原標(biāo)題:超液相色譜?四極桿?飛行時(shí)間質(zhì)譜法快速篩查農(nóng)藥制劑中非法添加的殺蟲劑
摘要:建立了農(nóng)藥制劑中 48 種非法添加殺蟲劑的超液相色譜?四極桿?飛行時(shí)間質(zhì)譜(UPLC?Q?TOF MS)快速 篩查方法。 可濕性粉劑、乳油和懸浮劑 3 種劑型的農(nóng)藥制劑樣品經(jīng)甲醇溶解、提取后,采用 UPLC?Q?TOF MS 檢測(cè), 48 種殺蟲劑在 0.5~ 20mg / L 范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,線性相關(guān)系數(shù)(R 2)大于 0.99。 48 種農(nóng)藥的定量限為 0.05 ~ 0.4 mg / kg,檢出限為0.01~ 0.2 mg / kg,低、中、高 3 個(gè)加標(biāo)水平下的平均回收率為 86.3% ~ 101.5%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差 為 1.7% ~4.0%。 該方法快速、準(zhǔn)確,可用于農(nóng)藥制劑中多種殺蟲劑的快速篩查。
非法添加成分是指在農(nóng)藥制劑中人為添加標(biāo)稱 有效成分以外的農(nóng)藥成分。 近年來,我國(guó)加強(qiáng)了對(duì) 有機(jī)磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑的管理,對(duì)甲胺磷等 高毒農(nóng)藥全面禁止生產(chǎn)和使用,對(duì)克百威等農(nóng)藥限 制在蔬菜、水果等作物上使用。
而有些不法商 家為了增加防治效果、降低登記和生產(chǎn)成本、牟取暴利,在產(chǎn)品中非法添加高毒、禁限用的有機(jī)磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑。 使用含有非法添加殺蟲劑的 農(nóng)藥制劑可能造成農(nóng)藥殘留超標(biāo),影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量 安全,導(dǎo)致作物發(fā)生藥害,給農(nóng)民造成經(jīng)濟(jì)損失,對(duì) 生態(tài)環(huán)境造成污染。 近年來,農(nóng)藥制劑中非法添加 成分已引起各級(jí)農(nóng)業(yè)主管部門的高度重視,成為監(jiān)管的重要對(duì)象。
我國(guó)有超過1100 種農(nóng)藥應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn), 農(nóng)藥制劑中已有的檢測(cè)方法主要針對(duì)某一種或多種 有效成分的含量檢測(cè),主要有氣相色譜(GC)法 、 液相色譜(LC)法、光譜法等。 非法添加成分 具有很強(qiáng)的隱蔽性和隨機(jī)性,常規(guī)的 GC 法和 LC 法 無法應(yīng)用于非法添加成分的檢測(cè)。
目前,文獻(xiàn)報(bào)道 的農(nóng)藥非法添加成分的檢測(cè)方法有氣相色譜?質(zhì)譜 (GC?MS) 法 、液相色譜?串聯(lián)質(zhì)譜( HPLC? MS / MS)法。 GC?MS 法不適用于難氣化或者高 溫下容易分解的農(nóng)藥,HPLC?MS / MS 法雖然靈敏度 高,選擇性和特異性好,然而不能對(duì)化合物進(jìn)行 相對(duì)分子質(zhì)量(Mr)的測(cè)定,不能建立標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)譜數(shù) 據(jù)庫(kù),在定性檢測(cè)方面尚有一定的欠缺。
超液相色譜?四極桿?飛行時(shí)間質(zhì)譜( UPLC?Q?TOF MS)依據(jù)所測(cè)得化合物的相對(duì)分子質(zhì)量,可以 對(duì)化合物進(jìn)行定性,從而避免誤檢和漏檢 , 并且可以建立標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù),能夠?qū)ξ粗獦悠?進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的篩查。 目前,UPLC?Q?TOF MS 廣 泛應(yīng)用于中成藥和保健品、食品添加劑 、獸藥和水產(chǎn)品等多個(gè)領(lǐng)域非法添加成分的 篩查。 作者尚未見到有應(yīng)用 UPLC?Q?TOF MS 方法 篩查農(nóng)藥制劑中非法添加有機(jī)磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑的文獻(xiàn)報(bào)道。
