多壁碳纳米管气质法快筛韭菜中32种农药残留

陈彬，杨俊，蒋林惠，陈煜

南通市食品药品监督检验中心（南通 226006）

韭菜是我国生产种植的特色蔬菜品种，味道鲜美、香味独特，具有丰富的营养价值，深受广大消费者欢迎。然而在种植过程中，韭蛆、灰霉病等病虫害多发，需要适量使用农药以减少病虫害损失。但是大多数韭菜种植户不了解农药的使用范围及用法用量，为了追求产量，经常采用灌根的方法将一些高毒农药用于韭蛆的防治，造成韭菜中农药残留超标[1-4]。

农药残留检测中样品前处理过程复杂，影响因素多。目前，韭菜中农药残留的净化方法主要有固相萃取小柱法、分散固相萃取法、凝胶色谱法等。由于韭菜的基质十分复杂，传统的样品净化技术不易实现基质成分的有效净化，影响测定结果的准确性[5-7]。采用多壁碳纳米管（MWCNTs）结合PSA、C18等多种净化材料的滤过型固相净化柱（m-PFC）净化，能吸附去除韭菜中的色素、脂肪、酸、糖类等杂质。该方法减少了样品溶液浓缩和更换溶剂的步骤，方便快捷、特异性强、可靠性好，回收率及精密度高。

目前基于多壁碳纳米管的m-PFC净化方法已成功地应用于果蔬、谷物、豆类、茶叶等农药残留的检验中[8-10]，也有研究结合气相色谱-四极杆-飞行时间质谱[11]对韭菜总农药残留进行筛查，但对于一般监督检验机构而言，四极杆-飞行时间质谱昂贵，检验成本较高。此次试验结合国家监督抽查细则及日常监测中易超标的农药残留种类，对韭菜中32种农药残留进行定量筛查，建立m-PFC净化、气相色谱-三重四极杆质谱分析方法，为快速、准确筛查韭菜中的农药多残留提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

乙腈（色谱纯，德国Merck公司）；无水硫酸镁、氯化钠（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；QuickPro QuEChERS-CP净化柱（河南华仁健康科技有限公司）；0.22 μm微孔滤膜（上海安谱实验科技股份有限公司）。

毒死蜱、二甲戊灵、氟胺氰菊酯、腐霉利、乐果、氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、肟菌酯、倍硫磷、倍硫磷砜、倍硫磷亚砜、敌敌畏、对硫磷、氟虫腈、甲胺磷、甲拌磷、甲拌磷砜、甲拌磷亚砜、甲基对硫磷、甲基异柳磷、腈菌唑、久效磷、磷胺Ⅰ、氯唑磷、灭线磷、杀螟硫磷、杀扑磷、水胺硫磷、特丁硫磷、氧乐果、乙酰甲胺磷、蝇毒磷、治螟磷、艾氏剂、狄氏剂、氯丹-反式；以上标准品质量浓度为1 000 mg/L，购于北京振翔科技有限公司。

三重四极杆气质联用仪（7890B-7000D），配电子轰击源（EI）（美国Agilent公司）；A11B S025研磨机（德国IKA公司）；离心机（MIKRO 220R，德国Hettich）；VM-2500多管旋涡混合仪（广东安胜仪器有限公司）；BSA224S电子天平（德国Sartorius公司）。

1.2 标准溶液的配制

分别移取100 μL标准溶液，置于100 mL容量瓶中，用丙酮稀释并定容至刻度，配制成1 mg/L的混合标准溶液。

1.3 样品前处理

称取10 g样品置于50 mL离心管中，加入10 mL预先冷冻的乙腈，涡旋提取5 min，使农药提取更完全。加入3 g氯化钠和4 g无水硫酸镁，快速振荡混匀，涡旋3 min，以6 000 r/min离心5 min分层。

取1 mL上清液，从上加入到QuickPro QuEChERSCP净化柱中，推动柱塞杆3次，将溶液过滤到1 mL离心管中，滤液再经过0.22 μm微孔滤膜过滤，备用。

1.4 仪器条件

色谱柱1，HP-5MS（15 m×250 μm，0.25 μm）；色谱柱2，HP-5MS（15 m×250 μm，0.25 μm，美国安捷伦公司）；色谱柱温度，60 ℃保持1 min，以40 ℃/min程序升温至170 ℃，再以10 ℃/min升温至310 ℃，保持3 min；流速，1.5 mL/min和1.7 mL/min；进样口温度280 ℃，进样量1 μL；进样方式，不分流进样；载气，氦气，纯度≥99.999%；接口温度280 ℃；离子源温度280 ℃；电子轰击源70 eV。

