贺舒文 王威 褚莹倩

贺舒文 ¹ 王 威 ¹ 褚莹倩 ²

摘 要 本文建立了气相色谱-质谱（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）分析法测定滑子蘑中20种农药残留的方法。经Sep-Pak CarbonNH₂固相萃取柱净化样品，采用气相色谱-质谱（GC-MS）选择离子模式检测，依据保留时间和特征离子丰度比，对农药进行定性，外标法定量。滑子蘑中残留的20种农药在0.01～0.50 μg/mL范围内线性关系良好，相关系数大于0.995，定量限在0.01～0.05 mg/kg之间；添加浓度范围为0.01～0.5 mg/kg时，回收率在70.5%～108%之间，相对标准偏差为3.95%～12.6%。结果表明，该方法能够稳定、快速、准确地同时检测滑子蘑中20种农药残留，精密度和准确度均满足国家标准对农药残留限量的要求和规定。

关键词 滑子蘑；农药多残留；气相色谱-质谱联用技术

Determination of 20 Kinds of Pesticide Residues in Pholiota microspora by Gas Chromatography-Mass Spectrometry

HE Shu -W en ¹ WANG Wei ¹ CHU Ying-Qian ²

Abstract A gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) method was developed for the determination of 20 kinds of pesticide residues in Pholiota microspora. The samples were purified by Sep-Pak CarbonNH₂ solid-phase extraction column, and the pesticides were identified and quantified by gas chromatogram-mass spectrometry (GC-MS) and external standard method in selected ion monitoring mode based on retention time and characteristic ion abundance ratios. The 20 pesticides in Pholiota microspora showed good linearity in the range of 0.01-0.50 μg/mL, with correlation coefficients greater than 0.995, and the limits of quantification were between 0.01-0.05 mg/kg. When the spiking concentration range was 0.01-0.5 mg/kg, the recovery rates were between 70.5%-108%, and the relative standard deviations were between 3.95%-12.6%. The results showed that the method was capable of stably, rapidly, and accurately detecting 20 pesticide residues in Pholiota microspora simultaneously, with precision and accuracy meeting the national standards for pesticide residue limits and regulations.

Keywords Pholiota microspora; pesticide multi-residue; gas chromatography-mass spectrometry

基金项目：大连海关科研项目（2021DK18）

第一作者：贺舒文（1986—），男，汉族，山西忻州人，硕士，工程师，主要从事食品质量安全工作，E-mail: DLHGHSW5210@163.com

1. 辽宁通正检测有限公司 沈阳 110025

2. 大连海关技术中心 大连 116620

1. Liaoning Tongzheng Testing Co., LTD., Shenyang 110025

2. Dalian Customs Technical Center, Dalian 116620

滑子蘑是我国的传统出口食用菌，农药残留是影响滑子蘑产品质量的关键因素之一。目前，食用菌中的农药多残留分析方法与单一成分分析的方法在技术要点上基本相同，主要采用气相色谱、气质谱联用和液质联用技术进行检测^[1-9]。其不同之处在于不同的基质对应的前处理方法不同，主要采用的是QuEChERS法、固相萃取法（Solid Phase Extraction，SPE）和凝胶渗透色谱法^[2-4,7,10]。滑子蘑基质复杂，针对滑子蘑中多目标、高通量农药残留检测还有较大的研究空间。因此，本文以滑子蘑为主要研究对象，通过运用气相色谱质谱仪检测滑子蘑中农药多残留的试验，优化样品的提取和净化条件，建立一种有效检测滑子蘑中20种农药的高通量质谱检测方法。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

乙腈、甲苯、丙酮和乙酸乙酯（色谱纯，赛默飞世尔科技有限公司）；标准品（西格玛奥德里奇公司）；氯化钠、无水MgSO₄（优级纯，天津市科密欧化学试剂有限公司）；无水MgSO₄于650℃灼烧4 h，贮于干燥器中冷却，备用；Sep-Pak CarbonNH₂固相萃取柱：6 mL，1 g。实验用水为GB/T 6682—2008《分析实验室用水规格和试验方法》中规定的一级水。

1.2 仪器与设备

7890A-5975C型气相色谱质谱联用仪（安捷伦科技有限公司）；DB-1701毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm ×0.25 μm，安捷伦科技有限公司）；T-18basic均质器（艾卡仪器设备有限公司）；5000 r·min^-1低速离心机（西格玛奥德里奇公司）；固相萃取小柱连接管（上海安谱科学仪器有限公司）；固相萃取仪（美国色谱科公司）；旋转蒸发仪（瑞士步琦有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 标准溶液的配制

