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摘要:建立基于QuEChERS-气相色谱串联质谱法(GC-MS/MS)快速检测香菇中13种农药残留的分析方法。香菇样品经前处理后,气相色谱分离,多反应离子监测模式(MRM)进行质谱检测,用外标法定量。结果表明,在0.01、0.10、0.50 mg/kg三个添加水平下,回收率范围为75.4%~110.6%。用重复性限反映精密度,均符合标准GB 23200.113—2018的要求。QuEChERS-气相色谱串联质谱法快速、高效、可靠,适用于香菇样品中的农药残留检验检测。
关键词:香菇;农药残留;QuEChERS;气相色谱串联质谱法
中图分类号:S481 文献标志码:A 文章编号:1001-1463(2021)09-0046-05
doi:10.3969/j.issn.1001-1463.2021.09.011
Determination of 13 Pesticide Residuesin Lentinus edodes by QuEChERS-GC-MS/MS
REN Jinping 1, HE Jiawei 2
(1. Pingliang Center for Quality and Safety of Agricultural Products, Pingliang Gansu 744000; 2. School of Mathematics and Computer Science, Shaanxi University of Technology, Hanzhong Shaanxi 723000, China)
Abstract:A rapid method for the determination of 13 pesticide residues in Lentinus edodes was established based on QuEChERS-gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS/MS). After pretreatment, the Lentinus edodes samples were separated by gas chromatography, detected by mass spectrometry in the multi-reaction ion monitoring mode(MRM), and quantitatively analyzed with the external standard method. The results showed that the 13 pesticides had good linearity in the range from 0.01 μg/mL to 0.8 μg/mL, and the correlation coefficients R2>0.99. The average recovery ranges were mainly from 75.4% to 110.6% at the three spiked concentration levels(0.01、0.10、0.50 mg/kg). The repeatability limit is used to reflect the precision, which all were accepted the requirements of standard GB 23200.113 — 2018. The method is rapid, efficient and reliable, which is suitable for the detection of pesticide residues in Lentinus edodes samples.
Key words:Lentinus edodes;Pesticide residues;QuEChERS;GC-MS/MS
香菇又称“中国蘑菇”,是我国著名的食用菌之一,被誉为“菇中皇后”,兼具食用和药用价值[1 - 4 ],是目前市场上主要的食用菌品种。香菇从生产到餐桌,可能会产生农药残留问题[5 - 8 ]。常用的农药残留分析前处理技术主要有固相萃取(SPE)、固相微萃取(SPME)、凝胶渗透色谱(GPC)、微波辅助萃取(MAE)、超临界流体萃取(SFE)等[9 - 12 ],但这些方法费时费力,不适合大批量样品的快速检测。而QuEChERS法作为近些年来被广泛推广应用的农残前处理技术, 因其快速、简单、高效、環保等优势,得到检验检测工作者的一致认可。平凉市农产品质量安全与检验检测中心科技人员以QuEChERS 方法作为前处理手段,采用多反应监测模式(MRM),建立了鲜香菇中13种残留农药快速、准确的分析方法,现报道如下。
1 材料与方法
1.1 供试材料
1.1.1 试剂耗材 提取包(4.0 g MgSO4、1.0 g NaCl、1.0 g柠檬酸钠、0.5 g柠檬酸氢二钠)、陶瓷均质子、净化管(150 mg PSA、900 mg MgSO4),均购于深圳逗点生物公司;乙腈、乙酸乙酯均为色谱级试剂,0.2 μm有机相微孔滤膜(美国安捷伦)。
