劉中海 柴娟 張國玉 王陳強 肖莉 李杰尊

摘 要：優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的快速發(fā)展離不開農(nóng)藥等外源物質(zhì)的添加，這些物質(zhì)直接導(dǎo)致了農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留超標(biāo)，導(dǎo)致產(chǎn)生食用安全問題，甚至引起中毒死亡。因此，農(nóng)藥殘留檢測十分重要。本文探討了液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀在農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用，分析了液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測農(nóng)藥殘留的技術(shù)優(yōu)勢和前處理技術(shù)特點等，為提高質(zhì)譜法在農(nóng)藥殘留檢測應(yīng)用的準(zhǔn)確性提供參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)產(chǎn)品；農(nóng)藥殘留；前處理；檢測

Abstract： The rapid development of high-quality agricultural products cannot be separated from the addition of exogenous substances such as pesticides， which directly lead to the excessive residues of agricultural products， resulting in food safety problems. It can even cause death by poisoning. So the detection of agricultural residues is very important. This paper discussed the application of liquid chromatography-mass spectrometry （LC-MS） in the detection of pesticide residues in agricultural products， analyzed the technical advantages of LC-MS detection of pesticide residues， and the characteristics of pretreatment technology， so as to provide reference for improving the accuracy of the application of mass spectrometry in the detection of pesticide residues.

Keywords： agricultural products; pesticide residue; pre-treatment; detection

為提高農(nóng)作物產(chǎn)量，預(yù)防農(nóng)作物病蟲害的發(fā)生，不同類型的農(nóng)藥在我國糧食、蔬菜、水果、茶葉上的用量逐年增加，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留超標(biāo)。農(nóng)藥殘留經(jīng)食物鏈、生物富集后進入人體，影響人類健康。因此，農(nóng)藥殘留檢測對農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)管至關(guān)重要。其中歐盟規(guī)定食品類農(nóng)藥殘留數(shù)量最為嚴(yán)格[1-2]。殘留限量的要求越低，則對實驗方法的靈敏性要求就越高，這樣才能滿足在農(nóng)產(chǎn)品、食品類物質(zhì)中的微量農(nóng)藥殘留檢測的需求。而液相色譜-質(zhì)譜（Liquid Chromatograph Mass Spectrometer，LC-MS）聯(lián)用技術(shù)在農(nóng)藥殘留分析中的應(yīng)用，可顯著提高農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測的靈敏度和準(zhǔn)確度，更好地解決農(nóng)產(chǎn)品的安全問題。

1 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)概述

1.1 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用工作原理

LC-MS技術(shù)具有色譜的高效分離能力，還具有質(zhì)譜的高靈敏性特征。在此之前，農(nóng)藥殘留分析主要使用氣相色譜-質(zhì)譜技術(shù)，LI等[3]使用氣相色譜-火焰離子化檢測器技術(shù)測定水果中5種有機磷農(nóng)藥殘留，檢測結(jié)果的重現(xiàn)性在3.5%～9.7%。但是，由于氣相色譜技術(shù)的使用要先在一定溫度下進行氣化再進行色譜分離，導(dǎo)致在分析極性和一些熱不穩(wěn)定的化合物時待測效果不理想。因此，液相色譜檢測技術(shù)成為現(xiàn)在農(nóng)產(chǎn)品和環(huán)境樣品中農(nóng)藥殘留分析最常用的檢測手段。

與氣相色譜法相比，液相色譜技術(shù)不僅具有氣相色譜的分離能力，又具有質(zhì)譜的高選擇性、高靈敏度等特點，且能夠提供分子結(jié)構(gòu)信息。液相色譜技術(shù)能快速高效地將待測樣品中多數(shù)有機物的成分分開，質(zhì)譜再對分開的有機物進行逐個分析，從而得到待測物質(zhì)的分子量、結(jié)構(gòu)及濃度等信息。此外，由于得到的LC-MS質(zhì)譜圖簡潔，便于后期對數(shù)據(jù)進行更好的處理。對比來看，液相色譜在普通的室溫條件下就能完成色譜的分離工作，有效拓寬農(nóng)藥殘留的分析范圍，在農(nóng)藥多殘留分析方面優(yōu)勢更為突出。

1.2 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)優(yōu)勢

液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)是目前農(nóng)產(chǎn)品、食品領(lǐng)域重要的檢測技術(shù)之一。液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在進行農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢驗過程中，主要用于部分單個的農(nóng)藥殘留檢驗和多種不同類型的農(nóng)藥殘留檢驗。同時，由于質(zhì)譜監(jiān)測模式多樣化，可對大部分復(fù)雜的待測物中的痕量物質(zhì)進行高效的定性和定量，使得該技術(shù)具有更好的多殘留檢測優(yōu)勢[4-5]。

