QuEChERS-气相色谱质谱法检测苹果中氟虫腈及其代谢物残留量

于飞飞，郐鹏 ，王丽丽 ，王学亮，阎华国，蔡燕萍

1. 山东药品食品职业学院医疗器械系（威海 264200）；2. 威海市食品药品检验检测研究院（威海 264200）；3. 国家海产品质量监督检验中心（山东）（威海 264200）；4. 浙江工业大学食品科学与工程学院（杭州 310014）；5. 国家远洋水产品加工技术研发分中心（杭州）（杭州 310014）

氟虫腈，商品名为锐劲特，是一种苯基吡唑类广谱杀虫剂，氟虫腈引入我国后，被大范围用于防治水稻、蔬菜和果树等作物的害虫，但是其在土壤和水中降解缓慢，大量进食含有高浓度氟虫腈的食品，会损害肝脏、甲状腺和肾脏[1-6]。GB 2763—2019《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》中，氟虫腈残留物为氟虫腈、氟甲腈、氟虫腈砜、氟虫腈亚砜之和，以氟虫腈表示[7]。而现行氟虫腈的检测标准GB 23200.8—2016《食品安全国家标准 水果和蔬菜中500种农药及相关化学品残留量的测定 气相色谱-质谱法》仅检测氟虫腈，没有其他3种代谢物，而且样品前处理过程较为繁琐，需要3次过柱净化[8]；GB 23200.113—2018《食品安全国家标准 植物源性食品中208种农药及其代谢物残留量的测定》中定量采用内标法，也仅检测氟虫腈[9]，且方法使用到的气相色谱-串联质谱仪价格较高，应用不普遍；SN/T 1982—2007《进出口食品中氟虫腈残留量检测方法 气相色谱-质谱法》中氟虫腈测定低限，能够满足限量要求，但该方法同样未检测3种代谢物，采用的负化学离子源（CI源）[10]，很多实验室并未配备。

QuEChERS是一种用于农兽药残留检测的样品制备方法，相关应用报道较多[11-14]。因其具有简单、快速、安全等特点，现已成为一种广泛使用的样品前处理方式。苹果作为一种大量种植的水果，在秋季集中上市，基于此开发一种高效、快速的氟虫腈检测方法很有必要。该方法采用QuEChERS前处理结合气质联用仪对苹果中的氟虫腈及其3种代谢物进行测定，减少了试剂用量，优化了萃取净化方式，提高了检测效率，建立了气相色谱质谱法测定苹果中氟虫腈及其代谢物残留量的分析方法。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

乙腈（色谱纯）、乙酸乙酯（色谱纯），美国天地公司；QuEChERS样品萃取试剂盒A（型号5952-5650）、QuEChERS样品净化试剂盒B（型号5952-5056），美国安捷伦公司。氟甲腈、氟虫腈亚砜、氟虫腈、氟虫腈砜，农业部环境保护科研监测所，各农药标准品质量浓度为1 000 μg/mL。

1.2 仪器与设备

GCMS-TQ8040气相色谱质谱联用仪（日本岛津公司）；SQP PRACTUMl102-1CN电子天平（德国Sartorius公司）；G-16C高速冷冻离心机（德国Sartorius公司）；JYL-D020匀浆机（美的集团）；TTL-DCII氮吹浓缩仪（北京同泰联公司）；Vortex4漩涡混合器（德国IKA公司）。

1.3 样品制备

1.3.1 预处理

将苹果去核及柄后，取约500 g切碎，置于匀浆机中匀浆后，转至聚乙烯塑料袋中-18 ℃冷冻保存。

1.3.2 QuEChERS提取净化

称取10 g（精确至0.01 g）苹果样品于50 mL具塞离心管中，分别加入10 mL乙腈、萃取盐包（内含4 g硫酸镁、0.5 g柠檬酸氢二钠、1 g柠檬酸钠、1 g氯化钠）、1颗陶瓷均质子，盖上离心管盖，剧烈振荡1 min，以6 000 r/min离心3 min。吸取5 mL上清液到QuEChERS样品净化管（内含900 mg硫酸镁、150 mg PSA）中，涡旋混匀1 min后，以6 000 r/min离心3 min，准确吸取2.0 mL上清液到15 mL离心管中，在40 ℃水浴条件下氮气吹至近干，再加入2.0 mL乙酸乙酯溶解，过0.22 μm微孔过滤膜后，用气相色谱质谱联用仪上机分析。

1.4 标准溶液配制

分别吸取1 000 μL氟虫腈、氟甲腈、氟虫腈砜、氟虫腈亚砜标准品定容至10.0 mL容量瓶中，得到质量浓度为100 mg/L标准储备液；分别吸取100 μL各储备液定容至10.0 mL容量瓶中，得到质量浓度为1.0 mg/L标准混合溶液；精确吸取一定量的混合标准溶液，逐级用乙酸乙酯稀释成质量浓度为0.02，0.05，0.1，0.2，0.5和1.0 mg/L的标准工作溶液，空白基质溶液经高纯氮气吹干，加入1.0 mL上述标准工作溶液溶解，过0.22 μm微孔过滤膜后，配制成系列基质标准混合工作溶液，供气相色谱质谱联用仪上机分析。

1.5 气相色谱分析条件

色谱柱：SH-Rxi-5Sil（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；进样模式：不分流进样；载气：高纯氦气，纯度99.999%；进样体积：1 μL；流速：1.0 mL/min；进样口温度：250 ℃；升温程序：50 ℃（保持1 min），30 ℃/min升温至160 ℃，6 ℃/min升温至230 ℃（保持2 min），30 ℃/min升温至280 ℃（保持10 min）。

