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液相色谱-串联质谱法测定果蔬中敌螨普残留量
作者:王晶 花锦 苏健 肖利龙 刘晓琳 杨美玲
王晶 花锦 苏健 肖利龙 刘晓琳 杨美玲
敌螨普(dinocap),化学名称2-异辛基-4,6-二硝基苯基2-丁烯酸酯,分子式C18H24N2O6,是一种暗棕色液体,沸点138~140℃,燃烧分解生成氮氧化物的有毒烟雾。敌螨普是常用在植物源性食品上的杀菌杀螨剂,是6种同分异构体的混合物,其中具有最高生物活性的异构体之一是硝苯菌酯[1-2],它为非内吸性杀螨剂[3-5],同时具有一定的接触性杀菌作用,主要被用来防治柑橘类、核果类、仁果类、瓜果蔬菜和观赏植物中的红蜘蛛和白粉病[6],36%硝苯菌酯乳油对黄瓜上的白粉病具有较好的防治效果[7]。但敌螨普同样具有一定危险性,其在药理上属于高毒农药,且对皮肤有一定的刺激作用,可致敏,长期接触会危害健康。另外,它有一定的发育毒性,可致胎儿畸形,还可改变小鼠的免疫系统[8-10],并且对水生生物有极高毒性。因此,做好敌螨普农药残留检测十分重要。
GB 2763—2021《食品中农药最大残留限量》中规定敌螨普以敌螨普异构体和敌螨普酚的总量来计算。许多国家已制定多种农产品中敌螨普及硝苯菌酯的最大残留限量(MRL),但我国还未制定有关敌螨普及硝苯菌酯残留限量的标准,GB 2763—2021中仅规定了敌螨普的临时限量,见表1、表2。
表1 国内对食品中敌螨普的最大残留限量要求
Table 1 Maximum residue limits for dinocap in food in China
农药名称 | 食品类型 | 名称 | 最大残留量 (mg/kg) |
敌螨普 | 蔬菜 | 番茄 | 0.3 |
敌螨普 | 蔬菜 | 辣椒 | 0.3 |
敌螨普 | 蔬菜 | 瓜类蔬菜(西葫芦、黄瓜除外) | 0.05 |
敌螨普 | 蔬菜 | 西葫芦 | 0.07 |
敌螨普 | 蔬菜 | 黄瓜 | 0.07 |
敌螨普 | 水果 | 苹果 | 0.2 |
敌螨普 | 水果 | 桃子 | 0.1 |
敌螨普 | 水果 | 葡萄 | 0.5 |
敌螨普 | 水果 | 草莓 | 0.5 |
敌螨普 | 水果 | 甜瓜类水果 | 0.5 |
敌螨普 | 调味品 | 干辣椒 | 2 |
表2 国际对食品中敌螨普的最大残留限量要求
Table 2 Maximum residue limits of dinocap in food in other countries
农药名称 | 国家/地区 | 名称 | 最大残留量 (mg/kg) |
敌螨普 | 欧盟 | 柑橘 | 0.05 |
敌螨普 | 欧盟 | 苹果 | 0.05 |
敌螨普 | 欧盟 | 梨 | 0.05 |
敌螨普 | 欧盟 | 葡萄 | 1.00 |
敌螨普 | 欧盟 | 草莓 | 3.00 |
敌螨普 | 日本 | 红辣椒、苹果 | 0.20 |
敌螨普 | 日本 | 桃子、梨、杏 | 0.10 |
敌螨普 | 日本 | 葡萄 | 0.05 |
敌螨普 | 日本 | 茄子、草莓 | 0.50 |
敌螨普 | 日本 | 瓜类 | 0.30 |
敌螨普 | 日本 | 西红柿 | 0.30 |
敌螨普 | 美国 | 未加工特定植物产品 | 0.10~0.15 |
虽然我国规定了敌螨普的临时限量,但目前缺少相应的检测方法,因此对于敌螨普的风险评估难以开展。随着近年来人们对食品安全的重视,农药残留问题不容忽视,对检验检测手段也提出了更高要求[11]。为此,本文开发了一种简单高效的检测果蔬中敌螨普的方法。
1 材料与方法
1.1 样品的选择和制备
由于敌螨普主要用于防治苹果、葡萄、柑橘、烟草等中的红蜘蛛和白粉病,同时还具有杀螨卵的作用,也可用于防治苹果中的全瓜螨,因此选取最常见的苹果、葡萄、番茄、黄瓜作为检测对象。对同一批相同样品进行打碎均质处理,使样品充分混匀,确保在取样分析检测时所选取的样品具有普遍性和代表性。
1.2 主要仪器与设备
GermanyGM 300型粉碎机(Retsch GmbH);XP2003SDR,d = 0.01 mg/0.1 mg型电子天平(METTLER TOLEDO);so900型通风橱(北京世安科兴科技开发有限公司);TALBOYS DIGITAL VRTX MXR 230VEVRO型涡旋混匀器(美国Henry Troemner);KQ-500DB型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);HC-3518型高速离心机(科大创新)以及Waters TQD液质联用仪(上海沃特世科技有限公司)。
