盧飛 鄭尊濤 張江兆
摘要:通過食用液相-質(zhì)譜聯(lián)用方法研究河南安陽、江蘇鹽城、貴州貴陽、廣東廣州、浙江杭州及湖北湘潭等6地菊花啶蟲脒的殘留降解規(guī)律,為菊花病蟲害防治以及菊花中的啶蟲脒殘留分析提供參考。以菊花為試材,建立啶蟲脒在菊花上的液相色譜-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜(HPLC-MS/MS)測定方法,并使用該方法研究啶蟲脒在菊花上的殘留量動態(tài)變化和最終殘留量。結(jié)果表明,以啶蟲脒標準溶液的質(zhì)量濃度為橫坐標,峰面積為縱坐標,啶蟲脒的線性回歸方程為y=5.924 66×107x+3211 49×104(r2=0.998 51),峰面積與溶液質(zhì)量濃度呈良好的線性關(guān)系,且啶蟲脒在001、0.20、0.50 mg/kg 3個添加水平下,樣本的添加回收率和變異系數(shù)均在允許范圍內(nèi)。啶蟲脒在江蘇鹽城、河南安陽等地的半衰期差異不大,分別為268、2.85 d。
關(guān)鍵詞:菊花;啶蟲脒;液質(zhì)聯(lián)用;降解規(guī)律;半衰期;HPLC-MS/MS;殘留量
菊花藥材在種植過程中發(fā)生病蟲害較多[1],影響菊花產(chǎn)量和質(zhì)量,危害菊花的主要病蟲有霜霉病、葉枯病、病毒病及蚜蟲等[2]。為保障菊花產(chǎn)量、質(zhì)量和經(jīng)濟價值,田間常以化學方法對病蟲害進行防治。目前對各品種藥用菊花、食用菊花中農(nóng)藥殘留量的研究較少并且沒有明確的限量標準,因此本研究擬通過液相-質(zhì)譜聯(lián)用來分析菊花中啶蟲脒的殘留動態(tài),為保障菊花食用和藥用安全提供一定的理論依據(jù)[3]。
啶蟲脒為第3代氯化煙堿類殺蟲劑,具有觸殺、胃毒、內(nèi)吸和滲透等作用方式,通過作用于害蟲突觸后膜上的煙酰乙酰膽堿受體,使害蟲神經(jīng)系統(tǒng)紊亂,造成害蟲興奮、麻痹,最后死亡的效果[4-5]。啶蟲脒具有高度選擇性,對同翅目、鱗翅目害蟲等具有相比于同類產(chǎn)品更高的藥效、持效性和作用速率[6]。
為明確啶蟲脒在中草藥菊花中的消解動態(tài)規(guī)律及殘留量,以及確定啶蟲脒殘留量分析方法,本研究于2020年6月在江蘇省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品營養(yǎng)研究室中進行試驗,對江蘇鹽城、河南安陽、貴州貴陽、廣東廣州、浙江杭州及湖北湘潭等地的菊花進行殘留動態(tài)研究,旨在為制定啶蟲脒在中草藥菊花上的合理使用準則提供參考建議。
1 材料與方法
1.1 材料與試劑
主要試劑有98%啶蟲脒(Acetamiprid)標準品(上海源葉生物技術(shù)有限公司)、5%啶蟲脒微乳劑(海南江河農(nóng)藥化工廠有限公司)、十八烷基鍵合硅膠吸附劑(C18,上海安譜實驗科技股份有限公司)、甲醇[色譜級,默克化工技術(shù)(上海)有限公司]、乙腈(分析純,天津科密歐化學試劑有限公司)、N-丙基乙二胺(PSA,博納艾杰爾科技有限公司)。
1.2 儀器與設備
主要儀器有1290-6470A液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀(美國Agilent公司)、QL-901渦流混合器(江蘇海門市麒麟醫(yī)用儀器廠)、R10.V.V食品切碎攪拌機(法國Robot Coupe公司)、Talboys數(shù)顯型多管式旋渦混合器(上海安譜實驗科技股份有限公司)、JJ-200百分之一電子天平(常州雙杰電子有限公司)、AL204十萬分之一電子天平[梅特勒托利多儀器(上海)有限公司,瑞士]。
1.3 試驗方法