本研究建立了可濕性粉劑( WP)、乳油(SC) 3 種農(nóng)藥制劑中 48 種有機(jī)磷和氨基甲酸酯類殺蟲 劑的快速篩查方法,為打擊在農(nóng)藥制劑中非法添加 殺蟲劑提供了有力的。
一、實(shí)驗(yàn)部分
1. 儀器與試劑
Agilent 1290 超液相色譜儀/ 6530 四極桿? 飛行時(shí)間質(zhì)譜儀,MassHunter 工作站及定性分析軟 件,PCDL個(gè)人譜圖數(shù)據(jù)庫(kù)軟件; Zorbax C18柱(100 mm×1.8 mm, 2.1 μm,);超純水機(jī)(美國(guó) Millipore 公司)。
克百威、丁硫克百威、硫雙威、殺線威、特丁 硫磷、二嗪磷、滅線磷、甲拌磷、硫線磷、 馬拉硫磷、喹硫磷、雙硫 磷、稻豐散 等 13 種標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)自北京標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)網(wǎng);甲萘威、甲胺磷、滅多威、速滅威 、乙酰甲胺磷 、涕滅威、異丙威、仲丁威、殘殺威、氧樂果、敵 敵畏(、久效磷、甲基 硫環(huán)磷、樂果、殺螟丹、抗蚜威、 地蟲硫磷 、水胺硫磷、乙嘧硫磷、辛硫磷、 殺撲磷、苯線磷、甲基嘧啶磷 、敵瘟磷 、氯唑磷、三唑磷、治 螟磷、甲基吡啶磷、甲基異柳磷 、毒死蜱、毒蟲畏、蠅毒磷、伏殺硫磷、丙溴磷 等 35 種標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)自北京標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)網(wǎng)。 甲醇、乙腈為 LC?MS 純?cè)噭?,甲酸為色譜純?cè)?劑,實(shí)驗(yàn)用水為超純水。
48 種殺蟲劑單標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制:稱取農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品 10 mg(至 0.1 mg),置于 25 mL 容量瓶中, 用甲醇溶解并定容。
實(shí)驗(yàn)樣品從市場(chǎng)隨機(jī)抽取。
2. 液相色譜條件
色譜柱為 Zorbax C18柱;色譜柱溫度為 35 ℃; 進(jìn)樣量為 1 μL。 流動(dòng)相:A 相為 0.1% (v / v)甲酸水 溶液,B 相為乙腈;流動(dòng)相流速為 0.3 mL / min。 梯 度洗脫程序:0 ~ 3.0 min, 10% B~ 40% B; 3.0 ~ 7.0 min, 40% B~ 90% B; 7.0 ~ 12.0 min, 90% B; 12.0 ~12.5 min, 90% B~10% B。
3. 質(zhì)譜條件
離子源:電噴霧離子(ESI) 源,正離子模式;掃 描范圍:一級(jí)質(zhì)譜 m/ z 150 ~ 500,二級(jí)質(zhì)譜 m/ z 50 ~500;霧化氣:氮?dú)?;霧化氣流量:11 L / min;噴霧氣 壓力:3.4×10 5 Pa;干燥氣溫度 300 ℃;毛細(xì)管電壓:3 500 V;碎裂電壓 140 V;二級(jí)質(zhì)譜碰撞能量分別 為:5、10、20 和 40 V。 UPLC?Q?TOF MS 配置了雙 噴霧器電噴霧源,采集數(shù)據(jù)時(shí)可以連續(xù)導(dǎo)入?yún)⒈热?液,對(duì)儀器質(zhì)量軸進(jìn)行實(shí)時(shí)校正,參比離子為 m/ z 121.050 9 和 m/ z 922.009 8。
4. 數(shù)據(jù)庫(kù)的建立
4.1 一級(jí)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)的建立
