噻苯隆属苯基脲类衍生物,是一种新型高效植物生长调节剂 (plant growth regulators,PGRs),不仅在棉花种植上用作落叶剂,也用作瓜果的膨大剂,可提高瓜果的产量及贮运性[1]。目前多国已规定了噻苯隆在棉籽中的最大残留限量(MRL),如美国和日本规定其在棉籽中的MRL值均为 0.3 mg/kg[2],中国规定其为1.0 mg/kg[3]。而其在果蔬中的MRL值只有少数国家制定:中国规定其在葡萄、黄瓜和甜瓜中的MRL值均为0.05 mg/kg;韩国规定其在葡萄、西瓜、甜瓜和猕猴桃中的MRL值,除葡萄中为0.2 mg/kg外,其他3种水果均为0.1 mg/kg[4]。目前,中国已在苹果上登记使用,但包括中国在内尚未有国家规定其在苹果中的MRL值。
文献中关于噻苯隆的残留分析多涉及水体[5, 6]和棉花[7, 8]等基质,在水果蔬菜上的研究报道不多。张慧荣等[9]采用固相萃取-超高效液相色谱(UPLC)法检测了苹果中噻苯隆等4种新型植物生长调节剂,其中噻苯隆的检出限为0.5 mg/kg;Shi等[10]利用QuEChERS方法提取,液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)检测苹果、葡萄和柑橘中噻苯隆等5种植物生长调节剂,并对比了PSA、C18和GCB 3 种吸附剂对5种PGRs回收率的影响,但并未对基质效应进行探讨;黄何何等[11]采用QuEChERS-LC-MS/MS法检测了草莓、梨、苹果、葡萄和柑橘中噻苯隆等21种PGRs,并对比了无水硫酸镁分别与PSA、GCB和C18各混合物的净化效果,但噻苯隆回收率偏低,且缺少对实际样品的分析;Akiyama等[12]采用液相色谱-飞行时间质谱(LC/TOF-MS)测定了柠檬、日本梨、菠菜、生菜和甜辣椒中噻苯隆等95种酸性农药的残留,样品经乙腈提取,ODS小柱净化,噻苯隆检出限为0.01 ng。
本研究报道噻苯隆在猕猴桃、黄瓜、苹果和葡萄中的残留检测方法,并对这4种果蔬的基质效应进行了探讨。样品经乙腈提取,分散固相萃取净化,HPLC-MS/MS检测,同时对常用的3种吸附材料PSA、GCB和C18的净化效果进行了对比分析。
1 材料与方法 1.1 仪器与试剂Agilent 1290-6460B高效液相色谱-三重四级杆串联质谱仪和Agilent ZORBAX SB-C18液相色谱柱(100 mm ×2.1 mm,1.8 μm)(美国Agilent公司);多管涡旋振荡器(北京踏锦科技有限公司);优普超纯水制造系统(成都超纯科技有限公司)。
乙腈和甲酸(HPLC级,美国Thermo Fisher Scientific 公司);氯化钠(优级纯,天津市科密欧化学试剂有限公司),140 ℃烘干12 h;试验用水为超纯水(经优普超纯水机制备)。吸附剂:PSA、GCB和C18(天津博纳艾杰尔科技有限公司)。
噻苯隆(thidiazuron)标准品,规格1 mL,浓度100 mg/kg,购于农业部环境质量监督测试中心(天津)。根据需要用乙腈配成合适的标准工作溶液,于-20 ℃冰箱中保存。
1.2 色谱与质谱检测条件 1.2.1 色谱条件ZORBAX SB-C18液相色谱柱(100 mm×2.1 mm,1.8 μm)。柱温30 ℃。流动相:A为0.1%甲酸水溶液,B为乙腈。梯度洗脱程序:0~1.5 min,30% B;>1.5~2.5 min,30%~99% B;>2.5~3.5 min,99% B;>3.5~4.5 min,99%~30% B;>4.5~6.0 min,30% B。流速0.3 mL/min。进样量5 μL。
1.2.2 质谱条件电喷雾离子源(ESI);正离子模式;多反应监测 (MRM) 方式检测;干燥气温度350 ℃;干燥气流速8 L/min;雾扫描化气压力241 kPa;鞘流气温度350 ℃;鞘流气流速10 L/min;毛细管电压3 500 V。噻苯隆的定性离子为m/z 221.2→102和m/z 221.2→127.8,定量离子为m/z 221.2→102。
1.3 样品前处理方法分别称取10.0 g试样于50 mL离心管中,加入10 mL乙腈,涡旋10 min后加入3 g氯化钠,涡旋1 min,以6 000 r/min离心5 min;取1 mL上清液,加入50 mg PSA净化,涡旋1 min,以10 000 r/min离心5 min;取上清液过0.22 μm 有机系滤膜,待HPLC-MS/MS检测。
2 结果与讨论 2.1 净化条件的优化以净化后基质溶液的颜色及回收率为指标,对比评价了PSA、C18和GCB 3种吸附材料的净化效果。结果(图 1)表明:GCB对基质中色素的去除效果最好,PSA与C18净化效果相近,但用PSA净化噻苯隆的回收率明显高于用C18和GCB处理的结果。综合考虑,最终选择以PSA为吸附剂对猕猴桃、黄瓜、苹果和葡萄4种基质进行净化。