1.3 主要试剂与药品
乙腈(色谱纯,美国Honeywell);氨水(分析纯,国药集团化学试剂有限公司);乙酸铵(优级纯,天津科密欧公司);十八烷基硅烷键合硅胶(C18):40~60 μm;石墨化碳黑(GCB):40~120 μm;KNORTH m-PFC A型快速滤过型净化柱(北京科诺思科技有限公司),水为Milli-Q纯水仪制备。
1.4 实验方法
1.4.1 标准工作液的配制
1)标准工作液。分别准确吸取指定浓度敌螨普标准溶液(经氨化水解后),用乙腈稀释,配制成5 μg/L、10 μg/L、20 μg/L、50 μg/L、100 μg/L系列标准溶液。
2)基质标准工作液。分别准确吸取指定浓度敌螨普标准溶液(经氨化水解后),以空白基质溶液作为稀释液,按表3分别配制成5 μg/L、10 μg/L、20 μg/L、50 μg/L、100 μg/L系列标准溶液。
表3 标准溶液配置方法
Table 3 Method for the preparation of standard solutions
浓度 (mg/L) | 体积 (μL) | 体积 (μL) | 浓度 (μg/L) |
0.1 | 50 | 950 | 5 |
0.1 | 100 | 900 | 10 |
1.0 | 20 | 980 | 20 |
1.0 | 50 | 950 | 50 |
1.0 | 100 | 900 | 100 |
1.4.2 提取方法
称取5 g粉碎均质样品于50 mL离心管中,加入10 mL乙腈溶液及1 g NaCl,对离心管进行涡旋,超声20 min,6000 r/min离心5 min,得到上清液,取5 mL加入另一离心管中,用移液枪加取100 μL氨水,超声60 min,6000 r/min离心5 min。
1.4.3 净化方法
取上清液1 mL过KNORTH m-PFC A型净化柱,收集净化液,过0.22 μm PTFE滤膜后进行测定。
1.5 色谱与质谱条件
色谱柱型号:Kinetex;规格:2.6 μm,3.0 mm×50 mm;柱温:35℃;进样量:10 μL。
流动相:A相为乙腈;B相为1 mmol乙酸铵;流速及梯度洗脱条件见表4。
表4 流速及梯度洗脱条件
Table 4 Conditions for flow rate and gradient elution
时间 (min) | 流速 (mL/min) | B相 (%) | A相 (%) |
0 | 0.3 | 90.0 | 10.0 |
1.00 | 0.3 | 60.0 | 40.0 |
3.00 | 0.3 | 10.0 | 90.0 |
4.10 | 0.3 | 90.0 | 10.0 |
5.00 | 0.3 | 90.0 | 10.0 |
质谱条件:电离源:ESI(-);源温度:120℃;电离电压:3 kV;脱溶剂气温度:380℃;脱溶剂气流量:500 L/hr,其他质谱参数见表5。
表5 主要参考质谱参数
Table 5 Main mass spectrum parameters referenced
检测项目 | 母离子 (m/z) | 锥孔电压 (V) | 子离子 (m/z) | 碰撞能量 (eV) |
敌螨普 | 295.287 | 48 | 134.091 | 62 |
敌螨普 | 295.287 | 48 | 209.090 | 28 |
2 结果与分析
2.1 不同净化方法比较
提取方法确定的情况下,比较不净化、QuEChERS(分散固相萃取)法和MPFC(多次滤过型净化)3种不同净化方式对净化效果的影响,以回收率来检验3种净化方法的净化效果,如图1所示。取6个空白苹果样品,按低、中、高3个浓度做添加回收试验,添加浓度分别为10 μg/kg、20 μg/kg、100 μg/kg,每个浓度重复测试6次,得到的平均真值结果见表6。数据表明,在提取方法一致的情况下,采用本研究的MPFC法回收率较高,相对标准偏差(RSD)在1.9%~4.6%之间,重复性良好,可对大部分果蔬中的敌螨普进行定量检测。
图1 3种净化方法的回收率
Fig.1 Recovery rates among three purification methods
2.2 检出限和定量限