1.3.1 樣品制備采集 于菊花生長中期,按照啶蟲脒30 g a.i./hm2(制劑用藥量40 mL/666.7 m2)兌水50 L/666.7 m2,以噴霧方法施藥1次。藥后2 h、1、3、5、7、10、14、21、28 d采集生長正常、無病害的地上部分菊花植株樣本,同時除去明顯腐壞和萎蔫部分莖葉。
1.3.2 樣品提取凈化 稱取上述樣品各5.0 g于50 mL離心管中,分別加入20 mL乙腈,在數(shù)顯型多管式漩渦混合器中振蕩15 min,于5 000 r/min下離心5 min;取2 mL上清經(jīng)含50 mg C18填料和50 mg PSA填料的濾膜過濾,濾液置于進樣瓶中,待測。
1.3.3 HPLC-MS/MS檢測條件 色譜條件:Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18色譜柱(2.1 mm×50.0 mm,1.8 μm);柱溫為35 ℃;進樣體積為 2.0 μL;流動相為80%乙腈和20%甲酸水(甲酸濃度為0.1%),流速設置為0.35 mL/min。
質(zhì)譜條件:電噴霧離子源;多反應監(jiān)測正離子掃描模式;毛細管電壓為3 500 V;干燥氣溫度為300 ℃;干燥氣流速為6 L/min;噴霧器壓力為 172 kPa;鞘流氣溫度為250 ℃;鞘流氣流速為 5 L/min;采集參數(shù)見表1。
2 結(jié)果與分析
2.1 檢測條件的優(yōu)化
采用甲醇與水的梯度洗脫為HPLC-MS/MS的流動相,正離子掃描反應離子監(jiān)測模式檢測啶蟲脒,保證啶蟲脒有較高的靈敏度和準確度。進入一級質(zhì)譜后,在正離子檢測方式下,啶蟲脒產(chǎn)生穩(wěn)定的[M+H]+分子離子峰,即m/z 223.1;進行二級質(zhì)譜掃描,得到啶蟲脒的特征碎片離子為m/z 126.1和m/z 56.0,選取m/z 126.1為啶蟲脒的定量離子,m/z 56.0為啶蟲脒的定性離子。
啶蟲脒是極性較強的一種物質(zhì),按照相似相溶原理,結(jié)合樣品基質(zhì)的特性,選取常用的4種一元溶劑:乙腈、丙酮、乙酸乙酯、甲醇進行比較。按“132”節(jié)所述方法分別加入4種提取溶劑(所有提取溶劑均為20 mL)進行提取,5 000 r/min離心 5 min 后吸取2 mL提取液于小管,使用氮吹濃縮儀在40 ℃下轉(zhuǎn)換成乙腈溶劑,用乙腈定容至2 mL,渦旋搖勻后過0.22 μm濾膜,檢測回收率。在所選提取溶劑用量(10 mL)一致的情況下,結(jié)果表明,乙酸乙酯和甲醇提取啶蟲脒的回收率均小于60%,而乙腈和丙酮的提取效率均較好,且回收率較高。若用丙酮提取,則基質(zhì)中的色素和糖等無法去除,因此綜合考慮之后,為確保目標化合物的有效提取并使提取液中的雜質(zhì)較少,選用乙腈作為提取溶劑。
借鑒QuEChERS凈化方法[7-12],經(jīng)系列濃度的PSA和C18交叉處理。由表2可知,PSA>100 mg時,添加回收率<75.3%;C18>50 mg時,添加回收率<72%。PSA≤100 mg和C18≤50 mg時,2個處理添加回收率均不低于91%,添加回收水平測試結(jié)果詳見表2。為保持良好的添加回收率,綜合考慮,本試驗選用100 mg PSA和 50 mg C18作為QuEChERS處理的吸附劑,此時所得添加回收率為最高值。圖1即為液質(zhì)色譜不同前處理方法的典型圖譜。
2.2 方法的線性范圍、定量限、精密度和準確度
使用空白溶劑,配制標準工作溶液1、2、5、10、20、50、100、200、500、1 000 μg/L,在“1.3.3”節(jié)液相色譜-質(zhì)譜條件下測定,以啶蟲脒標準溶液的質(zhì)量濃度為橫坐標,峰面積為縱坐標,繪制標準工作曲線。其中,啶蟲脒線性回歸方程為y=5.924 66×107x+3211 49×104(r2=0.998 51)。峰面積與溶液質(zhì)量濃度間呈良好的線性關(guān)系。以3信噪比為儀器檢出限,啶蟲脒的檢出限均為2×10-3 ng。
