃下氮气吹干,分别加入1.0 mL上述浓度的混合标准工作液混匀复溶,过0.22 μm有机滤膜,现用现配。

1.4 仪器条件

色谱柱:安捷伦HP-5MS毛细管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);色谱柱温度:40 ℃保持0.5 min,以38 ℃·min-1的速率升温至120 ℃,以5 ℃·min-1的速率升温至250 ℃,再以12 ℃·min-1的速率升温至300 ℃,保持4 min;进样口温度:280 ℃;传输线温度:280 ℃;离子源温度:280 ℃;进样量:1 μL;进样方式:不分流进样;流速:1.0 mL·min-1;载气:氦气;电子轰击源:70 eV;溶剂延迟:3 min;多反应监测:每种农药分别选1对定量离子、1或2对定性离子。

1.5 样品预处理

样品试液:称取5 g试样于50 mL离心管中,加入10 mL水,涡旋混匀,静置30 min。加入15 mL乙腈-乙酸提取液,振荡混匀。加入QuEChERS提取盐包,盖上离心管盖,剧烈振荡1 min,以5 000 r·min-1的速率离心5 min。吸取8 mL上清液到QuEChERS净化管中,涡旋混匀,于5 000 r·min-1离心5 min。准确移取2 mL上清液于10 mL玻璃氮吹管中,在

40 ℃下氮气浓缩至近干。加1 mL乙酸乙酯混匀复溶,过0.22 μm有机滤膜,用于测定。空白溶液:除不加试料外,按照以上步骤进行处理。

1.6 标准工作曲线测试

各个农药定量离子峰面积作为纵坐标、标准工作液浓度作为横坐标,绘制标准曲线,观察线性效果。

1.7 方法检出限测试

将农药混合标准溶液加入空白样品中,加入的浓度为该方法检出限(本研究为0.003 mg·kg-1),连续进行20次测试,计算加标回收率,检验此方法的重复性。

1.8 方法准确度和精密度测试

将农药混合标准溶液加入空白样品中,分别在低、中、高浓度下进行6次重复性测试,即检出限0.003 mg·kg-1、定量限0.010 mg·kg-1、10倍检出限0.030 mg·kg-1,计算加标回收率和相对标准偏差(Relative Standard Deviation,RSD),验证该方法的准确度和精密度。

2 结果与分析

在上述实验条件下对甲胺磷、敌敌畏、乙酰甲胺磷、氧乐果、灭线磷、甲拌磷、α-六六六、乐果、β-六六六、γ-六六六 (林丹)、嘧霉胺、δ-六六六、氯唑磷、甲霜灵、杀螟硫磷、甲基对硫磷、马拉硫磷、倍硫磷、毒死蜱、甲拌磷亚砜、甲拌磷砜、三氯杀螨醇、对硫磷、水胺硫磷、甲基异柳磷、二甲戊灵、腐霉利、杀扑磷、戊菌唑、丙溴磷、己唑醇、狄氏剂、腈菌唑、pp’-DDD、倍硫磷亚砜、倍硫磷砜、op’-DDT、pp’-DDE、三唑磷、烯唑醇、pp’-DDT、丙环唑、氟环唑、戊唑醇、联苯菊酯、甲氰菊酯、乙螨唑、高效氯氟氰菊酯、氯菊酯、哒螨灵、腈苯唑、氟氯氰菊酯、氯氰菊酯、氟氰戊菊酯、氰戊菊酯I、苯醚甲环唑和溴氰菊酯共计57种农药进行分析,标准溶液的总离子流色谱图见图1。

2.1 标准曲线测试

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