取10 mg/L的敌螨普标准储备溶液,用乙腈稀释,加入空白样品中,按实验方法氨化水解后,测定化合物的信噪比,以3倍信噪比(S/N = 3)得出敌螨普检出限均为0.01 mg/kg,以10倍信噪比(S/N = 10)得出敌螨普定量限均为0.02 mg/kg,满足检测要求。图2、图3以葡萄为例给出了其检出限及空白基质的LC-MS/MS图。
图2 葡萄中敌螨普检出限的色谱图
Fig.2 LOD chromatogram of dinocap in grapes
图3 葡萄空白基质色谱图
Fig.3 Blank matrix chromatogram of grapes
2.3 线性范围
在选定的色谱、质谱条件和流动相下对标准溶液进行测定,以标准溶液的峰面积响应值Y为纵坐标,与其对应的质量浓度X为横坐标进行线性回归,并绘制标准曲线,得出在5~100 μg/L浓度范围内的回归方程为Y = 4.06564X+4.98391,相关系数R = 0.993058。以定量离子的峰面积对敌螨普质量浓度进行线性回归。
2.4 方法的回收率
取苹果、葡萄、番茄、黄瓜4种样品,分别做3个添加水平的回收率试验,平行测定6次,测得敌螨普的加标回收率、精密度,见表7。空白样品的加标回收率范围在70%~110%之间,相对标准偏差RSD均小于15%,满足GB/T 27404—2008《实验室质量控制规范 食品理化检测》附录F的要求。由此说明,此方法的回收率好、精密度较高。
2.5 与国外相关研究方法的对比
国外很多研究[12-16]用气相色谱串联质谱法、液相法、液相色谱串联质谱法等方法来检测敌螨普,大部分采用有机溶液丙酮提取,乙酸乙酯液液萃取等方法,操作相对繁琐,且易导致环境污染。而质谱类仪器具有定性、定量准确的优点,检验检测标准中应用此类仪器的比例逐步提高。由于硝苯菌酯电喷雾离子化程度较低,在采用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)分析时灵敏度也不尽理想,因此本文使用有机溶剂将目标物提取后,再通过碱性水解得到对应的酚[17],经MPFC(多次滤过型净化)快速过滤型净化柱吸附净化后,采用LC-MS/MS分析水解产物酚的残留量,从而计算其母体的残留量。因此,本研究的方法不仅操作简便、高效、快捷,同时增加了对蔬菜基质(番茄、黄瓜)的研究,检出限也低于同类研究并满足国内外相关限量要求,见表8。
3 结论
本方法通过对提取方法、净化方法进行比对分析,为国内常用于检测农作物中敌螨普的残留提供方法参考。经过实验数据分析,该方法线性关系较好,敌螨普的相关系数均大于0.99,敌螨普的定量限均为0.02 mg/kg,检出限均为0.01 mg/kg。经过回收率数据分析得出使用MPFC净化法回收率更高,精确度也更理想。由此可看出,此方法不仅在安全性和操作难度上保持理想状态,而且在测量的精准度上也保持较高水平。液相色谱-质谱联用检测分析技术精确度高、分析速度更快、灵敏性更强,在敌螨普的检测中获得了良好的分析效果,可以广泛运用到此类农药残留的检测上,方便操作且提升效率。
参考文献
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表6 3种净化方法添加回收试验结果比较
Table 6 Comparison of spike recovery results among three purification methods
编号 | 回收浓度 (μg/kg) | ||||||||||
添加量10 (μg/kg) | 添加量20 (μg/kg) | 添加量100 (μg/kg) | |||||||||
不净化 | QuEChERS | MPFC | 不净化 | QuEChERS | MPFC | 不净化 | QuEChERS | MPFC | |||
1 | 8.46 | 8.34 | 8.88 | 16.59 | 16.59 | 19.33 | 84.44 | 81.58 | 95.55 | ||
2 | 8.51 | 8.5 | 9.55 | 17.2 | 16.93 | 18.5 | 87.51 | 89.48 | 87.53 | ||
3 | 8.3 | 8.35 | 9.29 | 16.81 | 17.15 | 18.12 | 89.72 | 84.78 | 90.43 | ||
4 | 8.34 | 8.18 | 9.24 | 16.49 | 16.19 | 19.39 | 88.93 | 88.65 | 90.4 | ||
5 | 8.5 | 8.47 | 9.29 | 17.55 | 16.44 | 19.23 | 80.85 | 81.88 | 89.85 | ||
