农药学学报  2014, Vol. 16 Issue (3): 362-366   PDF    
气相色谱-串联质谱法测定莲雾中的灭蚁灵和哒螨灵残留
张群, 吴南村, 刘春华, 吴小芳, 黎舒怀    
中国热带农业科学院 分析测试中心/海南省热带果蔬产品质量安全重点实验室, 海口 571101
摘要:建立了同时测定莲雾Syzygium samarangense(Bl.)Merr. et Perry中灭蚁灵和哒螨灵残留的气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)分析方法。样品经乙腈匀浆提取,石墨化碳黑/氨基混合型固相萃取柱净化,GC-MS/MS检测。采用所建立的方法,在0.01 ~0.5 mg/kg下进行添加回收试验,2种农药的平均回收率在89% ~102%之间,相对标准差为1.7% ~5.2%(n=5);方法的线性范围为0.01 ~0.5 mg/L,决定系数(R2)>0.99;对灭蚁灵和哒螨灵的定量限均为0.005 mg/kg。所建方法能满足莲雾中灭蚁灵和哒螨灵残留同时检测的要求。
关键词莲雾     灭蚁灵     哒螨灵     残留     气相色谱-串联质谱    
Determination of mirex and pyridaben residues in wax-apple by gas chromatography-tandem mass spectrometry
ZHANG Qun, WU Nancun, LIU Chunhua, WU Xiaofang, LI Shuhuai    
Analysis and Testing Center, CATAS/Hainan Provincial Key Laboratory of Quality and Safety for Tropical Fruits and Vegetables, Haikou 571101, China
Abstract: A novel method for determining mirex and pyridaben residues in wax-apple (Syzygium samarangense(Bl.)Merr. et Perry) was developed by using gas chromatography-tandem mass spectrometry(GC-MS/MS) detection. The samples were extracted with acetonitrile. After cleanup on carbon/NH2 column with elution solvents of V (acetonitrile): V (toluene)=3:1 and further concentration, GC-MS/MS was used to analyze the samples. The average recoveries of 2 pesticides were 89%-102% at spiked levels of 0.01, 0.05, 0.1 and 0.5 mg/kg, with relative standard deviations (RSDs) in the range of 1.7%-5.2% (n=5). The calibration curve was linear in the range of 0.01-0.5 mg/L and coefficient of determination R2>0.99.The limits of quantitation (LOQ) for mirex and pyridaben were 0.005 mg/kg. The method is applicable for detection of mirex and pyridaben residues in wax-apple.
Key words: wax-apple     mirex     pyridaben     residue     gas chromatography-tandem mass spectrometry    

莲雾Syzygium samarangense(Bl.)Merr. et Perry是桃金娘科蒲桃属植物,性喜高温、高湿气候,易发生病虫害,目前多用化学农药进行防治,如哒螨灵3 000倍药液常被用于防治产地果实蝇、蓟马、木虱、红蜘蛛等[1]。威胁桃金娘科蒲桃属植物生长的主要害虫是白蚁,一般在果树种植前需对土壤进行白蚁防治[2]。灭蚁灵是白蚁防治领域长期使用的有效药剂,但其在土壤环境中难以降解,通过食物链可对其他生物体造成神经系统病变、内分泌系统紊乱等损害,严重威胁着人类食品安全及身体健康[3]。因此,建立可同时测定莲雾中这两种农药残留量的分析方法是非常必要的。目前,有关哒螨灵残留量的检测方法主要有液相色谱法(LC)、气相色谱法(GC)、液相色谱-质谱法(LC-MS)和气相色谱-质谱法(GC-MS)等[4, 5, 6, 7];而灭蚁灵残留量的检测方法一般以GC[8, 9]和GC-MS [10, 11, 12, 13]为主。

上述文献报道的主要是哒螨灵和灭蚁灵在土壤、茶叶和烟草等基质中的残留检测,尚未见有关同时检测莲雾中这两种农药残留量的报道。笔者采用乙腈提取和石墨化碳黑/氨基混合型固相萃取柱净化,气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)检测,建立了同时检测莲雾中哒螨灵和灭蚁灵残留量的分析方法。

