葡萄酒基質開發的農藥殘留分析范文

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《環境化學雜志》2015年第十期

摘要

建立了高效液相色譜-四級桿/靜電場軌道阱高分辨質譜對葡萄酒中224種農藥殘留的快速分析方法．對比了稀釋、提取、凈化步驟對分析結果的影響，分析了各種分散固相萃取劑對待分析農藥的作用．葡萄酒樣品加氯化鈉后經含1%冰醋酸的乙腈溶液提取，用N-丙基乙二胺粉(PSA)凈化后進行分析．該方法在0．5—50μg•L－1內線性良好，相關系數均大于0．99，檢出限達1μg•L－1的農藥有208種，當回收率在84%—106%范圍內，相對標準偏差均小于18%．經實際樣品驗證，該方法簡單、穩定、快速，可滿足葡萄酒中多種農藥快速篩查和確證的高通量檢測要求．

關鍵詞

靜電場軌道阱質譜，高分辨質譜，農藥殘留，葡萄酒

近年來，隨著人們生活水平日益提高，中國葡萄酒市場處于爆發式增長的時期，取消貿易關稅等進口葡萄酒也迅速占領中國市場．然而，葡萄酒在原料的種植過程中，農藥的使用不可避免，而生產的過程中也無法去除殘留的農藥，因此，建立適合葡萄酒基質的農藥殘留快速高通量分析方法，有利于對葡萄酒中農藥殘留風險進行評估．目前色譜-質譜法廣泛應用于農藥多殘留分析［1-2］，特別是近年來發展起來的液相色譜-高分辨質譜法［3］，是目前農藥殘留分析領域研究和應用的熱點．其突出的優勢在于可以通過高分辨率精確提取待測組分的母離子，無需逐個優化碰撞能即可得到豐富的碎片離子信息，從而快速建立可靠的定性定量掃描方法，其掃描模式適用于大量農藥的同時檢測．本研究重點考察了前處理過程中各步驟對全部224種待分析農藥組分的影響，快速優化出適合葡萄酒基質的多農藥殘留分析方法．該方法簡單、穩定、快速，可滿足葡萄酒中多種農藥快速篩查和確證的高通量檢測要求．

1實驗部分

1．1儀器、試劑和材料高效液相色譜(ThermoScientificUltiMate3000)-四極桿/靜電場軌道阱高分辨質譜(ThermoScientificQExactive)，配置H-ESIII源．224種農藥標準品均購自Supelco公司，純度≥95%;甲醇(色譜純)，乙腈(色譜純)購自Tedia公司;甲酸銨為優級純;冰醋酸、氯化鈉均為分析純;N-丙基乙二胺粉(PSA，40—63μm)，十八烷基硅烷粉(C18，40—63μm)和石墨化炭黑(GCB，120—400μm)均購自上海ANPEL公司;實驗用水由Millipore純水機制備;葡萄酒樣品來自市場．

1．2樣品前處理準確稱取葡萄酒樣品1mL于15mL離心管中，加入0．5gNaCl，加入5mL含1%冰醋酸的乙腈溶液提取，渦旋混勻后振蕩提取10min．以4000r•min－1離心5min，取0．5mL上清液與0．5mL去離子水混合，加入20mgPSA固相萃取粉，渦旋30s，上清液過0．22μm有機相濾膜，供液相色譜-高分辨率質譜儀測定．

1．3色譜/質譜條件實驗條件參考賽默飛世爾科技農殘快速篩查方法包“pQSM”．色譜柱:ThermoScientificAccucoreaQ柱(150mm×2．1mm，2．6μm)．流動相水相:0．1%甲酸和5mmol•L－1甲酸銨的水溶液;流動相有機相:0．1%甲酸和5mmol•L－1甲酸銨的甲醇溶液．流動相A:98%流動相水相+2%流動相有機相;流動相B:98%流動相有機相+2%流動相水相;梯度洗脫程序:－5—0min，100%A;0—4min，100%A—80%A;4—5．5min，80%A—60%A;5．5—10．5min，60%A—100%B;10．5—12．9min，100%B;12．9—15min，100%B—100%A．流速:0．40mL•min－1．柱溫:25℃．進樣體積:5μL．分析時間:20min．一級質譜全掃描模式:掃描范圍:m/z100—900;分辨率:70000FWHM;離子傳輸管溫度:280℃;傳輸毛細管電壓:3500V(正離子模式);霧化溫度:200℃;C-trap最大容量(AGCtarget):1×106;C-trap最大注入時間(MaximumIT):200ms．數據依賴二級子離子全掃描模式:分辨率:17500FWHM;歸一化碰撞能量:40%±50%;C-trap最大容量(AGCtarget):5×105;C-trap最大注入時間:60ms;動態排除:5s．

