胡江濤 俞凌云 帥培強(qiáng) 于剛 何開蓉
摘要[目的]采用快速提取-高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(QuEChERS-HPLC-MS/MS)建立水果蔬菜中氯吡脲殘留的檢測(cè)方法。[方法]樣品經(jīng)含0.1%乙酸的乙腈溶液提取,經(jīng)QuEChERS法凈化后采用HPLC-MS/MS法測(cè)定其氯吡脲殘留量。[結(jié)果]該方法下氯吡脲在水果蔬菜中的檢出限(LOD)為1.0 μg/kg,定量限(LOQ)為5.0 μg/kg。在2.0~1000 μg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好(R2>0.999)。在100~5000 μg/kg的添加水平上,方法的平均回收率介于72.0%~115.0%,方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.5%~9.8%。[結(jié)論]該方法適用于水果蔬菜中氯吡脲的測(cè)定。
關(guān)鍵詞檢測(cè);氯吡脲;水果蔬菜;高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法
中圖分類號(hào)TS207.5+3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611(2017)17-0071-05
Abstract[Objective] A quick extraction method QuEChERSHPLCMS/MS was established to determine forechlorfenuron in fruits and vegetables. [Method] Fruits and vegetables were extracted with 0.1% acetic acid of acetonitrile solution and purified by QuEChERS, then forechlorfenuron residues were determined by HPLCMS/MS. [Result] The limits of detection (LODs) and low determination limit (LOQ) for the forechlorfenuron was 1.0 μg/kg and 5.0 μg/kg in fruits and vegetables, respectively. Regression equations of these hormones had a good linear relationship (R2>0.999) within 2.0-100.0 μg/L. The average recoveries of forechlorfenuron was in the range of 72.0%-115.0% with the coefficients of variation between 1.5% and 9.8% at the spiked levels of 10.0-500.0 μg/kg. [Conclusion] The method can be applied for the determination of the forechlorfenuron in fruits and vegetables.
Key wordsDetermination;Forechlorfenuron;Fruits and vegetables;HPLCMS/MS
基金項(xiàng)目四川省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2015GZ0084,SK0604);四川省衛(wèi)生廳項(xiàng)目(2012-001)。
作者簡(jiǎn)介胡江濤(1974—),男,四川遂寧人,高級(jí)工程師,碩士,從事食品理化檢驗(yàn)研究。
收稿日期2017-03-29
氯吡脲(Forechlorfenuron)是一種高效植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,商品名吡效隆,又稱為調(diào)吡脲、吡效隆醇、施特優(yōu)?,F(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大多受益于植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑(植物生長(zhǎng)激素),但這些激素的應(yīng)用雖然可以改善水果外觀、提高其產(chǎn)量,但其內(nèi)在質(zhì)量明顯下降[1],更重要的是攝入過量激素可能對(duì)人體帶來潛在健康危害。