1 材料与方法 1.1 供试材料

Agilent 7000A三重串联四级杆气-质联用仪(美国,Agilent公司);T25 basic高速匀浆机(广州仪科实验技术有限公司);RE52CS-1旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂);EB-280-12电子顶载天平(日本岛津公司);QL-901旋涡混合器(江苏海门其林医用仪器厂);SLB-5 ms毛细管气相色谱柱(美国SUPELCO公司);石墨化碳黑/氨基混合型固相萃取柱(Agilent Technologies Carbon/NH2,500 mg/6 mL)。

莲雾Syzygium samarangense(Bl.)Merr. et Perry,采自海南岛。灭蚁灵(mirex)和哒螨灵(pyridaben)标准品,纯度≥99%(天津农业部环境质量监督检验测试中心)。乙腈、正己烷(HPLC级,美国Fisher);其余试剂均为市售分析纯。 1.2 试验方法 1.2.1 样品前处理

鲜莲雾样品用食品料理机搅碎,混匀。准确称取25.00 g样品至150 mL烧杯中,加入乙腈50.0 mL,用匀浆机高速(18 000 r/min)匀浆2 min,过滤;将滤液全部收集到装有5 g氯化钠的100 mL具塞量筒中,剧烈振荡2 min,室温下静置30 min。准确吸取10.00 mL上层乙腈提取液于50 mL 圆底烧瓶中,在40 ℃水浴中旋转蒸发至近干,用2 mL V(乙腈)∶V(甲苯)=3∶1的混合溶剂溶解残渣,并转移至已用该混合溶剂预淋洗过的固相萃取柱中,重复转移2次;最后用20 mL上述混合溶剂洗脱,收集洗脱液,旋转蒸发至近干,用正己烷定容至5 mL(若样品含量较低时,可以定容至2 mL),待测。 1.2.2 GC-MS/MS检测条件

GC条件:SLB-5ms毛细管气相色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);程序升温条件:初始温度150 ℃,以30 ℃/min升温至200 ℃,再以5 ℃/min升温至250 ℃,最后以3.5 ℃/min升温至280 ℃;总运行时间20.3 min;载气为氦气,纯度≥99.999%;恒流模式,流速1.00 mL/min;进样口温度260 ℃;进样量1 μL;不分流进样。

MS条件:碰撞气流速:氦气1.50 mL/min,氮气2.25 mL/min;电子轰击离子源(70 eV);正离子扫描方式;离子源温度230 ℃;溶剂延迟4.00 min;多反应监测模式。

待测2种农药的保留时间、定量离子对、定性离子对以及碰撞能量见表 1

表 1 串联质谱多反应监测模式下待测农药的检测条件 Table 1 Mass conditions for the target pesticide residues in MRM mode
1.2.3 标准溶液及基质匹配标准溶液的配制

标准溶液配制:分别用正己烷将灭蚁灵和哒螨灵标准品配制成100 mg/L的标准储备液。

基质匹配标准溶液的配制:按1.2.1节样品前处理方法将空白样品配制成基质溶液,用基质溶液稀释标准储备液,配制成所需浓度的基质匹配标准溶液。 1.2.4 准确度与精密度测定 称取4组经测定不含2种供试农药的莲雾空白样品,每组5个重复,分别添加2种农药的混合标准溶液,添加水平为0.01、0.05、0.1和0.5 mg/kg,按照所建立的提取方法及检测条件进行分析,计算添加回收率和相对标准偏差(RSD)。

2 结果与分析 2.1 样品前处理条件优化 2.1.1 提取剂的选择

比较了3种常用提取剂——乙腈、丙酮和正己烷的回收率,发现以乙腈为提取剂时样品回收率最高,故选用乙腈为提取剂。 2.1.2 固相萃取柱的优化

据报道,100 g莲雾果肉中有机酸含量可达0.205 mg/kg,总糖约为7.680%[14],同时莲雾样品颜色较深,果皮中色素(叶绿素、类胡萝卜素、花色素苷等)含量较高,在溶剂提取后需进行净化处理。比较了常用固相萃取柱氨基柱、石墨化碳黑柱和石墨化碳黑/氨基混合型柱的净化效果。结果表明:用石墨化碳黑/氨基混合型固相萃取柱净化,能有效去除莲雾中糖类、有机酸及色素等杂质的干扰,且回收率较高,故选择该固相萃取柱进行净化。