在測定果汁中的氨基甲酸酯和苯基脲農(nóng)藥中，SAGRATINI等[6]使用了液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，使得相對標(biāo)準(zhǔn)偏差達(dá)到1%～17%，定量限在0.005～0.050 μg·mL-1。但是，由于農(nóng)產(chǎn)品的多樣性，在進行待測樣品檢測的前處理前，很難找出一種針對多種類型農(nóng)藥都通用的處理方法。受到前處理方式的影響，其在農(nóng)藥殘留檢驗應(yīng)用方面有一定的限制，阻礙了農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留檢驗的發(fā)展。

2 樣品前處理方法的研究

對于農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留檢驗來說，農(nóng)藥殘留檢驗結(jié)果的準(zhǔn)確性關(guān)鍵在于待測樣品前處理的好壞。因不同類型的農(nóng)產(chǎn)品在各自的成分組成方面差異顯著，對樣品的前處理要求更為嚴(yán)格，才能在檢測過程中最大限度降低干擾物，對目標(biāo)物進行測定。樣品前處理技術(shù)的優(yōu)劣是農(nóng)藥殘留檢測準(zhǔn)確的關(guān)鍵因素[7]。

2.1 液液萃取

液液萃取是農(nóng)藥殘留檢測領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛的前處理方法，是針對不同化合物在不同溶液中的溶解度不同而進行分離。其中，乙腈、乙酸乙酯和正己烷等是常用的萃取溶劑。該萃取技術(shù)操作簡單，被廣泛用于農(nóng)藥殘留測定中。

2.2 固相萃取

相比于液液萃取，固相萃取能很好地對待測物質(zhì)進行選擇性吸附，達(dá)到對待測物的富集與分離純化，不但節(jié)省時間，還能減少背景干擾的影響，常被用作食品安全檢測、環(huán)境污染物分析測定、生物樣本的測定等。ZHU等[8]在對茶葉中的31種有機氯農(nóng)藥和19種擬除蟲聚酯類農(nóng)藥進行測定時，曾在Florisil柱中加入大約1 cm厚的PSA填料層，使用該柱子對待測茶葉基質(zhì)進行凈化，并配合使用氣相色譜技術(shù)進行檢測，使茶葉樣本有較好的檢出效率。

2.3 QuEChERS法

QuEChERS法是一種農(nóng)產(chǎn)品、食品檢測的快速樣品前處理技術(shù)，應(yīng)用廣泛。與Luke法相比，具有更快速、高效的優(yōu)點，拓寬了所能測定的極性農(nóng)藥的范圍，在高濕度食品多農(nóng)藥殘留分析、樣品的制備與凈化技術(shù)中用途廣泛。SIVAPERUMAL等[9]在對芒果中的68種農(nóng)藥殘留開展檢測時，曾選擇PSA為凈化填料，采用QuEChERS法對樣品進行處理，并結(jié)合超高效液相色譜串聯(lián)三重四極桿質(zhì)譜法進行測定，測定結(jié)果有良好的檢出限，回收率和基質(zhì)效應(yīng)都較低，在實際樣品篩查中應(yīng)用良好。

3 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的應(yīng)用研究

3.1 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在氨基甲酸酯類農(nóng)藥檢測中的應(yīng)用

氨基甲酸酯類農(nóng)藥是一種植物源殺蟲劑，穩(wěn)定性差，檢測過程較為復(fù)雜。使用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法能夠很好地滿足氨基甲酸酯類農(nóng)藥的測定。龔久平等[10]使用LC-MS法對果蔬中的氨基甲酸酯類農(nóng)藥進行測定，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)為0.999 3～0.999 6，待測定樣品的回收率為93.6%～100.9%，樣品保持時間為8.5 min。結(jié)果表明，使用該法能實現(xiàn)快速分析，檢測結(jié)果、精度都較高，檢測效果良好。

3.2 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在煙堿類農(nóng)藥檢測中的應(yīng)用

煙堿類農(nóng)藥種類豐富，含有吡蟲啉、啶蟲脒、烯啶蟲胺等。當(dāng)測定物的殘留農(nóng)藥成分較多時，需要對所有農(nóng)藥進行同步檢測。對于農(nóng)藥中受熱變化大、強極性和揮發(fā)能力弱的農(nóng)藥檢測可使用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法進行測定。劉謙等[11]建立了LC-MS技術(shù)測定蘋果、梨、橙子等水果和菜花、蘑菇、蘆筍等蔬菜中吡蟲啉、多菌靈5種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留檢測的新方法。結(jié)果表明，水果和蔬菜中吡蟲啉、多菌靈回收率為78.0%～104.0%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.2%～7.6%；5種氨基甲酸酯類農(nóng)藥回收率為82.0%～108.0%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在5.4%～9.8%。吡蟲啉、多菌靈和5種氨基甲酸酯類農(nóng)藥樣品中的最低檢出濃度分別為2.0 μg·kg-1、2.0 μg·kg-1、5.0 μg·kg-1。

3.3 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在苯甲酰脲類農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用