1.1.2 仪器设备 气相色谱-三重四级杆质谱联用仪(美国安捷伦7000C)、高速冷冻离心机(湖南赫西HR/T20MM)、水浴氮吹仪(美国Organomation公司N-EVAP7M112)、天平(梅特勒PL602E)、漩涡混合器(宁波新芝生物XW-80A)。 1.1.3 标准物质 13种农药标准品均购于农业农村部环境保护科研监测所(天津),浓度均为100 μg/mL。
1.1.4 检测对象 试验选取的香菇样品来源于例行监测中未检出农药残留的样品。
1.2 试验方法
1.2.1 样品的前处理 称取10 g香菇样品于50 mL塑料离心管中,加入10 mL乙腈、提取包和1粒陶瓷均质子,盖上离心管盖,剧烈振荡1 min后4 200 r/min离心5 min。吸取6 mL上清液加到净化管中,涡旋混匀1 min,4 200 r/min离心5 min,准确吸取1 mL上清液于10 mL试管中,40 ℃水浴中氮气吹至净干。加入1 mL乙酸乙酯复溶,过微孔滤膜,用于测定。
1.2.2 仪器条件 色谱柱为DB-5MS毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);色谱柱温度先以40 ℃保持1 min,然后以40 ℃/min程序升温至120 ℃,再以5 ℃/min升温至240 ℃,再以12 ℃/min升温至300 ℃,保持6 min;载气为氦气,纯度≥99.999%,流速1.0 mL/min;进样口温度为280 ℃;进样量为1 μL;进样方式为不分流进样;电子轰击源为70 eV;离子源温度为280 ℃;传输线温度为280 ℃;溶剂延迟3 min;采用多反应监测(MRM)模式。13种农药的保留时间、定性离子对、定量离子对等见表1。
1.2.3 标准曲线 把香菇未检出农药残留样品按1.2.1进行前处理,得到香菇空白基质溶液,配制成系列农药基质标,得到峰面积与质量浓度进行线性回归。结果表明,在0.01~0.80 μg/mL线性范围内,相关系数均大于0.99。设置3个添加水平,分别为0.01、0.10、0.50 mg/kg,在香菇空白样品中添加13种农药混合标准溶液,同样按照1.2.1对每个水平进行平行试验测定,分别计算得到回收率平均值。在重复性条件下,精密度用重复性限(r)表示,获得的两次独立测试结果的绝对差值不得超过重复性限(r),r值由标准GB 23200.113 — 2018附录D中查询而得[13 ]。
2 结果与分析
2.1 前处理过程及质谱条件优化
试验前处理方法参考GB 23200.113—2018中QuEChERS前处理的步骤[13 ],样品加入乙腈后,先超声5 min,使得目标物与乙腈充分接触以增加提取率,随后加入提取包按1.2.1进行前处理。由于香菇中色素较少,使用浅色净化管(不含GCB粉末),以避免石墨炭黑对目标物的吸附作用而降低回收率。氮吹过程也是影响回收率的关键步骤,氮气缓缓通入,蒸发净干后盖上塞子,放置至室温后迅速用乙酸乙酯定容,及时装瓶上样。
质谱条件的优化主要包括母离子、子离子、碰撞能量、扫描时间的选择和优化。本研究在GB 23200.113 — 2018的基础上,对个别农药离子对和碰撞能量进行了优化,以进一步增加农药灵敏度,降低干扰因素,提高检测效率。
2.2 香菇空白基质和香菇空白基质中13种农药总离子流色谱
从图1、图2可以看出,香菇空白样品中的基质干扰较大,有较多的杂峰。用香菇空白基质配制的13种农药混合标准溶液峰型较好,各农药化合物均分离。
2.3 回收率与精密度
由表2可知,13种农药在香菇中的平均回收率为75.4%~110.6%,3个添加水平下2次结果的绝对差值均小于其对应的重复性限r,符合标准GB 23200.113 — 2018的要求[13 ]。
2.4 基质效应
香菇样品中含有大量的多糖、嘌呤、核酸等物质,基质比较复杂,定量时用基质标定量,13种农药的回收率均在正常范围内。基质配制的混标有一些杂峰的干扰,若只用气相色谱分析会影响定性定量的准确性[14 - 16 ]。本研究采用多反应离子监测模式(MRM)进行质谱检测,有效地避免了香菇基质中的假阳性。
3 结论与讨论
13种农药在香菇中的平均回收率为75.4%~110.6%,均符合方法要求。在3个添加水平重复性条件下,2次平行结果的绝对值差均小于相对应的重复性限(r)。日常檢测工作中不可能每一个样品去做6个以上的重复性检测,本研究采用重复性限表示精密度,方便准确,有效地提高了工作效率。在农药残留检测工作中,最重要的环节就是样品前处理过程,直接影响结果的准确性[17 ],QuEChERS 法快速、简单、准确、高效,适合大批量样品的检测。采用QuEChERS 方法与气相质谱联用仪相结合,运用多反应监测(MRM)模式,可有效地降低香菇中的基质干扰,定性准确,检测效率进一步提高。
参考文献:
[1] 薛艳蓉,梁茂文,王 呈,等. 香菇的价值及系列食品的生产工艺[J]. 甘肃农业科技,2011(10):44-47.
