1、食品工业 2023 年第44卷第 2 期 316 分析检测多壁碳纳米柱净化法检测茶叶中多种农药残留周宏霞，王妙，张梅超，张羽威海市食品药品检验检测研究院（威海 264210）摘要建立以多壁碳纳米柱净化,UPLC-MS/MS检测茶叶中7种农药残留的分析方法。茶叶样品用1%乙酸酸化乙腈提取后,用IC-NANO-C柱净化后,用UPLC-MS/MS进行检测分析。结果表明,7种农药残留在1100 ng/mL范围内线性良好,相关系数(r)均不小于0.996 2,SLOD为2.05.0 g/kg。在5,10和50 g/kg 3个水平进行加标试验,平均回收率为78.0%100.9%,相对标准偏差为1.17%6
2、.22%(n=6)。该方法简单、快速、灵敏、准确,适合用于茶叶中多农残的检测。关键词多壁碳纳米柱;超高效液相色谱-串联质谱;茶叶;农残 Determination of Mutiple Pesticide Residues in Teas by Purification with Multi-walled Carbon Nano ColumnZHOU Hongxia,WANG Miao,ZHANG Meichao,ZHANG YuWeihai Institute for Food and Drug Inspection and Detection(Weihai 264210)Abstract
3、Establish a method for the rapid determination of mutiple residues by multi-walled carbon nano column coupled to UPLC-MS/MS.The samples were extracted by 1%acetic acid acidified acetonitrile solution,purified by IC-NANO-C colum,detected by UPLC-MS/MS.The results showed that the linearities of seven
4、pesticide residues were good in the range of 1-100 ng/mL(r0.996 2),and the limits of detection were 2.0-5.0 g/kg.The spiking experiment was conducted at 5,10 and 50 g/kg three levels.The average recovery was 78.0%-100.9%,and the relative standard deviation was 1.17%-6.22%(n=6).The method was simple,
5、rapid,sensitive and accurate,which was suitable for the determination of multi pesticide residues in tea.Keywords multi walled carbon nano column;UPLC-MS/MS;tea;pesticide茶叶作为天然绿色的健康饮品深受国内外消费者的喜爱。但是茶叶在种植过程中会使用一些农药，以防治和减少茶树病虫害的危害，但可能导致茶叶中残留农药而危害人体健康。因此茶叶中农残检测一直是国内外食品监管部门的监测重点。欧盟、日本等国家或地区对茶叶中农药残留做了严格要求
6、，并制定最大残留限量（MRL），我国的GB 27632021食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量中规定茶叶中各种农残的限量要求1-2。因此开展茶叶中多种农药残留的检测，对茶叶中的农残进行监控是十分必要。农药残留前处理技术主要包括液液萃取法3-5、固相萃取法6-7、薄层色谱法和QuEChERS8-11。QuEChERS方法具有分析速度快、通量大、效率高且成本低等特点，能够很好地与液相色谱-串联质谱检测技术融合，满足高通量、高选择性、高灵敏度的检测技术要求。QuEChERS净化法一般采用乙二胺-N-丙基硅烷（primary secondary amine，PSA）、石墨化碳黑（graphiti
7、zed carbon black，GCB）和十八烷基硅胶键合相（C18）等物质为净化剂12。但是茶叶基质复杂，采用一般的QuEChERS净化剂进行净化，会存在净化不彻底，存在基质干扰的现象发生。多壁碳纳米是一种新型碳纳米材料，由于具有比表面积大、吸附能力强等优点，被应用于改进QuEChERS方法的净化性能13-15。IC-NANO-C是多壁碳纳米柱的一种，它采用表面键合特殊官能团修饰，增加了对色素、脂肪酸等干扰物的选择性，并且通过表面去活技术，控制材料对药物的过分吸附力，保证敏感性农药的回收率。该种材料比表面积大，具有典型的层状中空结构特征，增大其比表面积，增加材料的附载能力。近年来，用多壁碳
8、纳米柱对茶叶进行净化，液质联用法进行检测的研究未见报道。试验采用IC-NA-NO-C多壁碳纳米柱对茶叶样品进行净化进行多农残留量的分析，建立一种快速、简便、高效的检测茶叶中多种农残的方法。1材料与方法 1.1仪器与试剂 LC-30AD岛津高效液相色谱仪（日本岛津公司）；AB6500 Qtrap三重四极杆质谱仪（美国AB公司）；离心机（Eppendorf）；涡旋混合器（德国IKA食品工业 2023 年第44卷第 2 期 317 分析检测公司）；电子天平（0.1 mg，赛多利斯）；Milli-Q超纯水器（美国Milipore公司）。乙腈、甲酸（均为色谱纯，Thermo）；灭多威、甲拌磷、水胺硫磷、
9、吡虫啉、毒死蜱、克百威标准物（100 g/mL，农业部环境质量监督检验测试中心）；IC-NANO-V、IC-NANO-C（均为天津博纳艾杰尔科技有限公司）。绿茶叶样品（购自当地市场）；空白基质样品（来自购买样品初筛后确定无残留的样品）。1.2试验方法1.2.1样品前处理 准确称取2.0 g（精确至0.01 g）制备好的茶叶粉末于50 mL离心管内，加入10 mL水涡旋混匀后，静止浸泡30 min，准确加入10 mL 1%的乙酸酸化乙腈涡旋1 min，加入4 g无水硫酸镁和1 g氯化钠剧烈震荡1 min后，按5 000 r/min离心5 min。取1 mL上清液于IC-NA-NO-C净化柱中，推
10、出，反复推吸操作34次，上清液过0.22 m有机滤膜，待上机检测。1.2.2标准溶液的配制 准确移取0.1 mL质量浓度100 g/mL的灭多威、水胺硫磷、甲拌磷、克百威、毒死蜱、吡虫啉、氧乐果7种标准物质于10 mL容量瓶中，加入乙腈定容得质量浓度1 g/mL的标准中间液，于-18 保存。根据试验需求，按照1.2.1的样品前处理步骤处理空白茶叶样品制得空白样品基质，用空白基质溶液配制质量浓度1，5，10，20，50和100 ng/mL的标准工作溶液系列。1.2.3液相色谱-质谱条件 色谱柱Kinetex C18（2.1 mm100 mm，2.6 m）。流动相A为0.1%甲酸水；流动相B为甲醇
11、；柱温30；流速0.30 mL/min；进样量2.0 L；液相梯度洗脱：02.0 min，95%A；2.09.0 min，95%5%A；9.012.0 min，5%A；12.012.1 min，5%95%A；12.114.0 min，95%A。离子源采用电喷雾离子源（ESI）正离子模式；扫描模式采用多反应监测（MRM）模式；离子源温度500；电喷雾电压5 500 V；气帘气压35 psi；雾化气压55.0 psi；辅助气压55.0 psi。7种农药的质谱条件见表1。表1MRM条件下的7种农药的质谱参数化合物保留时间/min母离子m/z子离子m/z去簇电压/V碰撞能量/eV灭多威4.85163.