采用 Agilent 公司的 PCDL 軟件建立了 48 種有 機(jī)磷和氨基甲酸酯殺蟲劑的一級(jí)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)。取標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋至 2 mg / L,按照2 和3 節(jié)的液相色 譜和質(zhì)譜條件進(jìn)樣。 采集一級(jí)質(zhì)譜數(shù)據(jù)(TOF?MS 模式),得到目標(biāo)化合物的保留時(shí)間、質(zhì)量數(shù)等 信息,通過在 PCDL 軟件中輸入每種農(nóng)藥的中英文 名稱、分子式、相對(duì)分子質(zhì)量和保留時(shí)間,建立 了 48 種殺蟲劑的一級(jí)質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)。
4.2 二級(jí)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)的建立
一級(jí)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)建立完成后,對(duì) 48 種殺蟲劑再 次進(jìn)樣測(cè)定,采集二級(jí)質(zhì)譜圖,通過 PCDL 軟件建立 48 種農(nóng)藥的二級(jí)質(zhì)譜庫(kù),二級(jí)質(zhì)譜庫(kù)中包含母離 子、保留時(shí)間、不同碰撞能量(5、10、20 和 40 V)下的 二級(jí)質(zhì)譜圖等信息。
5. 樣品前處理
我國(guó)登記和使用較多的農(nóng)藥制劑有可濕性粉劑、乳油、懸浮劑 3 種劑型,本實(shí)驗(yàn)對(duì)不同劑型的樣品分別進(jìn)行處理。
5.1 可濕性粉劑樣品的處理
準(zhǔn)確稱取 0.25 g 樣品置于 25 mL 容量瓶中,加 入 15 mL 甲醇,超聲溶解 10 min,冷卻至室溫。 用 甲醇定容至 25mL,然后轉(zhuǎn)移到 50 mL 離心管中,以3500 r/ min 的速度離心 5 min,吸取 1 mL 上清液至 10 mL 容量瓶中,加入 4mL 乙腈,用水定容至 10 mL,過 0.22 μm 濾膜后進(jìn)樣測(cè)定。
5.2 乳油樣品的處理
準(zhǔn)確稱取 0.25 g 乳油樣品,置于 25 mL 容量瓶 中,用甲醇溶解并定容,吸取 1 mL 溶液至 10 mL 容 量瓶中,加入 4 mL 乙腈,用水定容至 10 mL,過 0.22 μm 濾膜后進(jìn)樣測(cè)定。
5.3 懸浮劑樣品的處理
準(zhǔn)確稱取 0.25 g 懸浮劑樣品,置于 25 mL 容量 瓶中,加入 5 mL 水,振搖,使樣品均勻分散在水中。 然后加入 15 mL 甲醇,超聲溶解 10 min,冷卻至室 溫。 用甲醇定容至 25 mL,吸取 1 mL 溶液至 10 mL 容量瓶中,加入 4 mL 乙腈,用水定容至 10 mL,過 0.22 μm 濾膜后進(jìn)樣測(cè)定。
二、結(jié)果與討論
1. 樣品前處理?xiàng)l件的選擇
農(nóng)藥制劑在加工的過程中,會(huì)根據(jù)劑型的不同 加入不同的助劑。 所以,根據(jù)劑型的不同,樣品的前 處理方法也略有不同。
可濕性粉劑在加工的過程中需要加入載體(如 硅藻土、高嶺土)和助劑(如潤(rùn)濕劑、分散劑)等。 在 樣品處理過程中,載體一般不溶解于甲醇,可通過離 心除去。 助劑在甲醇中有一定的溶解性,但不影響對(duì)農(nóng)藥的提取。 可濕性粉劑可以直接加入甲醇后超 聲提取。
乳油樣品在加工的過程中加入了大量的有機(jī)溶 劑和助溶劑,如甲醇、乙腈、丙酮等溶劑,由于稱取的 樣品量較少,這些溶劑均可以溶解于甲醇中,對(duì)樣品 提取沒有影響。
懸浮劑在加工的過程中加入了一些特殊的助劑 如分散劑、潤(rùn)濕劑等,如直接加入甲醇,樣品容易聚 集,不利于提取。 因此在樣品中先加入 5mL 水,使 樣品均勻分散在水中,再加入甲醇超聲溶解提取。
對(duì)于這 3 種劑型的農(nóng)藥制劑,在提取過程中,一 些干擾物質(zhì)如潤(rùn)濕劑、分散劑等也會(huì)被提取到甲醇 溶液中,這些物質(zhì)對(duì)分離和測(cè)定有一定的影響,但是 由于非法添加殺蟲劑的含量較高,樣品經(jīng)過提取后 需要稀釋才能進(jìn)樣分析,干擾物質(zhì)也同時(shí)被稀釋,從 而減少了對(duì)分析測(cè)定的影響。經(jīng)過比較,不經(jīng)凈化 處理的樣品對(duì)測(cè)定基本沒有影響,可直接進(jìn)樣分析, 從而減少了樣品前處理造成的損失,提高了回收率。