[2] 张桂香,杨建杰,刘明军,等. 不同出菇温度下香菇各潮次菇产品的品质变化[J]. 甘肃农业科技,2020(10):28-31.
[3] 李 玉,吕景东,尚晓冬,等. 一种适宜于北方地区的香菇高产栽培技术[J]. 甘肃农业科技,2017(6):91-92. [4] 陶名熏. 香菇的药效和食品开发[J]. 食品科学,1986,7(1):11-13.
[5] 唐 俊. 食用菌中农药多残留分析方法研究[D]. 合肥: 安徽农业大学,2009.
[6] 管道平,胡清秀. 食用菌药残留限量与产品质量安全[J]. 中国食用菌,2008,27(2):3-6.
[7] 肖炜华. 食用菌供应链质量安全管理体系构建及应用分析[J]. 中国食用菌,2019,38(12):147-149.
[8] 董士雪,葛颜祥. 食用菌质量安全问题成因与对策[J]. 中国食物与营养,2017(10):20-24.
[9] 曾祥斌. 农药残留检测前处理方法初探[J]. 农业科技与装备,2011(2):47-49.
[10] 李玉美. 农产品中农药残留检测前处理方法的研究进展[J]. 食品安全导刊,2020(12):103.
[11] 姚 勇. 浅谈蔬菜样品中农药残留检测前处理方法原理[J]. 湖北植保,2020(2):8-9.
[12] 于 辉. 農产品中农药残留检测前处理技术研究进展[J]. 淮阴工学院学报,2020,29(3):66-70.
[13] 中华人民共和国国家卫生健康委员会,中华人民共和国农业农村部,国家市场监督管理总局.食品安全国家标准:植物源食品中208种农药及其代谢物残留的测定气相色谱—质谱联用法:GB23200.13—2018[S]. 北京:中国标准出版社,2018.
[14] 韩 梅,侯 雪. 气相色谱串联质谱法测定香菇中几种氨基甲酸酯农药残留量[J]. 中国测试,2013,39(1):52-55.
[15] 王会锋,冯书惠,贾 斌. 香菇中40种农药残留量的气相色谱法测定[J]. 食品科学,2010,31(20):335-341.
[16] 吴延灿,商鲁宁,戚传勇,等. QuEChERS — 气相色谱-串联质谱法测定香菇中29种农药残留[J]. 食品安全质量检测学报,2017,8(9):3593-3600.
[17] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会. 水果和蔬菜中405 种农药及相关化学品残留量的测定:GB 20769—2008[S]. 北京:中国标准出版社,2008.
(本文责编:郑立龙)
收稿日期:2021 - 02 - 25;修订日期:2021 - 06 - 16
作者简介:任金萍(1986 — ),甘肃靖远人,农艺师,主要从事农产品质量安全与检验检测工作。联系电话:(0)15249343657。Email:784209489@qq.com。
关键词:香菇;农药残留;QuEChERS;气相色谱串联质谱法
中图分类号:S481 文献标志码:A 文章编号:1001-1463(2021)09-0046-05
doi:10.3969/j.issn.1001-1463.2021.09.011
Determination of 13 Pesticide Residuesin Lentinus edodes by QuEChERS-GC-MS/MS
REN Jinping 1, HE Jiawei 2
(1. Pingliang Center for Quality and Safety of Agricultural Products, Pingliang Gansu 744000; 2. School of Mathematics and Computer Science, Shaanxi University of Technology, Hanzhong Shaanxi 723000, China)
Abstract:A rapid method for the determination of 13 pesticide residues in Lentinus edodes was established based on QuEChERS-gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS/MS). After pretreatment, the Lentinus edodes samples were separated by gas chromatography, detected by mass spectrometry in the multi-reaction ion monitoring mode(MRM), and quantitatively analyzed with the external standard method. The results showed that the 13 pesticides had good linearity in the range from 0.01 μg/mL to 0.8 μg/mL, and the correlation coefficients R2>0.99. The average recovery ranges were mainly from 75.4% to 110.6% at the three spiked concentration levels(0.01、0.10、0.50 mg/kg). The repeatability limit is used to reflect the precision, which all were accepted the requirements of standard GB 23200.113 — 2018. The method is rapid, efficient and reliable, which is suitable for the detection of pesticide residues in Lentinus edodes samples.
