采用QuEChERS方法结合气相色谱-串联质谱法测定牛油果品种中的45种农药残留

摘要

本实验方案描述了采用含甲酸铵的快速-简便-廉价-高效-稳定-安全（QuEChERS）方法，结合气相色谱-串联质谱法，对牛油果品种中多类农药残留进行分析。

摘要

气相色谱（GC）串联质谱法（MS/MS）是一种卓越的分析工具，被广泛用于食品中农药残留的监测。然而，这些方法容易受到基质效应（MEs）的影响，其可能因分析物与基质的具体组合而影响定量的准确性。在多种减轻基质效应的策略中，基质匹配校准因其成本效益高且实施简便，已成为农药残留分析中的主流方法。本研究采用含甲酸铵的Quick-Easy-Cheap-Effective-Rugged-Safe（QuEChERS）方法结合GC-MS/MS，对三种不同品种的牛油果（即Criollo、Hass和Lorena）中的45种代表性农药进行了分析。

为此，取5 g牛油果样品，用10 mL乙腈提取，然后加入2.5 g甲酸铵以诱导相分离。随后，上清液通过分散固相萃取进行净化，所用材料包括150 mg无水MgSO₄、50 mg伯仲胺、50 mg十八烷基硅烷、10 mg石墨化炭黑以及60 mg基于氧化锆的吸附剂（Z-Sep+）。GC-MS/MS分析在不到25分钟内成功完成。为评估该方法的性能，进行了严格的验证实验。对每种牛油果品种的基质匹配校准曲线进行检测后发现，对于大多数农药/品种组合，基质效应（ME）保持相对稳定且低于20%（被视为较弱的基质效应）。此外，该方法对三种牛油果品种的定量限均低于5 µg/kg。最后，大多数农药的回收率落在70–120%的可接受范围内，相对标准偏差低于20%。

引言

在化学分析中，基质效应（ME）有多种定义方式，但一个被广泛接受的通用定义如下：它指的是在分析特定分析物时，由于样品基质或其部分成分的存在，导致检测信号发生变化，尤其是校准曲线斜率的改变。作为关键因素，ME在任何分析方法的验证过程中都需要进行深入研究，因为它直接影响目标分析物定量测定的准确性¹。理想情况下，样品前处理步骤应具有足够的选择性，以避免从样品基质中提取出任何组分。然而，尽管已付出大量努力，在大多数情况下，许多基质成分仍最终进入最终的测定系统。因此，这些基质成分常常会降低回收率和精密度，引入额外的噪声，并增加方法的整体成本和劳动强度。

在气相色谱（GC）中，基质效应（ME）的产生是由于GC系统内部存在活性位点，这些位点通过多种机制与目标分析物发生相互作用。一方面，基质组分会阻断或屏蔽原本可能与目标分析物相互作用的活性位点，从而频繁导致信号增强²。另一方面，未被阻隔的活性位点可能因与分析物发生强相互作用而导致峰拖尾或分析物分解，从而引起负向基质效应。然而，在某些情况下，这种效应也可能带来潜在益处²。需要特别强调的是，尽管使用了高度惰性的部件并进行了适当的维护，实现GC系统的完全惰性仍然极具挑战性。随着持续使用，基质组分在GC系统中的积累愈发明显，导致基质效应增强。如今普遍认为，含有氧、氮、磷、硫及类似元素的分析物更容易产生显著的基....