12、188.0*,105.930,3310,12水胺硫磷6.89231.0121.0*,109.1103,10821,26甲拌磷7.80261.174.9*,47.037,3713,50克百威6.48222.1165.1*,123.058,5815,30毒死蜱8.20349.9197.9*,96.861,6925,55吡虫啉5.46256.2175.0*,208.947,6930,21氧乐果3.94214.0125.0*,155.016,3829,21注:*表示定量离子。2结果与讨论2.1仪器条件的优化2.1.1质谱条件的优化 将各农药配制成50 g/L的混合标准溶液。直接注入质谱仪，采用正离子扫
13、描模式，得到准确的母离子，利用质谱仪自动优化功能，筛选二级碎片离子信息，获得碎片离子及碰撞能量，并将母离子和2个信号较强的子离子组成监测离子对，以MRM多反应监测模式进行检测。2.1.2液相条件的优化试验比较甲醇-水、乙腈-水、乙腈-0.1%甲酸水溶液、甲醇-0.1%甲酸水溶液、作为流动相时对化合物分析结果的影响。结果表明，采用甲醇-0.1%甲酸水的流动相，7种物质分离度好，相应值也高，因此采用此流动相。在该条件下所得的多反应监测总离子流色谱图见图1。图17种农药的总离子流图2.2样品处理条件的优化 2.2.1净化柱的选择采用IC-NANO-C柱、IC-NANO-V柱及PSA净化管进行比较，结
14、果发现IC-NANO-C净化效果最好，回收率比较稳定，提取液颜色浅，适合于茶叶这类高色素，复杂基质样品的净化。2.2.2提取液的选择在农药残检测过程中，常用的有机溶剂有乙腈、甲醇、乙酸乙酯等，这几种提取剂的提取效果相差不大。但是由于茶叶的基质比较复杂，甲醇、乙酸乙酯作为提取剂时，得到的提取液颜色较深，不利于后续的净化，而乙腈作为提取剂时其提取出的咖啡因、色素等杂质相对较少，且能同时沉淀蛋白等，因此选用乙腈，并且这7种物质为正离子模式电离，在酸性条件下响应值较高，因此采用1%乙酸酸化乙腈进行提取。2.3基质效应在液质检测过程中基质效应会影响方法的灵敏度、精密度和准确度。试验运用相对响应值的方法1
15、6评价7种农药的基质效应。食品工业 2023 年第44卷第 2 期 318 分析检测ME=（1-A/B）100%（1）式中：A为基质匹配标准溶液的响应值；B为乙腈溶剂标准溶液的响应值。当ME为正值是基质增强，为负值时是基质抑制。由表2可知，7种茶叶中灭多威、水胺硫磷、甲拌磷、克百威、吡虫啉、氧乐果的ME均为负值，毒死蜱的ME为正值。茶叶对这7种物质都有一定的基质效应，因此采用空白基质提取液配制标准溶液，进行外标法定量。2.4方法的线性及检出限按照1.2.2配制系列质量浓度的混合标准工作溶液，按照1.2.3的仪器条件进行测定，以质量浓度为横坐标，7种待测农药的峰面积为纵坐标建立校准曲线。采用空白
16、基质样品加标的试验来确定方法的检出限，以定量离子对和定性离子对的3倍信噪比（S/N）确定方法的检出限。由表2可知，7种待测农药均在1100 ng/mL范围内线性良好，相关系数（r）均不小于0.996 2，SLOD为2.05.0 g/kg。2.5方法的精密度及回收率基质效应对样品检测具有一定影响，为提高检测的准确性，采用空白绿茶样品进行加标试验。取空白的茶叶样品，对7种农药进行5，10和50 g/kg 3个水平的加标回收试验，每个浓度做6个平行样品，按照1.2的试验方法进行试验，结果如3表所示。结果显示，7种农残的平均回收率为78.0%100.9%，相对标准偏差为1.17%6.22%，满足农残检测的要求。表3方法回收率和相对标准偏差化合物5 g/kg10 g/kg50 g/kg平均回收率/%相对标准偏差/%平均回收率/%相对标准偏差/%平均回收率/%相对标准偏差/%灭多威81.64.1689.43.6695.52.69水胺硫磷81.46.2290.93.8996.71.17甲拌磷87.93.8393.43.10100.91.95克百威88.03.0396.42.8096.92.69毒死蜱