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摘要:蔬菜中农药残留引起的食品安全问题的频发,因而农药残留的检测受到了高度重视。本文建立了采用超高效液相色谱法同时测定多种蔬菜中多杀霉素、氟硅唑、噻虫嗪、茚虫威4种农药的残留量,并对净化方法、色谱及质谱条件进行优化。结果证实此方法适用于蔬菜中4种农药残留的同时测定。
关键词:超高效液相色谱;农药残留;检测
引言
近年来,食品安全问题的频发,引起了人们对食品安全问题的重视,为此我国的很多科研机构都加强了对食品安全进行研究。其中蔬菜中农药残留问题就是其中备受重视的一个课题。这是因为很多蔬菜在种植中都会喷洒很多农药,造成蔬菜农药残留超标,严重威胁着影响人们的生命安全,也会对生态环境造成严重的污染与危害。因此,如何能够快速准确的检测出蔬菜中的农药残留,保证蔬菜质量安全就成为了人们最为关心的问题。目前,农药残留的检测方法有很多,本文根据国内外残留限量要求,对蔬菜中多杀霉素、氟硅唑、噻虫嗪、茚虫威这4种农药残留量同时测定的超高效液相色谱法进行探索,实现了农药的多残留测定,取得了良好的效果。
1 实验部分
1.1 试剂与材料
标准品:多杀霉素、氟硅唑、噻虫嗪、茚虫威(纯度>99.0%)。
试剂:氯化钠(分析纯),甲醇、乙腈、甲酸(色谱纯),Milli-Q高纯水,十八烷基键合硅胶(C18)吸附剂(43~60μm),N-丙基乙二胺(PSA)吸附剂(25~100μm),石墨化碳黑吸附剂(Carbon SPE bulk sorbent),无水硫酸镁,石墨碳黑-氨基串联(PC/NH2)固相萃取柱(500mg/500mg/6mL),氨基(NH2)固相萃取柱(500mg/6mL),十八烷基键合硅胶(C18)固相萃取柱(500mg/6mL),弗罗里硅土(Florisil)固相萃取柱(1000mg/6mL)。净化小柱和净化填料。
1.2 仪器
Agilent1290UPLC-Agilent6460MS超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱联用仪:配ESI源;T25DS25高速匀浆分散器;GB11240-89电热恒温水浴锅;AC-40氮吹浓缩器;国华SHAC恒温振荡器;TDL-5-A离心机;Milli-Q制水机。
1.3 样品前处理
取不少于1000g样品(空心菜、芹菜、豇豆、黄瓜、番茄、卷心菜、大白菜、丝瓜),去除杂物,取可食部分,将样品缩分至500g,经制样机处理后密封,于4℃冷藏保存。
番茄、卷心菜、大白菜、丝瓜(色素较浅)样品:用NH2柱替代PC/NH2串联柱,其他相同。
1.4 色谱-质谱条件
1.4.1 色谱条件 Poroshell120EC-C18反相液相色谱柱(3.0mm×100mm,2.7μm);流动相:A为5mmol/L乙酸铵水溶液,B为乙腈;流速0.40mL/min;柱温40℃;进样量2μL。梯度洗脱程序:0~0.5min,95%A;0.5~4.0min,95%~20%A;4.0~7.0min,20%~5%A。停止时间7.0min。
1.4.2 质谱条件 离子源:大气压电喷雾电离,正离子模式(ESI+);毛细管电压:3.5kV;离子源干燥气温度:300℃;鞘气温度:350℃;鞘气流量:12L/min;扫描方式:多反应监测(MRM);5.5min后加电子倍增管电压(EMV)300V。
2 结果与讨论
2.1 样品前处理条件的优化
2.1.1 净化条件的优化 蔬菜样品基质中含有较多的有机酸、维生素以及脂肪等,这些物质带来的基质效应将会严重影响检测结果的准确性。为降低或消除基质效应,选择合适的样品前处理方法至关重要。本研究对固相萃取(SPE)与基质固相分散萃取法两种净化技术进行了比较。