2結果與討論

2．1樣品前處理采用AOAC2007．1的QuEChERS前處理方法為參考，不同于蔬菜、水果樣品需要脫水后提取的思路［4-5］，采用液液萃取的原理，僅使用NaCl可促進水相中的農藥向有機相中轉移，避免無水硫酸鎂等吸水劑吸附待測農藥．葡萄酒樣品本身成分十分豐富，能夠影響到農藥殘留檢測的基質包括色素、糖類、維生素、有機酸等，因此需要有針對性的評估葡萄酒基質對分析結果的影響．對比直接稀釋后進樣、直接提取后進樣、PSA凈化后進樣、C18凈化后進樣、GCB凈化后進樣等不同前處理方法，以其中有代表性的6種離子進行比較，結果見表1．由表1可知，直接稀釋后的樣液得到了較好的回收率．而通過有機提取液提取后，通過分析對應的離子流譜圖可以發現，部分強極性基質保留在水相，包括極性較強的有機酸和色素等．而較強極性的農藥組分(如乙酰甲胺磷)在此過程中有一定損失，回收率由84．8%降至73．6%，同時，極性偏弱的農藥組分均能通過提取步驟提高回收率，同時完成基質凈化過程．PSA對提取液中的有機酸、色素等基質進一步凈化，所分析農藥的回收率均在PSA處理后有所提升．對于極性強的農藥，例如表1中的乙酰甲胺磷和氧樂果，C18和GCB能夠吸附弱極性的基質，同時不影響分析對象，增加了強極性農藥的靈敏度，有利于回收率增加;中等或中等偏弱極性的組分較多含有環狀結構，例如環氧嘧磺隆和酰嘧磺隆，GCB對環狀化合物有明顯吸附，導致其回收率顯著降低;弱極性的組分如芐草丹和雙硫磷，除了本身結構的原因被GCB吸附外，受到非極性固相萃取劑C18的吸附，其回收率均有大幅下降．由此可知，相對于葡萄酒樣品，基質的影響對分析結果的影響幅度較小，對于極性偏弱的農藥來說，GCB和C18固相萃取劑的使用在基質凈化方面作用有限，而其對分析物的吸附作用導致回收率明顯下降．減少前處理步驟可以避免引入其他影響分析的因素和回收率的損失，符合QuEChERS前處理方法的理念．分散固相萃取物質的使用可以凈化基質，同時也會吸附部分農藥，導致回收率降低．在本方法中，通過比較直接稀釋、直接提取、加入分散固相萃取劑來評估方法的合理性，最終采用提取后使用PSA凈化的方法進行葡萄酒中農藥殘留的分析．

2．2分析條件的選擇采用選定質量數范圍的一級質譜全掃描和數據依賴二級子離子全掃描來采集數據，配合色譜柱的良好分離，大部分待測農藥均可得到良好的定性和定量結果．在儀器一次校正后的整個實驗周期內，一級和二級離子的質量精度均在3ppm以內，保留時間偏差在3s以內，滿足方法的定性和定量要求．通過對比不同前處理后的二級質譜可知，基質對該目標分析物的影響較小，質譜條件適合本方法的精確定性．由圖1可知，環氧嘧磺隆(oxasulfuron)在不同前處理后，在不同基質處理過程中所采集的一級提取離子流色譜圖和二級質譜高度吻合，環氧嘧磺隆通過40%±50%的歸一化碰撞能量碰撞形成的二級質譜碎片離子包括m/z150．0662、284．0223、209．9856、125．0709，在不同處理過程的二級質譜圖中以上碎片離子均能找到，且都與“pQSM”數據庫中的二級子離子信息一致．為目標分析物的確證提供了豐富的佐證．

2．3方法的線性范圍、檢出限、回收率和精密度在選定儀器條件下配制適宜濃度范圍的標準曲線，224種農藥在0．5—50μg•L－1范圍內線性良好，其線性相關系數R2均大于0．99．檢出限(LOD，S/N≥3)達到1μg•L－1的農藥種類為208種，定量限(LOQ，S/N≥10)均小于或等于10μg•L－1．樣品加標濃度為20μg•L－1時，添加回收試驗的回收率范圍分別為80%—106%，相對標準偏差(RSD)均小于18%．

3結論

本文通過對葡萄酒中多農藥殘留檢測方法的研究，提供并驗證了一種簡單的葡萄酒中農藥殘留分析方法．建立的高效液相色譜-四級桿/靜電場軌道阱高分辨質譜法，被證明能快速有效地篩查大量農藥殘留，提供可靠的定性和定量結果．

參考文獻

［1］胡媛，劉文民，周艷明，等．固相微萃取－氣相色譜法測定紅葡萄酒中殘留的有機磷農藥［J］．色譜，2006，24(3):290-293

［2］AnastasiosE，HelenB，SpyrosA，etal．Determinationofmulti-classpesticidesinwinesbysolid-phaseextractionandliquidchromatography-tandemmassspectrometry［J］．JournalofChromatographyA，2009，1216:5856-5867

［3］柳菡，張亞蓮，丁濤，等．高效液相色譜-四級桿/靜電場軌道阱高分辨質譜用于葡萄酒中111種農藥殘留的定性篩查與定量分析［J］．分析測試學報，2014，33(5)，489-498

［4］GB/T19648—2006．水果和蔬菜中500種農藥及相關化學品殘留量的測定氣相色譜-質譜法［S］．2006

［5］趙志遠，石志紅，康健，等．液相色譜-四極桿/飛行時間質譜快速篩查與確證蘋果、番茄和甘藍中的281種農藥殘留［J］．色譜，2013，31(4):372-379

作者：余巍 覃然 汪文龍 吳玉杰 劉軍義 鄭玲 程明川 單位：廣西出入境檢驗檢疫局技術中心 賽默飛世爾科技