QuEChERS-气相色谱-三重四极杆质谱法测定不同基质中氟虫腈及其3种代谢物残留量

摘 要：建立了气相色谱-串联三重四极杆质谱仪测定大米、茶叶、油麦菜和柑橘中氟虫腈及其3种代谢物残留量的方法。使用改良后的QuEChERS前处理技术进行样品的提取净化，结合GC-MS/MS检测，内标法定量。结果表明，在0.005～0.800 mg·L-1，4种不同基质中氟虫腈及其3种代谢物均呈现良好的线性关系，相关

系数R2＞0.996。氟虫腈及其3种代谢物在4种不同基质中均存在不同程度的基质增强效应，在0.01 mg·kg-1、0.05 mg·kg-1、0.10 mg·kg-1 3个添加水平下，氟虫腈及其3种代谢物的平均回收率在88.3%～102.5%，相对标准偏差在2.6%～7.7%，方法定量限在0.5～1.0 μg·kg-1。该方法操作简单、灵敏、准确，适用于大米、茶叶、蔬菜水果中氟虫腈及其代谢物的快速测定。

关键词：QuEChERS；气相色谱-串联三重四极杆质谱法；氟虫腈；代谢物

Determination of Fipronil and Its Three Metabolites in Different Matrices by QuEChERS Coupled with Gas Chromatography-Triple Quadrupole Mass Spectrometry

CHEN Hao

（Changde Institute for Food Control， Changde 415000， China）

Abstract： A gas chromatography-tandem triple quadrupole mass spectrometry method has been established for the determination of fluconazole and its three metabolites residues in rice， tea， rapeseed， and citrus. The improved QuEChERS pre-treatment technology was used for sample extraction and purification， combined with GC-MS/MS detection and internal standard quantification. The results showed that within the concentration range of 0.005～0.800 mg·L-1， there was a good linear relationship between fipronil and its three metabolites in four different matrices， with a correlation coefficient of R2＞0.996. Flufenitrile and its three metabolites exhibited varying degrees of matrix enhancement effects in four different matrices. At three levels of addition of 0.01 mg·kg-1， 0.05 mg·kg-1 and 0.10 mg·kg-1， the average recovery rates of flufenitrile and its three metabolites ranged from 88.3% to 102.5%， with a relative standard deviation of 2.6% to 7.7%， and the quantitative limit of the method is 0.5～1.0 μg·kg-1. The method was found to be simple， sensitive， accurate and suitable for the rapid quantitative analysis of fipronil and its metabolites in in rice， tea， vegetables and fruits.

Keywords： QuEChERS; gas chromatography-triple quadrupole mass spectrometry; fipronil; metabolite

氟虫腈，商品名为锐劲特，是一种苯基吡唑类、广谱性的杀虫剂，对害虫以胃毒作用为主，活性高，应用范围广，可用于水稻、蔬菜、茶叶、果树等农作物的害虫防治。氟虫腈原药能对人体的神经系统、消化系统和循环系统产生毒副作用[1]。氟虫腈在环境中经过物理化学变化，主要会产生氟甲腈、氟虫腈砜以及氟虫腈硫醚3种代谢物[2]，有研究表明其代谢物比氟虫腈原药更加稳定[3]，且毒性更大[4-5]。因此，对氟虫腈及其代谢物的检测非常有必要。国家安全标准《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》（GB 2763—2021）中，对氟虫腈的检测也是以氟虫腈、氟甲腈、氟虫腈砜和氟虫腈硫醚之和来计算[6]。

