水稻中呋虫胺及其代谢物残留的快速检测与储藏稳定性

赵子丹，吴燕，牛艳，王晓静，王晓菁

宁夏农产品质量标准与检测技术研究所（银川 750002）

呋虫胺（Dinotefuran），化学名称为1-甲基-2-硝基-3-[（2-四氢呋喃）甲基]胍，是含四氢呋喃环的烟碱类杀虫剂[1]，其主要通过与昆虫体内的乙酰胆碱受体结合，使昆虫全身痉挛、麻痹而死[2-3]。呋虫胺杀虫谱广、内吸性强，是防治水稻、蔬菜和水果上刺吸性半翅目、双翅目、甲虫目和总翅目等害虫的理想药剂[4]。研究表明，呋虫胺的代谢物主要有两种，分别是1-甲基-3-[（3-四氢呋喃）甲基]二氢胍盐（即DN）和1-甲基-3-[（3-四氢呋喃）甲基]脲（即UF），JMPR中对呋虫胺在植物源性食品中的残留物定义为呋虫胺、UF及DN之和[5]，而我国对呋虫胺在植物源性食品中的残留物定义为呋虫胺，且规定了稻谷和糙米中呋虫胺的最大残留限量值[6]。

目前，国内有关呋虫胺残留检测的研究方法主要采用高效液相色谱（HPLC）法[7-9]，还有部分针对呋虫胺混合制剂的农药进行检测研究的报道[10-11]。有关呋虫胺及其代谢物的残留检测研究方法则主要采用液相色谱-质谱联用（LC-MS/MS）法[12-13]，涉及的作物主要包括水稻[14-16]、黄瓜[17]、甘蓝[18]、柑橘[19]、李子[20]、橙子[21]、咖啡豆[22]等。其中水稻中呋虫胺及代谢物含量的LC-MS/MS检测方法中，分别以甲醇和乙腈混合溶液[14]、乙酸和乙腈混合溶液[15]及乙酸水溶液[16]作为试样的提取试剂。考虑到呋虫胺在水中有一定的溶解度，因此，试验采用2%乙酸乙腈溶液分别对糙米、稻壳、稻杆进行提取，结合QuEChERS净化方式，经超高效液相色谱串联质谱仪检测，建立了水稻中呋虫胺及其代谢物的残留分析方法，并对添加了呋虫胺及其代谢物的糙米、稻壳、稻杆样品进行了储藏稳定性试验。该方法的前处理简便快速、分析高效准确，可为开展呋虫胺及其代谢物在水稻上的安全合理使用提供检测依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料与试剂

水稻（于水稻收获期采集自宁夏贺兰县洪广镇，品种为宁粳43）。呋虫胺、呋虫胺代谢物UF、呋虫胺代谢物DN标准品（纯度≥98.5%，美国A ChemTek，Inc公司）；0.025%呋虫胺颗粒剂（广东真格生物科技有限公司）；乙腈、甲醇、甲酸（色谱纯，德国Merck公司）；氯化钠（分析纯，国药）；N-丙基乙二胺吸附剂（Primary secondary amine，PSA）、十八烷基键合硅胶吸附剂（C18）：上海安谱实验科技股份有限公司；试验用水（符合GB/T 6682—2008一级水要求的超纯水，自制）。

1.1.2 仪器与设备

超高效液相色谱-串联质谱联用仪（AB SCIEX QTRAP 5500型，配有电喷雾离子源（ESI）及MQ3.2数据处理系统，美国AB公司）；电子天平（PL202-L型、XS205型，瑞士Mettler Toledo仪器有限公司）；恒温振荡器（THZ-92C型，上海乔跃电子有限公司）；低速台式大容量离心机（TDL-40 C型，上海安亭科学仪器厂）；涡旋混合器（MS3digital型，德国IKA公司）。

1.2 方法

1.2.1 标准溶液的配制

分别准确称取呋虫胺、UF、DN标准物质于10 mL棕色容量瓶中，用乙腈溶解、定容，配制成质量浓度为1 000 mg/L标准溶液；同时，分别用乙腈稀释成100 mg/L标准溶液，置于-20 ℃冰箱中保存备用。使用时再次稀释配制成10 mg/L标准溶液，于-20 ℃冰箱保存。

1.2.2 水稻样品前处理

分别准确称取5.00 g糙米、5.00 g稻壳样品和2.00 g（精确至0.01 g）稻杆样品于50 mL离心管中，先加入10 mL水浸泡30 min，再加入20 mL 2%乙酸乙腈溶液，振荡提取30 min，以4 000 r/min离心5 min。吸取1.0 mL上清液，经50 mg PSA+50 mg C18净化，涡旋1 min，以4 000 r/min离心5 min。上清液经0.22 μm滤膜过滤，待测。

1.2.3 液相色谱条件

采用Waters Symmetry C18色谱柱（2.1 mm×100 mm，3.5 μm）；流动相A为甲醇、流动相B为0.1%甲酸水溶液；梯度洗脱条件：0～0.5 min，10%流动相A；0.5～3 min，流动相A：10%～90%；4～5 min，流动相A：90%～10%；6～8 min，10%流动相A；运行时间8 min。流速0.3 mL/min；柱温40 ℃；进样量2 μL。