由表3可知, 在0.01、0.20、0.50 mg/kg 3個添加水平下,啶蟲脒的添加回收率可以達到90%~94%。用此方法對樣品進行處理,結(jié)果發(fā)現(xiàn),啶蟲脒在河南安陽、江蘇鹽城、貴州貴陽、廣東廣州、浙江杭州及湖北湘潭的回收率分別為90%~94%、94%~99%、89%~92%、90%~93%、91%~94%和88%~94%,相對標準偏差分別為37%~61%、3.5%~7.3%、3.4%~5.2%、4.5%~62%、4.6%~5.6%、5.0%~7.1%。各樣本的添加回收率和變異系數(shù)在允許范圍內(nèi),符合NY/T 788—2018《農(nóng)作物中農(nóng)藥殘留試驗準則》的要求[13]??瞻滋砑拥湫蛨D譜見圖2。
2.3 殘留消解動態(tài)
啶蟲脒在菊花的原始沉積量在江蘇鹽城和河南安陽地區(qū)分別為2.22、2.56 mg/kg。由圖3可知,啶蟲脒在菊花中的殘留量與施藥后間隔時間呈指數(shù)關(guān)系,消解動態(tài)符合一級反應動力學方程。從上述數(shù)據(jù)結(jié)果可以看出,啶蟲脒在江蘇鹽城和河南安陽的半衰期差異不大,分別為2.68、2.85 d(表4)。
2.4 安全間隔期
在GB 2763.1—2018《食品安全國家標準》中,對菊花中啶蟲脒的限量值作出明確規(guī)定,即參考茶類飲品的限量值。施藥3 d菊花中啶蟲脒的沉積量仍略高于參考值,藥后7 d降解至參考值以下。根據(jù)降解方程計算,啶蟲脒施用5 d時在菊花中降解到參考國家標準限定值的參考值下,因此,在菊花中的啶蟲脒建議施用安全間隔期為5 d。
2.5 最終殘留分析
由啶蟲脒在菊花花瓣中的最終殘留量可知,施藥劑量為30 g/hm2,施藥7、14、21 d時,在菊花花瓣中啶蟲脒的殘留量均在檢測限以下(圖4)??梢?,施藥量為30 g/hm2時,菊花中的殘留量在0.01 mg/kg以下。
3 結(jié)論與討論
本研究建立菊花中啶蟲脒的QuEChERS-LC-MS/MS分析方法,將樣品處理后,可使用儀器檢測啶蟲脒,且準確性高,精密度好,可以用于菊花樣品中啶蟲脒的定量分析。在凈化條件優(yōu)化過程中發(fā)現(xiàn),通過選用100 mg PSA和50 mg C18作為QuEChERS處理的吸附劑,所得添加回收率可達最高值。
通過一級質(zhì)譜的正離子檢測和二級質(zhì)譜掃描,得到啶蟲脒穩(wěn)定的[M+H]+分子離子峰m/z 2231,特征碎片離子m/z 126.1定量離子和m/z 56.0定性離子。在液相色譜-質(zhì)譜條件下測定,以啶蟲脒標準溶液的質(zhì)量濃度為橫坐標,峰面積為縱坐標繪制的標準工作曲線中,啶蟲脒線性回歸方程的峰面積和溶液質(zhì)量濃度之間呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系。3信噪比為儀器的檢出限,啶蟲脒的檢出限均為2×10-3 ng。在0.01、0.20、0.50 mg/kg 3 個添加水平下,啶蟲脒在河南安陽、江蘇鹽城、貴州貴陽、廣東廣州、浙江杭州及湖北湘潭的回收率和變異系數(shù)均在允許范圍內(nèi),可滿足菊花中啶蟲脒及其代謝物殘留檢測的要求。啶蟲脒在菊花中的殘留量和施藥后的間隔時間呈指數(shù)關(guān)系,其消解動態(tài)符合一級動力學方程。本試驗測得啶蟲脒在江蘇鹽城、河南安陽2地的半衰期分別為2.68、2.85 d。最終殘留結(jié)果顯示,施藥劑量為30 g/hm2時,啶蟲脒在菊花中施藥7、14、21 d的殘留量均在0.01 mg/kg以下,啶蟲脒在菊花中的建議安全間隔期為5 d。
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