2. 液相色譜條件的優(yōu)化
一般檢測(cè)農(nóng)藥常用乙腈?水或甲醇?水兩種混合 溶劑體系作為流動(dòng)相,首先對(duì)這兩種體系作流動(dòng)相 進(jìn)行了對(duì)比。 結(jié)果表明,使用乙腈?水體系做流動(dòng)相 時(shí),48 種殺蟲劑的色譜峰形較好,峰形對(duì)稱,響應(yīng)值 也高于以甲醇?水為流動(dòng)相時(shí)的響應(yīng)值,采用乙腈? 水體系的壓力較低,有利于色譜柱的壽命和儀器的 保護(hù)。 之后考察了酸對(duì)分離和靈敏度的影響,結(jié)果 表明,以乙腈?0.1% (v / v)甲酸水溶液為流動(dòng)相得到 了*的峰形和色譜分離效果。 在流動(dòng)相中加入 0.1% (v / v)甲酸,有助于提高化合物的離子化效 率,提高靈敏度。 因此選擇以乙腈?0.1%(v / v)甲酸 水溶液作為流動(dòng)相。
3. 質(zhì)譜條件的優(yōu)化
采用正離子掃描模式,優(yōu)化了 48 種殺蟲劑的準(zhǔn) 分子離子峰,選擇強(qiáng)度大的準(zhǔn)分子離子峰可以提高 分析的靈敏度和質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)檢索的穩(wěn)定性與得分。 經(jīng)過優(yōu)化,在 ESI +模式下,水胺硫磷[M+Na]+的強(qiáng) 度大于[M+H]+的強(qiáng)度,其余 47 種農(nóng)藥的[M+H]+強(qiáng)度zui大。如表 1 所示,為了實(shí)現(xiàn)對(duì) 48 種殺蟲劑的 譜庫(kù)檢索定性檢測(cè),所獲得的二級(jí)質(zhì)譜圖在高質(zhì)量 區(qū)和低質(zhì)量區(qū)的碎片都非常重要,因此,每種殺蟲劑 均獲得 4 個(gè)不同碰撞能量下的二級(jí)質(zhì)譜圖,在進(jìn)行 譜庫(kù)檢索時(shí),低碰撞能量的質(zhì)譜圖有利于判斷主要 碎片,而高碰撞能量的質(zhì)譜圖可以得到更多質(zhì)譜碎 片信息,能夠更準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)對(duì)化合物的定性。 根據(jù) 試 驗(yàn)結(jié)果選擇4個(gè)碰撞能量( 5、10、20和40 V) ,可以實(shí)現(xiàn)每種殺蟲劑在高質(zhì)量區(qū)和低質(zhì)量區(qū)獲得足 夠的質(zhì)譜碎片信息。 48 種農(nóng)藥的準(zhǔn)分子離子[M+ H]+或者[M+Na]+的實(shí)測(cè) Mr 和通過 Mr 計(jì)算軟件 計(jì)算出的每種殺蟲劑的理論 Mr 值見表 1。 按照前 述優(yōu)化的條件對(duì) 48 種殺蟲劑的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行 檢測(cè),得到總離子流圖(見圖 1)。
4. 定性分析
先對(duì)樣品進(jìn)行一級(jí)質(zhì)譜全掃描,通過一級(jí)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)采集到的一級(jí)質(zhì)譜圖進(jìn)行自動(dòng)檢索,軟件 根據(jù)實(shí)測(cè)離子與數(shù)據(jù)庫(kù)中的保留時(shí)間、質(zhì)量、同 位素分布和同位素比例等因素的匹配度進(jìn)行綜合評(píng) 分,將檢索得分≥85 的樣品確定為陽性樣品。 再利 用二級(jí)質(zhì)譜的碎片離子對(duì)陽性樣品進(jìn)一步確證。 樣 品經(jīng)過二次進(jìn)樣測(cè)定,對(duì)陽性樣品中疑似非法添加 的殺蟲劑進(jìn)行二級(jí)質(zhì)譜掃描,將采集到的二級(jí)質(zhì)譜 圖通過已建立的二級(jí)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索,根據(jù)離 子精度、同位素比例、同位素豐度等因素進(jìn)行綜合評(píng) 分,將得分≥75 的農(nóng)藥確定為非法添加的殺蟲劑。
