农药学学报  2015, Vol. 17 Issue (5): 579-584   PDF    
超高效液相色谱-串联质谱法测定莲雾中多菌灵、噻菌灵和甲霜灵残留
李春丽, 乐渊, 尹桂豪, 阳辛凤, 黎舒怀, 刘春华    
中国热带农业科学院 分析测试中心, 海口 571101
摘要:建立了莲雾中多菌灵、噻菌灵和甲霜灵残留的超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)的快速检测方法。样品直接用乙腈匀浆提取,过0.22 μm滤膜后,在电喷雾正离子模式下以多反应监测(MRM)模式测定,基质匹配标准溶液外标法定量。结果表明:方法的线性范围为0.01~0.5 μg/mL,决定系数(R2)>0.99;在0.04、0.4和2 mg/kg 3个添加水平下,方法的平均回收率为75%~107%,相对标准偏差为2.0%~8.9%(n=5),定量限均为0.04 mg/kg。该方法样品前处理简单、快速,分析时间短,灵敏度、准确度和精密度均符合农药残留检测要求。
关键词超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)     莲雾     多菌灵     噻菌灵     甲霜灵     残留    
Determination of carbendazim,thiabendazole and metalaxyl residues in wax-apple by ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry
Li Chunli, Le Yuan, Yin Guihao, Yang Xinfeng, Li Shuhuai, Liu Chunhua    
Analysis and Testing Center, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Haikou 571101, China
Abstract: A rapid method for determining carbendazim, thiabendazole and metalaxyl residue in wax-apples was developed with ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry(UPLC-MS/MS) detection. The samples were extracted with acetonitrile. The samples were detected by UPLC-MS/MS under positive electrospray ionization and multiple reaction monitoring mode. The matrix-matched external standard calibration curves were used for the quantitative analysis. It was shown that the calibration curves were linear in the range of 0.01-0.5 μg/mL and coefficient of determination R2 > 0.99.The limits of quantitation were 0.04 mg/kg. The average recoveries of the three pesticides were 75%-107% at spiked levels of 0.04, 0.4 and 2 mg/kg, with relative standard deviations in the range of 2.0%-8.9% (n=5). The sample pretreatment of the method is simple and time-saving. The method is applied for detection of carbendazim, thiabendazole and metalaxyl residues in market wax-apples.
Key words: ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry     wax-apple     carbendazim     thiabendazole     metalaxyl     residue    

莲雾Syzygium samarangense,原产马来西亚、印度尼西亚和印度,为桃金娘科蒲桃属热带常绿乔木果树。17世纪我国台湾最早引种,是著名的热带水果[1]。我国广东、海南、福建、广西、云南和四川等省区均有栽培。莲雾性喜高温、高湿气候,种植过程中易发生炭疽病、果腐病、藻斑病、果蝇、金龟子及蚧壳虫等病虫害,多用化学农药进行防治[2]。在防治过程中,种植者往往会选用一些混配农药,或多种农药混合施用。由于莲雾皮可食,若农药残留超标则存在较大的质量安全风险。因此,建立可同时测定莲雾中常见农药残留量的分析方法非常必要。

多菌灵,化学名称为N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯,是一种广谱性杀菌剂,对多种作物的病害有防治效果[3, 4];噻菌灵,化学名称为2-(4-噻唑基)-1H-苯并咪唑,属苯咪唑类杀菌剂,能防治多种作物的真菌病害,亦可用于防治水果和蔬菜采后的某些病害[5, 6];甲霜灵,化学名称为D,L-N-(2,6-二甲基苯基)-N-(2-甲氧基乙酰),是特效杀菌剂,可有效防治多种作物霜霉病,瓜果蔬菜类的疫霉病、谷子白发病[7, 8]。多菌灵、噻菌灵及甲霜灵的结构式[9, 10, 11]Scheme 1。目前关于多菌灵、噻菌灵和甲霜灵的检测方法主要有液相色谱法[3, 7, 12]、气相色谱法[5, 13]、液相色谱-串联质谱法[4, 8, 14]以及气相色谱-串联质谱法[6, 15],但所测基质与莲雾存在很大差异,其前处理方法并不适于莲雾中农药残留的提取。张群等[16]运用气相色谱-串联质谱法测定了莲雾中灭蚁灵和哒螨灵的残留,但其前处理采用了毒性较高的甲苯,且操作相对繁琐。目前,针对于莲雾中多菌灵、噻菌灵和甲霜灵同时测定的检测方法未见报道。近几年,农药残留分析的样品前处理趋于简单化和环境友好,本研究采用乙腈提取样品,定容后直接用高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)分析,简化了前处理步骤,操作简单,提取效率高,且试剂消耗少,在5 min内即可完成莲雾中多菌灵、噻菌灵和甲霜灵残留的定性与定量检测。