标准储备液的配制：首先分别称取各种标准品于10 mL容量瓶中，配置成浓度为1000 mg/L的单体标准储备溶液，置于4℃下避光保存。

混合标准溶液的配制：分别移取各种标准储备液于10 mL容量瓶中，用甲苯稀释为1 mg/L的混合标准溶液。

基质混合标准工作溶液的配制：用样品空白提取液配制成系列的基质混合标准工作溶液，现用现配。

1.3.2 样品前处理

选取整棵滑子蘑，用四分法取样200 g，粉碎均匀。称取约20.00 g均质好的样品于100 mL离心管中，加入30 mL乙腈、3 g氯化钠，于15000 r/min下匀浆提取1 min，然后以4200 r/min离心5 min，取上清液过无水MgSO₄并收集到鸡心瓶中。

于上述100 mL离心管中再加入30 mL乙腈，步骤同上再次提取，并将两次提取液合并于同一鸡心瓶中；于40℃水浴中旋转蒸发至1 mL左右；将样品浓缩液转移到净化柱中；再分别用1 mL乙腈/甲苯（3∶1，V∶V）洗涤鸡心瓶3次，并把洗涤液转移到净化柱中，进行固相萃取；再用20 mL的乙腈/甲苯（3∶1，V∶V）洗脱萃取小柱，更换鸡心瓶并收集所有流出物，于40℃水浴中旋转蒸干；最后用甲苯定容至1 mL，供气相色谱-质谱仪测定。

1.3.3 检测条件

色谱条件：采用氦气为载气，恒流模式，流速1.2 mL/min；进样口温度为270℃；进样量为1 L，不分流进样；升温程序如下：在40℃（保持1.5 min）条件下，以25 ℃/min升至100℃（保持1.5 min），以25℃/min升至200℃（保持1.5 min），以5℃/min升至280℃，最后以10℃/min升至300℃（保持5 min）。

质谱条件：电离方式：EI源；选择离子监测模式；色谱-质谱接口温度为280℃；电离能量70 eV；离子源温度为230℃；四级杆温度为150℃。

2 结果与讨论

2.1 检测对象

选择在GB 2763—2021《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》^[11]中规定了最大残留限量的农药，确定以20种农药（敌敌畏、速灭磷、灭线磷、硫线磷、氯唑磷、艾氏剂、皮蝇磷、毒死蜱、马拉硫磷、稻丰散、杀扑磷、异狄氏剂、乙硫磷、联苯菊酯、溴螨酯、甲氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯）的残留检测作为检测对象。

2.2 前处理条件优化

2.2.1 提取条件优化

（1）提取溶剂的选择。使用3种常用的提取溶剂乙腈、丙酮、乙酸乙酯进行提取效率比对，在滑子蘑样品中分别进行了添加试验，结果见表1。试验结果表明，乙腈的提取效率更高，在3种提取溶剂中是最优选择。

表1 3种提取溶剂添加回收试验结果

Table 1 Recovery test results with the addition of three kinds of extraction solvents

（2）盐析剂和吸水剂的选择。对于两种盐析剂而言，NaCl和CH₃COONa对回收率无显著影响。因此本方法选择化学性质更稳定的NaCl做盐析剂，来降低农药在水相中的分配系数，除去水和水溶性杂质，同时还可减少提取液中的干扰基质含量，并提高待测组分在有机相中的分配比。

在吸水剂无水Na₂SO₄和无水MgSO₄比较试验中观察到，后者的粒度更小、吸水能力更好，还会在吸水过程中放热，有利于提高提取效率。

2.2.2 净化条件优化

（1）净化柱的选择。本方法结合检测成本、检测效果并参考相关文献^[7]，选用净化效果更好的固相萃取法^[2]进行试验。固相萃取法是一种国家标准常用的样品净化方法，在实际检测工作中被广泛应用^[4,7,10-13]。本方法比较了农药残留分析中常用的弗罗里硅土（Florisil）小柱、Carbon NH₂柱和N-丙基乙二胺（N-propyl ethylenediamine adsorbent，PSA）小柱对滑子蘑基质共提物的去除效果，发现3种小柱单独使用时均能在一定程度上去除杂质干扰，其中Carbon NH₂小柱具有更好的净化效果，见表2。

表2 3种净化柱对比试验结果

Table 2 Contrast test results of three kinds of purification

columns

（2）洗脱液及其体积的选择。参考相关标准及文献中的方法和经验选用乙腈/甲苯溶液（3∶1，V∶V）^[14]作为洗脱液。同时以不同体积的乙腈/甲苯溶液（3∶1，V∶V）（10 mL、20 mL、25 mL、30 mL、35 mL、40 mL）作为洗脱液，测定20种农药的回收率。结果显示，当洗脱溶剂体积为 20～25 mL时，20种农药的回收率最高，回收率值均在70%～110%之间，且随着洗脱液体积的增大，农药的回收率呈先上升后下降的趋势，其原因是洗脱液用量过多，旋蒸时间过长，造成了农药的损失，反而使其回收率降低。因此，本方法选择洗脱液的体积为20 mL。