2.1.2 SPE方法中淋洗液体积的优化 选择PC/NH2-SPE,乙腈-甲苯(3:1)混合溶剂,考察了不同淋洗液体积(10,15,20,25,30mL)对空心菜中噻虫嗪、多杀霉素A、多杀霉素D、氟硅唑、茚虫威回收率(加标100μg/kg)的影响。结果表明,随着乙腈-甲苯淋洗剂体积的增大,噻虫嗪、多杀霉素A、多杀霉素D的回收率增加,氟硅唑、茚虫威的回收率增加不明显。当淋洗液体积达到25mL时回收率基本能满足分析要求;当洗脱液在30mL时回收率较高,但噻虫嗪的回收率偏高是由于杂质干扰增强。所以确定淋洗剂体积为25mL。
2.2 质谱条件的选择
将4种农药标准储备溶液稀释至500μg/L,分别进行一级质谱扫描以确定各农药的准分子离子峰;再分别以其准分子离子进行选择离子监测(MS2SIM),并优化碎裂电压(Fragment);再通过子离子扫描(Product ion scan)确定定量离子和定性离子,最后采用多反应监测(MRM)采集模式进行碰撞能量的进一步优化。因为茚虫威的灵敏度较低,所以在茚虫威出峰(5.5min)时开始加电压(Delta EMV)300V,可以更好地提高其响应值。
2.3 检出限与线性范围
配制4种农药的混合标准溶液,质量浓度分别为5,10,50,100,250,500μg/L,进样2μL,以MRM定量离子的色谱峰面积(Y)对分析物的质量浓度(X,μg/L)绘制标准曲线,以3倍信噪比(S/N)确定检出限(LOD),10倍信噪比(S/N)确定定量下限(LOQ),结果见表1。4种农药在5~500μg/L范围内线性关系良好,LOD为0.033~0.167μg/kg,LOQ为0.10~0.50μg/kg。图1为5μg/L标准品的MRM色谱图。
2.4 回收率与精密度
分别采用空心菜、芹菜、豇豆、黄瓜、番茄、卷心菜、大白菜、丝瓜8种蔬菜进行添加回收实验和精密度实验,分别以10,50,250μg/kg作为3个添加水平,每个添加水平做5次平行实验。
4种农药(5种化合物)的平均回收率为70.9%~123.4%,相对标准偏差(RSD)为0.7%~14.2%,表明该方法有良好的精密度和准确度,能达到残留分析的要求。图2为空心菜和番茄添加10μg/kg样品的UPLC-MS/MS色谱图。
2.5 蔬菜样品的检测
应用本方法对市售多种蔬菜共100个样品进行随机抽检。在杭白菜、空心菜、米苋、芹菜、青菜、生菜等12个样品中检出茚虫威(残留量0.01~0.25mg/kg),茼蒿、苋菜、芹菜3个样品中检出噻虫嗪(残留量0.01~0.16mg/kg),苋菜等2个蔬菜样品检出氟硅唑(残留量0.03~0.04mg/kg)。查询国标、CODEX/FAO、欧盟、日本等对噻虫嗪等4种农药在相应蔬菜上最大残留限量值(MRL),发现参照欧盟标准:氟硅唑在所有蔬菜中的MRL为0.01mg/kg(国标暂未规定氟硅唑在苋菜中的MRL,规定其在玉米笋中为0.01mg/kg,刀豆、番茄0.1mg/kg,黄瓜1mg/kg)。本次抽检的100个蔬菜样品中,有2个苋菜样品超标(氟硅唑参照欧盟蔬菜上的残留限量值),需谨慎使用。
3 结语
综上所述,蔬菜中的农药残留的检测关系着食品的安全问题,检测人员需谨慎、认真对待,采用正确的检测方法进行检测,以保证蔬菜质量安全。本试验采用超高效液相色谱法同时测定了蔬菜中4中农药残留量,从上述试验结果可看出,该方法的准确度和精密度较高,且简便省时、操作简单、便于推广应用,适用于蔬菜中多杀霉素、氟硅唑、噻虫嗪、茚虫威4种农药残留的测定,满足了现代社会所需要的简便、快速、灵敏、准确的农药多残留分析方法。
参考文献:
[1] 程景.高效液相色谱法测定蔬菜中7种氨基甲酸酯类农药残留研究[J].科学与财富.2015(9):176-177
[2] 鄒敏. 超高效液相色譜质谱联用法测定蔬菜中多杀霉素等4种农药残留研究[J].食品界.2017(6)
关键词:超高效液相色谱;农药残留;检测
引言
近年来,食品安全问题的频发,引起了人们对食品安全问题的重视,为此我国的很多科研机构都加强了对食品安全进行研究。其中蔬菜中农药残留问题就是其中备受重视的一个课题。这是因为很多蔬菜在种植中都会喷洒很多农药,造成蔬菜农药残留超标,严重威胁着影响人们的生命安全,也会对生态环境造成严重的污染与危害。因此,如何能够快速准确的检测出蔬菜中的农药残留,保证蔬菜质量安全就成为了人们最为关心的问题。目前,农药残留的检测方法有很多,本文根据国内外残留限量要求,对蔬菜中多杀霉素、氟硅唑、噻虫嗪、茚虫威这4种农药残留量同时测定的超高效液相色谱法进行探索,实现了农药的多残留测定,取得了良好的效果。
1 实验部分
1.1 试剂与材料
标准品:多杀霉素、氟硅唑、噻虫嗪、茚虫威(纯度>99.0%)。
试剂:氯化钠(分析纯),甲醇、乙腈、甲酸(色谱纯),Milli-Q高纯水,十八烷基键合硅胶(C18)吸附剂(43~60μm),N-丙基乙二胺(PSA)吸附剂(25~100μm),石墨化碳黑吸附剂(Carbon SPE bulk sorbent),无水硫酸镁,石墨碳黑-氨基串联(PC/NH2)固相萃取柱(500mg/500mg/6mL),氨基(NH2)固相萃取柱(500mg/6mL),十八烷基键合硅胶(C18)固相萃取柱(500mg/6mL),弗罗里硅土(Florisil)固相萃取柱(1000mg/6mL)。净化小柱和净化填料。
1.2 仪器
Agilent1290UPLC-Agilent6460MS超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱联用仪:配ESI源;T25DS25高速匀浆分散器;GB11240-89电热恒温水浴锅;AC-40氮吹浓缩器;国华SHAC恒温振荡器;TDL-5-A离心机;Milli-Q制水机。
1.3 样品前处理
取不少于1000g样品(空心菜、芹菜、豇豆、黄瓜、番茄、卷心菜、大白菜、丝瓜),去除杂物,取可食部分,将样品缩分至500g,经制样机处理后密封,于4℃冷藏保存。
番茄、卷心菜、大白菜、丝瓜(色素较浅)样品:用NH2柱替代PC/NH2串联柱,其他相同。
1.4 色谱-质谱条件
1.4.1 色谱条件 Poroshell120EC-C18反相液相色谱柱(3.0mm×100mm,2.7μm);流动相:A为5mmol/L乙酸铵水溶液,B为乙腈;流速0.40mL/min;柱温40℃;进样量2μL。梯度洗脱程序:0~0.5min,95%A;0.5~4.0min,95%~20%A;4.0~7.0min,20%~5%A。停止时间7.0min。
1.4.2 质谱条件 离子源:大气压电喷雾电离,正离子模式(ESI+);毛细管电压:3.5kV;离子源干燥气温度:300℃;鞘气温度:350℃;鞘气流量:12L/min;扫描方式:多反应监测(MRM);5.5min后加电子倍增管电压(EMV)300V。
2 结果与讨论
2.1 样品前处理条件的优化
2.1.1 净化条件的优化 蔬菜样品基质中含有较多的有机酸、维生素以及脂肪等,这些物质带来的基质效应将会严重影响检测结果的准确性。为降低或消除基质效应,选择合适的样品前处理方法至关重要。本研究对固相萃取(SPE)与基质固相分散萃取法两种净化技术进行了比较。