Key words:Lentinus edodes;Pesticide residues;QuEChERS;GC-MS/MS
香菇又称“中国蘑菇”,是我国著名的食用菌之一,被誉为“菇中皇后”,兼具食用和药用价值[1 - 4 ],是目前市场上主要的食用菌品种。香菇从生产到餐桌,可能会产生农药残留问题[5 - 8 ]。常用的农药残留分析前处理技术主要有固相萃取(SPE)、固相微萃取(SPME)、凝胶渗透色谱(GPC)、微波辅助萃取(MAE)、超临界流体萃取(SFE)等[9 - 12 ],但这些方法费时费力,不适合大批量样品的快速检测。而QuEChERS法作为近些年来被广泛推广应用的农残前处理技术, 因其快速、简单、高效、環保等优势,得到检验检测工作者的一致认可。平凉市农产品质量安全与检验检测中心科技人员以QuEChERS 方法作为前处理手段,采用多反应监测模式(MRM),建立了鲜香菇中13种残留农药快速、准确的分析方法,现报道如下。
1 材料与方法
1.1 供试材料
1.1.1 试剂耗材 提取包(4.0 g MgSO4、1.0 g NaCl、1.0 g柠檬酸钠、0.5 g柠檬酸氢二钠)、陶瓷均质子、净化管(150 mg PSA、900 mg MgSO4),均购于深圳逗点生物公司;乙腈、乙酸乙酯均为色谱级试剂,0.2 μm有机相微孔滤膜(美国安捷伦)。
1.1.2 仪器设备 气相色谱-三重四级杆质谱联用仪(美国安捷伦7000C)、高速冷冻离心机(湖南赫西HR/T20MM)、水浴氮吹仪(美国Organomation公司N-EVAP7M112)、天平(梅特勒PL602E)、漩涡混合器(宁波新芝生物XW-80A)。 1.1.3 标准物质 13种农药标准品均购于农业农村部环境保护科研监测所(天津),浓度均为100 μg/mL。
1.1.4 检测对象 试验选取的香菇样品来源于例行监测中未检出农药残留的样品。
1.2 试验方法
1.2.1 样品的前处理 称取10 g香菇样品于50 mL塑料离心管中,加入10 mL乙腈、提取包和1粒陶瓷均质子,盖上离心管盖,剧烈振荡1 min后4 200 r/min离心5 min。吸取6 mL上清液加到净化管中,涡旋混匀1 min,4 200 r/min离心5 min,准确吸取1 mL上清液于10 mL试管中,40 ℃水浴中氮气吹至净干。加入1 mL乙酸乙酯复溶,过微孔滤膜,用于测定。
1.2.2 仪器条件 色谱柱为DB-5MS毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);色谱柱温度先以40 ℃保持1 min,然后以40 ℃/min程序升温至120 ℃,再以5 ℃/min升温至240 ℃,再以12 ℃/min升温至300 ℃,保持6 min;载气为氦气,纯度≥99.999%,流速1.0 mL/min;进样口温度为280 ℃;进样量为1 μL;进样方式为不分流进样;电子轰击源为70 eV;离子源温度为280 ℃;传输线温度为280 ℃;溶剂延迟3 min;采用多反应监测(MRM)模式。13种农药的保留时间、定性离子对、定量离子对等见表1。
1.2.3 标准曲线 把香菇未检出农药残留样品按1.2.1进行前处理,得到香菇空白基质溶液,配制成系列农药基质标,得到峰面积与质量浓度进行线性回归。结果表明,在0.01~0.80 μg/mL线性范围内,相关系数均大于0.99。设置3个添加水平,分别为0.01、0.10、0.50 mg/kg,在香菇空白样品中添加13种农药混合标准溶液,同样按照1.2.1对每个水平进行平行试验测定,分别计算得到回收率平均值。在重复性条件下,精密度用重复性限(r)表示,获得的两次独立测试结果的绝对差值不得超过重复性限(r),r值由标准GB 23200.113 — 2018附录D中查询而得[13 ]。
2 结果与分析
2.1 前处理过程及质谱条件优化
试验前处理方法参考GB 23200.113—2018中QuEChERS前处理的步骤[13 ],样品加入乙腈后,先超声5 min,使得目标物与乙腈充分接触以增加提取率,随后加入提取包按1.2.1进行前处理。由于香菇中色素较少,使用浅色净化管(不含GCB粉末),以避免石墨炭黑对目标物的吸附作用而降低回收率。氮吹过程也是影响回收率的关键步骤,氮气缓缓通入,蒸发净干后盖上塞子,放置至室温后迅速用乙酸乙酯定容,及时装瓶上样。