1.2.4 质谱条件

电喷雾离子源（ESI），正离子模式；离子源温度500 ℃；离子化电压5 500 V；喷雾气流速50 L/h；气帘气流速50 L/h；多重反应监测（MRM）；定量方式：外标法。

2 结果与分析

2.1 MS条件的确定

分别配制1 mg/L的呋虫胺、UF、DN标准溶液，通过针泵进样，在电喷雾电离 ESI（+/-）方式下进行全扫描（m/z50～500），分别确定母离子后再依次优化子离子。选择信噪比高、峰形好、干扰小的离子对作为定性定量离子对，以多重反应监测正离子模式分别优化呋虫胺、UF、DN的碰撞能量（CE）和去簇电压（DP）等质谱参数，如表1所示，分别获得相应的质谱检测参数。

表1 呋虫胺及其代谢物检测质谱参数

2.2 流动相的选择

试验发现，采用Symmetry C18色谱柱，呋虫胺及其代谢物可以较好地被保留下来，在流动相中添加1%甲酸溶液可以提高呋虫胺及其代谢物的离子化效率，从而提高响应。采用上述确定的色谱条件和质谱条件对标准溶液进样，呋虫胺及其代谢物的基质标准溶液总离子流图如图1所示。

图1 呋虫胺及其代谢物的基质标准溶液总离子流图

2.3 前处理方法优化

前期查阅文献，结合参考文献中相关的提取试剂对水稻中呋虫胺及其代谢物的提取，结果发现其中DN的回收率均偏低；后期经过试验发现，提取后不加MgSO4除去水分的净化方式可提高样品中DN的回收率，满足检测要求。通过比较PSA、C18和石墨化炭黑（Graphitizing of carbon black，GCB）3种净化剂的使用方式和用量优化水稻中目标物净化回收效果，试验表明试样提取液经GCB净化后呋虫胺代谢物UF、DN的回收率均较低，因此确定选择PSA和C18为净化剂。通过对PSA和C18的用量进行优化，结果表明试样提取液经50 mg PSA和50 mg C18的组合净化后效果最佳。

2.4 标准曲线方程及检出限

使用空白水稻样品提取液，配制10，20，50，100，200，500和1 000 μg/L基质标准混合溶液，在上述确定的检测条件下进样，以标准溶液浓度为横坐标，以定量离子对峰面积为纵坐标，绘制标准曲线。由表2可知，呋虫胺及其代谢物在此浓度范围内均具有良好的线性关系，相关系数r值均大于0.999。以称样量为5 g，定容体积为30 mL计，通过3倍信噪比计算检出限，呋虫胺及其代谢物的最低检出限均为0.005 mg/kg。

表2 呋虫胺及其代谢物的标准曲线方程、r值及检出限

2.5 方法的准确度和精密度

分别在糙米、稻壳、稻杆的空白样品中按照0.01，0.2和1.0 mg/kg 3个质量浓度水平单独添加呋虫胺及其代谢物的标准溶液，每个浓度5次平行，进行添加回收试验。由表3可知，在0.01～1.0 mg/kg添加水平范围内，呋虫胺及其代谢物在糙米中平均添加回收率为77%～101%，相对标准偏差为1.3%～9.5%；在稻壳中平均添加回收率为87%～104%，相对标准偏差为0.6%～7.5%；在稻杆中平均添加回收率为87%～103%，相对标准偏差为1.6%～7.7%。根据NY/T 788—2018的要求，满足农药残留分析的要求。

表3 呋虫胺及其代谢物在糙米、稻壳、稻杆中的添加回收率和相对标准偏差（n=5）

2.6 储藏稳定性试验

分别在糙米、稻壳、稻杆空白样品中按照0.3 mg/kg质量浓度水平单独添加呋虫胺及其代谢物的标准溶液，将所有添加样品进行密封，放入低于-18 ℃冰箱中保存。以添加样品第1天及2，4，8，16，20，25周作为取样间隔，通过上述确定的检测方法处理样品。由表4可知，在低于-18 ℃条件下储藏25周的试验期间内，呋虫胺在糙米、稻壳、稻杆中的降解率为3%～18%，UF在糙米、稻壳、稻杆中的降解率为2%～15%，DN在糙米、稻壳、稻杆中的降解率为0～12%。依据NY/T 3094—2017中的要求，降解率均小于30%，表明在储藏温度低于-18 ℃、储藏时间为25周的试验期间内，呋虫胺及其代谢物在水稻基质中均比较稳定。

表4 呋虫胺及其代谢物在糙米、稻壳、稻杆中的平均降解率

3 结论

试验建立了水稻中呋虫胺及其代谢物检测的超高效液相色谱-串联质谱分析方法，采用QuEChERS方法提取、净化，前处理简单快速，呋虫胺及其代谢物在糙米、稻壳、稻杆中的平均添加回收率分别为77%～101%，87%～104%和87%～103%，相对标准偏差分别为1.3%～9.5%，0.6%～7.5%和1.6%～7.7%。该方法准确度高，精密度好，符合农药残留检测分析要求。在储藏温度低于-18 ℃、储藏时间为25周的试验期间内，呋虫胺及其代谢物在糙米、稻壳、稻杆中均比较稳定。该方法操作简便、快速高效、定量限低，适用于水稻中呋虫胺及其代谢物的残留检测，同时可为其他农产品及食品测定呋虫胺及其代谢物的残留量提供参考依据。