2.2 待测农药定量和定性离子的确定

分别将2种农药的标准品溶液(1.0 mg/L)在m/z 0~500之间进行全扫描分析(Full Scan),确定每种农药的保留时间(见表 1)和质谱图(见图 1)。从质谱图中选择特征性高、质量数高、对称性及重现性好,且与柱流失碎片离子不同的一级碎片离子作为母离子。选择应用离子轰击扫描模式对母离子在不同碰撞能量下进行电离轰击,选择强度高的二级碎片离子为子离子,初始碰撞能量设为10 V。随后通过对碰撞电压的优化,使最终监测的子离子产生最高响应的碰撞能量为最终优化后的碰撞能量。选择丰度最高的离子对进行定量分析,选择丰度次高的离子对进行定性分析,表 1给出了优化后的多反应监测条件。图 2是2种农药标准溶液(0.20 mg/L)在表 1条件下得到的多反应监测总离子流图,从中可看出所有谱峰峰形尖锐,对称性好,各谱峰间能完全分离。

图 1 待测2种农药标准品(1.0 mg/L)的质谱图 Fig.1 Full-scan MS spectrum of the two pesticides in a standard sample (1.0 mg/L)

图 2 待测2种农药标准溶液(0.20 mg/L)的多反应监测(MRM)色谱图 Fig.2 MRM spectrum of the two pesticides in a standard solution sample (0.20 mg/L)
2.3 线性方程、定量限、准确度和精密度 2.3.1 线性方程

按1.2.3节所述配制的0.01~0.5 mg/kg内5个梯度浓度的混合标准溶液分别进样测定,以各农药的定量离子峰面积y对其质量浓度x(mg/kg)作标准曲线。结果(表 2)表明,在0.01~0.5 mg/kg范围内,方程的线性关系良好。

表 2 待测2种农药的线性方程及决定系数 Table 2 Linear equations and determination coefficient for the tested pesticides
2.3.2 定量限

根据3倍信噪比(S/N)计算得莲雾中2种农药的检出限(LOD)为9×10-5 mg/kg;根据10倍信噪比确定其定量限(LOQ)为3×10-5 mg/kg。通过实际添加回收试验,最终确定莲雾中灭蚁灵和哒螨灵的定量限为0.005 mg/kg,5次重复的平均回收率分别为77%和84%,相对标准偏差(RSD)分别为9.1%和8.2%。 2.3.3 回收率和精密度 在0.01、0.05、0.1和0.5 mg/kg 4个添加水平下,2种农药的平均回收率在89%~102%之间,5次平行测定的相对标准偏差在1.7%~5.2%之间(表 3),均满足定量分析要求。

表 3 2种农药的回收率及相对标准偏差(n=5) Table 3 Average recovery and the relative standard deviation (RSD) for the tested pesticides(n=5)
3 结论

建立了同时检测莲雾中灭蚁灵和哒螨灵残留量的气相色谱-串联质谱方法。样品经乙腈匀浆提取,石墨化碳黑/氨基混合型固相萃取柱净化,GC-MS/MS检测。在0.01~0.5 mg/kg添加水平下,2种农药的平均回收率在89%~102%之间,相对标准差为1.7%~5.2%(n=5);方法的线性范围为0.01~0.5 mg/L,决定系数(R2)>0.99;对灭蚁灵和哒螨灵的定量限均为0.005 mg/kg。该方法操作简捷,试剂消耗少,提取效率高,可实现莲雾中哒螨灵和灭蚁灵残留的定性与定量检测。

