气相色谱-四极杆飞行时间质谱-内标法测定果蔬中79种农药残留

摘 要：目的：建立QuEChERS 前处理结合气相色谱-四极杆飞行时间质谱（Gas Chromatography Quadrupole-Time-Of-Flight Mass Spectrometry，GC-Q-TOF/MS）内标法同时检测果蔬中79种农药残留的分析方法。方法：利用GC-Q-TOF/MS结合MassHunter、个人化合物数据库与谱库（Personal compound database and spectrum library，PCDL）软件建立429种农药的谱库；样品经QuEChERS前处理方法进行萃取净化后，结合GC-Q-TOF/MS，采用EI全扫描模式，以PCDL谱库为定性依据进行农药残留高通量快速定性筛查；针对筛查出的农药残留，进行基质内标法定量分析。结果：372批果蔬样品共筛查出79种农药残留，79种农药残留在0～2.00 μg·mL-1线性范围内，具有良好的线性关系，相关系数R＞0.99，79种农药残留的定量限在0.01～0.05 mg·kg-1。在芹菜空白基质中0.025 mg·kg-1、0.075 mg·kg-1、0.250 mg·kg-1 3个浓度添加水平下，方法的平均回收率为62.93%～117.63%，相对标准偏差（RSD，n=6）低于16.0%。结论：该方法操作简便，回收率和重复性良好，适合于果蔬中79种农药的准确定性定量分析。

关键词：农药残留；果蔬；QuEChERS；气相色谱-四极杆飞行时间质谱

Determination of 79 Pesticide Residues in Fruits and Vegetables by Gas Chromatography Coupled with Quadrupole Time-Of-Flight Masss Spectrometry Internal Standard

JIANG Gaiqing， HUANG Mengli， LI Xueyin， XING Mengke， ZHANG Bowen， SUN Xiaojie

（Nanjing Institute for Food and Drug Control， Nanjing 211100， China）

Abstract： Objective： To establish an internal standard method for the determination of 79 pesticide residues in fruits and vegetables by QuEChERS pretreatment combined with gas chromatography quadrupole-time-of-flight （QTOF） mass spectrometry. Method： The spectral library of 429 pesticides was established by gas chromatography quadrupole-time-of-flight （QTOF） mass spectrometry combined with MassHunter， personal compound database and spectrum Library （PCDL） software. A large number of fruit and vegetable samples were extracted and purified by QuEChERS pretreatment method， combined with gas chromatography quadrupole-time-of-flight （QTOF） mass spectrometry， EI full-scan mode， and PCDL spectrum library as the qualitative basis for high-throughput rapid qualitative screening of pesticide residues. The internal standard method was used to analyze the screened residues by establishing matrix standard working solution. Result： A total of 79 pesticide residues were screened in 372 batches of fruit and vegetable samples， 79 pesticide residues were liner in the range of 0～2.00 μg·mL-1 with correlation coefficients greater than 0.99. The limits of quantitation ranged from 0.01 to 0.05 mg·kg-1. Under the three concentration addition levels of 0.025 mg·kg-1， 0.075 mg·kg-1and 0.250 mg·kg-1 in the blank sample of celery， the recoveries for spiked samples were 62.93%～117.63% and the relative standard deviations （RSD， n=6） less than 16.0%. Conclusion： The method is simple， with good recovery and repeatability， and is suitable for the accurate qualitative and quantitative analysis of 79 pesticides in fruits and vegetables.

Keywords： pesticide residue; fruits and vegetables; QuEChERS; gas chromatography quadrupole-time-of-flight mass spectrometry

农药作为重要的农业生产资料，在病虫害防控、保证农业可持续发展方面发挥着至关重要的作用。但因其不合理使用，导致农产品中农药残留超标，也带来了环境污染、生态破坏、食品安全等众多问题，影响人体健康[1-3]。随着生活水平的不断提高，水果蔬菜需求量的日益增长，果蔬中的农药残留问题越来越受到关注[3]。近年来，多品种农药的混合使用和滥用致使农产品中多农药残留现象比较突出[4]。因此，如何解决农药残留问题、探究农产品中多农药残留检测技术已成为当务之急。

目前，农药残留的检测方法主要有气相色谱法、气相色谱-质谱联用法、气相色谱-四极杆飞行时间质谱法（Gas Chromatography-Quadrupole-Time-of-Flight Mass Spectrometry，GC-Q-TOF/MS）、液相色谱法、液相色谱-质谱联用法、液相色谱-飞行时间质谱法和酶抑制法等[5-8]。当前，GC-Q-TOF/MS作为典型的高分辨技术，因其具有质量精确度更高、通量更大、全质量数采集和数据库匹配检索等优势，定性确证能力更强，在多农药残留检测领域的应用越来越广[8-11]。采集方式是全扫描，可提供精确质量数，质谱裂解信息丰富，具有优异的定性能力。目前，该方法已被应用于食品成分分析[12]、生物代谢[13]、环境监测[14]等领域。

