凝胶渗透色谱净化结合气相色谱三重四极杆质谱法测定植物油中多.docx

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凝胶渗透色谱净化结合气相色谱三重四极杆质谱法测定植物油中多

凝胶渗透色谱净化结合气相色谱-三重四极杆质谱法测定

植物油中多农药残留量

史晓梅章晴杨永坛杨悠悠

（中粮营养健康研究院营养健康与食品安全北京市重点实验室，北京102209）

摘要建立了凝胶渗透色谱法结合气相色谱-三重四极杆质谱测定植物油中多种类型农药残留的方法（有机磷农药、有机氯农药、拟除虫菊酯农药、氨基甲酸酯农药、三唑类杀菌剂、植物生长调节剂等）。

样品使用乙酸乙酯-环己烷（1:

1，V/V）溶解后，经全自动凝胶渗透色谱仪净化，色谱柱流速为5mL/min，收集时间为7~20min，然后进行在线自动真空浓缩，正己烷溶剂将样品定容到1.0mL，使用气相色谱-三重四极杆质谱仪的选择反应监测模式进行定性和定量分析。

在相应线性范围内，所有化合物线性关系良好，线性相关系数R2在0.9900~0.9985之间。

在0.05~0.40mg/kg添加水平时，平均回收率为60.5%～118.0%，相对标准偏差（RSDs,n=6）为1.3%~14.5%，检出限在0.002~0.01mg/kg之间，满足国内外对植物油中农药最大残留限量的标准要求。

关键词凝胶渗透色谱气相色谱-三重四极杆质谱农药残留植物油

中图分类号：

TS207.3文献标识码：

A文章编号：

1003-0174（）--

DeterminationofMulti-pesticidesResiduesinVegetableOilbyGelPermeationChromatographyPurifyingMethodCombinedwithGasChromatographyTandemMassSpectrometry

ShiXiaomeiZhangQingYangYongtanYangYouyou

（COFCONutrition&HealthResearchInstitute,BeijingKeyLaboratoryofNutritionHealthandFoodSafety,Beijing102209）

收稿日期：

2016-08-23

作者简介：

史晓梅，女，1986年出生，硕士，食品质量与安全

通讯作者：

杨永坛，男，1971年出生，研究员，食品质量与安全

AbstractAmethodwasestablishedforthedeterminationofvariouskindsofpesticidesresiduesinvegetableoil（includingorganophosphoruspesticides,organochlorinepesticides,pyrethroidpesticides,carbamatepesticidesandtriazolefungicidesetal.）,usinggelpermeationchromatographymethodandgaschromatographytandemmassspectrometry.Samplesweredissolvedbyethylacetate:

cyclohexane（1:

1,V/V）,andcleanedupbyautomaticgelpermeationchromatographyinstrument.Thecolumnflowratewas5mL/min,collectiontimewasfrom7minto20min,sampleswereconcentratedbyon-linevacuumconcentrationinstrument,anddissolvedby1.0mLhexanesolution,finallyanalytequalificationandconfirmationwasperformedusingGC-MS/MSwithselectedreactionmonitoring（SRM）mode.Agoodlinearitywasobservedforallcompoundsintheconcentrationrangeinvestigatedwithcorrelationcoefficientsof0.9900~0.9985.Atthefortificationlevelof0.05~0.40mg/kg,theaveragerecoverieswereintherangeof60.5%~118.0%,andtherelativestandarddeviations（RSDs,n=6）rangedfrom1.3%to14.5%,limitofdetections（LODs）wereintherangeof0.002~0.01mg/kg.Thismethodcouldmeettherequirementsofpesticidesmaximumresiduelimits（MRLs）invegetableoilhomeandabroad.