质谱条件的优化主要包括母离子、子离子、碰撞能量、扫描时间的选择和优化。本研究在GB 23200.113 — 2018的基础上,对个别农药离子对和碰撞能量进行了优化,以进一步增加农药灵敏度,降低干扰因素,提高检测效率。
2.2 香菇空白基质和香菇空白基质中13种农药总离子流色谱
从图1、图2可以看出,香菇空白样品中的基质干扰较大,有较多的杂峰。用香菇空白基质配制的13种农药混合标准溶液峰型较好,各农药化合物均分离。
2.3 回收率与精密度
由表2可知,13种农药在香菇中的平均回收率为75.4%~110.6%,3个添加水平下2次结果的绝对差值均小于其对应的重复性限r,符合标准GB 23200.113 — 2018的要求[13 ]。
2.4 基质效应
香菇样品中含有大量的多糖、嘌呤、核酸等物质,基质比较复杂,定量时用基质标定量,13种农药的回收率均在正常范围内。基质配制的混标有一些杂峰的干扰,若只用气相色谱分析会影响定性定量的准确性[14 - 16 ]。本研究采用多反应离子监测模式(MRM)进行质谱检测,有效地避免了香菇基质中的假阳性。
3 结论与讨论
13种农药在香菇中的平均回收率为75.4%~110.6%,均符合方法要求。在3个添加水平重复性条件下,2次平行结果的绝对值差均小于相对应的重复性限(r)。日常檢测工作中不可能每一个样品去做6个以上的重复性检测,本研究采用重复性限表示精密度,方便准确,有效地提高了工作效率。在农药残留检测工作中,最重要的环节就是样品前处理过程,直接影响结果的准确性[17 ],QuEChERS 法快速、简单、准确、高效,适合大批量样品的检测。采用QuEChERS 方法与气相质谱联用仪相结合,运用多反应监测(MRM)模式,可有效地降低香菇中的基质干扰,定性准确,检测效率进一步提高。
参考文献:
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[3] 李 玉,吕景东,尚晓冬,等. 一种适宜于北方地区的香菇高产栽培技术[J]. 甘肃农业科技,2017(6):91-92. [4] 陶名熏. 香菇的药效和食品开发[J]. 食品科学,1986,7(1):11-13.
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[10] 李玉美. 农产品中农药残留检测前处理方法的研究进展[J]. 食品安全导刊,2020(12):103.
[11] 姚 勇. 浅谈蔬菜样品中农药残留检测前处理方法原理[J]. 湖北植保,2020(2):8-9.
[12] 于 辉. 農产品中农药残留检测前处理技术研究进展[J]. 淮阴工学院学报,2020,29(3):66-70.
[13] 中华人民共和国国家卫生健康委员会,中华人民共和国农业农村部,国家市场监督管理总局.食品安全国家标准:植物源食品中208种农药及其代谢物残留的测定气相色谱—质谱联用法:GB23200.13—2018[S]. 北京:中国标准出版社,2018.
[14] 韩 梅,侯 雪. 气相色谱串联质谱法测定香菇中几种氨基甲酸酯农药残留量[J]. 中国测试,2013,39(1):52-55.
[15] 王会锋,冯书惠,贾 斌. 香菇中40种农药残留量的气相色谱法测定[J]. 食品科学,2010,31(20):335-341.
[16] 吴延灿,商鲁宁,戚传勇,等. QuEChERS — 气相色谱-串联质谱法测定香菇中29种农药残留[J]. 食品安全质量检测学报,2017,8(9):3593-3600.
[17] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会. 水果和蔬菜中405 种农药及相关化学品残留量的测定:GB 20769—2008[S]. 北京:中国标准出版社,2008.
(本文责编:郑立龙)
收稿日期:2021 - 02 - 25;修订日期:2021 - 06 - 16
作者简介:任金萍(1986 — ),甘肃靖远人,农艺师,主要从事农产品质量安全与检验检测工作。联系电话:(0)15249343657。Email:784209489@qq.com。