参考文献
[1] 马永柱. 莲雾的设施栽培技术[J]. 山西果树, 2009(1): 28-29. MA Yongzhu. Facility cultivation techniques of wax-apple[J]. Shanxi Fruits, 2009(1): 28-29. (in Chinese)
[2] WHISTLER W A, ELEVITCH C R. Syzygium malaccense (Malay apple)[J]. Traditional Tree Initiative—Species Profiles for Pacific Island Agroforestry, 2006, 2(1): 1-13.
[3] 何雨帆, 韦莹军, 左方华, 等. 固相萃取-气相色谱法测定农产品中灭蚁灵残留研究[J]. 安徽农业科学, 2012,40(13): 7733-7734. HE Yufan, WEI Yingjun, ZUO Fanghua, et al. Determination of mirex residue in agricultural products by solid phase extraction-gas chromatography[J]. J Anhui Agric Sci, 2007, 40(13): 7733-7734.(in Chinese)
[4] 田海, 刘晓亮, 谭辉华, 等. 10%啶虫脒·哒螨灵水乳剂的高效液相色谱分析[J]. 农药, 2011, 50(4): 273-275. TIAN Hai, LIU Xiaoliang, TAN Huihua, et al. Analysis of acetamiprid ·pyridaben 10% EW by HPLC[J]. Agrochemicals, 2011, 50(4): 273-275. (in Chinese)
[5] 钱宗耀, 刘河疆, 王建梅, 等. 气相色谱-质谱联用测定水果和蔬菜中哒螨灵残留量[J]. 农药, 2010, 49(11): 828-829. QIAN Zongyao, LIU Hejiang, WANG Jianmei, et al. Determination of the residues of pyridaben in fruits and vegetables by GC-MS[J]. Agrochemicals, 2010, 49(11): 828-829.(in Chinese)
[6] CHEN N, GAO H, YE N, et al. Fast Determination of 22 pesticides in rice wine by dispersive solid-phase extraction in combination with GC-MS[J]. Am J Anal Chem, 2012, 3(1): 33-39.
[7] LIU C Y, LU D H, WANG Y C, et al. Residue and risk assessment of pyridaben in cabbage[J]. Food Chem Toxico, 2014, 149: 233-236.
[8] 周萍萍, 陈惠京, 赵云峰, 等. 动物性食品中持久性有机氯农药的残留分析[J]. 中国食品卫生杂志, 2010, 22(3): 193-198. ZHOU Pingping, CHEN Huijing, ZHAO Yunfeng, et al. Analysis on persistent organochlorine pesticide multiresidues in animal origin foods[J]. Chinese J Food Hygiene, 2010, 22(3): 193-198.(in Chinese)
[9] KODBA Z C, VON INA D B. A rapid method for the determination of organochlorine, pyrethroid pesticides and polychlorobiphenyls in fatty foods using GC with electron capture detection[J]. Chromatographia, 2007, 66(7-8): 619-624.
[10] HÚŠKOVÁ R, MATISOVÁ E, KIRCHNER M. Fast GC–MS pesticide multiresidue analysis of apples[J]. Chromatographia, 2008, 68(1): 49-55.
[11] LEE J M, PARK J W, JANG G C, et al. Comparative study of pesticide multi-residue extraction in tobacco for gas chromatography-triple quadrupole mass spectrometry[J]. J Chromatogr A, 2008, 1187(1-2): 25-33.
[12] WONG J W, ZHANG K, TECH K, et al. Multiresidue pesticide analysis of ginseng powders using acetonitrile-or acetone-based extraction, solid-phase extraction cleanup, and gas chromatography—mass spectrometry/selective ion monitoring (GC-MS/SIM) or—tandem mass spectrometry (GC-MS/MS)[J]. J Agric Food Chem, 2010, 58(10): 5884-5896.
[13] YANG X, ZHANG H, LIU Y, et al. Multiresidue method for determination of 88 pesticides in berry fruits using solid-phase extraction and gas chromatography-mass spectrometry: determination of 88 pesticides in berries using SPE and GC-MS[J]. Food Chem, 2011, 127(2): 855-865.
[14] 王晓红. 莲雾的营养成分分析[J]. 中国食物与营养, 2006(4): 53-54. WANG Xiaohong. Analysis on the nutritious ingredient of Syzygium samarangense[J]. Food Nutrition China, 2006(4): 53-54.(in Chinese)