方案

1. 储备液与工作液的配制

注意：出于安全考虑，建议在整个实验过程中佩戴腈类手套、实验服和护目镜。

1. 在10 mL容量瓶中，用乙腈分别配制45种商用农药标准品的单个储备液（参见材料表），浓度约为1,000 mg/L。
2. 将上述各单个储备液混合，在25 mL容量瓶中用乙腈配制浓度为400 mg/L的混合储备液。
   注意：该混合溶液将用于配制回收率和校准实验所需的工作溶液。
3. 在10 mL容量瓶中，用乙腈分别配制浓度为750 mg/L的阿特拉津-d₅和1,050 mg/L的三苯基磷酸酯（TPP）储备液。使用阿特拉津-d₅作为流程内标（P-IS），TPP作为进样内标（I-IS）。
   注意：理想情况是为每种特定目标分析物均使用同位素标记的内标物。
4. 在10 mL容量瓶中，用含0.05%（v/v）甲酸（以防止降解）的乙腈配制加标回收溶液，使农药的加标浓度分别为10、100和400 µg/kg样品当量，P-IS为200 µg/kg样品当量。将这些溶液储存于棕色玻璃小瓶中，避光并于−20 °C保存。
5. 在10 mL容量瓶中，用含0.05%（v/v）甲酸的乙腈配制农药和P-IS的混合校准溶液，浓度分别为5、10、25、75、200、400和600 µg/kg，P-I....

结果

根据SANTE/11312/2021指南⁶对分析方法进行了全面验证，包括线性、基质效应（ME）、回收率和重复性的评估。

为评估线性关系，采用在多个浓度水平（范围为 5 至 600 µg/kg）下添加空白样品的方法构建基质匹配的校准曲线。大多数所选农药的测定系数（R²）均高于或等于 0.99，表明浓度与响应值之间具有高度线性关系。最低校准水平（LCL）设定为 5 µg/kg，符合食品监测用途既定的最大残留限量（MRL）10 µg/kg 的要求²²。

为评估基质效应（ME），比较了多种农药在纯溶剂和基质匹配校准条件下的校准曲线斜率。以呋喃丹为例，图2展示了其在溶剂中以及三种不同基质中的曲线对比。基质效应（ME）通过公式（1）⁷计算，所得百分比表示信号增强（正值）或信号抑制（负.......