歐盟、日本等國(guó)家對(duì)氯吡脲的殘留量作出了限定。歐盟要求其成員國(guó)常規(guī)監(jiān)測(cè)環(huán)境中的氯吡脲,防止其對(duì)環(huán)境可能產(chǎn)生的危害。日本“肯定列表”對(duì)果蔬中氯吡脲的限定,規(guī)定在香瓜、葡萄、梨、獼猴桃等水果蔬菜中的殘留限量值暫定為0.1 mg/kg;以色列規(guī)定梨、獼猴桃、葡萄中氯吡脲的殘留限量為0.01 mg/kg;韓國(guó)規(guī)定瓜類中氯吡脲的殘留限量值為005 mg/kg。我國(guó)在2009年農(nóng)業(yè)部NY 1500.75.1—2009中規(guī)定了西瓜、黃瓜、獼猴桃和葡萄中氯吡脲的殘留限量分別為0.1、0.1、0.05和0.05 mg/kg。查閱我國(guó)有關(guān)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的規(guī)定發(fā)現(xiàn),目前還沒有相關(guān)的檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),相關(guān)產(chǎn)品說明多借鑒國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)。
隨著儀器分析的不斷發(fā)展,液質(zhì)聯(lián)用分析法在農(nóng)獸殘留分析檢測(cè)中占據(jù)了重要的地位,特別是三重四極桿質(zhì)譜的出現(xiàn),相比傳統(tǒng)的高效液相色譜法,液相色譜-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜在農(nóng)藥殘留的檢測(cè)中具有一定的優(yōu)勢(shì)[2-3]。多年來,液相色譜法[4-7]廣泛地用于各種藥物的檢測(cè),但方法的前處理較復(fù)雜,檢測(cè)器的靈敏度也不能達(dá)到目前各國(guó)限量要求,且每個(gè)樣品通常需要過一次甚至幾次固相萃取小柱,不能適應(yīng)于大量樣品的快速檢測(cè)。
該研究建立了一種QuEChERS提取,高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定水果蔬菜中氯吡脲的方法。該方法操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、快速,同時(shí)凈化效果好,回收率穩(wěn)定,易于掌握。
1材料與方法
1.1材料
供試蔬菜水果樣品:葡萄、獼猴桃、水蜜桃、黃瓜、草莓、枇杷、西瓜、西紅柿、西芹、苦瓜、茄子、蘋果、櫻桃,市售。
氯吡脲標(biāo)準(zhǔn)品,純度≥96%,美國(guó)Sigma公司;乙腈,色譜純,德國(guó)CNW技術(shù)有限公司;正己烷、冰乙酸、無水乙酸鈉、氯化鈉、無水硫酸鈉和無水硫酸鎂,分析純,成都科龍化工有限公司;氯化鈉:450 ℃灼燒4 h,密封備用;無水硫酸鈉和無水硫酸鎂:650 ℃灼燒4 h,貯藏干燥器中備用;
N-丙基乙二胺(PSA,粒度40 μm)、十八烷基硅烷鍵合相(C18,粒度50 μm),購(gòu)于北京迪馬歐泰科技發(fā)展中心。
主要儀器設(shè)備:
超高效液相色譜(Waters ACQUITY UPLC)-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜(Aglient 6510)聯(lián)用儀,配有電噴霧離子源(ESI);渦旋混合器,上海精宏;超聲波清洗器;J2-21離心機(jī)、樣品粉碎機(jī)、組織搗碎機(jī),美國(guó)貝克曼庫(kù)爾特;高速組織勻漿機(jī),日本TAITEC。
1.2標(biāo)準(zhǔn)溶液配制
1.0 mg/mL氯吡脲標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液:準(zhǔn)確稱取氯吡脲標(biāo)準(zhǔn)品10 mg,用乙腈溶解并定容至10 mL,置-18 ℃冰箱中保存。根據(jù)需要用乙腈將標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋成適當(dāng)濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作液,臨用現(xiàn)配。
1.3儀器條件
1.3.1色譜條件。
色譜柱:MG-II C18柱(2.1 mm×150.0 mm ×5.0 μm);柱溫:30 ℃;進(jìn)樣量:10 μL;流速:0.2 mL/min;流動(dòng)相:A(乙腈),B(0.1%乙酸水溶液)。等度洗脫條件為乙腈∶0.1%乙酸水溶液(V/V)=6∶4。
1.3.2質(zhì)譜條件。
離子源:電噴霧離子源(ESI);掃描方式:正離子掃描;檢測(cè)方式:多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM);定量離子對(duì)308.9/288.9(m/z);定性離子對(duì)為308.9/288.9(m/z)和308.9/92.9(m/z)。
1.4樣品處理
樣品進(jìn)行粉碎提取,獲得提取液。
