李艳美 李芳 粟有志 罗琼 雷红琴 刘俊 李永丽 王兴磊

Abstract A method for the simultaneous determination of oxydemeton-methyl and cyantraniliprole residues in Xinjiang agricultural and food products was developed using QuEChERS pretreatment followed by liquid chromatography-tandem mass spectrometry (HPLC-MS/MS). The samples were extracted with acetonitrile and purified using silica gel bonded with quaternary ammonium groups (SAX) and polystyrene-divinylbenzene (PEP) adsorbents. Separation was achieved using a liquid-phase C18 chromatographic column with a gradient elution of 0.1% (v/v) formic acid in water and acetonitrile, and detected in positive electrospray ionization (ESI+) mode with multiple reaction monitoring (MRM). Results indicated a good linear relationship within the range of 1-50 ng/mL for oxydemeton-methyl and 4-200 ng/mL for cyantraniliprole (r ＞0.996). The quantification limits for both were 1.0 μg/kg and 4.0 μg/kg respectively. In ten kinds of Xinjiang agricultural and food product matrices, at 1×, 2×, 5×, and 10× LOQ levels (n = 6), the recovery rate of oxydemeton-methyl ranged from 64.6% to 96.2%, with a relative standard deviation of 1.0%-15.2%. The recovery rate of cyantraniliprole ranged from 67.6% to 120.2% with a relative standard deviation of 0.8%-17.9%. This method is efficient, quick, and highly sensitive. Its accuracy and precision meet the requirements for pesticide residue detection methodologies. This provides data references and technical support for scientific monitoring and standard-setting for oxydemeton-methyl and cyantraniliprole in Xinjiang agricultural and food products.

Keywords oxydemeton-methyl; cyantraniliprole; Xinjiang agricultural and food products

新疆素有“瓜果之乡”的美称，昼夜温差大、日照充足的自然条件造就了高品质的农食产品，如库
尔勒香梨、阿克苏苹果、新疆番茄、吐鲁番葡萄、
察布查尔大米等。近几年新疆外贸逆疫情而上，保持平稳增长，2022年 6 月新疆农产品出口贸易额同比增长13%。新疆农食产品在种植、加工、储藏过程中可能会过度使用农药，造成农药残留超限量，对人体和土壤环境等产生毒害，降低了产品品质，影响新疆农食产品的出口和声誉。

亚砜磷（oxydemeton-methyl）^[1]属于内吸性触杀杀虫剂，溴氰虫酰胺（cyantraniliprole）^[2]是一种新型邻氨基苯甲酞胺类杀虫剂，两者均可广泛用于水果、蔬菜、玉米、粮食等农作物^[3]，化学结构式见图1。GB 2763—2021《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》中规定，水果、蔬菜、油料和油脂、谷物、糖料等中亚砜磷最大临时限量范围为0.01～0.2 mg/kg，其中马铃薯、花椰菜和羽衣甘蓝低至0.01 mg/kg；溴氰虫酰胺在结球甘蓝、辣椒最大临时限量分别为0.5 mg/kg、1 mg/kg；番茄和黄瓜限量为0.2 mg/kg。新疆由于昼夜温差大，农食产品含高糖和有大量多酚、黄酮、色素等物质，前处理不当会对仪器和色谱柱造成污染，增加精准定量分析的难度。使用亚砜磷和溴氰虫酰胺两种农药可有效挽回病虫草害造成的损失，但有遗传毒性和致畸作用，可引起神经行为和内分泌干扰。鉴于亚砜磷和溴氰虫酰胺残留对环境和生物的毒理效应，为评估在新疆农食产品的农药残留风险，建立快速筛查新疆农食产品中亚砜磷和溴氰虫酰胺残留的检测方法显得尤为重要。