Scheme 1
1 材料与方法 1.1 仪器、药剂与试剂

Waters ACQUITY UPLC/Quattro Premier XE超高效液相色谱-串联质谱仪(美国Waters公司);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);0.22 μm有机系滤膜(天津美瑞泰克公司)。

多菌灵(carbendazim)、噻菌灵(thiabendazole)和甲霜灵(metalaxyl)标准品,纯度≥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;C18色谱柱,美国Waters公司;乙酸铵,分析纯,广州试剂公司;Milli-Q超纯水,美国Millipore公司。

1.2 检测条件 1.2.1 色谱条件

Waters ACQUITY_UPLCTM BEH C18色谱柱(100 mm×2.1mm,1.7 μm);柱温35 ℃;进样量5 μL;流动相及梯度洗脱条件见表 1

表 1 梯度洗脱条件 Table 1 Gradient elution parameters
1.2.2 质谱条件

离子源:电喷雾电离(ESI+);毛细管电压3.0 kV;离子源温度110 ℃;脱溶剂气温度350 ℃;脱溶剂气流量900 L/h;锥孔气流量50 L/h;碰撞气流量0.21 mL/min;3种农药的质谱采集参数见表 2

表 2 3种农药质谱采集参数 Table 2 Mass spectrum acquisition parameters of 3 pesticides
1.3 样品提取

参考文献[17, 18]的方法。将莲雾鲜果于食品料理机中搅碎,混匀;准确称取25.00 g样品于烧杯中,加入50.0 mL乙腈,高速匀浆2 min,静置30 s;过滤至装有7~10 g氯化钠的具塞量筒中,剧烈振摇2 min,静置30 min;准确吸取0.50 mL上层乙腈溶液,加入0.5 mL的V(甲醇)∶V(水)=1∶1溶液,过0.22 μm滤膜后,按1.2节条件测定。

1.4 标准溶液配制与标准曲线绘制

分别准确吸取多菌灵、噻菌灵和甲霜灵标准品(精确至0.01 mL),以甲醇溶解配制成100 μg/mL的单标储备液,于-18 ℃冷冻避光保存;使用时准确移取适量单标储备液,用甲醇将其分别稀释成10.00和1.00 μg/mL的混合标准储备液,于-18 ℃冷冻避光保存,备用。

取空白样品基质提取液逐级稀释混合标准储备液,配制成0.01、0.02、0.05、0.1、0.2和0.5 μg/mL的基质标准工作液。同时,用V(甲醇)∶V(水)=1∶1溶液逐级稀释混合标准储备液,配制成0.01、0.02、0.05、0.1、0.2和0.5 μg/mL的试剂标准工作液。按1.2节条件测定。分别以多菌灵、噻菌灵和甲霜灵质量浓度(x)为横坐标,对应色谱峰面积(y)为纵坐标,绘制标准曲线。

1.5 添加回收试验

称取不含上述3种农药的空白样品25.00 g,分别以0.04、0.4和2 mg/kg 3个添加水平进行添加回收试验,每个水平重复5次。按1.3节的方法提取和1.2节的条件测定,计算添加回收率和相对标准偏差。

2 结果与讨论 2.1 样品提取溶剂的选择

本研究考察了丙酮、甲醇、乙腈和乙酸乙酯4种溶剂的提取效果。结果表明:以丙酮和甲醇作为提取溶剂时,其提取范围较广,质谱测定的基质影响较大;乙酸乙酯在水中的溶解度很小,而这3种农药的极性均较强,很难转移到有机相中,回收率不理想;以乙腈作为提取溶剂,基质干扰较小,且回收率、灵敏度、精密度均满足残留分析的要求。因此本方法最终选择乙腈作为提取溶剂。