2.3 色谱质谱检测条件优化

2.3.1 色谱检测条件的选择及优化

（1）色谱柱和柱温的选择。对20种农药分别在HP-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）色谱柱与DB-1701 MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）色谱柱上的分离进行考察。结果表明，两种色谱柱的分离度存在差异，各种农药在DB-1701 MS色谱柱上的保留更强、峰形较好、分离更好，当筛查目标物较多、基质较复杂时，增加化合物在色谱柱上的保留，可避免共流出杂质对目标物定性和定量的干扰。

对色谱柱起始温度为20℃、30℃、40℃和50℃时20种农药的分析时间、峰型及分离效果进行考察，发现温度越高，出峰越靠前，可以缩短检测时间，但是从各农药的峰型及分离效果看，还是40℃、50℃的情况较好，考虑到高温环境对色谱柱的影响，最终选用40℃的色谱柱起始温度。

（2）升温程序和进样口温度的选择。较低升温速率可使农药出峰更为分散，但是升温速率太低会导致待测农药出峰时间很晚，所以需要综合考虑出峰情况来选择升温程序和进样口温度。本方法选择柱温起始温度为40℃，升温速率为40℃/min、30℃/min、25℃/min、20℃/min、10℃/min、5℃/min，程序升温阶梯数有3个、4个和5个，再根据不同的程序升温阶梯数和不同的升温速率，设定两种进样口温度 290℃和 270℃，其他色谱分析条件固定。比较了不同升温程序分析条件下20种农药的出峰情况，结果表明在进样口温度为270℃，升温程序为40℃（保持1.5 min）条件下，以25℃/min升至100℃（保持1.5 min），以25℃/min升至200℃（保持1.5 min），再以5℃/min升至280℃，最后以10℃/min升到300℃（保持5 min）时，20种农药的峰面积较大，峰形较好。这是因为当进样口温度为290℃时，由于气化温度过高使得热不稳定的农药分解，从而导致出峰不理想。

2.3.2 质谱检测条件的选择及优化

（1）离子源的选择。在气相色谱质谱中经常用到的离子源有电子轰击离子源（Electron bombardment Ion source，EI）、化学电离源（Chemical Ionization source，CI）和场致电离源（Field calls away from the source，FI）。在农药残留检测中，通常采用 EI离子源，EI离子源具有离子效率高、灵敏度高、提供的结构信息丰富、有庞大的标准谱库供检索、图谱重复性好等优点。

（2）质谱条件的优化。通过全扫描和查找美国国家标准与技术研究院化学谱库（National Institute of Standards and Technology，NIST），确定20种化合物的母离子，对每个母离子进行不同碰撞能量下的子离子扫描质谱图，根据其子离子扫描质谱图确定各农药的母离子、子离子以及碰撞能量。去除背景后对目标化合物质谱参数进行优化，从而实现对滑子蘑中20种农药的定性和定量分析。

2.4 方法的线性范围及定量限

根据各种农药保留时间的不同和特征离子丰度比，以浓度X（μg/mL）为横坐标，峰面积Y为纵坐标，绘制出20种农药的基质混合标准溶液的工作曲线，在0.01～0.50 μg/mL范围内线性关系均大于0.995。

方法以信噪比（S/N＞10）为定量限，同时做添加回收试验确认定量限，实验表明20种农药的定量限为0.01～0.05 mg/kg，能够满足GB 2763—2021^[11]中对于蔬菜类农药残留最低限量指标的要求，见表3。

2.5 准确度和精密度

在滑子蘑样品中对20种农药化合物进行3个浓度水平的添加试验，添加浓度范围为0.01～0.5 mg/kg，每个添加水平做6个平行，同时做空白对照试验，所得各种农药化合物的回收率范围为70.5%～108%，RSD范围为3.95%～12.6%，见表3，结果满足国家标准中对农药残留限量^[11,15]和质量控制^[16]的要求和规定。

3 结论

本方法通过对提取溶剂、盐析剂和吸水剂、净化方法、洗脱溶剂、色谱柱、升温程序等参数进行优化，建立了滑子蘑中20种农药残留的高通量质谱检测方法。结果表明，该方法快速、准确，具有较高的选择性和灵敏度，通过一次进样来完成对20种农药残留的同时检测，缩短了前处理时间，节约了成本，同时能为农药残留的风险评估和制定防治措施提供不同的角度和思路，在农药残留分析领域有着广阔的应用前景。

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表3 20种农药的质谱参数、相关系数、回收率和定量限

Table 3 Mass spectrometric parameters, correlation coefficient, recovery and quantitative limit of 20 kinds of pesticides

表3（续）