图1 亚砜磷和溴氰虫酰胺的化学结构式

Fig.1 Chemical structural of oxydemeton-methyl and cyantraniliprole

目前，食品中农药残留检测双柱串联净化法的前处理方法操作步骤繁琐、耗时长，很多都需要配备额外的特殊设备，而QuEChERS是近年来发展起来并广泛应用的一种样品分析前处理技术，具有快速、准确、高效、安全的特点^[4]。GB 23200.121—2021《食品安全国家标准 植物源性食品中331种农药及其代谢物残留量的测定》中使用C₁₈、PSA、GCB等吸附剂净化，而本文建立了新疆农食产品中亚砜磷和溴氰虫酰胺的前处理净化的新方法，只采用硅胶键合季铵基团（SAX）和聚苯乙烯-二乙烯苯（PEP）吸附剂净化，该复合材料净化法绿色、简便、快捷，精密度和回收率好，适用于水果、蔬菜、谷物等多种新疆农食产品中亚砜磷和溴氰虫酰胺的残留的分离和确证定性定量测定，为新疆农食产品中二者的科学监控和标准制定提供数据和技术支持。

关于亚砜磷和溴氰虫酰胺的检测方法主要有气相色谱法 ^[5]、萃取分光光度法^[7]、电极法^[8]、液相色谱法^[9]、气相色谱-质谱法^[10]及液相色谱-串联质谱法^[6,11-14]，其中，以液相质谱法优点最为突出，已成为检测农药残留量的最主要方法。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1260-6460A液相色谱-串联质谱仪（HPLC- -MS/MS配有电喷雾离子源ESI，美国Agilent安捷伦科技公司）；Allegra X-5台式离心机 （Beckman贝克曼公司）；SA300往复式振荡器（日本Yamato公司）；SK8210LHC超声波清洗器（上海科导超声仪器有限公司）；GM 200刀式混合研磨仪（Retsch公司）；Auto EVE60全自动平行浓缩仪（睿科公司）； MiIIi-Q Advangtage A10超纯水系统（Millipore公司）；ME104E电子天平（120g/0.1mg，梅特勒托利多公司）；MS3型涡旋振荡器（IKA公司）。

亚砜磷（oxydemeton-methyl）和溴氰虫酰胺（cyantraniliprole）标准品（Dr.Ehrenstorfer公司）；乙睛、甲醇、正己烷、乙酸乙酯、丙酮、甲酸均为色谱纯（霍尼韦尔贸易有限公司），实验用水为Milli-Q超纯水（符合GB/T 6682-2008一级水要求），氯化钠和水硫酸镁为分析纯。实验中样品库尔勒香梨（Pyrus sinkiangensis yu）、吐鲁番葡萄（Vitis vinifera L.）、番茄（Lycopersicon esculentum Mill. ）、黄瓜（Cucumis sativus L.）、惠远胡萝卜（Daucus carota var. sativa Hoffm.）、开来红辣椒（Capsicum annuum L.）、昭苏马铃薯（Solanum tuberosum L.）、花生（Arachis hypogaea Linn.）、察布查尔大米（Oryza sativa L.）、奇台小麦（Triticum aestivum L.）等新疆农食产品购自当地超市和农贸市场。

50～200 μm酸性氧化铝（ALA）和C18吸附填料购自Agela公司；80～100 μm聚苯乙烯-二乙烯苯（PEP），50 μm硅胶键合季铵基团（SAX），60～100 mesh硅酸镁（Florisil）, 40～60 μm磺酰脲类（HXN），40 μm氨基（NH₂），40～60 μm苯磺三化聚苯乙烯高聚物（PCX），40～60 μm水可浸润型聚合物（PWCX），120～400 mesh石墨化碳（Pesticarb），N-丙基乙二胺（PSA），50 μm阳离子交换硅胶（SCX），50 μm聚合物阴离子交换剂（PAX），PRS丙磺酸阳离子键合硅胶层析填料（SPE），10～30 μm石墨化多壁碳纳米管（XFM13），10～20 μm石墨化多壁碳纳米管（XFM25），10～20 μm石墨化多壁碳纳米管（XFM40），10～20 μm石墨化多壁碳纳米管（XFM42）吸附填料均购自Agilent公司。

