QuEChERS 氣相色譜/質譜法測定柚子皮中氟蟲腈及其代謝物的殘留量

王娜

（廣東產品質量監督檢驗研究院，廣東廣州 510670）

氟蟲腈是由法國羅納-普朗克公司于1981 年研制出的一款全新苯基吡唑類農藥[1]，它具備高活性、殺蟲譜廣等優點，主要利用胃毒、觸殺和內吸作用來控制害蟲（螟蟲、蚜蟲、跳蚤、虱和蟑螂等）的神經系統傳導系統從而取得顯著殺傷效應，因此，被廣泛應用在蔬菜、水果等種植業，以及畜牧業領域。在化學環境方面，氟蟲腈能在強酸性和中等環境中穩定出現，但在堿性環境和日照條件下也會引起分解，產生各種代謝物質：氟甲腈（MB46513）、氟蟲腈砜（MB41136）和氟蟲腈亞砜（MB45950）等。有關研究人員指出，氟蟲腈代謝產物毒性更強，會使水體中的魚類、蝦等高度中毒，再經由食物鏈傳染至體內進而損害肝臟和甲狀腺功能[2,3]。氟蟲腈已被全球健康機構定名為“對人體有中等毒害”化學物質[4]。近年來，部分發達國家也發生了食物中氟蟲腈濃度超標事故，在中國和歐洲均已明確限制將氟蟲腈廣泛應用于家畜養殖業中，對氟蟲腈及其代謝產物的監督管理也日益趨嚴，因此，建立更為有效的檢驗手段有著很大的實際意義。

柚子皮作為一個藥食相適宜的食物，不僅營養豐富，而且含有大量的維他命、多種礦物質、胡蘿卜素、枳實和糖類等營養素，還具備了食療的功效，如健胃、化痰、潤肺、消食等功效，能促使創傷痊愈，對腦血管病變，如腦血栓、中風等也有較好的防治效果。

目前，氟蟲腈及其代謝物質的檢驗技術一般有氣相色譜法[5-8]、氣相色譜/質譜聯用法[9-15]和液相色譜/質譜聯用法[16-19]，大部分所面向的范圍為蔬菜、水果、動物臟器以及自然水體等，但對于柚子皮中氟蟲腈及其代謝物質的檢驗技術，尚未見報道。本文通過優化改進后的QuEChERS 前處理技術，構建了同時檢測柚子皮中氟蟲腈及其代謝物氟甲腈、氟蟲腈砜、氟蟲腈亞砜殘留的方法。

1 實驗部分

1.1 儀器與材料

氣相色譜-三重四極桿串聯質譜儀：8900B-7000D，配EI 源，安捷倫技術公司；電子天平：JJ500，常熟市雙杰測試技術公司；離心機：5804R，賽默飛世爾技術公司；氮吹儀：M64，北京萊伯泰科儀器設備集團有限公司。

氟蟲腈、氟甲腈、氟蟲腈砜和氟蟲腈亞砜的標準物質：均是100 mg·L-1，農業部環?？蒲斜O測所；磷酸三苯酯：1 000 mg·L-1，上海安譜實驗科技股份有限公司；乙腈：HPLC 級，北京安譜實驗科技股份有限公司；乙酸：優級純，廣州化學試劑廠；N-丙基乙二胺（PSA）、石墨化碳黑（GCB）、十八烷基硅烷（C18）：安捷倫科技有限公司；無水硫酸鎂（MgSO4）：分析純，廣州化學試劑廠；0.22 μm 有機濾膜：天津津騰實驗技術有限公司；QuEChERS 萃取的鹽包：內含6 g 無水硫酸鎂（MgSO4）和1.5 g 無水乙酸鈉（NaAc），安捷倫科技有限公司。

1.2 標準溶液及試劑配制

氟蟲腈及其代謝產物標準工作液：用乙腈稀釋氟蟲腈、氟甲腈、氟蟲腈砜和氟蟲腈亞砜標準物質，配制成濃度為1.0 mg/L 的標準工作液。

磷酸三苯酯標準工作液：用乙腈稀釋磷酸三苯酯標準物質，配制成濃度為1.0 mg/L 的標準工作液。

1%酸化乙腈溶液：先取10 mL 乙酸加入1 L 容量瓶中，然后加入乙腈溶液稀釋至刻度。

氟蟲腈及其代謝產物系列標準溶液的配制：用乙腈逐級稀釋氟蟲腈及其代謝產物標準工作液，質量濃度分別為10 μg/L、20 μg/L、50 μg/L、100 μg/L、200 μg/L。