2.2 液相色谱条件选择

本研究使用C18色谱柱进行分离,并对流动相进行了筛选:分别以乙腈-超纯水、甲醇-超纯水、乙腈-1 mmol/L的乙酸铵和甲醇-1 mmol/L的乙酸铵作为流动相;为了降低杂质干扰,采用梯度洗脱法对标准溶液进行进样分析。结果发现:以甲醇-1 mmol/L的乙酸铵为流动相进行梯度洗脱时,响应值最高。因此选用甲醇-1 mmol/L的乙酸铵作为流动相,详见表 1

2.3 质谱条件优化

分别配制1 μg/mL的多菌灵、噻菌灵和甲霜灵标准溶液,在电喷雾离子正离子模式下,采用全扫描和子离子扫描方式进行分析,分别得到母离子和子离子,然后优化各自锥孔电压和碰撞能量。选择特征离子峰进行二级质谱分析,以响应值最大的碎片离子(子离子)为定量离子,次级响应离子为定性离子。经反复测试和优化,得到3种农药的质谱条件(表 2)。对3种农药的定量离子对及定性离子对进行质谱扫描分析(图 1)。从图 1可以看出:各农药化合物的峰形尖锐、确证性强、灵敏度高。运行过程中采用柱后阀切换模式进样质谱,有助于降低对离子源的污染。

图 1 3种农药的定量(a)与定性(b)离子图 Fig. 1 The mass fragmentation ions for quantitation(a) and identification(b) of the 3 pesticides
2.4 线性方程、检出限和定量限、准确度和精密度 2.4.1 线性方程

结果(表 3)显示:在0.01~0.5 μg/mL范围内,3种农药标准溶液的质量浓度与峰面积间呈良好的线性关系。

表 3 3种农药的线性方程及其决定系数 Table 3 Linear equations and determination coefficient for the tested pesticides
2.4.2 检出限和定量限

分别以3倍信噪比和10倍信噪比确定作为被测物质的检出限和定量限,莲雾中3种农药的检出限均为0.001 mg/kg,定量限均为0.003 mg/kg。根据实际添加回收试验,确定多菌灵、噻菌灵和甲霜灵的定量限均为0.04 mg/kg,平均添加回收率分别为107%、75%和80%,相对标准偏差分别为6.1%、4.6%和3.8%(n=5)(表 4)。

表 4 3种农药的添加平均回收率和相对标准偏差(n=5) Table 4 Average recovery and RSDs for the tested pesticides(n=5)
2.4.3 准确度、精密度和稳定性

结果(表 4)表明:在0.04、0.4和2 mg/kg 3个添加水平下,3种农药的平均回收率在75%~107%之间,相对标准偏差(RSD)在2.0%~8.9%之间,均满足农药残留分析的要求[19]。对相同浓度的标准溶液进行稳定性测试,同日内每间隔2 h的时间段10次重复进样,多菌灵、噻菌灵和甲霜灵峰面积的相对标准偏差分别为4.2%、2.3%和1.8%,表明本方法的重复性良好。

2.5 基质效应

在相同的色谱条件下,对基质标准工作液和试剂标准工作液进行分析,制作拟合曲线方程,根据公式(1)用斜率比(ME)来评价基质效应[20]。若ME值大于100%,说明基质增强了待测物的离子响应强度,为基质增强效应;反之,若ME值小于100%则为基质减弱效应[21]

式中:B为基质标准工作液曲线斜率,A为试剂标准工作液曲线斜率。

表 5可以看出:多菌灵、噻菌灵ME值均大于100%,说明存在基质增强效应;而甲霜灵的ME值小于100%,表明存在基质减弱效应。从ME值的大小来看,虽然基质效应不是十分明显,但为了提高定量的准确性,本试验仍采用基质标准工作液对样品进行定量分析。

表 5 基质效应 Table 5 Matrix effects
2.6 实际样品测定

运用本研究建立的方法对海口市售的10个莲雾样品进行测定,均未检出多菌灵、噻菌灵和甲霜灵。今后还会继续加强对莲雾样品中多菌灵、噻菌灵和甲霜灵残留情况的监测。

3 结论

本研究建立了莲雾中多菌灵、噻菌灵和甲霜灵残留的UPLC-MS/MS快速检测分析方法。样品无需经过复杂的前处理,提取后即可进样测定。该方法操作简单、高效快捷、灵敏度高、准确性强,在实际检测中具有较强的可行性和实用性,是莲雾中多菌灵、噻菌灵和甲霜灵残留检测比较理想的方法。

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