稱取005 g N-丙基乙二胺(PSA),0.1 g C18,0.15 g無水硫酸鎂置于10 mL具塞玻璃離心管中,準(zhǔn)確加入2.0 mL樣品提取液至離心管中,渦旋振蕩1 min,以5 000 r/min的轉(zhuǎn)速離心2 min。取上清液1 mL過0.22 μm有機(jī)微孔濾膜,供液相色譜-質(zhì)譜測(cè)定。
2結(jié)果與分析
2.1凈化方法的優(yōu)化
2.1.1提取液的選擇。
乙腈是一種良好的提取劑,在現(xiàn)代的農(nóng)獸殘留檢測(cè)中常用來作為提取劑。乙腈可以與水任意比混溶,可與樣品組織細(xì)胞中待測(cè)物有效接觸,當(dāng)加入鹽后又能迅速與水分層,且乙腈本身對(duì)樣品中的糖、脂肪和蛋白質(zhì)的溶解性較小,對(duì)蛋白有沉淀作用。該研究考察了含有01%乙酸的乙腈和乙腈作為提取劑的提取效率,發(fā)現(xiàn)兩者并沒有多大差別。氯吡脲在弱酸性至中性條件下是非常穩(wěn)定的,在堿性環(huán)境下易分解,為保持氯吡脲在樣品前處理中的穩(wěn)定,方法在提取液乙腈中加了0.1%乙酸,以保護(hù)待測(cè)物在提取過程中和檢測(cè)過程中的穩(wěn)定態(tài)。
2.1.2提取方式及溫度的選擇。
該試驗(yàn)比較了超聲提取和機(jī)械振蕩提取,發(fā)現(xiàn)超聲提取的回收率要稍微高一些。原因是超聲提取中超聲波可以破壞細(xì)胞壁,使乙腈能更好地滲透進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部進(jìn)行萃取,而機(jī)械振蕩無法破壞細(xì)胞壁。因此該方法選擇用超聲提取的方式。
超聲提取的水浴溫度對(duì)回收率也有影響,如果溫度過低,不利于溶劑滲透到樣品內(nèi)部提取,特別是畜禽產(chǎn)品,油脂在低溫下要凝固,不利于提取。因此要保持適當(dāng)?shù)奶崛囟龋摲椒ㄟx擇超聲提取溫度為30 ℃。
2.1.3凈化方法選擇。
QuEChERS是近年來國(guó)際上興起的快速高效多殘留檢測(cè)前處理技術(shù)。2003年,美國(guó)農(nóng)業(yè)部專家Steven博士提出了QuEChERS( quick,easy,cheap,effective,rugged and safe)快速多農(nóng)殘檢測(cè)方法,它是一種快速、簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉、適用面廣的樣品前處理方法。在該方法出現(xiàn)后的幾年間,歐盟每年已有超過100個(gè)實(shí)驗(yàn)室參加此方法的驗(yàn)證試驗(yàn),證明這種方法在實(shí)驗(yàn)室間取得成功。目前,該方法已被很多國(guó)家列為農(nóng)藥殘留分析標(biāo)準(zhǔn)分析方法,如AOAC Official method 2007(01)、英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)方法BS EN 155662:2008等[8-10]。研究過程中在總結(jié)多年的應(yīng)用基礎(chǔ)上對(duì)該方法進(jìn)行了一些改進(jìn),加入了C18固相吸附劑,對(duì)試樣中的蛋白質(zhì)、脂肪酸、色素有一定的吸附。
C18固相吸附劑是一種非極性吸附劑,可以吸附高分子量的非極性干擾物質(zhì),特別適用于低脂類水果蔬菜的凈化,對(duì)樣品中的蛋白、脂質(zhì)物質(zhì)、部分維生素、色素和甾醇等雜質(zhì)也有一定的吸附作用。
PSA是一類性質(zhì)與氨基柱固相萃取小柱填料相同的固相吸附劑,不同的是PSA有2個(gè)氨基,它們的主要作用力是極性和陰離子交換作用。它常用來消除各種有機(jī)酸、部分色素以及蛋白質(zhì)、糖類和脂肪酸。
石墨化碳黑(GCB)主要是用來去除類甾體、葉綠素等色素。該研究考察了NH2類填料和GCB的實(shí)際效果,發(fā)現(xiàn)NH2可去除90%以上的脂肪酸和50%左右的色素;GCB可去除90%以上的色素,但對(duì)脂肪酸的凈化能力僅有10%左右。筆者考察GCB對(duì)氯吡脲的吸附情況時(shí),發(fā)現(xiàn)GCB對(duì)氯吡脲有較強(qiáng)的吸附作用,故在該試驗(yàn)中放棄了加入GCB來進(jìn)行凈化的手段。
2.1.4吸附劑用量的影響。
該試驗(yàn)考查了C18和PSA吸附劑對(duì)氯吡脲的吸留作用。吸取濃度為100 μg/L的氯吡脲標(biāo)準(zhǔn)液分別用2種固相吸附劑凈化。測(cè)定結(jié)果見表1。
由上述試驗(yàn)可以得出如下結(jié)論,C18吸附劑對(duì)氯吡脲基本無吸附,用量200 mg時(shí)回收率仍在80%以上,而PSA對(duì)氯吡脲吸附有影響,PSA增大到100 mg以上回收率下降得較快。無水硫酸鈉和無水硫酸鎂對(duì)待測(cè)物基本無吸附。因此該試驗(yàn)方法選擇用2 mL提取液,加入50 mg PSA、100 mg C18和200 mg無水硫酸鎂。
