熱帶水果中5種農(nóng)藥殘留UPLC-MS/MS測(cè)定的基質(zhì)效應(yīng)研究

　　摘要研究了超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(UPLC-MS/MS)測(cè)定噻唑磷、戊唑醇、螺蟲(chóng)乙酯、嘧菌酯和氯蟲(chóng)苯甲酰胺5種農(nóng)藥殘留時(shí)，香蕉、芒果、菠蘿和哈密瓜4種熱帶水果樣品對(duì)其殘留測(cè)定的基質(zhì)效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，5種農(nóng)藥在0.005~0.5μg/mL濃度范圍內(nèi)，線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)優(yōu)于0.999，加標(biāo)回收率為76%~130%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.2%~12.9%(n=5)。4種熱帶水果基質(zhì)中，噻唑磷、螺蟲(chóng)乙酯、嘧菌酯、氯蟲(chóng)苯甲酰胺普遍呈基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)，為97.0%~178.8%，戊唑醇在低濃度時(shí)呈基質(zhì)抑制效應(yīng)，為56.6%~65.7%，其余為基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)。其中，4種熱帶水果中芒果的基質(zhì)效應(yīng)較為明顯，為63.0%~178.8%，5種農(nóng)藥中戊唑醇和螺蟲(chóng)乙酯的基質(zhì)效應(yīng)較為明顯，戊唑醇為56.6%~129.9%，螺蟲(chóng)乙酯為107.1%~178.8%。在日常檢測(cè)工作中，建議采用基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量分析，以提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。本試驗(yàn)可為熱帶水果中農(nóng)藥殘留的檢測(cè)提供依據(jù)，并為減小基質(zhì)效應(yīng)提供參考。

　　關(guān)鍵詞基質(zhì)效應(yīng);超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法;熱帶水果;農(nóng)藥殘留

　　熱帶水果作為我國(guó)的重要經(jīng)濟(jì)作物，其種類(lèi)繁多，營(yíng)養(yǎng)豐富，品質(zhì)優(yōu)良，近年來(lái)隨著種植面積和產(chǎn)量逐漸增大，相關(guān)產(chǎn)業(yè)已占據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要地位。熱帶地區(qū)病蟲(chóng)害發(fā)生日益嚴(yán)重，農(nóng)藥使用量也逐年增加，而農(nóng)藥殘留超標(biāo)不僅對(duì)食品安全造成一定影響，也會(huì)導(dǎo)致人類(lèi)健康和環(huán)境受到威脅[1-3]。因此，亟需對(duì)熱帶水果中的農(nóng)藥殘留進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)定，以保證我國(guó)熱帶水果的安全生產(chǎn)。目前，用于農(nóng)藥殘留的檢測(cè)方法主要是液相色譜-質(zhì)譜檢測(cè)法(LC-MS/MS)[4-8]，它能對(duì)基質(zhì)復(fù)雜、干擾嚴(yán)重的痕量化合物進(jìn)行很好地定性定量，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品安全等領(lǐng)域，近年來(lái)，其與QuEChERS前處理技術(shù)聯(lián)用已成為農(nóng)藥殘留分析的主要手段[9-12]。

　　農(nóng)藝師論文投稿刊物：《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技》于1972年創(chuàng)刊，是經(jīng)國(guó)家科技部批準(zhǔn)、面向國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)行的國(guó)家級(jí)優(yōu)秀農(nóng)業(yè)技術(shù)研究性期刊，國(guó)內(nèi)刊號(hào)：CN34-1278/S，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)刊號(hào)：ISSN1007-5739，郵發(fā)代號(hào):26-41。