2.1.2 SPE方法中淋洗液体积的优化 选择PC/NH2-SPE,乙腈-甲苯(3:1)混合溶剂,考察了不同淋洗液体积(10,15,20,25,30mL)对空心菜中噻虫嗪、多杀霉素A、多杀霉素D、氟硅唑、茚虫威回收率(加标100μg/kg)的影响。结果表明,随着乙腈-甲苯淋洗剂体积的增大,噻虫嗪、多杀霉素A、多杀霉素D的回收率增加,氟硅唑、茚虫威的回收率增加不明显。当淋洗液体积达到25mL时回收率基本能满足分析要求;当洗脱液在30mL时回收率较高,但噻虫嗪的回收率偏高是由于杂质干扰增强。所以确定淋洗剂体积为25mL。
2.2 质谱条件的选择
将4种农药标准储备溶液稀释至500μg/L,分别进行一级质谱扫描以确定各农药的准分子离子峰;再分别以其准分子离子进行选择离子监测(MS2SIM),并优化碎裂电压(Fragment);再通过子离子扫描(Product ion scan)确定定量离子和定性离子,最后采用多反应监测(MRM)采集模式进行碰撞能量的进一步优化。因为茚虫威的灵敏度较低,所以在茚虫威出峰(5.5min)时开始加电压(Delta EMV)300V,可以更好地提高其响应值。
2.3 检出限与线性范围
配制4种农药的混合标准溶液,质量浓度分别为5,10,50,100,250,500μg/L,进样2μL,以MRM定量离子的色谱峰面积(Y)对分析物的质量浓度(X,μg/L)绘制标准曲线,以3倍信噪比(S/N)确定检出限(LOD),10倍信噪比(S/N)确定定量下限(LOQ),结果见表1。4种农药在5~500μg/L范围内线性关系良好,LOD为0.033~0.167μg/kg,LOQ为0.10~0.50μg/kg。图1为5μg/L标准品的MRM色谱图。
2.4 回收率与精密度
分别采用空心菜、芹菜、豇豆、黄瓜、番茄、卷心菜、大白菜、丝瓜8种蔬菜进行添加回收实验和精密度实验,分别以10,50,250μg/kg作为3个添加水平,每个添加水平做5次平行实验。
4种农药(5种化合物)的平均回收率为70.9%~123.4%,相对标准偏差(RSD)为0.7%~14.2%,表明该方法有良好的精密度和准确度,能达到残留分析的要求。图2为空心菜和番茄添加10μg/kg样品的UPLC-MS/MS色谱图。
2.5 蔬菜样品的检测
应用本方法对市售多种蔬菜共100个样品进行随机抽检。在杭白菜、空心菜、米苋、芹菜、青菜、生菜等12个样品中检出茚虫威(残留量0.01~0.25mg/kg),茼蒿、苋菜、芹菜3个样品中检出噻虫嗪(残留量0.01~0.16mg/kg),苋菜等2个蔬菜样品检出氟硅唑(残留量0.03~0.04mg/kg)。查询国标、CODEX/FAO、欧盟、日本等对噻虫嗪等4种农药在相应蔬菜上最大残留限量值(MRL),发现参照欧盟标准:氟硅唑在所有蔬菜中的MRL为0.01mg/kg(国标暂未规定氟硅唑在苋菜中的MRL,规定其在玉米笋中为0.01mg/kg,刀豆、番茄0.1mg/kg,黄瓜1mg/kg)。本次抽检的100个蔬菜样品中,有2个苋菜样品超标(氟硅唑参照欧盟蔬菜上的残留限量值),需谨慎使用。
3 结语
综上所述,蔬菜中的农药残留的检测关系着食品的安全问题,检测人员需谨慎、认真对待,采用正确的检测方法进行检测,以保证蔬菜质量安全。本试验采用超高效液相色谱法同时测定了蔬菜中4中农药残留量,从上述试验结果可看出,该方法的准确度和精密度较高,且简便省时、操作简单、便于推广应用,适用于蔬菜中多杀霉素、氟硅唑、噻虫嗪、茚虫威4种农药残留的测定,满足了现代社会所需要的简便、快速、灵敏、准确的农药多残留分析方法。
参考文献:
[1] 程景.高效液相色谱法测定蔬菜中7种氨基甲酸酯类农药残留研究[J].科学与财富.2015(9):176-177
[2] 鄒敏. 超高效液相色譜质谱联用法测定蔬菜中多杀霉素等4种农药残留研究[J].食品界.2017(6)