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QuEChERS-GC-MS/MS法同时测定茶叶中18种农药残留
作者: 李 志 1,2 张馨允 1,2 蒋洪亮 1,2 冉茂乾 1,2 陈 露 1,2 焦彦朝 3
李 志 1,2 张馨允 1,2 蒋洪亮 1,2 冉茂乾 1,2 陈 露 1,2 焦彦朝 3
摘 要 建立茶叶中18种农药残留的气相色谱-三重四级杆串联质谱(GC-MS/MS)检测方法。茶叶经过QuEChERS前处理,定容至1mL后,采用GC-MS/MS进行定性、定量检测分析。结果表明,18种农药在0.05~1.00 mg/kg质量浓度范围内线性关系良好,相关系数R2≥0.995;在空白茶叶基质中分别添加加标浓度为0.10 mg/kg、0.50 mg/kg、1.00 mg/kg;其加标平均回收率为89.34%~92.87%、精密度为5.015%~9.021%、检出限为0.0103~0.0254 mg/kg;各参数均符合GB/T 27404-2008《实验室质量控制范围 食品理化检测》相应参数要求,表明该方法科学可靠;同时,该方法具有高效、灵敏、快速等特点。
关键词 茶叶;气相色谱-三重四级杆串联质谱法;QuEChERS;农药残留
Simultaneous Determination of 18 Pesticide Residues in Tea by QuEChERS-GC-MS / MS
LI ZHI 1,2 ZHANG Xin-Yun 1,2 JIANG Hong-Liang 1,2 RAN Mao-Qian 1,2 CHEN Lu 1,2 JIAO Yan-Chao 3
Abstract To establish a gas chromatography-triple quadrupole tandem mass spectrometry (GC-MS / MS) detection method for 18 pesticide residues in tea. The tea leaves were pre-treated by QuEChERS, and after the volume was adjusted to 1mL, GC-MS / MS was used for qualitative and quantitative detection analysis. The results show that the 18 pesticides have a good linear relationship within the mass concentration range of 0.05 ~ 1.00 mg / kg, and the correlation coefficient R2≥0.995; the spiked concentrations of 0.10 mg / kg, 0.50 mg / kg, and 1.00 mg were added to the blank tea matrix. / kg; the average recovery rate of the standard addition is 89.34% ~ 92.87%, the precision is 5.015% ~ 9.021%, and the detection limit is 0.0103 ~ 0.0254 mg / kg; Control range food physical and chemical testing "corresponding parameter requirements show that the method is scientific and reliable; at the same time, the method has the characteristics of high efficiency, sensitivity and speed.
Keywords tea; GC-MS / MS; QuEChERS; pesticide residue
茶作为一种天然的绿色保健饮料,居世界三大饮料(茶、咖啡、可可)之一深受人们喜爱[1]。茶叶,由于具备抗氧化性、抗菌、抗癌和抗炎的特性而备受关注[2-4]。我国是全球最大茶叶种植国、第二大茶叶生产国和第三大茶叶出口国[5-6],为提高茶叶产量,农药被广泛用于茶叶种植病虫防范,进而时常在茶叶中有农药残留检出或超标的情况出现。因此,茶叶质量安全引起国内外广泛学者的关注[7-9]。卢森华[10]等采用QuEChERS法与传统固相萃取法对比检测茶叶中25种农药残留;郭冬冬[11]等采用气相色谱-四极杆/飞行时间质谱法快速筛查茶叶中350种农药残留;刘相真[12]等采用GC-MS和LC-MSMS法快速测定茶叶中35种农药残留。目前,国内对茶叶农药残留检测的方法主要是GB/T 23204-2008《茶叶中519种农药及相关化学品残留量的测定 气相色谱-质谱法》[13]。本文研究采用QuEChERS结合GC-MS/MS对茶叶中18种农药残留进行检测分析,该方法具有快速、准确、高效的特点,以期满足日常的茶叶农药残留检测。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