　　超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法雖具有高靈敏度、高選擇性和高通量分析的優(yōu)勢(shì)，但因普遍存在基質(zhì)效應(yīng)而給復(fù)雜樣品的分析檢測(cè)帶來(lái)了不少困擾[13,14]。熱帶水果富含糖類(lèi)、維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在農(nóng)藥殘留檢測(cè)過(guò)程中這些物質(zhì)會(huì)干擾提取，降低提取效率，并產(chǎn)生基質(zhì)效應(yīng)[15]影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性�；�質(zhì)效應(yīng)是指樣品中除分析物以外的組分對(duì)分析物響應(yīng)值的影響[16]，降低或消除基質(zhì)效應(yīng)從而提高實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，現(xiàn)已成為農(nóng)藥殘留領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。目前已有大量文獻(xiàn)研究報(bào)道了基質(zhì)效應(yīng)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品測(cè)定的影響，但是對(duì)熱帶水果中常規(guī)農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)做系統(tǒng)研究的還未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)選擇4種典型熱帶水果，通過(guò)QuEChERS與超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用的方法，研究了熱帶水果的基質(zhì)效應(yīng)對(duì)5種常規(guī)農(nóng)藥殘留檢測(cè)的影響，以期為熱帶水果中準(zhǔn)確快速的農(nóng)藥殘留檢測(cè)提供參考。

　　1材料與方法

　　實(shí)驗(yàn)使用甲醇配制1000μg/mL的5種農(nóng)藥單標(biāo)溶液作為儲(chǔ)備液，保存時(shí)間為6個(gè)月。繼而用甲醇配制10μg/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)母液，使用時(shí)間為一周內(nèi)。使用時(shí)用甲醇稀釋制成系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，現(xiàn)配現(xiàn)用。 準(zhǔn)確稱(chēng)取10.0g勻漿后的水果樣品于50mL離心管中，加入20mL乙腈后勻漿2min，加入5g氯化鈉和6g無(wú)水硫酸鎂，渦旋1min后在4000r/min下離心5min，取上清液加1gPSA和3g無(wú)水硫酸鎂，繼續(xù)渦旋1min離心5min，取上清液過(guò)膜備用。

　　根據(jù)國(guó)標(biāo)GB2763-2019中5種農(nóng)藥在水果中的農(nóng)藥最大殘留限量，本研究選取其中的最小值0.02mg/kg(即0.01μg/mL)作為最低試驗(yàn)濃度，依次增加5倍和10倍(即0.05μg/mL和0.5μg/mL)來(lái)探究農(nóng)藥濃度對(duì)基質(zhì)效應(yīng)的影響。用不同基質(zhì)液將10.00μg/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)母液配制成0.01、0.05和0.5μg/mL的基質(zhì)配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，每種基質(zhì)每個(gè)濃度做3組平行。根據(jù)公式[17]，樣品的基質(zhì)效應(yīng)ME(%)=B/A×100(A為溶劑標(biāo)峰面積;B為基質(zhì)標(biāo)峰面積)，當(dāng)ME值大于、小于100%時(shí)，則具有基質(zhì)增強(qiáng)、抑制作用[18,19]。若|ME-1|≤20%，則該基質(zhì)無(wú)基質(zhì)效應(yīng);若20%50%，則該基質(zhì)有中等或較強(qiáng)基質(zhì)效應(yīng)。

　　2結(jié)果與分析

　　在儀器最佳工作條件下，用0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2和0.5μg/mL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定，如表5所示，5種農(nóng)藥在0.005~0.5μg/mL濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)R2>0.999，5種農(nóng)藥的檢出限(LOD)為0.16~1.12μg/kg，定量限(LOQ)為0.53~4.00μg/kg。5種農(nóng)藥的LOQ都低于國(guó)標(biāo)GB2763-2019中所規(guī)定的最低殘留限量值，滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求。分別以不含5種農(nóng)藥的香蕉、芒果、菠蘿、哈密瓜作為空白樣品，進(jìn)行0.01、0.1和1mg/kg3個(gè)水平的添加回收試驗(yàn)，結(jié)果顯示平均回收率為76%~130%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.2%~12.9%(n=5)，表明該方法符合農(nóng)藥殘留檢測(cè)要求。