1.2 标准溶液的配制

使用电子天平准确分别称取亚砜磷和溴氰虫酰胺标准品20 mg（精确至0.0001 g），置于10 mL棕色容量瓶中，均用乙腈溶解并定容至刻度，配置成质量浓度为2000 mg/L的标准储备母液，储存于-18℃冰箱避光保存。根据亚砜磷和溴氰虫酰胺在液相色谱-串联质谱仪器上的响应灵敏度，从标准储备母液中移取适量，配置中间混合标准溶液，亚砜磷和溴氰虫酰胺的浓度分别为50 ng/mL和200 ng/mL，于4℃冰箱避光保存。临用时，用乙腈-水（2︰8，v/v）稀释，配置亚砜磷和溴氰虫酰胺的系列标准溶液浓度分别为1 ng/mL、2.5 ng/mL、5 ng/mL、10 ng/mL、25 ng/mL、50 ng/mL和4 ng/mL、10 ng/mL、20 ng/mL、40 ng/mL、100 ng/mL、200 ng/mL。用空白基质提取液逐级稀释成相应质量浓度，使得亚砜磷和溴氰虫酰胺的基质匹配标准曲线系列溶液浓度至少包含一个数量级和6个浓度点。

1.3 样品前处理

葡萄、番茄、马铃薯等新鲜果蔬取其可食部分，用混合研磨仪制成匀浆至密封干净容器中备用。大米、小麦、花生等粮谷类用混合研磨仪加工成粉末状至密封干净容器中备用。

含水量高的新鲜果蔬称取5 g样品（精确0.01 g）于50 mL具塞离心管；低水分、低脂肪的小麦，含油量高的花生等粮谷类样品称取2.5 g样品（精确0.01 g）于50 mL具塞离心管，加入10 mL超纯水，往复式振荡10 min，加入2.5 g氯化钠（NaCl），加入5 mL乙腈，涡旋30 s，振荡10 min，5000 r/min离心3 min，取上清液1.6 mL于2 mL具塞离心管，加入吸附剂SAX、PEP、无水硫酸镁各0.1 g，摇匀，8000 r/min离心3 min，取1.0 mL上清液于试管中，40℃水浴氮吹至干，用1.0 mL乙腈水（2︰8）溶解残渣，过0.22 μm尼龙膜，将滤液装入进样小瓶待测。

1.4 LC-MS/MS 条件

液相参数：太玮科技C₁₈色谱柱(2.1 mm×100 mm, 3 μm)；柱温为35℃；进样量为10 μL；流动相：A相为0.1 %（v/v）甲酸水溶液，B相为乙腈，流速为0.25 mL/min，梯度洗脱程序如表1。

表1 流动洗脱程序

Table 1 Gradient elution program

串联质谱参数：毛细管电压4100 V；电喷雾正离子模式电离（ESI+）；干燥气温度：298℃；干燥气流量：11 L/min；鞘气温度：248℃，鞘气流速：10 L/min；多重反应监测（MRM）。亚砜磷和溴氰虫酰胺的监测离子对、碰撞能量、碎裂电压情况见表2。

2 结果与讨论

2.1 质谱仪器条件的优化

在不接色谱柱，接入两通的情况下，以0.4 mL/min的流速，采用Agilent公司1260-6460A液相色谱-串联质谱仪的优化软件，分别用电喷雾正、负离子模式（ESI+、ESI-），对1.0 mg/L亚砜磷和溴氰虫酰胺的单一标准溶液进行母离子扫描，发现亚砜磷和溴氰虫酰胺正离子电离模式下响应峰值较高，两者的准分子离子峰[M+H]⁺分别为m/z 247.0和m/z 473.0。利用串联质谱的检测原理和多反应监测模式可以避免定量的干扰，选择亚砜磷和溴氰虫酰胺的丰度较高、基质干扰最小的离子对为特征离子对，优化碎裂电压、碰撞能量等质谱参数，得到亚砜磷和溴氰虫酰胺子离子扫描质谱和裂解图（图2）和质谱参数（表2）。

表2 亚砜磷和溴氰虫酰胺的质谱分析参数

Table 2 Mass spectrometry analysis parameters of oxydemeton-methyl and cyantraniliprole