乙腈、正己烷、甲苯、丙酮(均为色谱纯):国药集团化学试剂有限公司;无水硫酸钠、氯化钠(分析纯):国药集团化学试剂有限公司;Cleanert TPT:上海楚定分析仪器有限公司;N -丙基乙二胺(N-propylethylenediamine, PSA)、MgSO4、弗罗里硅土填料、C18填料、ECQUEU750CT-MP 萃取盐包(4 g MgSO4,1 g NaCl,0.5 g柠檬酸二钠和1 g柠檬酸三钠):美国Agilent公司。
16种农药标准物质(100 μg/mL,1.2 mL):北京坛墨质检科技有限公司;茶叶:六盘水市售。
1.2 仪器与设备
GCMS/MS-TQ8050气相色谱-质谱联用仪(配有电子轰击源):日本岛津公司;CPA225D赛多利斯天平:莱华尔科技(深圳)有限公司;DMT-2500多管旋涡混合仪:上海锦玟仪器设备有限公司;H1850R湘仪台式高速冷冻离心机:湖南湘仪实验室仪器开发有限公司;primix超高速乳化分散搅拌机:北京新月中科科技有限公司;R-1010中试旋转蒸发仪:西安禾普生物科技有限公司;SPE400全自动机械臂固相萃取仪:济南海能仪器股份有限公司;莱驰 GM300刀式混合研磨仪:广州艾威仪器科技有限公司。
1.3 方法
1.3.1 标准溶液的配制
将18种农药标准品配制成10μg/mL混合农药标准储备液,放于冰箱中冷藏,有效期为6个月。
精密移取标准储备液0.05 mL、0.1 mL、0.2 mL、0.5 mL、1.0 mL于10 mL容量瓶中,并用空白基质溶液定容至刻度,即得质量浓度为0.05μg/mL、0.10μg/mL、0.20μg/mL、0.50μg/mL、1.00μg/mL的标准工作液。以质量浓度(x)为横坐标,定量离子对的峰面积(y)为纵坐标进行标准曲线绘制。
1.3.2 样品的制备
将茶叶用研磨仪粉碎,过80目筛,放于冷藏箱中备用。
1.3.3 样品前处理
精密称取粉碎茶叶试样5.0 g(精确至0.001 g)于50 mL离心管中,加入8 mL纯水浸泡10 min后再加入10 mL乙腈,放于多管旋涡混合仪上旋涡振荡提取30 min,再将ECQUEU750CT-MP 萃取盐包加入离心管继续振荡提取10 min,移取1 mL茶叶提取液至2 mL微离心管中(装有150 mg无水硫酸镁、50 mg PSA 和50 mg石墨化碳黑),经旋涡振荡5 min,再放于冷冻离心机中以8000 r/min离心5 min,取上清液至自动进样瓶,供GC-MS/MS分析检测。
1.3.4 气相色谱-质谱条件
色谱条件:Rxi-5ms毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);进样口温度:270℃;柱温程序:初始温度80℃保持1 min,以25℃/min升温至200℃,再以15℃/min升温至300℃,保持7 min;载气:氦气,纯度≥99.999%;流速:1.35 mL/min;进样量1.0 μL;进样方式,不分流进样。电离方式为电子电离(EI);电子能量70 eV;离子源温度230℃;驻留时间2.5 min;溶剂延迟时间3 min;采集参数:质谱多反应监测(Multiple reaction monitoring,MRM)(参数见表1)。
2 结果与分析
2.1 18种农药混标溶液总离子流色谱图
18种农药混标溶液总离子流色谱图(Total ions chromatogram,TIC)如图1所示。
2.2 18种农药线性回归方程
18中农药的保留时间和线性回归方程及相关系数R2见表2。
由表2可知,18种农药标准品在0.05~1.00 μg/mL质量浓度范围内线性关系良好,相关系数(R2)均≥0.995,符合GB/T 27404-2008《实验室质量控制范围 食品理化检测》相应参数要求,表明该方法科学可靠。
2.3 茶叶中18种农药检出限、精密度和回收率试验
以空白基质产生的3倍信噪比(S/N=3)计算检出限[14-17],向空白茶叶基质中添加18种农药标准储备液,添加量分别为0.10 mg/kg、0.50 mg/kg和1.00 mg/kg3个水平,按1.3.3步骤进行样品前处理,定容1 mL,上机分析检测。由表3可知,18种农药的方法检出限为0.0103~0.0254 mg/kg、平均回收率为89.34%~92.87%、精密度为5.015%~9.021%。各参数均符合GB/T 27404-2008《实验室质量控制范围 食品理化检测》相应参数要求,表明该方法科学可靠。
2.4 茶叶样品的实际检测试验
采用该方法对茶叶进行农药残留检测分析,由表4可知,对茶叶进行18种农药残留分析检测,其中毒死蜱、甲基对硫磷、p,p'-滴滴滴为阳性,其含量分别为0.0149 mg/kg、0.0168 mg/kg、0.0135 mg/kg,其余农药均为未检出。
3 结论