Keywordsgelpermeationchromatography,gaschromatographytandemmassspectrometry,pesticides,vegetableoil

植物油是我国消费者日常生活必需品，包括大豆油、花生油、玉米油和菜籽油等不同种类[1]，农药的不合理使用导致植物油中农药残留的检测成为人们关注的热点问题。

我国国家标准GB2763-2014已经规定不同农药在植物油中的最大残留限量标准（MRL），并指定了相应的标准检测方法，但是GB/T23210-2008、GB/T19648-2006和GB/T5009.146-2008标准中噻节因、吡丙醚和氯氟氰菊酯的检出限并不适用于GB2763-2014的限量规定[2-5]。

这其中涉及的前处理技术包括浓硫酸磺化法、液液萃取法、固相萃取法以及水解衍生化法，GB/T5009.19-2008和GB/T20770-2008标准中凝胶渗透色谱技术适用于植物油样品而值得借鉴[6-7]。

这些标准方法一般只能检测某一类农药残留，当一款植物油产品需要同时测定多种农药残留时，必须使用多个检测标准才能完成，这样就给检测任务带来繁重的影响。

GB2763-2014标准中规定棉籽油中丙硫克百威的限量为0.05mg/kg，但是没有提供相应的标准检测方法。

当棉花和水稻种植过程中使用丙硫克百威时，在棉籽和稻米中检出克百威和三羟克百威[8-9]，而美国环保署早在2006年就发布IRED（InterimReregistrationEligibilityDecision）不允许克百威再登记[10]。

在测定植物油中农药残留时需要充分去除高含量油脂的干扰，如果样品净化不充分就进行了检测，首先会污染仪器进样口和色谱柱，还可能会污染仪器检测器，降低仪器使用寿命[11]。

这些油脂的主要成分是不饱和脂肪酸的甘油酯，相对分子质量一般在800以上，而农药化合物一般为小分子有机物，因此可采用凝胶渗透色谱法（GPC）将农药残留与油脂基体分离[12-13]。

GPC法又称尺寸排阻法，是一种使用多孔填料或多孔交联高分子凝胶作分离介质的液相色谱法。

凝胶孔径较小相当于分子筛，对经过色谱柱分离的化合物没有吸附作用，大分子量的油脂组分早于小分子量的农药组分流出色谱柱，然后通过程序的设定只收集目标化合物流出部分，因而将油脂杂质分离[14-16]。

现在GPC法已经发展成具有高度自动化程度的技术，因为具有良好的样品净化效果以及满意的回收率，已成为美国环保局以及欧盟委员会法定的净化方法[17-18]。

选定了GB2763-2014标准中对植物油有相关限量规定的可采用气相色谱技术分析的35种农药及相关代谢物（包括有机氯、有机磷、拟除虫菊酯、氨基甲酸酯等农药种类），咪鲜胺的残留量包括咪鲜胺及其代谢产物2,4,6-三氯苯酚之和。

先采用凝胶渗透色谱-在线自动快速浓缩仪将农药及其相关代谢物残留从植物油基体中分离，实现了多种类型农药残留的提取和净化，再采用气相色谱-三重四极杆质谱（GC-MS/MS），建立了GB2763-2014规定的35种农药及相关代谢物残留的检测方法。

凝胶净化柱填料为中性多孔的交联苯乙烯二乙烯基苯聚合物，可以实现在30min内完成样品的提取、净化和浓缩过程。

1 材料与方法

1.1材料与试剂

农药标准品：

均购自德国Dr.EhrenstorferGmbH公司，先分别用正己烷或丙酮配制成1000mg/L的单标，然后稀释成5mg/L的混合标准溶液待用；乙酸乙酯、环己烷、正己烷：

色谱纯，美国Fisher公司；菜籽油、玉米油、和大豆油：

市售。

1.2仪器与设备

TSQ8000气相色谱-三重四极杆质谱仪：

美国ThermoFisherScientific公司；PrepLincGPC&AccuVap凝胶渗透色谱在线真空浓缩仪：

美国J2Scientific公司；BSA224S-CW电子天平：

德国赛多利斯集团；QL-902旋涡混合器：

海门其林贝尔仪器制造有限公司。

1.3样品前处理

称取1.0g样品于10mL玻璃管中，用乙酸乙酯-环己烷（1:

1,V/V）溶液定容至10mL，充分涡旋混匀1min。

凝胶渗透色谱仪带紫外检测器，波长为254nm，流动相为乙酸乙酯-环己烷（1:

1,V/V），流速为5.0mL/min，进样量5mL，收集时间段为7~20min，在线真空浓缩仪将收集的组分使用液位近干的方式进行浓缩，在线使用正己烷溶液将样品定容至1mL，最后自动转移至进样瓶中供气相色谱-三重四极杆质谱仪分析测定。

1.4仪器条件

色谱柱：

TG-5ms（30m×0.25mm×0.25μm）；程序升温：

70℃保持2min，以25℃/min升温至150℃，再以5℃/min的速率升温至280℃保持4min，最后以5℃/min的速率升温至300℃保持8min；进样口温度：

220℃；载气：

高纯氦气；载气流速：

1mL/min；不分流进样；进样量：

1μL。

质谱电离方式：

电子轰击电离源（EI）；电离能量：

70eV；传输线温度：

300℃；离子源温度为：

280℃；碰撞气：

高纯氩气；质谱检测方式：

选择反应监测（SRM）模式。

2结果与讨论

2.1质谱条件优化

使用气相色谱三重四极杆质谱，可以实现有机磷、有机氯、拟除虫菊酯、氨基甲酸酯、三唑类等多种农药的同时检测，这些不同种类的目标物经色谱柱分离后进入质谱检测器，选定特征母离子后进行碰撞裂解，选择灵敏度和质荷比合适的子离子进行定性和定量分析。

这种多级离子的方式可以分开气相色谱上不容易分离的农药种类，与单级质谱相比，可以有效消除基质干扰[19-21]。

在进行子离子扫描时，通过全扫描被挑选出来的母离子经过碰撞池碎裂，然后进行碰撞裂解，并且扫描所有产生的子离子。

虽然所形成的子离子TIC强度远小于母离子TIC强度，但由于背景噪声的减小反而提高了信噪比。

图1中相同浓度的腐霉利标准溶液，当使用选择离子扫描（SIM）时，m/z285作为其定量离子信噪比只有621，当在SRM模式下，m/z285>53作为其定量离子对时具有高达1468的信噪比。