為了考察本文所建立的篩查方法對(duì) 48 種殺蟲劑篩查結(jié)果的可靠性,采用已建立的一級(jí)質(zhì)譜數(shù)據(jù) 庫(kù)和二級(jí)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)樣品中添加了 48種殺蟲劑 的可濕性粉劑、乳油、懸浮劑樣品進(jìn)行自動(dòng)檢索,結(jié)果見表 1。
5. 線性關(guān)系、定量限、檢出限、回收率和精密度
配制 0.5~20 mg / L 范圍的標(biāo)準(zhǔn)溶液,以化合物 的準(zhǔn)分子離子峰作為定量離子,在本文所述的色譜 條件和質(zhì)譜條件下進(jìn)行測(cè)定,以提取離子色譜圖的 峰面積(Y)為縱坐標(biāo)、質(zhì)量濃度(X, mg / L)為橫坐 標(biāo)進(jìn)行回歸分析。 結(jié)果表明,48 種殺蟲劑的線性相 關(guān)系數(shù)R2 均大于 0.99,說明本方法適用于農(nóng)藥制 劑中 48 種殺蟲劑的定量分析。 對(duì)篩查出的非法添 加殺蟲劑進(jìn)行定量分析時(shí),使用寬度為 20×10 -6(20 ppm)的質(zhì)量偏差對(duì)一級(jí)全掃描總離子流圖提取離 子色譜圖,采用外標(biāo)法以提取離子色譜峰的峰面積 進(jìn)行定量分析。
以定量離子 10 倍信噪比(S / N)的響應(yīng)值對(duì)應(yīng) 的質(zhì)量濃度為方法定量限(LOQ);以一級(jí)質(zhì)譜數(shù)據(jù) 庫(kù)檢索得分≥85 和二級(jí)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)檢索得分≥75 的篩查zui低質(zhì)量濃度作為方法的檢出限(LOD) (見 表 2)。 選擇可濕性粉劑、乳油、懸浮劑空白樣品進(jìn) 行加標(biāo)回收試驗(yàn),選取 0.5、1.0 和 5.0 mg / kg 3 個(gè)添加水平,每個(gè)水平重復(fù)測(cè)定 3 次,48 種殺蟲劑在 3 種劑型中的加標(biāo)回收率為86.3% ~ 101.5%,相對(duì)標(biāo) 準(zhǔn)偏差(RSDs)為 1.7% ~4.0% (見表 2)。
6. 實(shí)際樣品的篩查
從上海郊區(qū) 9 個(gè)區(qū)(縣)的農(nóng)資門店抽取了 100 份樣品,應(yīng)用本方法進(jìn)行快速篩查及含量分析,結(jié)果見表 3。 在 100 個(gè)樣品中,有9個(gè)樣品檢出非法添 加的殺蟲劑,9 份樣品的一級(jí)質(zhì)譜檢索得分≥85,二 級(jí)質(zhì)譜檢索得分≥75,非法添加成分的含量均大于1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
三、結(jié) 論
建立了可濕性粉劑、乳油、懸浮劑等 3 種農(nóng)藥制 劑中 48 種殺蟲劑的 UPLC?Q?TOF MS 篩查方法。 該方法具有快速、定性準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn),能有效避免樣品 的誤檢和漏檢,可以滿足農(nóng)藥制劑中非法添加成分 的快速篩查和定量要求。 本次抽取的 100 份樣品中 篩查出了我國(guó)在蔬菜、水果等作物上禁止或者限制 使用的農(nóng)藥,如克百威、滅多威、馬拉硫磷等,這些農(nóng) 藥使用后,可能引起作物藥害、農(nóng)產(chǎn)品殘留超標(biāo)等一系列嚴(yán)重后果,危害到人民群眾的身體健康和農(nóng)民 的經(jīng)濟(jì)利益。 通過對(duì)非法添加成分的快速篩查,能 夠從源頭加強(qiáng)農(nóng)藥質(zhì)量的管理,確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和農(nóng)民的利益,為相關(guān)的監(jiān)管部門提供。(來源:北京標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)網(wǎng)) 試劑、標(biāo)準(zhǔn)品:
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