氟蟲腈及其代謝產物基質系列標準溶液配制方法：取陰性柚子皮樣品，取1.0 mL 試樣萃取液，各5 份，經氮氣吹干，依次加入氟蟲腈及其代謝產物的標準溶液各1.0 mL，再添加50 μL 磷酸三苯酯的標準工作液，混勻，形成質量濃度分別為10 μg/L、20 μg/L、50 μg/L、100 μg/L、200 μg/L 的基質標準溶液系列。

1.3 實驗條件

色譜條件：HP-5MS 毛細管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣：高純氦；載氣流速：氦氣，1.0 mL/min；進樣方式：不分流；進樣溫度：280℃；進樣量：1.0 μL；升溫程序：80℃保持1 min，20℃/min 升溫到180℃，保持5 min，再以60℃/min 升溫到230℃，最后以40℃/min升溫到300℃，保持5 min。

質譜條件：電子轟擊（EI）離子源；電子能量70 eV；接口溫度280℃；離子源溫度280℃；四極桿工作溫度150℃；碰撞氣：高純氮氣（≥99.999%）；數據采集模式：多反應監測模式（MRM）。

1.4 實驗方法

提?。悍Q取粉碎后的柚子皮樣品3 g，加入15 mL 去離子水充分浸潤30 min，再加入15 mL 1%酸化乙腈渦旋5 min充分混勻，之后加入QuEChERS 萃取鹽包渦旋提取10 min，以10 000 r/min 離心5 min，取9 mL 上清液于另一50 mL離心管內。

凈化方法：向離心管中加入150 mg PSA、50 mg C18、150 mg GCB 和750 mg 無水硫酸鎂，在渦旋5 min 后以10 000 r/min 離心5 min，取5 mL 上清液經氮吹濃縮至近干，后用乙腈定容至1 mL，渦旋混勻后過0.22 μm 有機濾膜至進樣小瓶中，加50 μL 磷酸三苯酯標準工作液，待GC-MS/MS分析。

2 結果與分析

2.1 質譜條件優化

在多反應監測模式（MRM）下對氟蟲腈及其代謝物的質譜參數加以優化，詳細信息如表1 所示。

表1 氟蟲腈及其代謝物質譜參數

2.2 前處理條件優化

本文主要通過采用QuEChERS 法對柚子皮中氟蟲腈及其代謝物等進行萃取，對提取溶劑的選擇和凈化、純化等方面進行優化。

2.2.1 提取溶劑的選擇

由于氟蟲腈及其代謝物在不同的有機溶劑中有著不同的溶解度[20,21]，本研究選取了乙腈、1%酸化乙腈、乙酸乙酯、甲醇和丙酮為提取溶劑。給陰性柚子皮樣品中加入了氟蟲腈及其代謝物的混合標準溶液，水平為10 μg·kg-1，按照1.4 節中方法進行前處理，結果如圖1 所示。在采用甲醇和丙酮為萃取溶劑時，4 種化合物的回收率在26.8%～45.6%；使用乙酸乙酯為提取溶劑時，4 種物質的回收率約在78.2%～86.4%，且萃取液比其他幾種溶劑的顏色更深，或許是由于乙酸乙酯對色素和油脂類物質具有更強的萃取能力；使用乙腈為提取溶劑時，4 種化合物平均提取率為79.2%～82.5%；而使用1%酸化乙腈為提取溶劑時，回收率均可達到80.0%以上，這是因為氟甲腈、氟蟲腈、氟蟲腈砜及氟蟲腈亞砜的酸度系數（pKa）分別為-4.15±0.20、-5.86±0.20、-8.12±0.20 和-4.16±0.20，易溶于酸性溶劑，然而乙腈的極性強，具有沉淀樣品中蛋白質作用，能夠降低脂類、色素及其他雜質的溶出，從而降低了基質對目標物的影響。結合以上情況，本實驗選用1%酸化乙腈作為提取溶液。