　　基質(zhì)為香蕉，濃度為0.01μg/mL時(shí)，5種農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)為65.7%~127.5%，噻唑磷和嘧菌酯無(wú)基質(zhì)效應(yīng)，戊唑醇為中等基質(zhì)抑制作用，螺蟲(chóng)乙酯和氯蟲(chóng)苯甲酰胺為中等基質(zhì)增強(qiáng)作用，戊唑醇的基質(zhì)效應(yīng)最強(qiáng);濃度為0.05μg/mL時(shí)基質(zhì)效應(yīng)為100.2%~130.3%，其中氯蟲(chóng)苯甲酰胺為中等基質(zhì)增強(qiáng)作用，其余4種農(nóng)藥無(wú)基質(zhì)效應(yīng);濃度為0.5μg/mL時(shí)基質(zhì)效應(yīng)為126.3%~138.5%，5種農(nóng)藥均呈中等基質(zhì)增強(qiáng)作用，氯蟲(chóng)苯甲酰胺的基質(zhì)效應(yīng)最強(qiáng)。

　　5種農(nóng)藥中，除氯蟲(chóng)苯甲酰胺隨濃度的增加其基質(zhì)效應(yīng)逐漸增強(qiáng)外，其余農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)隨濃度變化不明顯。濃度為0.01μg/mL時(shí)，5種農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)為63.0%~178.8%，戊唑醇為中等基質(zhì)抑制作用，嘧菌酯和氯蟲(chóng)苯甲酰胺為中等基質(zhì)增強(qiáng)作用，螺蟲(chóng)乙酯為較強(qiáng)基質(zhì)增強(qiáng)作用，噻唑磷無(wú)基質(zhì)效應(yīng)，其中螺蟲(chóng)乙酯的基質(zhì)效應(yīng)最強(qiáng);濃度為0.05μg/mL時(shí)基質(zhì)效應(yīng)為107.0%~154.7%，氯蟲(chóng)苯甲酰胺為中等基質(zhì)增強(qiáng)作用，螺蟲(chóng)乙酯為較強(qiáng)基質(zhì)增強(qiáng)作用，其余3種農(nóng)藥無(wú)基質(zhì)效應(yīng)，其中螺蟲(chóng)乙酯的基質(zhì)效應(yīng)最強(qiáng);濃度為0.5μg/mL時(shí)基質(zhì)效應(yīng)為129.1%~150.7%，除螺蟲(chóng)乙酯為較強(qiáng)基質(zhì)增強(qiáng)作用外，其余農(nóng)藥均為中等基質(zhì)增強(qiáng)作用，螺蟲(chóng)乙酯的基質(zhì)效應(yīng)最強(qiáng)。

　　5種農(nóng)藥中，噻唑磷和氯蟲(chóng)苯甲酰胺隨濃度的增加其基質(zhì)效應(yīng)逐漸增強(qiáng)，螺蟲(chóng)乙酯隨濃度的增加其基質(zhì)效應(yīng)逐漸減弱，其余農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)隨濃度變化不明顯�；�質(zhì)為菠蘿時(shí)，從圖3可看出當(dāng)濃度為0.01μg/mL時(shí)，5種農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)為56.6%~137.9%，噻唑磷和嘧菌酯和氯蟲(chóng)苯甲酰胺無(wú)基質(zhì)效應(yīng)，戊唑醇為中等基質(zhì)抑制作用，螺蟲(chóng)乙酯為中等基質(zhì)增強(qiáng)作用，戊唑醇的基質(zhì)效應(yīng)最強(qiáng);濃度為0.05μg/mL時(shí)基質(zhì)效應(yīng)為96.5%~120.2%，其中氯蟲(chóng)苯甲酰胺為中等基質(zhì)增強(qiáng)作用，其余4種農(nóng)藥無(wú)基質(zhì)效應(yīng);濃度為0.5μg/mL時(shí)基質(zhì)效應(yīng)為115.3%~131.8%，除螺蟲(chóng)乙酯無(wú)基質(zhì)效應(yīng)外，其余農(nóng)藥均為中等基質(zhì)增強(qiáng)作用，嘧菌酯的基質(zhì)效應(yīng)最強(qiáng)。5種農(nóng)藥中，除氯蟲(chóng)苯甲酰胺隨濃度的增加其基質(zhì)效應(yīng)逐漸增強(qiáng)外，其余農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)隨濃度變化不明顯。