![]() | 图 1 不同净化方式对不同基质中噻苯隆回收率的影响(n=3) Fig. 1 Recoveries of thidiazuron in different matrices cleaned up with different purification (n=3) |
已有研究表明,GCB对分子为平面对称的芳香环结构或分子中含有芳香环的化合物吸附性最强,对不含芳香环的化合物吸附性最弱[13];噻苯隆分子中含有苯环结构,因此GCB对噻苯隆吸附较强,回收率偏低。
2.2 基质效应基质效应是指样品中除目标分析物以外的其他成分对待测物测定值的影响[14]。在质谱分析中主要由基质成分和目标化合物在电喷雾离子源进行离子化时相互竞争造成,包括基质增强效应和基质抑制效应[15]。试验时配制了一系列浓度的基质和溶剂标准溶液,采用基质匹配标准溶液线性的斜率与溶剂标准溶液的线性斜率之比来评价基质效应,斜率之比<1认为是基质抑制效应,>1则为基质增强效应[16]。
从表 1中斜率比可以看出,猕猴桃、黄瓜、苹果和葡萄4种果蔬均表现为基质抑制效应,其中猕猴桃和黄瓜的基质抑制程度相近,苹果和葡萄的基质抑制程度相近,但猕猴桃和黄瓜的基质抑制程度要强于苹果和葡萄。因此,在测定这种基质效应相近的果蔬时,可以使用其中一种基质提取液配制基质标准溶液,或者采用基质混合液配制的基质标准溶液进行定性定量分析,免去了配制不同基质标准溶液的麻烦。
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表 1 噻苯隆在不同基质中的线性关系、基质效应、检出限和定量限 Table 1 Linearity, matrix effect, LODs and LOQs of thidiazuron in different matrices |
目前公认的消除或减弱基质效应的方法主要有基质匹配标样校正法、内标法、稀释法和统计学校正法[17]。本研究采用空白基质提取液匹配标准溶液外标法定量,研究基质效应对方法精密度及检测结果准确度的影响。
2.3 线性范围、检出限及定量限分别配制噻苯隆质量浓度依次为0.01、0.05、0.1、0.5和1 mg/L的4种基质标准溶液和以乙腈为溶剂的标准溶液,在已优化的色谱和质谱条件下,以定量离子的峰面积对相应的质量浓度绘制标准曲线,计算线性回归方程和相关系数。结果表明,在0.01~1 mg/L范围内,噻苯隆峰面积与其质量浓度呈良好的线性关系,决定系数(R2)均大于0.99(见表 1)。根据信噪比S/N=3计算检出限(LOD),使用Masshunter工作站定性软件中的Peak-to-Peak方式进行计算;以最小添加浓度为定量限(LOQ)。结果显示:噻苯隆在乙腈中的检出限为0.07 μg/L,在猕猴桃、黄瓜、苹果和葡萄中的检出限分别为0.1、0.1、0.09和0.08 μg/kg;在乙腈中的定量限为2.0×10-4 mg/L(以S/N=10计),在其他4种基质中的定量限均为0.01 mg/kg(见表 1)。
本方法中,噻苯隆在猕猴桃、黄瓜和葡萄中的定量限远低于目前各国现行的残留限量标准[3, 4];在苹果中的定量限也低于目前各国现行瓜果中残留限量标准的最低值0.05 mg/kg[3],满足噻苯隆残留检测的要求。
2.4 准确度和精密度选用不含噻苯隆的各空白基质,通过添加回收试验考察了检测方法的准确度和精密度(n=3)。结果(表 2)表明:在0.01、0.05和0.5 mg/kg 3个添加水平下,噻苯隆在4种基质中的平均回收率在87%~102%之间,相对标准偏差(RSD)在0.8%~2.0%之间,方法的准确度和精密度均符合残留分析的要求[18]。
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表 2 噻苯隆在4种基质中的添加回收率和相对标准偏差(n=3) Table 2 Recoveries and RSDs of thidiazuron in four matrixs (n=3) |
采用本方法检测了采自河南省范围内的猕猴桃、黄瓜、苹果和葡萄共计280份样品,结果在抽检的样品中均未检出噻苯隆残留。
3 结论建立了分散固相萃取-高效液相色谱-串联质谱测定猕猴桃、黄瓜、苹果和葡萄中噻苯隆残留的分析方法。考察了PSA、C18和GCB 3种常用吸附材料的净化效果,并探讨了不同基质对添加回收率的影响。该方法操作简单、高效经济,灵敏度、准确度和精密度均满足残留分析的要求,适用于噻苯隆主要登记作物的残留检测。
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