2.1.5渦旋振蕩時(shí)間的影響。
C18吸附劑和PSA吸附劑與樣液接觸時(shí)間也有影響。該試驗(yàn)考察了對(duì)加標(biāo)樣品渦旋振蕩1、2、3、4和5 min時(shí),吸附劑對(duì)氯吡脲的吸留作用。測(cè)定結(jié)果表明,回收率的變化不大,在10%內(nèi)波動(dòng)。因此渦旋振蕩時(shí)間對(duì)氯吡脲影響不大,但為了規(guī)范統(tǒng)一操作,規(guī)定提取液中加入吸附劑后,每份試樣凈化時(shí)渦旋的時(shí)間準(zhǔn)確定為1 min。處理好的試樣液應(yīng)盡快離心,過濾膜上機(jī)測(cè)定。
2.2儀器條件的優(yōu)化
2.2.1色譜條件的優(yōu)化。
在液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜測(cè)定時(shí),在流動(dòng)相中加入低濃度的甲酸或乙酸胺溶液,有利于目標(biāo)化合物離子化,可以提高靈敏度和分離度,使色譜峰形對(duì)稱、尖銳。通過試驗(yàn)驗(yàn)證選擇乙腈+0.1%乙酸水溶液作為流動(dòng)相。等度洗脫條件為乙腈∶0.1%乙酸水溶液(V/V)=6∶4。氯吡脲標(biāo)準(zhǔn)(10 μg/L)的總離子流圖及MRM圖如圖1所示。
2.2.1質(zhì)譜條件的優(yōu)化。
采用注射泵直接進(jìn)樣方式,以10 μL/min流速將氯吡脲標(biāo)準(zhǔn)溶液注入離子源中,在正離子檢測(cè)方式下對(duì)目標(biāo)化合物進(jìn)行一級(jí)質(zhì)譜分析(Q1掃描),得到分子離子峰,對(duì)該分子離子峰進(jìn)行二級(jí)質(zhì)譜分析(子離子掃描),得到碎片離子信息,獲得該物質(zhì)的二級(jí)質(zhì)譜圖,見圖2和圖3。然后對(duì)去簇電壓(DP)、碰撞氣能量(CE)進(jìn)行優(yōu)化,使分子離子和特征碎片離子對(duì)強(qiáng)度達(dá)到最佳。并優(yōu)化霧化氣、氣簾氣、輔助加熱器、離子源溫度、電噴霧電壓,使目標(biāo)化合物的離子化效率達(dá)到最佳。得到的質(zhì)譜條件如下:
離子源為電噴霧離子源(ESI);正離子掃描方式多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM);電噴霧電壓(IS)5 200 V,離子源溫度(TEM)450 ℃;碰撞氣壓力(CAD)20.68 kPa;霧化氣壓力(GS1)68.95 kPa;氣簾氣壓力(CUR)62.05 kPa;其他質(zhì)譜參數(shù)見表2。
2.3分析方法的評(píng)價(jià)
2.3.1線性范圍和測(cè)定低限。
根據(jù)氯吡脲的靈敏度,分別配成2.0、5.0、10.0、20.0、50.0、100.0 μg/L一系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液,在選定的色譜條件和質(zhì)譜條件下進(jìn)行測(cè)定,進(jìn)樣量10 μL,峰保留時(shí)間和子離子峰度比定性,用峰面積對(duì)其定量,其線性范圍2.0~100.0 μg/L、線性方程Y=1 210X+893(其中X為氯吡脲頂量濃度,Y為峰面積),線性相關(guān)系數(shù)為0.999 9,方法的檢出限(LOD)為1.0 μg/kg,定量限(LOQ)為5.0 μg/kg。
2.3.2方法的回收率和精密度。
分別按試樣中氯吡脲限量水平進(jìn)行加標(biāo)5.0~50 μg/kg含量水平標(biāo)準(zhǔn)液,每一添加濃度重復(fù)10份樣品,按上述試驗(yàn)方法測(cè)定,得到添加濃度范圍的回收率見表3。測(cè)定回收率和室內(nèi)精密度,方法的總體平均回收率72.0%~115.0%,方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.5%~9.8%。
3結(jié)論
該試驗(yàn)建立了高效快速提取-高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(QuEChERS-HPLC-MS/MS)測(cè)定水果蔬菜中氯吡脲殘留的檢測(cè)方法。試驗(yàn)選擇有代表性的13種水果蔬菜進(jìn)行了方法研究,方法的測(cè)定低限(LOD)為1.0 μg/kg,方法的總體平均回收率為72.0%~115.0%,方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.5%~9.8%。該方法操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、快速,同時(shí)凈化效果好,回收率穩(wěn)定,適用于水果蔬菜中氯吡脲的測(cè)定。
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