離子色譜-串聯質譜法（IC-MS）同時測定蔬菜中17 種陰離子型危害物

◎ 宋金麗，王 鑫，袁 瀟，李龍雪蓮，戴 琴，肖全偉

（1.成都市食品檢驗研究院，四川 成都 611130；2.國家市場監管重點實驗室（營養與健康化學計量及應用），北京 100029）

我國是農業生產大國，由于社會經濟的飛速發展，農業得到迅猛發展，隨著農藥用量的不斷增加，所帶來的環境安全隱患也不容忽視。常見的食品中陰離子型危害物主要包括極性農藥殘留、植物生長調節劑、氯酸鹽、高氯酸鹽等。這些農藥或生長調節劑的大量使用，不僅造成了環境污染，由于其殘留部分的代謝與轉移，使得很多種類的極性農藥殘留物出現在人們日常食用的食品中，危害著人們的身體健康。例如，備受關注的草甘膦、雙甘膦、草銨膦、氨甲基膦酸、滅草松、乙烯利、乙磷鋁和2,4-D 等。

草甘膦是一種廣譜性的且具有較大市場份額的滅生型除草劑[1]，而雙甘膦是草甘膦的重要中間體[2]。草銨膦是轉基因作物的高效除草劑[3]。殺木膦、乙烯利和增甘膦可作為植物生長調節劑，其中，殺木膦主要作用于植物分生組織，能抑制細胞分裂與延長，抑制植物的光合作用與蛋白質的合成；乙烯利能加速果蔬成熟、脫落、衰老；增甘膦對甘蔗、瓜果具有增糖作用。氯酸鹽、高氯酸鹽是重要的工業原料，是自然界中廣泛存在的污染物，會通過食物鏈富集或環境暴露污染。高氯酸能抑制碘的吸收，干擾甲狀腺功能，引起身體機能紊亂，給人們健康帶來威脅[4-5]。

目前，對于上述陰離子型危害物的測定方法主要有高效液相色譜法（HPLC）、氣相色譜法（GC）、離子色譜法（IC）、氣相色譜-質譜法（GC-MS）和液相色譜-質譜法（LC-MS）、毛細管電泳、酶聯免疫法和電化學發光法等[6-12]。①采用傳統檢測方法測定極性農藥殘留需要衍生化操作，前處理煩瑣、穩定性欠佳，不利于樣品大批量的快速處理。②親水性色譜柱法雖然避免了衍生的過程，但流動相需要調節pH，使用含鹽的流動相，對于儀器損耗大，峰形較差，色譜柱柱效下降較快。③酶聯免疫法等快檢技術測定極性農殘，在檢測技術上存在靈敏度不高、穩定性差等缺點。另外，離子色譜法雖然可直接檢測部分極性農殘及污染物，但可能由于結構相近等因素造成結果的“假陽性”，而采用離子色譜-串聯質譜能很好地解決以上這些問題。因此，本研究通過離子色譜儀與質譜儀聯用技術，建立了蔬菜樣品中17 種陰離子型危害物快速、準確、同時測定的分析方法，旨在為蔬菜中的陰離子型危害物的檢測分析提供方法學上的參考。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

（1）儀器。ICS-6000 型離子色譜儀（配有氫氧化鉀淋洗液自動發生器）、TSQ Altis 三重四極桿質譜（美國賽默飛世爾）；XS205 十萬分之一電子天平（瑞士梅特勒-托利多）；高速冷凍離心機（德國Sigma公司）；Milli-Q 超純水器（德國默克密理搏）。

（2）設備。甲醇和乙腈均為質譜級（美國賽默飛世爾）；標準物質：草甘膦（Glyphosate）、N-乙酰草甘膦（N-acetyl -glyphosate）、調節膦（Fosamine ammonium）、N-乙酰草銨膦（N-acetyl Glufosinate）、草銨膦（Glufosinate ammonium）、氨甲基膦酸（AMPA）、滅草松（Bentazone）、4-氯苯氧乙酸（4-CPA）、2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）、乙烯利（Ethephon）、三乙磷酸鋁（Fosetyl-aluminium）、N-乙酰氨甲基膦酸（N-acetyl AMPA）、增甘磷（Glyphosine，GLYP）、雙甘膦（PMIDA）均來源于天津阿爾塔科技有限公司，2-氯吡啶酸（Clopyralid）來源于Dr 公司，氯酸鹽（ClO3，Chlorate）、高氯酸鹽（ClO4，Phosphonic acid）均來源于O2Si，實驗用水均為超純水（≥18.2 MΩ·cm）。

1.2 標準溶液的配制

分別取17 種標準物質適量，精密稱定，用60%甲醇溶解并定容至刻度，配制成標準儲備液，保存于4 ℃冰箱。精密量取各標準儲備液適量，用水配制成17 種極性農殘和污染物的混標中間液，濃度為1 000 μg·L-1。以空白樣品提取液做基質標曲，配制成標準工作溶液，濃度依次為1、10、50、100、200、500 μg·L-1。

1.3 樣品制備

從農貿市場隨機采購蔬菜（番茄、茄子、青椒）若干，每種蔬菜大于500 g，于實驗室內經清洗后切塊，均質機打漿。稱取勻漿樣品5.0 g 于50 mL 比色管中，加水20 mL，渦旋振蕩5 min，超聲30 min，用水定容至50 mL，上清液于10 000 r·min-1轉速離心10 min 后，取上清液過0.22 μm 濾膜，濾液轉移至進樣瓶中，供離子色譜-串聯質譜儀檢測。