　　3結(jié)論與討論

　　3.1熱帶水果與其它果蔬基質(zhì)效應(yīng)的比較

　　本實(shí)驗(yàn)分別研究了5種農(nóng)藥在熱帶水果中的基質(zhì)效應(yīng)，其與文獻(xiàn)報(bào)道中的結(jié)果存在一定差異。噻唑磷在4種熱帶水果中的基質(zhì)效應(yīng)為97.0%~129.1%，表現(xiàn)為基質(zhì)增強(qiáng)或無(wú)基質(zhì)效應(yīng)，而在黃瓜、白菜等17種蔬菜基質(zhì)中，噻唑磷表現(xiàn)為基質(zhì)抑制[20]。戊唑醇在熱帶水果中的基質(zhì)效應(yīng)為56.6%~129.9%，表現(xiàn)為基質(zhì)抑制、基質(zhì)增強(qiáng)或無(wú)基質(zhì)效應(yīng)，而在葡萄基質(zhì)中，戊唑醇表現(xiàn)為無(wú)基質(zhì)效應(yīng)[21]。螺蟲(chóng)乙酯在熱帶水果中表現(xiàn)為基質(zhì)增強(qiáng)或無(wú)基質(zhì)效應(yīng)，其基質(zhì)效應(yīng)為107.1%~178.8%，而在梨、芹菜等果蔬中表現(xiàn)為基質(zhì)抑制或無(wú)基質(zhì)效應(yīng)[22]。

　　嘧菌酯和噻唑磷相似，在熱帶水果中表現(xiàn)為基質(zhì)增強(qiáng)或無(wú)基質(zhì)效應(yīng)，其基質(zhì)效應(yīng)為100.3%~135.4%，而在香菜、油麥菜等蔬菜基質(zhì)中同樣表現(xiàn)為基質(zhì)抑制[23]。氯蟲(chóng)苯甲酰胺在熱帶水果中基質(zhì)效應(yīng)為101.7%~138.5%，表現(xiàn)為基質(zhì)增強(qiáng)或無(wú)基質(zhì)效應(yīng)，而在胡蘿卜、甘薯等35種蔬菜基質(zhì)中表現(xiàn)為基質(zhì)抑制或無(wú)基質(zhì)效應(yīng)[24]。由此可見(jiàn)，本實(shí)驗(yàn)測(cè)試的4種熱帶水果基質(zhì)中，5種測(cè)試的農(nóng)藥均表現(xiàn)出基質(zhì)增強(qiáng)或無(wú)基質(zhì)效應(yīng)，但是文獻(xiàn)報(bào)道的其它果蔬基質(zhì)中則表現(xiàn)為基質(zhì)抑制或無(wú)基質(zhì)效應(yīng)。與其它果蔬相比較而言，熱帶水果富含糖類(lèi)、維生素及其它特殊的芳香類(lèi)物質(zhì)，這些物質(zhì)的存在可能會(huì)導(dǎo)致待測(cè)物的離子化效率增強(qiáng)，使得待測(cè)物信號(hào)增強(qiáng)，從而表現(xiàn)為基質(zhì)增強(qiáng)作用。

　　3.2水果種類(lèi)對(duì)基質(zhì)效應(yīng)的影響

　　本試驗(yàn)采用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定了4種熱帶水果香蕉、芒果、菠蘿和哈密瓜中5種農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)。試驗(yàn)結(jié)果顯示，在0.01μg/mL、0.05μg/mL、0.5μg/mL下5種農(nóng)藥在4種熱帶水果基質(zhì)中均呈現(xiàn)出不同程度的基質(zhì)效應(yīng)。

　　4種基質(zhì)中，噻唑磷、戊唑醇、螺蟲(chóng)乙酯、嘧菌酯、氯蟲(chóng)苯甲酰胺普遍表現(xiàn)基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)，但不同基質(zhì)引起的基質(zhì)效應(yīng)變化較大，如香蕉基質(zhì)中螺蟲(chóng)乙酯為中等基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)，其基質(zhì)效應(yīng)為112.8%~130.5%，而芒果基質(zhì)中螺蟲(chóng)乙酯則表現(xiàn)為較強(qiáng)基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)，其基質(zhì)效應(yīng)在150.7%~178.8%，這可能與芒果含糖量及含維生素量高有關(guān)，也可能與芒果含有極高的維生素A的前體胡蘿卜素成分有關(guān)[25]。