建立QuEChERS-GC-MS/MS法测定茶叶中18种农药残留的快速检测方法,该方法在0.05~1.00μg/mL质量浓度范围内线性良好,方法检出限为0.0103~0.0254 mg/kg、平均回收率为89.34%~92.87%、精密度为5.015%~9.021%。各参数均符合GB/T 27404-2008《实验室质量控制范围 食品理化检测》相应参数要求,表明该方法科学可靠。对茶叶进行18种农药残留检测分析,其结果有3种农药残留呈阳性,分别是毒死蜱(0.0149 mg/kg)、甲基对硫磷(0.0168 mg/kg)、p,p'-滴滴滴(0.0135 mg/kg)。
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基金项目:海关总署科研计划项目(2018IK053)
第一作者:李 志(1989-),男,工程师,硕士,主要从事食品质量安全检测,E-mail:1611458766@qq.com
1.六盘水山地特色生态产品研究中心 六盘水 553000 2.国家果蔬检测重点实验室 六盘水 553000
3.贵阳海关综合技术中心 贵阳 550081
1. Liupanshui Mountain-featured Ecological Product Research Center, Liupanshui 553000 2. National Key Laboratory of Fruit and Vegetable Testing , Liupanshui 553000 3. Guiyang Customs Comprehensive Technology Center, Guiyang 550081
表1 18种农药组分CAS号、多反应监测参数
Table 1 CAS number and multiple reaction monitoring parameter of 18 pesticide components
序号 | 中文名 | 英文名 | CAC号 | 定量 | 定性 | ||
离子对 | 碰撞能量/eV | 离子对 | 碰撞能量/eV | ||||
1 | 甲胺磷 | Methamidophos | 10265-92-6 | 141.0>95.0 | 8 | 141.0>79.0 | 22 |
2 | 敌敌畏 | Dichlorvos | 62-73-7 | 109.0>79.0 | 12 | 185.0>93.0 | 14 |
3 | 甲拌磷 | Phorate | 298-02-2 | 260.0>75.0 | 23 | 231.0>129.0 | 24 |
4 | 速灭磷 | Mevinphos | 7786-34-7 | 127.0>109.0 | 12 | 192.0>127.0 | 12 |
5 | 久效磷 | Monocrotophos | 6923-22-4 | 127.1>109.0 | 12 | 127.1>95.0 | 16 |
6 | 毒死蜱 | Chlorpyrifos | 2921-88-2 | 196.9>168.9 | 14 | 313.9>257.9 | 14 |
7 | 甲基对硫磷 | Methyl-Parathion | 298-00-0 | 263.0>109.0 | 14 | 125.0>47.0 | 12 |
8 | 马拉硫磷 | Malathion | 121-75-5 | 173.1>99.0 | 14 | 173.1>127.0 | 6 |
9 | α-六六六 | α-HCH | 319-84-6 | 180.9>144.9 | 16 | 218.9>182.9 | 8 |
10 | β-六六六 | β-HCH | 319-85-7 | 186.9>123.9 | 24 | 218.9>186.9 | 8 |
11 | δ-六六六 | δ-HCH | 319-86-8 | 180.9>144.9 | 16 | 218.9>182.9 | 8 |
12 | 苯硫磷 | Leptophos | 2104-64-5 | 169.1>140.9 | 8 | 156.9>77.0 | 24 |
13 | γ-六六六 | γ-HCH | 58-89-9 | 180.9>144.9 | 16 | 218.9>182.9 | 8 |
14 | 伏杀硫磷 | Phosalone | 2310-17-0 | 182.0>111.0 | 14 | 182.0>138.0 | 8 |
15 | o,p'-滴滴伊 | o,p'-DDE | 3424-82-6 | 246.0>176.0 | 30 | 248.0>176.0 | 28 |
16 | p,p'-滴滴滴 | p,p'-DDD | 72-54-8 | 235.0>165.0 | 24 | 237.0>165.0 | 28 |
17 | p,p'-滴滴涕 | p,p'-DDT | 50-29-3 | 235.0>165.0 | 24 | 237.0>165.0 | 28 |
18 | o,p'-滴滴滴 | o,p'-DDD | 53-19-0 | 235.0>165.0 | 24 | 237.0>165.0 | 28 |
图1 18种农药标准品的总离子流色谱图
Fig.1 Total ions chromatogram of 18 kinds of pesticide standards