1.4 離子色譜條件

色譜系統：分析柱為Thermo ScientificTM DionexTM IonPacTM AS19-4 μm（2×250 mm），保護柱為Thermo ScientificTM DionexTM IonPacTM AG19-4 μm（2×50 mm），進樣量25 μL，流速0.25 mL·min-1，采用EGC KOH 淋洗液，在線自動控制氫氧化鉀濃度，梯洗脫度，抑制器采用外接水模式，抑制電流38 mA，柱溫30 ℃，梯度洗脫程序如表1。

表1 離子色譜梯度洗脫程序表

1.5 質譜條件

質譜條件：離子源為ESI 源，在負離子模式下以MRM 模式進行檢測。離子噴霧電壓為2 800 V，鞘氣為40 Arb，輔助氣為10 Arb，吹掃氣為1 Arb，離子源溫度為325 ℃，霧化溫度為350 ℃。17 種目標化合物對應的保留時間、母離子、定量離子、定性離子、碰撞能量以及透鏡電壓等質譜參數見表2。

2 結果與討論

2.1 色譜－質譜條件的優化

為使17 種目標化合物分離效率更高、峰形更好，本實驗優化了色譜柱、流動相、柱溫等色譜條件，比較了Dionex IonPac AS11-HC（2×250 mm，4 μm）、Dionex IonPac AS19（2×250 mm，4 μm）和Dionex IonPac AS16（2×250 mm，4 μm）對17 種目標化合物的分離效果，發現Dionex IonPac AS19 色譜柱分離度和靈敏度相對較高。同時，本研究對氫氧化鉀淋洗液濃度及柱溫（25、30、35、40 ℃）進行考察和優選。最終確定選用Dionex IonPac AS19（2×250 mm，4 μm）色譜柱進行分離，流速0.25 mL·min-1，柱溫30 ℃，采用氫氧化鉀淋洗液進行梯度洗脫，梯度洗脫程序如表1。

分別配制1 mg·L-1的17 種目標化合物的單標，通過流動注射進樣方式，以50 μL·min-1流速注入離子源，在ESI 負離子模式下，優化17 種目標物的質譜條件，經碰撞后掃描得到不同強弱的離子信號，根據離子信號強度選擇出目標母離子、定性離子與定量離子，優化后的17 種目標物的質譜參數如表2。在優化后的條件下，將目標物進行離子色譜－質譜檢測器分離和實驗，17 種目標物的總離子流圖如圖1 所示。

圖1 17 種目標物的色譜圖

2.2 樣品前處理方式的優化

因蔬菜樣品中存在大量的色素雜質和無機離子，需進行凈化處理以避免干擾檢測。本研究比較了高速離心過濾、C18 固相萃取小柱凈化和Dionex OnGuardⅡAg/H 小柱凈化3 種凈化方式，以凈化前后的峰面積比值作為提取回收率，結果表明，凈化柱會對目標物有吸附作用，使得過柱后提取的回收率較低，影響檢測效果；高速離心過濾方式的提取回收率較高，且操作簡便。綜上，本文選擇高速離心過濾的方法進行凈化。

2.3 線性范圍、檢出限和定量下限

將標準工作溶液分別配制成1、10、50、100、200、500μg·L-1系列質量濃度的標準溶液，按上述實驗條件進行進樣分析。分別以待測物的質量濃度（X，μg·L-1）為橫坐標，對應的色譜峰面積（Y）為縱坐標，繪制標準曲線。分別以信噪比（S/N）為3 和10 時作為檢出限和定量下限，結果見表3，在一定質量濃度范圍內，17 種陰離子型危害物在相應的線性范圍內線性關系較好，相關系數均大于0.990。

表3 線性方程及相關系數表

2.4 回收率和精密度

取5.0 g 的3 種蔬菜進行加標回收實驗。分別用1、50、100 μg·L-1混標濃度進行加標實驗，按“1.5”對蔬菜樣品進行處理，在優化條件下連續測定6 次，計算出加標回收率，番茄、茄子、青椒基質中17 種目標物的加標回收率分別為77.4%～105.6%、75.2%～107.4%、73.4～107.3，相對標準偏差（RSD）分別為0.7%～7.6%、0.3%～6.0%、0.6%～5.4%，結果如表4 所示。

表4 番茄、茄子、青椒回收率統計表

2.5 樣品測定

利用該方法檢測農貿市場購得的3 種蔬菜各20批，番茄、茄子、青椒中均有氯酸鹽、高氯酸鹽檢出，但低于定量限。①20 批番茄中，有5 批次樣品檢出乙烯利，含量在16.5～47.0 μg·kg-1；6 批次檢出增甘磷，含量在19.1～122 μg·kg-1；1 批次檢出2,4-二氯苯氧乙酸，含量為74.1 μg·kg-1。②20 批茄子中，有7 批次樣品檢出三乙磷酸鋁，含量在21.5～121.1 μg·kg-1。③20 批青椒中，有5 批次樣品檢出三乙磷酸鋁，含量在41.2～148.2 μg·kg-1；1 批次檢出調節膦，含量為87.8 μg·kg-1；1 批次檢出草甘膦，濃度為87.1 μg·kg-1。測定結果表明，蔬菜中存在污染物殘留的現象，食用前應注意清洗干凈。

3 結論

本研究基于離子色譜-質譜聯用技術，利用目標物的保留時間、定量離子、定性離子信息，快速測定了蔬菜中17 種極性農殘和污染物的分析方法。通過對樣品的檢測，證明該方法抗干擾能力強、靈敏度高，能同時快速檢測蔬菜中17種極性農殘和污染物。因此，本方法可為蔬菜中極性農殘及污染物等陰離子污染物的多組分同時分析，提供技術手段，為保障食品安全提供技術指南。