选择反应监测扫描模式由于只监测有限的几个离子，这样提高了抗干扰能力，选择性更高，因而灵敏度也最高，这种检测方式用最小的信号损失换取了最大的噪音降低。

35种农药及其代谢物的质谱条件具体见表1。

图1腐霉利的选择离子扫描（a）和选择反应监测模式（b）谱图

表135种农药及其相关代谢物的保留时间、离子对、碰撞能量

序号

农药名称

保留时间/min

定量离子对

定性离子对1

定性离子对2

碰撞能量/V

2,4,6-三氯苯酚

7.84

195.9>97.0

131.9>97.0

195.9>132.0

281016

氟乐灵

12.24

306.1>264.1

264.0>160.1

264.0>206.1

10146

久效磷

12.41

127.0>109.1

127.0>95.0

192.0>127.1

121610

乐果

13.30

87.0>42.1

87.0>45.7

93.0>63.0

10168

噻节因

13.59

54.2>39.0

118.0>43.0

118.0>58.0

6168

五氯硝基苯

14.07

294.9>236.9

236.8>119.0

236.8>143.0

142222

甲基对硫磷

16.09

263.0>109.1

109.0>79.0

263.0>127.1

1288

七氯

16.36

99.9>65.1

271.8>237.0

271.8>235.1

121412

环氧七氯

17.00

352.8>262.9

262.9>192.9

354.7>264.9

163012

腐霉利

17.21

285.0>53.0

96.0>53.1

96.0>67.1

101610

毒死蜱

17.81

198.8>171.0

198.8>109.0

257.8>166.0

123422

对硫磷

17.97

291.1>109.1

155.0>125.1

291.1>81.0

12832

顺氯丹

19.61

372.8>266.0

372.8>301.0

236.8>142.9

201020

多效唑

20.06

236.1>125.0

236.1>167.1

125.0>89.0

101018

反氯丹

20.55

372.8>266.0

372.8>301.1

236.7>142.9

201022

丙溴磷

21.16

338.9>269.0

207.8>63.0

207.8>99.0

123422

氟硅唑

21.55

233.1>165.1

233.1>151.6

206.1>137.0

361024

醚菌酯

21.70

116.0>89.0

206.0>116.1

206.0>131.0

151518

乙硫磷

22.84

153.0>97.0

231.0>129.0

231.0>175.0

102212

炔螨特

24.62/24.67

135.1>107.1

173.1>117.1

173.1>130.2

121010

增效醚

24.84

176.1>131.1

148.9>65.1

176.1>103.0

152525

三氯杀螨醇

25.92

139.0>111.0

139.0>75.1

250.0>139.1

122612

联苯菊酯

26.06

181.0>166.2

181.0>141.2

181.0>153.1

10188

甲氰菊酯

26.14

97.1>55.1

181.0>126.8

181.0>151.9

82822

伏杀硫磷

27.21

182.0>111.1

182.0>75.1

182.0>138.1

14308

吡丙醚

27.39

136.1>78.0

226.1>77.1

136.1>96.1

203010

双甲脒

27.64

120.8>106.1

162.2>105.9

162.2>132.1

102010

高效氯氟氰菊酯

27.86

180.9>152.0

197.0>161.2

208.0>151.9

20630

丙硫克百威

28.53

163.0>135.0

163.0>107.1

190.2>102.0

61410

氯菊酯

29.24/29.62

183.1>168.0

163.0>91.1

183.1>153.0

101212

咪鲜胺

29.91

180.1>138.1

308.0>70.0

180.1>69.2

101516

氯氰菊酯

31.13/31.3231.47/31.54

163.0>127.1

163.0>91.1

180.9>152.1

61220

氟氰戊菊酯

31.42/31.94

199.1>157.1

199.1>107.0

157.0>107.1

102012

氰戊菊酯

32.90/33.56

167.0>125.1

225.1>119.1

225.1>147.1

81610

氟胺氰菊酯

33.54/33.72

250.1>55.2

250.1>200.1

250.1>208.1

181820

2.2GPC条件优化

GPC净化方法是一种分离大分子类干扰物的方法，能把农药从植物油的复杂基质中分离出来，因此首先要确定植物油基质和农药混合标准溶液的分离时间。

将1.0g植物油样品溶解于10mL乙酸乙酯-环己烷（1:

1，V/V）中，按照1.3步骤进行处理，然后使用乙酸乙酯-环己烷（1:

1，V/V）将农药混合标准溶液稀释成一定浓度后，同样按照1.3步骤进行处理，即确定收集时间为7~20min。

全自动凝胶渗透色谱仪可以进行在线真空浓缩样品，包括完全蒸干和液位传感两种到达浓缩终点的模式。

浓缩条件的设定包括温度和真空度，可以影响对温度不稳定的农药加标回收率。

当收集的馏分完全蒸干再复溶时，久效磷和咪鲜胺的回收率不足60%（如图2所示）。

液位近干模式时大部分农药的加标回收率大于60%，此时加热温度和真空度的选择是关键。

当温度为52℃、真空度为29.3kPa时（图2中液位近干1），久效磷的回收率还是不足60%，当温度为47℃、真空度为26.7kPa时（图2中液位近干2）目标农药的回收率均大于70%。

图2不同凝胶渗透色谱条件下农药加标回收率

2.3线性范围和检出限

使用正己烷溶剂将5mg/L的混合标准储备液逐级稀释，配制成不同浓度的混合标准溶液，按照1.4的实验条件进行测定，以35种农药及相关代谢物的峰面积对相应的质量浓度绘制标准曲线，求得线性方程及相关系数。

以S/N=3计算检出限（LOD），以S/N=10计算定量限（LOQ），线性范围、线性相关系数及检出限、定量限见表2，35种农药及相关代谢物混合标准溶液的总离子流图（TIC）见图3。

表235种农药及其相关代谢物的线性范围、相关系数、检出限、定量限

序号

农药名称

线性范围/mg/L

线性方程