6 | 8.08 | 8.08 | 9.18 | 16.36 | 17.19 | 18.52 | 81.01 | 83.42 | 86.72 |
表7 不同基质中敌螨普的加标回收量
Table 7 Recoveries of spiked dinocap in different matrices
项目 | 基质 | (μg/kg) | (μg/kg) | (μg/kg) | (%) | 标准偏差 | (%) | |||||
普 | 葡萄 | 10 | 8.71 | 10.65 | 8.78 | 10.40 | 10.14 | 7.26 | 9.32 | 93.2 | 1.30 | 14.00 |
20 | 15.20 | 19.56 | 16.19 | 21.36 | 17.72 | 19.96 | 18.33 | 91.6 | 2.37 | 12.93 | ||
100 | 99.91 | 81.20 | 90.29 | 95.88 | 87.18 | 72.56 | 87.84 | 87.8 | 9.94 | 11.32 | ||
苹果 | 10 | 8.69 | 8.52 | 10.15 | 8.99 | 10.25 | 10.05 | 9.44 | 94.4 | 0.79 | 8.40 | |
20 | 14.99 | 17.84 | 18.49 | 15.07 | 18.28 | 19.55 | 17.37 | 86.8 | 1.90 | 10.93 | ||
100 | 97.70 | 80.43 | 81.81 | 102.02 | 75.81 | 75.23 | 85.50 | 85.5 | 11.49 | 13.44 | ||
番茄 | 10 | 9.71 | 7.89 | 7.33 | 8.19 | 10.60 | 8.01 | 8.62 | 86.2 | 1.25 | 14.54 | |
20 | 15.25 | 14.48 | 18.40 | 19.26 | 16.76 | 14.58 | 16.46 | 82.3 | 2.03 | 12.34 | ||
100 | 105.78 | 79.04 | 94.59 | 103.63 | 96.94 | 80.77 | 93.46 | 93.5 | 11.29 | 12.08 | ||
黄瓜 | 10 | 10.57 | 10.30 | 10.44 | 9.36 | 9.42 | 7.25 | 9.56 | 95.6 | 1.24 | 13.02 | |
20 | 21.02 | 14.60 | 15.84 | 19.40 | 17.46 | 17.47 | 17.63 | 88.2 | 2.33 | 13.19 | ||
100 | 107.50 | 109.76 | 78.26 | 85.96 | 103.26 | 83.17 | 94.65 | 94.6 | 13.74 | 14.52 |
表8 本研究与国外相关研究方法的对比
Table 8 Comparison of this study with relevant research methods abroad
研究对比 | 检测仪器 | 提取方法 | 净化方式 | 基质 | 检出限 (mg/kg) |
本研究 | 液相色谱串联质谱仪 | 乙腈提取氨化水解 | 快速滤过型净化柱 | 葡萄、苹果、番茄、黄瓜 | 0.01 |
国外相关研究 | 高效液相色谱仪 | 丙酮提取 | 硅胶填料柱 | 苹果、葡萄、梨 | 0.02 |
气相色谱仪 | 苯和正己烷提取 | Florisil填料柱 | 苹果、草莓、黄瓜 | 0.03 | |
液相色谱串联质谱仪 | 水解 | 甲酸中和水解产物pH | 芒果、葡萄、石榴 | 石榴0.025 |
第一作者:倪永付(1983—),男,汉族,山东微山人,硕士,高级工程师,主要从事食品安全检测工作,E-mail: niyongfu@126.com
1. 济宁海关综合技术服务中心 济宁 272000
2. 青岛国际旅行卫生保健中心(青岛海关口岸门诊部) 青岛 266001
1. Comprehensive Technical Service Center of Jining Customs, Jining 272000
2. Qingdao International Travel Healthcare Center (Qingdao Customs Port Outpatient Departments), Qingdao 266001