1.6 质谱分析条件

离子源：电子轰击离子源（EI源，70 eV）；离子源温度：230 ℃；四极杆温度：150 ℃；传输线温度：280 ℃；溶剂延迟：5 min；采集模式：选择离子监测，氟甲腈（m/z388，333和390）、氟虫腈亚砜（m/z351，255和353）、氟虫腈（m/z367，369和351）、氟虫腈砜（m/z383，255和385）。

2 结果与分析

2.1 氟虫腈及其代谢物总离子流图

由图1可以看出，出峰时间及顺序分别为氟甲腈14.005 min、氟虫腈亚砜16.526 min、氟虫腈16.898 min、氟虫腈砜19.137 min。在该色谱条件下氟虫腈及其3种代谢物分离度较高，试验过程中发现氟虫腈亚砜和氟虫腈总离子流图出峰时间接近，因此在程序升温过程中采用前期慢速升温方式，使它们得以完全分离，后期再快速升温，以便赶出色谱柱中吸附性较强的残留物质，防止色谱柱污染[15]。

图1 氟虫腈及其代谢物总离子流图

2.2 净化材料的选择

考察了适用于一般水果和蔬菜净化试剂盒A（安捷伦公司，型号5982-5056，内含900 mg硫酸镁和150 mg PSA）和含色素的水果和蔬菜净化试剂盒B（安捷伦公司，型号5982-5256，内含885 mg硫酸镁、150 mg PSA及15 mg GCB）对氟虫腈及其代谢物的萃取净化效率。

GCB（石墨化炭黑）为弱极性吸附剂，对于色素等疏水性物质有很好的去除作用，PSA（N-丙基乙二胺）能通过阴离子交换作用去除糖类、蛋白质、亲脂性色素和极性较强的酸性物质。两种净化试剂盒净化效果如图2所示。结果显示其回收率均在80%以上，能够满足试验要求。但同时也可以看出，使用含GCB的试剂盒会降低氟虫腈及其代谢物回收率，或是由于氟虫腈及其代谢物极性弱，GCB会对其产生一定吸附，导致氟虫腈及其代谢物回收率降低。苹果色素含量低，经乙腈提取的样品颜色浅，使用PSA对样品中的糖类和亲脂性色素等极性物质吸附后即可达到良好的净化效果，且其对氟虫腈及其代谢物无吸附，因此选择不含GCB的净化试剂盒A。

图2 两种净化材料净化效率比较

2.3 基质效应

在气相色谱质谱分析过程中，基质会对农药残留的检测产生基质效应（Matrix effect，ME）。可以用基质匹配标准曲线的斜率与溶剂标准曲线的斜率比值来表示，比值与1越接近，基质效应相应越小[14]。此次试验比较了用溶剂配制的标准溶液和用基质配制的标准溶液对氟虫腈及其代谢物定量的影响。试验结果表明氟虫腈及其代谢物在苹果中存在不同程度的基质效应，故采用基质标准溶液进行定量分析。

表1 氟虫腈及其代谢物在苹果中的基质效应

有研究认为气相色谱是气相色谱质谱分析中基质效应的主要来源，以基质增强效应为主[16]。基质效应尚没有很好地去除方式，但可以通过一定方法减小其对定量分析的影响。在农药残留分析中通常采用配制基质标准溶液的方式来减小基质效应，即将配制好的标准溶液加入到经样品前处理方式处理并氮气吹干的空白基质中。

2.4 线性关系与检出限、定量限

苹果中氟虫腈及其代谢物在6个不同质量浓度（0.02，0.05，0.10，0.20，0.50和1.00 mg/L）下，进样分析所得的定量离子峰面积与相对应浓度之间的线性关系如表2所示。分别以3倍信噪比（S/N=3）计算方法检出限，10倍信噪比（S/N=10）计算方法定量限。从表2可以看出，在0.02～1.0 mg/L质量浓度范围内氟虫腈及其代谢物均具有良好线性关系（R2＞0.999）。

表2 氟虫腈及其代谢物线性方程、检出限及定量限

2.5 方法的准确度与精密度

取空白苹果样品，向其中添加氟虫腈及其3种代谢物，添加水平分别为0.01，0.03和0.1 mg/kg，每个添加浓度6个平行，按照试验方法进行提取净化及气相色谱质谱分析，平均回收率及相对标准偏差结果如表3所示。氟虫腈及其代谢物回收率为83.1%～94.6%。2.6 苹果中氟虫腈及其代谢物含量

表3 氟虫腈及其代谢物在苹果中的加标回收率和相对标准偏差（n=6）

通过此次试验建立的方法，考察了36批市场上购买的苹果样品，品种有维纳斯、王林、红富士、威海金、金帅、国光、红将军等，结果均未检出氟虫腈及其代谢物。

3 结论

利用QuEChERS萃取净化，建立了一种苹果中氟虫腈及其3种代谢物的气相色谱质谱检测方法。在0.02～1.00 mg/kg质量分数范围内，氟虫腈及其代谢物与对应定量离子峰面积呈良好线性关系，相关系数大于0.999，方法定量限为0.01 mg/kg；在0.01，0.03和0.1 mg/kg 3个添加水平下，氟虫腈及其代谢物的回收率在83.1%～94.6%之间，相对标准偏差为1.9%～6.8%。该方法减少了试剂用量和分析时间，实用性强，涵盖GB 2763—2019中氟虫腈检测的3种代谢物，定量限能够满足国标限量要求，可以作为苹果中氟虫腈及其代谢物的分析方法。