苯甲酰脲殺蟲劑是一類能抑制靶標(biāo)害蟲的幾丁質(zhì)合成而導(dǎo)致其死亡或不育的昆蟲生長調(diào)節(jié)劑。李濤等[12]利用QuEChERS結(jié)合高效液相色譜法同時測定蘋果中7種苯甲酰脲類農(nóng)藥殘留量。結(jié)果表明，7種組分在0～2.0 μg·mL-1內(nèi)具有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)大于0.999 5，加標(biāo)回收率為81.7%～116.9%，檢出限在0.007～0.020 mg·kg-1。結(jié)果表明，該法能夠?qū)崿F(xiàn)快速分析，測定結(jié)果良好、精度較高，在苯甲酰脲類農(nóng)藥檢測中的應(yīng)用效果較好。

4 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的局限性

液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)雖能對多種農(nóng)藥殘留進行同步分析，但因受到儀器本身的限制，對幾百種以上的農(nóng)藥的測定較為困難。隨著科技的發(fā)展，液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)也會逐漸提高，一定能克服目前的種種不足。DZUMAN等[13]利用高效液相色譜-高分辨串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用方法進行多種農(nóng)產(chǎn)品的多組分農(nóng)藥殘留、霉菌毒素等污染物的殘留測定。結(jié)果表明，323種農(nóng)藥中大約80%的農(nóng)藥的定量限≤10 μg·kg-1。該法通過了多方的能力驗證，測試實驗結(jié)果良好。

5 結(jié)語與展望

液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在測定農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥檢驗工作中具有較大的技術(shù)優(yōu)勢和很好的發(fā)展空間。目前，由于液相高分辨質(zhì)譜儀通過采用含有四極桿部件的（Q-TOF或Q-Orbitrap）組合，能在一次進樣過程中完成一級和二級的同時掃描。此外，還可以在非靶向測定過程中，對測定的數(shù)據(jù)進行追溯分析。隨著技術(shù)的進步，液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)定會在農(nóng)產(chǎn)品、食品的農(nóng)藥殘留分析中起到關(guān)鍵的作用，為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)以及社會的可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]國家市場監(jiān)督管理總局，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部，國家衛(wèi)生健康委員會.食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量：GB 2763—2019[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2019.

[2]World Health Organization.Codex alimentarius commission： procedural manual[J].Journal of the American Oil Chemists Society， 1981，58（3）：232-234.

[3]LI D，HE M，CHEN B，et al.Metal organic works-derived magnetic nanoporous carbon for preconcentration of organophosphorus? pesticides from fruit samples followed by gas chromatography-flame photometric detection[J].Journal of Chromatography A，2019，1583：19-27.

[4]王立琦，賀利民，曾振靈，等.液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測獸藥殘留中的基質(zhì)效應(yīng)研究進展[J].質(zhì)譜學(xué)報，2011，32（6）：321-332.

[5]郭智，張煊，宋冬梅，等.液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法在藥物代謝研究中應(yīng)用最新進展[J].中國新藥雜志，2007，16（23）：1981-1985.

[6]SAGRATINI G，MANES J，GIARDINA D，et al.Analysis of carbamate and phenylurea pesticide residues in fruit juices by so id-phase microextraction and liquid chromatography-mass spectrometry[J].Journal of Chromatography A，2007，1147（2）：135-143.

[7]劉浩.中藥農(nóng)藥殘留分析中的固相萃取技術(shù)及其研究進展[J].時珍國醫(yī)國藥，2010，21（8）：2114-2116.

[8]ZHU P，MIAO H，DU J，et al.Organochlorine pesticides and pyrethroids in chinese tea by screening and confirmatory detection using GC-NCI-MS and GC-MS/MS[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2014，62（29）：7092-7100.

[9]SIVAPERUMAL P，SALAUDDIN A，RAMESH KUMAR A，et al.Determination of pesticide residues in mango matrices by ultra high-performance liquid chromatography coupled with quadrupole time-of-flight mass spectrometry[J].Food Analytical Methods，2017，10（7）：1-12.

[10]龔久平，李燕，洪云菊，等.高效液相色譜法測定蔬菜中氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留方法優(yōu)化[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2009，22（5）：1332-1335.

[11]劉謙，顏紅.蔬菜、水果中的吡蟲啉、多菌靈和5種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留測定[J].農(nóng)藥科學(xué)與管理，2013，34（2）：24-28.

[12]李濤，邵林，楊麗芬，等.QuEChERS-高效液相色譜法同時測定蘋果中7種苯甲酰脲類農(nóng)藥殘留[J].食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報，2020，11（20）：7591-7597.[13]DZUMAN Z，ZACHARIASOVA M，VEPRIKOVA Z，et al.Multi-analyte high performance liquid chromatography coupled to high resolution tandem? mass? spectrometry method for control of pesticide residues， mycotoxins， and pyrrolizidine alkaloids[J].Analytica Chimica Acta，2015，863：29-40.