对于农药残留检测，常用的样品前处理方法有液液萃取法[15]、固相萃取法[16-17]、凝胶渗透色谱法[18]和QuEChERS法[19]等。其中QuEChERS方法是一种简单、快速的农药残留预处理技术，其原理是利用吸附剂填料与基质中的杂质相互作用，吸附杂质，从而达到除杂净化的目的，相对于其他前处理方法，具有快速、方便、便宜、高效和耐用等优点。本研究通过建立多农残个人化合物数据库与谱库（Personal Compound Database and Spectrum Library，PCDL），结合GB 23220.113—2018中的QuEChERS前处理方法，采用GC-Q-TOF/MS全扫描对372批水果蔬菜样品进行多农残高通量筛查，并对检出项目进行定量分析，从而为水果蔬菜中多农药残留的检测提供方法参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

试剂：乙酸乙酯，乙腈（色谱纯，美国AOE公司），QuEChERS材料包（美国安捷伦公司）。

429种农药残留混标（质量浓度均为10 μg·mL-1，购自First Standard公司），置于-18 ℃保存；79种农药标准品（质量浓度均为1 000 μg·mL-1，购自First Standard公司）。用乙酸乙酯将各农药配制成浓度为100 μg·mL-1的标准储备液，置于-18 ℃保存；内标环氧七氯B（质量浓度均为100 μg·mL-1，购自First Standard公司），用乙酸乙酯环氧七氯B配制成浓度为5 μg·mL-1的标准储备液，置于-18 ℃保存。

1.2 仪器与设备

仪器：气相色谱-四极杆飞行时间质谱仪7890B-7250（GC-Q-TOF/MS，美国Agilent公司）；氮吹仪（Organomation公司）；离心机（安徽中科中佳科学仪器有限公司）；电子天平（德国赛多利斯公司）；涡旋混合器（美国Thermo公司）。

1.3 实验方法

1.3.1 QuEChERS前处理

准确称取10.0 g均质试样于50 mL塑料离心管中，加入10.0 mL乙腈，振荡3 min，4.0 g无水硫酸镁，1.0 g氯化钠，1.0 g柠檬酸钠，0.5 g柠檬酸氢二钠及1颗陶瓷均质子，盖上离心管盖，剧烈振荡1 min后4 200 r·min-1离心5 min。吸取6.0 mL上清液加到内含900.0 mg硫酸镁及150 mg N-丙基乙二胺（PSA）的15.0 mL塑料离心管中；对于颜色较深的试样，15 mL塑料离心管中加入900.0 mg硫酸镁、150.0 mg PSA及15.0 mg石墨化碳黑（GCB），涡旋混匀1 min。4 200 r·min-1离心5 min，准确吸取2.0 mL上清液于10.0 mL试管中，40 ℃水浴中氮气吹至近干。加入20.0 μL的内标溶液，加入1.0 mL乙酸乙酯复溶，过微孔滤膜，用于GC-Q-TOF/MS测定。

1.3.2 混合标准溶液制备

样品前处理实验时将79种农药残留混标稀释成0 μg·mL-1、0.01 μg·mL-1、0.05 μg·mL-1、0.10 μg·mL-1、0.20 μg·mL-1、0.50 μg·mL-1、1.00 μg·mL-1和2.00 μg·mL-1的标准工作溶液系列浓度。

1.3.3 仪器条件

（1）色谱条件。色谱柱选用HP-5MS UI毛细管柱（15 m×0.25 mm×0.25 µm）；进样口温度：280 ℃；升温程序：60 ℃保持1 min，以40 ℃·min-1升温至120 ℃，以5 ℃·min-1升温至310 ℃；载气：氦气，流速1 mL·min-1；不分流进样；进样量：1.0 µL。

（2）质谱条件。气相色谱与质谱接口温度：280 ℃；离子源稳定：230 ℃；电子轰击源（EI）：70 eV；数据采集方式：TOF SCAN全扫描；质量扫描范围：m/z 50～600；溶剂延迟：3.75 min。

1.3.4 数据采集和数据分析

数据采集通过Agilent MassHunter Workstation软件完成，数据分析通过Qualitative Anglysis 10.1和MassHunter PCDL Manager（B.08.00）建立化合物数据库和谱图库、Unknowns Analysis进行定性分析、Quantitative Anglysis进行定量分析。采用建立好的PCDL库对GC-Q-TOF/MS采集的数据进行检索匹配定性分析，特征离子的检索匹配参数：保留时间最大偏差0.25 min，精确质量最大偏差50×10-6（50 ppm），化合物检出判定条件为至少2个特征离子检出，综合得分＞60分。