虱螨脲、灭幼脲、氟啶脲和除虫脲均属于苯甲酰脲类杀虫剂,具有抗蜕皮激素的生物活性,通过抑制昆虫表面几丁质的合成而杀死昆虫[1, 2, 3],主要用于防治棉花、玉米、蔬菜、果树等的潜叶蛾、小菜蛾和菜青虫等多种害虫及螨类[4, 5, 6, 7, 8]。很多国家和地区对其均制定了严格的残留限量标准,如日本的肯定列表中规定,蔬菜中苯甲酰脲类农药残留限量为10 μg/kg[9]。
目前,主要采用液相色谱、液相色谱-串联质谱法检测蔬菜[10, 11, 12]、茶叶[14, 15]及水果[16, 17]中苯甲酰脲类农药的残留,但其在柑橘中残留的检测方法未见报道。鉴于此,笔者采用超高效液相色谱-串联质谱负离子模式(UPLC-ESI-MS/MS)同时检测柑橘中4种苯甲酰脲类农药的残留,并采用QuEChERS前处理方法,大大缩短了检测时间,提高了检测限。
1 材料与方法 1.1 主要仪器
超高效液相色谱仪(美国Waters公司);API4000+三重四级杆质谱仪(美国AB公司);IKAT25匀浆机(上海万捷科技有限公司);SB-400DTY超声波清洗仪(宁波新芝生物科技股份有限公司);SHZ-B水浴恒温振荡器(常州诺基仪器有限公司)等。 1.2 药剂与试剂
虱螨脲(lufenuron)、灭幼脲(chlorbenzuron)、氟啶脲(chlorfluazuron)和除虫脲(diflubenzuron)标准品[纯度均≥99%,农业部环境质量监督检验测试中心(天津)];乙腈和甲醇(HPLC级,美国Fisher公司);乙二胺-N-丙基硅烷(PSA,上海安谱科学仪器有限公司);其余试剂为市售分析纯。 1.3 标准溶液的配制
分别准确称取0.100 g(精确至0.001 g)各标准品于4个100 mL容量瓶中,用乙腈溶解并定容,得到1 000 μg/mL标准储备液。分别准确移取0.1 mL标准储备液于同一个10 mL容量瓶中,用乙腈定容,得到10 μg/mL混合标准储备液。分别准确移取0.050、0.10、0.25、0.50和1.0 mL的混合标准储备液于50 mL容量瓶中,用乙腈定容分别得到0.01、0.02、0.05、0.1和0.2 μg/mL系列混合标准工作液。 1.4 样品前处理
供试柑橘采自海南岛(经测定不含虱螨脲、灭幼脲、氟啶脲和除虫脲)。取全果样品采用四分法缩分后,用食品料理机搅碎,混匀,留250 g样品。准确称取5.00 g(精确至0.01 g)样品共4份于50 mL离心管中,分别加入乙腈10.0 mL,用匀浆机高速匀浆2 min,超声提取30 min,加入3.0 g 氯化钠,迅速摇匀,振荡15 min,于8 000 r/min下离心10 min。分别称取0.05 g PSA和0.15 g无水硫酸镁于10 mL离心管中,加入5.0 mL上层乙腈提取液,充分混合,于8 000 r/min下高速离心10 min。移取4.00 mL上清液蒸干,用V(乙腈)∶V(水)=1∶1 的溶液定容至2.0 mL,待测。4次重复。 1.5 UPLC-MS/MS条件
色谱条件:Waters ACQUITY UPLC BEH C18 色谱柱(50 mm×2.1 mm,粒径1.7 μm);流速0.40 mL/min;流动相乙腈-水洗脱梯度见表 1;进样量2 μL。
![]() | 表 1 梯度洗脱条件 Table 1 Gradient elution parameters |
质谱条件:电喷雾负离子扫描(ESI-),多反应检测(MRM)模式进行检测。碰撞气(CAD):6;气帘气(CUR):137.9 kPa;雾化气(Gs1,Gs2):344.75 kPa;喷雾电压(IS):-4 500 V;离子源温度(TEM):600.0 ℃。选择性离子监测参数见表 2。
![]() | 表 2 离子对及其优化参数 Table 2 Optimized parameters of ion pair |
4种农药的混合标准溶液按1.5节的色谱条件连续进样6次,记录4种农药的峰面积,根据峰面积计算相对标准偏差(RSD)。