圖1 5 種提取溶劑對氟蟲腈及其代謝物回收率的影響

為了獲得更好的萃取效果，對1%酸化乙腈的萃取體積進行了進一步優化，分別考察了體積為10 mL、15 mL 和20 mL 對氟蟲腈及其代謝物的萃取功效。實驗結果表明，體積為10 mL 時，回收率范圍在81.4%～82.9%；體積為15 mL 時，回收率范圍在85.9%～91.8%；體積為20 mL 時，回收率范圍在84.2%～90.4%。在回收率相當的情況下，為節省試劑，可以采用15 mL 作為本實驗的萃取體積。

2.2.2 凈化條件的優化

QuEChERS 方法凈化中，PSA、GCB 和C18都是常用的空氣凈化材料[15]，功能又各有優點和不同，其中：PSA 主要作用是去除基質中糖類、色素和脂肪酸；C18主要作用是去除基質中脂肪；GCB 則主要去除基質中的色素等。本文根據柚子皮特性選取以PSA、GCB 和C18為三因素，選取50 mg、100 mg、150 mg 3 個添加水平，并以正交實驗法進行優化，從表2 中數據可以得出，氟蟲腈及其代謝物均會產生基質增強現象，由于4 種化合物性質較近，正交實驗結果呈趨同性。其中C18量的增加對4 種化合物的回收率均沒有顯著影響，所以從經濟方面考慮C18加入量為50 mg；而PSA 和GCB 則對凈化起主要作用，隨著用量的增加，目標物的回收率降低，就意味著基質增強效應減弱，因此在加入150 mg 后4 種化合物的回收率也會有明顯的降低，所以PSA 和GCB 加入量均為150 mg。綜上，本研究凈化材料添加量為：GCB 150 mg、PSA 150 mg 和C1850 mg。

表2 正交實驗結果

2.3 基質效應

樣品基質中的其他成分也會對目標化合物的響應造成一定影響，稱為基質效應，分為基質增強和基質減弱[12]。一般通過目標化合物在空白基質中和溶劑中的響應值比（K）來評價其效果，若K值＞1.1，則認為是基質增強；若K值＜0.9，則認為是基質減弱；若K值在0.9～1.1 之間，則認為基質效應可以忽略。

選取陰性柚子皮樣品按照1.4 節中方法進行前處理得到空白基質溶液。分別用空白機制溶液和乙腈溶液稀釋氟蟲腈及其代謝產物標準工作液配成濃度為20 μg/L 的標準溶液，比較2種標準溶液的響應值如表3 所示?？梢钥闯鰞艋蟮腒值仍然＞1.1，具有顯著的基質增強作用，因此必須通過采用基質匹配標準溶液對氟蟲腈及其代謝物進行精確定量。

表3 基質效應實驗

2.4 標準曲線、檢出限和定量限

對1.2節中質量濃度為10 μg/L、20 μg/L、50 μg/L、100 μg/L、200 μg/L 的基質標準溶液系列進行測定，以氟蟲腈及其代謝物的質量濃度（x）為橫坐標，以對應的峰面積（y）為縱坐標繪制標準工作曲線，4 種化合物的線性關系良好，相關系數R2＞0.995，分別用3 倍和10 倍信噪比（S/N）確定出檢出限（LOD）以及定量限（LOQ）值，如表4 所示。

表4 氟蟲腈及其代謝物基質標曲線性參數、檢出限（LOD）及定量限（LOQ）

2.5 精密度和加標回收

往空白柚子皮樣品中分別添加5 μg·kg-1、10 μg·kg-1、20 μg·kg-1的氟蟲腈及其代謝物混合標準儲備溶液配制成低、中、高三個含量樣品，并按照1.4 節中的方法進行了加標回收率實驗，結果如表5 所示，氟蟲腈及其代謝物的加標回收率為81.7%～89.1%，相對標準偏差為4.0%～7.3%。

表5 柚子皮中氟蟲腈及其代謝物的平均回收率以及相對標準偏差（n=6）

3 結束語

本文通過建立QuEChERS 前處理技術，結合GC-MS/MS檢測技術對柚子皮中氟蟲腈及其代謝物殘留量進行了分析。探討了提取溶劑的選擇和基質效應，通過正交實驗進行了凈化條件的優化。經方法學驗證，氟蟲腈及其代謝物的線性相關系數均＞0.995，檢出限和定量限依次是1 μg·kg-1和3 μg·kg-1，加標回收率為81.7%～89.1%，相對標準偏差為4.0%～7.3%，表明該方法能夠滿足柚子皮中氟蟲腈及其代謝物氟甲腈、氟蟲腈砜、氟蟲腈亞砜的定量分析。