注: *表示定量离子

2.2 流动相的优化

使用不同的无机相与有机相的组合比较乙腈、甲醇有机相，与0.1%甲酸水溶液、10 mmol/L乙酸铵水溶液、0.1%甲酸含10 mmol/L乙酸铵水溶液、纯水所组成的无机相组成的系统。通过检测分析发现，0.1%甲酸水溶液-乙腈为流动相时，溴氰虫酰胺和亚砜磷的离子化效果较好，没有添加难挥发性的无机盐，只用到有挥发性的甲酸，减少了分析所需时间和溶剂的消耗，降低了色谱柱柱压，适合于色谱质谱检测。

如图3所示，比较了不同比例0.1%甲酸水-乙腈洗脱时，目标物对分离效益的影响。当乙腈与甲酸水相比例为6︰4、5︰5、4︰6，溴氰虫酰胺和亚砜磷均出峰时间较早，易受样品基质干扰；当乙腈与0.1%甲酸水溶液比例为2︰8时，亚砜磷的保留时间较长，峰形开叉，响应较低。通过设置和优化梯度洗脱程序，溴氰虫酰胺和亚砜磷的保留时间分别为4.86 min、6.17 min，色谱峰形尖锐，达到快速、高效分离的效果。

2.3 提取剂的优化

比较了乙腈、正己烷、乙酸乙酯、丙酮、酸化乙腈（含1%甲酸的乙腈）5种提取剂的提取效果。不同提取剂的实验回收率见图4，乙腈和1%甲酸乙腈提取时，明显优于其他提取剂，添加20 μg/kg 的亚砜磷和50 μg/kg溴氰虫酰胺的回收率均在90%～100%。但1%甲酸乙腈作为提取剂时需要加入甲酸，增加了试剂使用量、成本，影响试验人员的粘膜呼吸系统，依据实验绿色低耗的原则，故本文选择乙腈为提取剂。

2.4 吸附剂的优化

为使疏水相互作用、离子相互作用、疏水/离子协同相互作用的“三点作用”助留机理发挥到极致，研究比较了PEP、SCX、XFM04、Florisil、PSA、PCX、AL-A、PWCX、HXN、PAX、XFM40、XFM42、XFM13、SAX、XFM25、SPE、C18、NH₂共计18种吸附剂对样品的净化效果。其中SAX和PEP的疏水性、溶解性和生物亲和性较好，结果见图5，以SAX和PEP为净化剂时，添加20 μg/kg 的亚砜磷和50 μg/kg溴氰虫酰胺的实验回收率均在90%～100%，而其他16种吸附剂净化时，亚砜磷和溴氰虫酰胺的实验回收率不能同时满足2种农药残留检测要求，故最终选择SAX和PEP作为吸附剂。实验同时用0.1 g SAX和0.1 g PEP为净化剂时，PEP有亲水和憎水基团，对极性和非极性化合物具有均衡吸附作用，pH使用范围广，SAX除掉样品中的阴离子基团，减少多种新疆农食产品的基质效应，有效去除杂质（如有机酸、核酸、核苷酸、磺酸根、无机阴离子等）以及生物大分子对目标物的干扰，提高亚砜磷和溴氰虫酰胺的回收率，使前处理操作简单，满足实验分析要求。

2.5 方法的基质效应、准确度及精密度

根据欧盟农药残留检测指导文件SANTE/11813/2017、食品法典委员会指导文件CAC/ GL90—2017、我国食品安全国家标准都推荐使用基质匹配标准校正法，即空白样品经前处理后，加入系列浓度标准待测物，基质匹配标准曲线溶液配置见1.2，以此来进行方法学考察，基质效应采用以峰面积（Y）对亚砜磷和溴氰虫酰胺的质量浓度（X）作线性回归并绘制标准曲线，多种样品基质对二者的基质效应（ME）均在81.1%～111.9%之间，表明不存在明显的基质效应，所以基质效应可以忽略。亚砜磷的相关系数（r）大于0.996，按信噪比（S/N）为3计，方法的检出限（LOD）为0.3 μg/kg；按信噪比（S/N）为10计，方法的定量限（LOQ）为1.0 μg/kg。溴氰虫酰胺的相关系数（r）大于0.997，LOD 为1.2 μg/kg，LOQ为4.0 μg/kg。亚砜磷和溴氰虫酰胺保留时间、基质效应、线性关系、检出限及定量限详见表3。