表2 18种农药标品的保留时间、线性回归方程及相关系数
Table 2 Retention time,linear regression equation and correlation coefficient of 18 kinds of pesticides standards
序号 | 化合物 | 保留时间/min | 线性回归方程 | 相关系数(R2) | 线性范围/(μg.mL-1) |
1 | 甲胺磷 | 8.492 | f(x)=162296.699322*x-4960.378918 | 0.999567 | 0.05~1.00 |
2 | 敌敌畏 | 8.621 | f(x)=97170.841595*x-2811.011492 | 0.998322 | 0.05~1.00 |
3 | 甲拌磷 | 9.328 | f(x)=294694.142939*x-5430.633195 | 0.999357 | 0.05~1.00 |
4 | 速灭磷 | 9.427 | f(x)=693437.606466*x-11453.315116 | 0.999377 | 0.05~1.00 |
5 | 久效磷 | 9.756 | f(x)=266135.065215*x-4898.174407 | 0.999644 | 0.05~1.00 |
6 | 毒死蜱 | 9.902 | f(x)=792107.930278*x-16052.935029 | 0.998861 | 0.05~1.00 |
7 | 甲基对硫磷 | 9.989 | f(x)=351251.683493*x-8142.523259 | 0.999536 | 0.05~1.00 |
8 | 马拉硫磷 | 12.012 | f(x)=119784.611883*x-1125.706522 | 0.998153 | 0.05~1.00 |
9 | α-六六六 | 10.954 | f(x)=572897.282618*x-6686.195166 | 0.999772 | 0.05~1.00 |
10 | β-六六六 | 11.854 | f(x)=105780.048732*x-3328.818141 | 0.998511 | 0.05~1.00 |
11 | δ-六六六 | 11.874 | f(x)=405681.910137*x-8230.507174 | 0.999447 | 0.05~1.00 |
12 | 苯硫磷 | 11.988 | f(x)=647910.373342*x-18796.438812 | 0.999193 | 0.05~1.00 |
13 | γ-六六六 | 12.087 | f(x)=297267.896981*x-4843.722193 | 0.999654 | 0.05~1.00 |
14 | 伏杀硫磷 | 12.784 | f(x)=211711.521425*x-4882.463148 | 0.997043 | 0.05~1.00 |
15 | o,p'-滴滴伊 | 12.814 | f(x)=426118.059039*x-10137.282289 | 0.998701 | 0.05~1.00 |
16 | p,p'-滴滴滴 | 12.987 | f(x)=1133886.539310*x-27166.820727 | 0.998688 | 0.05~1.00 |
17 | p,p'-滴滴涕 | 13.214 | f(x)=699305.858885*x-21484.368517 | 0.998711 | 0.05~1.00 |
18 | o,p'-滴滴滴 | 13.451 | f(x)=447708.657786*x-10095.203848 | 0.999013 | 0.05~1.00 |
表3 茶叶中18种农药检出限、回收率和及精密度试验
Table 3 Detection limit, recovery rate and precision test of 18 pesticides in tea
序号 | 化合物 | (mg.kg-1) | 加标量/(mg.kg-1) | 实测量/(mg.kg-1) | 回收率/% | /% | (n=6) | ||||||
水平1 | 水平2 | 水平3 | 水平1 | 水平2 | 水平3 | 水平1 | 水平2 | 水平3 | |||||
1 | 甲胺磷 | 0.0152 | 0.10 | 0.50 | 1.00 | 0.0941 | 0.4571 | 0.8950 | 94.10 | 91.42 | 89.50 | 91.67 | 5.015 |
2 | 敌敌畏 | 0.0214 | 0.10 | 0.50 | 1.00 | 0.0897 | 0.4645 | 0.8754 | 89.70 | 92.90 | 87.54 | 90.05 | 8.014 |
3 | 甲拌磷 | 0.0164 | 0.10 | 0.50 | 1.00 | 0.0867 | 0.4721 | 0.9451 | 86.70 | 94.42 | 94.51 | 91.88 | 6.125 |