现行的国家标准中针对氟虫腈的相关检测方法主要有以下几种。①液相色谱-质谱/质谱法。

GB 23200.34—2016[7]中采用该方法检测氟虫腈，但前处理复杂，且不检测其他3种代谢物；GB 23200.115—2018[8]规定了氟虫腈及其3种代谢物的检测方法，但只针对蛋类样品。②气相色谱-质谱法。SN/T 1982—2007[9]中有关气相色谱-质谱法配备的离子源为负化学源，普及率较低，且标准中也未检测3种代谢物；GB 23200.8—2016[10]使用该方法检测农药，但前处理过柱净化比较烦琐、耗时较长，并且未检测3种代谢物。③气相色谱-质谱/质谱法。GB 23200.113—2018[11]中也仅检测氟虫腈，未检测其代谢物。此外，还有文献中也有用气相色谱-电子捕获检测法[12-13]、液相色谱法[14]等方法来检测氟虫腈及其3种代谢物，但这些检测方法大多需要经萃取、过固相萃取小柱净化等，前处理过程较为烦琐。也有文献使用传统的QuEChERS技术作为前处理方法，结合相关检测方法来测定蔬菜、水果和茶叶中的氟虫腈及其代谢物的报道[15-17]，但尚未见使用气相色谱-三重四极杆质谱仪同时检测大米、茶叶、油麦菜和柑橘4种不同种类基质中氟虫腈及其代谢物的报道。本文使用改良后的QuEChERS进行样品前处理，可根据不同基质灵活选用提取净化材料，能简单快捷地完成对氟虫腈及其代谢物的准确定量分析。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

乙腈（HPLC级），美国Supelco公司；乙酸乙酯（HPLC级），美国Honewell公司；丙酮（HPLC级），德国默克公司；正己烷（HPLC级），西班牙Scharlau公司；氯化钠（分析纯）、无水硫酸镁（分析纯），国药集团化学试剂有限公司；乙二胺-N-丙基硅烷（PSA，40～60 μm）、十八烷基硅烷键合硅胶（C18，40～60 μm）、石墨化炭黑（GCB，120～400目），自博纳艾杰尔科技有限公司；陶瓷均质子，安捷伦公司；微孔滤膜（有机相，0.22 μm×13.00 mm），津腾实验设备有限公司；氟虫腈、氟甲腈、氟虫腈砜、氟虫腈硫醚标准物质和内标环氧七氯B，农业农村部环境保护科研监测所（天津），浓度均为1 000 μg·mL-1。

1.2 仪器与设备

气相色谱-三重四极杆质谱联用仪（7890B-7000D），美国安捷伦公司；高速冷冻离心机（Heraeus Multifuge X1R），美国赛默飞公司；高速振荡机（EYELA CM-100），上海爱郎仪器有限公司；氮吹浓缩装置（TTL-DCⅡ型），北京同泰联科技发展有限公司；涡旋混匀器（MS3 control），德国IKA公司；电子天平（BCA2241-10CN），赛多利斯科学仪器有限公司。

1.3 样品提取及净化

（1）提取。称取大米5.00 g、茶叶2.00 g，放入50 mL离心管中，加入10 mL水，涡旋混匀，静置30 min后再加入乙腈10.0 mL，涡旋混匀1 min；分别称取油麦菜、沃柑10.00 g，放入50 mL离心管中，加入乙腈10.0 mL，涡旋混匀1 min。所有样品加入2 g氯化钠，涡旋混匀1 min，加入6 g无水硫酸镁，再放入一个陶瓷均质子，立即剧烈振摇混匀1 min，以5 000 r·min-1离心5 min。

（2）净化。准确吸取上清液6.0 mL于15 mL净化管中（净化管1：预先加入800 mg无水硫酸镁、200 mg PSA、200 mg C18用于大米和柑橘；净化管2：预先加入800 mg无水硫酸镁、200 mg PSA、200 mg C18和200 mg GCB用于茶叶和油麦菜），涡旋混匀1 min后以5 000 r·min-1离心5 min。准确吸取上清液2.0 mL于10 mL试管中，在40 ℃水浴中氮吹浓缩至20～50 μL[18]，加入20 μL的内标溶液，加入1.0 mL乙酸乙酯，涡旋混匀1 min，过微孔滤膜，用于测定。

1.4 标准溶液的配制

（1）内标溶液的配制。用乙酸乙酯将环氧七氯B逐级稀释至5 mg·L-1，于0 ℃保存备用。

（2）标准储备溶液的配制。用乙酸乙酯将氟虫腈、氟甲腈、氟虫腈砜、氟虫腈硫醚逐级稀释至5 mg·L-1，于-18 ℃低温保存。再配制成1 mg·L-1的混合标准溶液，于0 ℃保存备用。