选择了10种不同种类的新疆农食产品，香梨、葡萄、番茄、黄瓜、胡萝卜、辣椒、马铃薯、花生、大米、小麦的空白样品，以亚砜磷和溴氰虫酰胺1倍、2倍、5倍、10倍LOQ为加标水平进行回收率实验，每个水平重复6次。黄瓜空白样品和黄瓜空白基质中添加亚砜磷和溴氰虫酰胺的色谱图见图6。亚砜磷的回收率在64.6%～96.2%，相对标准偏差在1.0%～15.2%；溴氰虫酰胺的回收率在67.6%～120.2%，相对标准偏差在0.8%～17.9%。两种物质的回收率和相对标准偏差详见表4。

3 结论

本文通过优化QuEChERS前处理条件，以乙腈为提取剂，样品经PEP和SAX吸附剂净化，结合色谱对复杂样品的分离能力及电喷雾正离子源（ESI+）的高选择性，多重反应监测（MRM）模式进行测定，建立了新疆农食产品中同时检测亚砜磷和溴氰虫酰胺残留的快速确证方法，提高了净化效率，缩短了前处理的时间。通过10种新疆农食产品基质在1倍、2倍、5倍、10倍的LOQ添加水平下（n = 6），结果满足方法学评价和考察的要求，该方法灵敏度高、可操作性强，准确度和精密度好，经济环保，可为多种基质的新疆农食产品中同时检测亚砜磷和溴氰虫酰胺提供可靠的技术支持和示范。

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图2 亚砜磷和溴氰虫酰胺的子离子扫描质谱和裂解图

Fig.2 Sub-ion scan mass spectrum and cleavage diagram of oxydemeton-methyl and cyantraniliprole

乙腈/0.1%甲酸水溶液(v/v)（a）6︰4;（b）5︰5;（c）4︰6;（d）2︰8;（e）梯度洗脱

图3 比例不同的乙腈/0.1%甲酸水溶液对亚砜磷和溴氰虫酰胺的分离效果图

Fig.3 Separation effects of oxydemeton-methyl and cyantraniliprole with different proportions of acetonitrile/0.1% formic acid aqueous solution

图4 不同提取溶剂对亚砜磷和溴氰虫酰胺的提取效率

Fig.4 Extraction efficiencies of oxydemeton-methyl and cyantraniliprole with different solvents

图5 18种吸附剂对亚砜磷和溴氰虫酰胺的净化回收率

Fig.5 Purification recoveries rate of oxydemeton-methyl and cyantraniliprole with 18 different adsorbents

表3 亚砜磷和溴氰虫酰胺的保留时间、基质效应、线性关系、检出限及定量限

Table 3 Retention time, matrix effect, linear relationship, detection limit and quantitative limit of oxydemeton-methyl and cyantraniliprole

亚砜磷

图6 黄瓜空白样品（a）和黄瓜空白样品添加标的亚砜磷和溴氰虫酰胺（b）的色谱图

Fig.6 Chromatogram of a blank cucumber sample (a) and a blank cucumber sample spiked with oxydemeton-methyl and cyantraniliprole (b)

表4 亚砜磷和溴氰虫酰胺在10种基质中的加标回收率和相对标准偏差（RSD）（n = 6）

Table 4 Standard recovery and relative standard deviations (RSD) in 10 matrices of oxydemeton-methyl and cyantraniliprole (n = 6)

基金项目：海关总署科研项目（2021HK189）；大连海关科研项目（2022DK05）

第一作者：白景莲（1971—），女，汉族，辽宁鞍山人，本科，工程师，主要从事食品化妆品安全检测工作，E-mail: 44360160@qq.com

通信作者：杨爱馥（1978—），女，汉族，黑龙江齐齐哈尔人，博士，高级工程师，主要从事食品化妆品安全检测工作，E-mail: 1109404462@qq.com

1. 大连海关 大连 116001

1. Dalian Customs District, Dalian 116001