4 | 速灭磷 | 0.0214 | 0.10 | 0.50 | 1.00 | 0.0894 | 0.4824 | 0.8875 | 89.40 | 96.48 | 88.75 | 91.54 | 7.245 |
5 | 久效磷 | 0.0187 | 0.10 | 0.50 | 1.00 | 0.0878 | 0.4912 | 0.8656 | 87.80 | 98.24 | 86.56 | 90.87 | 5.012 |
6 | 毒死蜱 | 0.0132 | 0.10 | 0.50 | 1.00 | 0.0914 | 0.4754 | 0.8978 | 91.40 | 95.08 | 89.78 | 92.09 | 7.124 |
7 | 甲基对硫磷 | 0.0141 | 0.10 | 0.50 | 1.00 | 0.0924 | 0.4774 | 0.8654 | 92.40 | 95.48 | 86.54 | 91.47 | 8.120 |
8 | 马拉硫磷 | 0.0234 | 0.10 | 0.50 | 1.00 | 0.0896 | 0.4687 | 0.8898 | 89.60 | 93.74 | 88.98 | 90.77 | 6.124 |
9 | α-六六六 | 0.0154 | 0.10 | 0.50 | 1.00 | 0.0886 | 0.4565 | 0.8812 | 88.60 | 91.30 | 88.12 | 89.34 | 7.245 |
10 | β-六六六 | 0.0143 | 0.10 | 0.50 | 1.00 | 0.0875 | 0.4874 | 0.8674 | 87.50 | 97.48 | 86.74 | 90.57 | 6.012 |
11 | δ-六六六 | 0.0210 | 0.10 | 0.50 | 1.00 | 0.0912 | 0.4665 | 0.8841 | 91.20 | 93.30 | 88.41 | 90.97 | 8.021 |
12 | 苯硫磷 | 0.0129 | 0.10 | 0.50 | 1.00 | 0.0901 | 0.4852 | 0.8658 | 90.10 | 97.04 | 86.58 | 91.24 | 5.021 |
13 | γ-六六六 | 0.0137 | 0.10 | 0.50 | 1.00 | 0.0892 | 0.4698 | 0.9012 | 89.20 | 93.96 | 90.12 | 91.09 | 9.021 |
14 | 伏杀硫磷 | 0.0144 | 0.10 | 0.50 | 1.00 | 0.0875 | 0.4854 | 0.9121 | 87.50 | 97.08 | 91.21 | 91.93 | 8.120 |
15 | o,p'-滴滴伊 | 0.0112 | 0.10 | 0.50 | 1.00 | 0.0912 | 0.4871 | 0.8998 | 91.20 | 97.42 | 89.98 | 92.87 | 8.787 |
16 | p,p'-滴滴滴 | 0.0103 | 0.10 | 0.50 | 1.00 | 0.0857 | 0.4658 | 0.8947 | 85.70 | 93.16 | 89.47 | 89.44 | 8.354 |
17 | p,p'-滴滴涕 | 0.0187 | 0.10 | 0.50 | 1.00 | 0.0942 | 0.4666 | 0.9017 | 94.20 | 93.32 | 90.17 | 92.56 | 5.124 |
18 | 甲胺磷 | 0.0254 | 0.10 | 0.50 | 1.00 | 0.0885 | 0.4589 | 0.9124 | 88.50 | 91.78 | 91.24 | 90.51 | 6.258 |
表4 茶叶样品中18种农药残留检测试验结果
Table 4 Test results of 18 pesticide residues in tea samples
序号 | 农药种类 | 残留量/(mg.kg-1) | 序号 | 农药种类 | 残留量/(mg.kg-1) |
1 | 甲胺磷 | N.D | 10 | β-六六六 | N.D |
2 | 敌敌畏 | N.D | 11 | δ-六六六 | N.D |
3 | 甲拌磷 | N.D | 12 | 苯硫磷 | N.D |
4 | 速灭磷 | N.D | 13 | γ-六六六 | N.D |
5 | 久效磷 | N.D | 14 | 伏杀硫磷 | N.D |
6 | 毒死蜱 | 0.0149 | 15 | o,p'-滴滴伊 | N.D |
7 | 甲基对硫磷 | 0.0168 | 16 | p,p'-滴滴滴 | 0.0135 |
8 | 马拉硫磷 | N.D | 17 | p,p'-滴滴涕 | N.D |
9 | α-六六六 | N.D | 18 | 甲胺磷 | N.D |
注:“N.D”表示未检出
参考文献
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(文章类别:CPST-C)