2 结果与讨论

2.1 提取盐的优化

根据QuEChERS法进行提取，由于韭菜中含有大量的水分，在提取过程中一般加入氯化钠促进有机相与水相的分离，并通过无水硫酸钠或无水硫酸镁等除去有机相中少量的水分。试验比较了1，2，3和4 g氯化钠的盐析效果，结果发现3 g氯化钠有较好的盐析效果，4 g氯化钠盐析效果与3 g区别不大，故选择3 g氯化钠。由于乙腈与水有较好的互溶性，无水硫酸钠在短时间内无法快速与有机相中水结合，除水效果差。而无水硫酸镁吸水较快，能快速吸收乙腈中水分。但是，提取过程中加入无水硫酸镁时，会放出大量的热量，可能导致样品中农药的挥发或热敏性农药的分解。在样品中加入预先冷冻的乙腈，减弱无水硫酸镁的放热效应，降低农药在提取过程中的损失。

2.2 质谱参数的优化

由于农药残留在不同基质中的杂质干扰不同，这些杂质可能具有与目标农残相同的离子对，影响定性结果分析。针对韭菜基质，选择了多个离子对进行空白样品分析试验，剔除在阴性样品中出峰的农药残留离子对，更换成在基质中无干扰的离子对。最终确定32种农药的质谱分析优化参数，如表1所示。32种农药残留的出峰时间从4.74 min到17.52 min，其中a.敌敌畏（4.74 min，109-79）、甲胺磷（4.74 min，141-95）；b.倍硫磷（9.90 min，278-109）、艾氏剂（9.91 min，262.9-192.9）、对硫磷（9.96 min，262.9-109）、毒死蜱（9.97 min，196.6-169）；c.狄氏剂（11.68 min，262.9-193）、腈菌唑（11.70 min，206-179.1）。3组农药残留保留时间较近，但定量离子对不同，不影响分离效果。

表1 32种农药的质谱分析优化参数

接表1

2.3 净化效果

韭菜中含有大量的色素，固相萃取（SPE）方法步骤繁琐，需要额外的有机溶剂，既费时又不环保。采用多壁碳纳米管（MWCNTs）结合PSA、C18等多种净化材料的滤过型固相净化柱（m-PFC）净化，多壁碳纳米管选用多层修饰复合纳米材料，大大增加吸附材料的比表面积，增加材料的吸附能力，对色素、脂肪、酸、糖类等杂质的吸附去除更有针对性。由于滤过型固相净化柱可以反复推拉净化，试验比较了多次推拉的净化效果，结果发现3次推拉净化色素去除效果最好，回收率满足要求。

2.4 基质效应

农药残留检测时基质效应的存在会对检测结果的准确性和重复性造成影响。试验比较了在相同质量浓度（100 ng/mL）下溶剂标准溶液和基质标准溶液中各种农药残留的响应，结果见图1。结果发现，GC-MS/MS分析韭菜中农药残留时有明显的基质效应，对农残定量结果的准确性有显著的影响。采用空白韭菜基质配制标准曲线，保持标准曲线与样品提取液中的基质浓度相当，降低基质对定量结果的影响。通过加标回收试验，32种农残回收率明显好于溶剂加标回收。

图1 32种农药混合标准溶液的溶剂标准溶液和基质标准溶液总离子流图

2.5 方法的标准曲线、线性范围和检出限

将农药混合标准溶液用韭菜基质溶液配制成10，20，50，100和200 ng/mL标准工作液，以定量离子对峰面积（y）为纵坐标，农药的质量浓度（x）为横坐标，绘制标准曲线。以信噪比大于3时的质量浓度计算方法的检出限，结果见表2。可以看出，32种农药在各自的线性范围内峰面积与质量浓度呈良好的线性关系，相关系数为0.991 5～0.999 9，32种农药的检出限在3～20 μg/kg之间，均低于GB 2763—2019韭菜中农药残留限量，满足监督检验要求。

表2 32种农药的线性范围、线性方程、相关系数和检出限

2.6 方法的精密度和回收率试验

在韭菜空白基质中添加10，20和100 μg/kg的32种农药混合标准溶液，重复测定6次，计算平均回收率和相对标准偏差，结果见表3。试验采用基质外标法定量，溶剂挥发易造成农残回收率偏高，但对最终检验结果影响不大。从表3可以看出，32种农药在韭菜中的平均回收率为69.8%～119.6%，δRSD为1.2%～16.3%，符合GB/T 27404—2008《实验室质量控制规范食品理化检测》[12]的技术要求。

表3 韭菜空白基质中32种农残的加标回收率和精密度（n=6）

接表3

3 结论

此次试验建立了一种基于多壁碳纳米管（MWCNTs）净化技术快速、准确的多残留检测方法，并应用气相色谱-质谱联用技术对韭菜中农药残留量进行了测定。研究表明，该方法的相关系数为0.991 5～0.999 9，检出限在3～20 μg/kg之间；在韭菜空白基质中进行加标试验，回收率和精密度均满足GB 27404—2008要求。该方法减少了样品溶液浓缩和更换溶剂的步骤，方便快捷、特异性强、可靠性好，回收率及精密度均可满足韭菜中农药残留快速筛查的要求。