（3）基质匹配标准溶液。用乙酸乙酯将一定量的混合标准溶液逐级稀释成浓度为0.005 mg·L-1、0.010 mg·L-1、0.050 mg·L-1、0.100 mg·L-1、0.500 mg·L-1和0.800 mg·L-1的混合标准工作溶液，空白基质溶液氮吹浓缩至近干，加入内标溶液20 μL，再加入上述浓度混合标准工作液各1 mL复溶，过有机滤膜，得到基质混合标准工作液。

1.5 仪器条件

1.5.1 气相色谱条件

色谱柱HP-5msUI（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；载气为高纯氦气（99.999%）；载气流速设置为1.0 mL·min-1；进样口温度：280 ℃；柱温箱升温程序：初始温度为40 ℃，保持1 min，然后以40 ℃·min-1升温至120 ℃，以5 ℃·min-1升温至240 ℃，最后以12 ℃·min-1升温至300 ℃，保持6 min。进样量为1 μL，不分流进样。

1.5.2 质谱条件

离子源：电子轰击源EI；离子源电离能量：70 eV；离子源温度：280 ℃；传输线温度：280 ℃；溶剂延迟3 min。扫描模式为多反应监测模式。

2 结果与分析

2.1 质谱参数的确定

采用全扫描模式分别对氟虫腈、氟甲腈、氟虫腈砜和氟虫腈硫醚进行全扫描，找到各自的母离子，再进行二级质谱扫描，确定各自的定量离子和定性离子，最后在MRM模式下对选择的离子对和碰撞电压进行优化，建立MRM方法并进行后续分析。氟虫腈及其3种代谢物在该条件下的质谱参数见表1。

2.2 提取溶剂的选择

在农产品的农药残留检测中，丙酮、正己烷、乙酸乙酯和乙腈等有机试剂是最常用的提取溶剂。本试验使用的基质包括大米、茶叶、柑橘以及颜色较深的油麦菜，在对比丙酮、正己烷、乙酸乙酯、乙腈及乙腈-醋酸（1%醋酸）5种提取溶剂对氟虫腈及其3种代谢物的提取效果时发现，正己烷和乙酸乙酯在4种不同基质中的提取回收率均最低（不足60%），在茶叶和油麦菜中的回收率不到50%，这可能是这两种基质在提取后杂质较多，颜色仍然较深，导致回收率不高。使用丙酮作为提取溶剂时，氟虫腈及其3种代谢物在4种基质中的回收率超过82%，但在加入氯化钠后，丙酮与水分层不明显。使用乙腈和乙腈-醋酸作为提取溶剂时，在4种基质中的回收率差别不大，都能超过88%，但在油麦菜和柑橘中，乙腈-醋酸对氟虫腈和氟虫腈砜的提取率略低于乙腈。因此，本试验最终使用乙腈作为提取溶剂。

2.3 净化方法的优化

QuEChERS净化管中常见的吸附剂包含PSA、GCB、C18，选择不同配方的吸附剂可以处理不同的样品。实际操作中发现，使用传统净化管时，经过净化后的油麦菜样品颜色呈墨绿色，对色素的净化效果不理想。为探讨GCB的添加量对茶叶和油麦菜的净化效果，本文设置GCB添加量为100 mg、200 mg、300 mg 3个梯度，每个梯度6个平行样，考察其对氟虫腈及其代3种谢物回收率的影响。结果发现，当GCB添加量为100 mg时，溶液颜色仍然较深，氟虫腈及其3种代谢物的回收率都在86.2%以上；当GCB添加量为200 mg时，溶液颜色变得较浅，回收率都超过88.3%；当GCB添加量为300 mg时，溶液颜色最浅，但回收率都小于70.6%。说明GCB的添加量是影响净化效果和回收率的关键因素，添加量小时，净化效果差，有杂质干扰，但过量添加GCB也会对氟虫腈及其代谢物有一定的吸附作用，导致其回收率降低。因此，本试验最终选择使用含800 mg无水硫酸镁、200 mg PSA、200 mg C18用于大米和柑橘的净化，用含800 mg无水硫酸镁、200 mg PSA、200 mg C18和200 mg GCB用于茶叶和油麦菜的净化。