　　菠蘿基質(zhì)中氯蟲(chóng)苯甲酰胺在低濃度和中濃度均表現(xiàn)為無(wú)基質(zhì)效應(yīng)，而香蕉基質(zhì)中氯蟲(chóng)苯甲酰胺在低濃度和中濃度表現(xiàn)為中等基質(zhì)效應(yīng)，這可能與兩種基質(zhì)的含水量有關(guān)[26]。菠蘿100g含水87.1g，香蕉100g含水60g，基質(zhì)含水量的增加導(dǎo)致基質(zhì)中共萃物濃度的降低或是影響其基質(zhì)效應(yīng)的因素，因此菠蘿含水量高于香蕉時(shí)，其基質(zhì)效應(yīng)也弱于香蕉，這表明基質(zhì)效應(yīng)的強(qiáng)弱與水果種類(lèi)有關(guān)。熱帶水果所含的蛋白質(zhì)、脂肪、維生素等各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)都會(huì)增強(qiáng)基質(zhì)效應(yīng)，因此在樣品前處理過(guò)程中應(yīng)優(yōu)化前處理方法，提高凈化效率以減少樣品中基質(zhì)組分的含量。同時(shí)在測(cè)定結(jié)果可靠的前提下，可通過(guò)稀釋樣品來(lái)降低基質(zhì)中的共萃物濃度進(jìn)而減小基質(zhì)效應(yīng)。

　　3.3農(nóng)藥種類(lèi)對(duì)基質(zhì)效應(yīng)的影響

　　通過(guò)本試驗(yàn)可看出，同一基質(zhì)同一濃度時(shí)不同農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)差異較大。當(dāng)基質(zhì)相同，濃度為0.01μg/mL時(shí)，除戊唑醇表現(xiàn)為基質(zhì)抑制效應(yīng)外，其余農(nóng)藥均呈基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)，其中螺蟲(chóng)乙酯最高、嘧菌酯和氯蟲(chóng)苯甲酰胺次之、噻唑磷最低，這可能農(nóng)藥的結(jié)構(gòu)性質(zhì)有關(guān)。戊唑醇為三唑類(lèi)農(nóng)藥，結(jié)構(gòu)主鏈上含有羥基(酮基)、取代苯基和1,2,4-三唑基團(tuán)[27]。螺蟲(chóng)乙酯作為螺環(huán)季酮酸類(lèi)化合物[28]，可能因其具有獨(dú)特的螺環(huán)結(jié)構(gòu)而受基質(zhì)效應(yīng)的影響顯著高于其它類(lèi)型的農(nóng)藥，其影響機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。

　　戊唑醇在同一基質(zhì)時(shí)都呈現(xiàn)低濃度基質(zhì)抑制，高濃度基質(zhì)增強(qiáng)，而其余農(nóng)藥也在同一基質(zhì)的不同濃度呈現(xiàn)不同的基質(zhì)效應(yīng)。農(nóng)藥濃度不同時(shí)基質(zhì)相對(duì)目標(biāo)化合物的濃度不同，離子化時(shí)爭(zhēng)奪離子的能力就不同，因此產(chǎn)生基質(zhì)效應(yīng)的程度也不同，這表明基質(zhì)效應(yīng)的強(qiáng)弱與農(nóng)藥濃度有關(guān)。在日常檢測(cè)工作中，針對(duì)基質(zhì)效應(yīng)較強(qiáng)的農(nóng)藥，建議采用基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行定量檢測(cè)，以保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。本研究為熱帶水果中農(nóng)藥的定量、定性分析提供了依據(jù)。

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　　作者：趙婧1,2，何燕2，錢(qián)兵2,3，張?jiān)?，韓丙軍2，彭黎旭4

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