分别称取1.4节制备的样品各5.00 g,每组5个重复。在空白样品中分别添加质量分数为0.01、0.05和0.1 mg/kg的虱螨脲、灭幼脲、氟啶脲和除虫脲的混合标准品溶液,按照1.4节提取方法和1.5节色谱条件进行分析,计算添加回收率和RSD。 2 结果与分析 2.1 色谱条件的确定
分别对比了以甲醇/水、乙睛/水作流动相的分离效果。结果表明:用乙腈/水作流动相洗脱分离效果较好。按表 1中的梯度洗脱条件,4种农药均有保留,仪器响应信号较高,灵敏度和分辨率较好。 2.2 质谱条件的优化
采用0.1 mg/L的虱螨脲标准溶液,以10 μL/min 的流速进行Q1扫描,确定母离子,在电喷雾正负离子(ESI+/-)模式下分别进行全扫描。结果发现:在ESI+模式下,响应值在104数量级;在ESI-模式下响应较好,响应值在105数量级,相差1个数量级。 故选择在ESI-模式下检测,可满足灵敏度要求。用蠕动泵仪10 μL/min的流速连续注射,对4种农药进行一级质谱分析(Q1扫描),得准确分子离子峰;对准确分子离子峰进行二级质谱分析(子离子扫描)得碎片离子信息,优化碰撞能量(见图 1)。
![]() | 图 1 多反应监测模式下4种农药的标准品(a)、柑橘空白样品(b)及样品添加(0.01 mg/kg) (c)总离子及定量离子流(d、e、f、g)谱图Fig. 1 Total and daughter ion chromatograms of standard(a),blank(b) and spiked samples (0.01 mg/kg)(c) under multiple reaction monitoring(MRM)mode(d,e,f,g) |
对0.01~0.2 μg/mL系列浓度的混合标准工作液进行分析测定,以各农药的定量离子峰面积(y)为纵坐标,以其质量浓度(x)为横坐标绘制标准曲线,得到4种农药的线性方程及相关系数(见表 3)。 结果表明:在0.01~0.2 μg/mL范围内,方程的线性关系良好。在此条件下,除虫脲、灭幼脲、虱螨脲和氟啶脲的保留时间分别为0.81、0.84、1.01和1.20 min。
![]() | 表 3 4种农药的线性方程及其相关系数* Table 3 Linear equations and determination coefficient for the tested pesticides |
根据3倍信噪比计算,柑橘中虱螨脲、灭幼脲、氟啶脲和除虫脲的仪器检出限(LOD)分别为7.82×10-5、3.34×10-5、3.16×10-4和6.06×10-4 ng,通过实际添加回收试验确定柑橘中4种农药的定量限(LOQ)为0.01 mg/kg。 2.3.3 精密度和准确度
精密度测定结果表明:该方法精密度良好,相对标准偏差(RSD)为0.86%。准确度试验结果(表 4)表明:4种供试药剂在3个添加水平下,平均回收率在92%~105%之间,RSD在0.4%~3.3%之间,均满足定量分析要求。
![]() | 表 4 4种农药的平均添加回收率及相对标准偏差(n=5) Table 4 Average recovery and the relative standard deviation (RSD) for the tested pesticides(n=5) |
3 结论及讨论
本研究采用QuEChERS/UPLC-ESI-MS/MS,以ESI-扫描和MRM模式,建立了同时检测柑橘中虱螨脲、灭幼脲、氟啶脲和除虫脲4种苯甲酰脲类农药残留量的方法。该方法对4种供试农药的定量限LOQ均为0. 01 mg/kg,低于张清明等[17]报道的采用液相色谱法测定梨中除虫脲、氟虫脲和氟啶脲的LOQ 0.05 mg/kg。4种农药在1.40 min内可完全出峰,检测时间为5 min,与张清明等[17]的17.3 min相比,大大缩短了检测时间,同时减少了溶剂用量,提高了分析的选择性和检测的灵敏度。该方法的线性、灵敏度、准确度和精密度均能满足残留分析的要求。
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