讨论

与基质匹配校准相关的首要局限性源于使用空白样品作为校准标准品。这导致需要处理的样品数量增加，并在每次分析序列中注入更多的基质组分，可能增加仪器维护需求。尽管如此，该策略相较于标准加入法更为合适，因为后者需要对每个样品单独绘制校准曲线，从而产生大量需进样的样品。因此，在这两种情况下，都需要采用能够最大限度减少此类共提取、同时具备成本效益高、快速且可靠的样品前处理技术。在此背景下，QuEChERS 方法已在分析牛油果样品中的农药残留方面展现出其有效性^{8,12,13,14,15,16,17,18}。然而，这些方法均未.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
3-乙氧基-1,2-丙二醇	Sigma Aldrich	260428-1G
乙腈	Merk	1006652500
甲酸铵	Sigma Aldrich	156264-1KG
AOAC 20i/s 自动进样器	岛津	221-723115-58
自动摇床 MX-T6-PRO	SCILOGEX	8.23222E+11
平衡	OHAUS	PA224
15 mL 离心管	巢	601002
2 mL 离心管	Eppendorf	4610-1815
50 mL 离心管	巢	602002
Centrifuge Z206A	MERMLE	6019500118
Choper 2L	奥斯特	2114111
色谱柱 SH-Rxi-5sil MS，30 m × 0.25 mm，0.25 μm µm	岛津	221-75954-30	MS 气相色谱柱
Dispensette 5-50 mL	BRAND	4600361
DSC-18	Sigma Aldrich	52600-U
D-山梨醇	Sigma Aldrich	240850-5G
乙酸乙酯	Merk	1313181212
GCMS-TQ8040	岛津	211552
石墨化炭黑	Sigma Aldrich	57210-U
注射器	岛津	LC2213461800
L-古洛糖酸 γ-内酯	Sigma Aldrich	310301-5G
林纳无分流	岛津	221-4887-02
无水硫酸镁	Sigma Aldrich	M7506-2KG
甲醇	Panreac	131091.12.12
Milli-Q超纯水（1型）	Millipore	F4H4783518
移液器吸头 10 - 100 µL	Biologix	200010
移液器吸头 100 - 1000 µL	品牌	541287
移液器吸头 20 - 200 µL	品牌	732028
巴斯德移液管	NORMAX	5426023
Pippette Transferpette S 可调式 10 - 100 µL	BRAND	704774
Pippette Transferpette S 可调式移液器 100 - 1000 µL	BRAND	704780
Pippette Transferpette S 可调式 20 - 200 µL	SCILOGEX	7.12111×10¹¹
伯-仲胺	Sigma Aldrich	52738-U
莽草酸	Sigma Aldrich	S5375-1G
Syringe Filter PTFE/L 25 mm, 0.45 µm	NORMAX	FE2545I
三苯基磷酸酯（QC）	Sigma Aldrich	241288-50G
带熔封内插管的小瓶	Sigma Aldrich	29398-U
Z-SEP+	Sigma Aldrich	55299-U	基于氧化锆的吸附剂
<强>农药			<强>CAS 登记号
4,4´- DDD	Sigma Aldrich	35486-250MG	72-54-8
4,4´-DDE	Sigma Aldrich	35487-100MG	72-55-9
4,4´- DDT	Sigma Aldrich	31041-100MG	50-29-3
Alachlor	Sigma Aldrich	45316-250MG	15972-60-8
Aldrin	Sigma Aldrich	36666-25MG	309-00-2
阿特拉津	Sigma Aldrich	45330-250MG-R	1912-24-9
阿特拉津-d5（内标）	Sigma Aldrich	34053-10MG-R	163165-75-1
噻嗪酮	Sigma Aldrich	37886-100MG	69327-76-0
克百威	Sigma Aldrich	32056-250-MG	1563-66-2
氯苯氨灵	Sigma Aldrich	45393-250MG	101-21-3
毒死蜱	Sigma Aldrich	45395-100MG	2921-88-2
氯吡rifos-甲基	Sigma Aldrich	45396-250MG	5598-13-0
Deltamethrin	Sigma Aldrich	45423-250MG	52918-63-5
二氯酚	Sigma Aldrich	45435-250MG	99-30-9
敌敌畏	Sigma Aldrich	45441-250MG	62-73-7
狄氏剂	Sigma Aldrich	33491-100MG-R	60-57-1
二苯胺	Sigma Aldrich	45456-250MG	122-39--4
硫丹A	Sigma Aldrich	32015-250MG	115-29-7
Endrin	Sigma Aldrich	32014-250MG	72-20-8
EPN	Sigma Aldrich	36503-100MG	2104-64-5
Esfenvalerate	Sigma Aldrich	46277-100MG	66230-04-4
乙硫磷	Sigma Aldrich	45477-250MG	563-12-2
芬胺磷	Sigma Aldrich	45483-250MG	22224-92-6
芬硫磷	Sigma Aldrich	45487-250MG	122-14-5
芬硫磷	Sigma Aldrich	36552-250MG	55-38-9
芬氟甲醚	Sigma Aldrich	45495-250MG	51630-58-1
HCB	Sigma Aldrich	45522-250MG	118-74-1
Iprodione	Sigma Aldrich	36132-100MG	36734-19-7
林丹	Sigma Aldrich	45548-250MG	58-89-9
马拉硫磷	Sigma Aldrich	36143-100MG	121-75-5
Metalaxyl	Sigma Aldrich	32012-100MG	57837-19-1
Methidathion	Sigma Aldrich	36158-100MG	950-37-8
Myclobutanil	Sigma Aldrich	34360-100MG	88671-89-0
Oxyfluorfen	Sigma Aldrich	35031-100MG	42874-03-3
对硫磷甲酯	Sigma Aldrich	36187-100MG	298-00-0
戊菌唑	Sigma Aldrich	36189-100MG	66246-88-6
毒死蜱-甲基	Sigma Aldrich	32058-250MG	29232-93-7
丙环唑	Sigma Aldrich	45642-250MG	60207-90-1
残杀威	Sigma Aldrich	45644-250MG	114-26-1
丙草胺	Sigma Aldrich	45645-250MG	23850-58-5
吡丙醚	Sigma Aldrich	34174-100MG	95737-68-1
Tolclofos-methyl	Sigma Aldrich	31209-250MG	5701804-9
三唑酮	Sigma Aldrich	45693-250MG	43121-43-3
三氟咪唑	Sigma Aldrich	32611-100MG	68694-11-1
α-六六六（HCH）	Sigma Aldrich	33377-50MG	319-86-8
β-六六六	Sigma Aldrich	33376-100MG	319-85-7