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蔬菜是我国不可或缺的主要食物，在种植过程中不合理使用农药可能造成蔬菜中农药残留量超标，影响人体的健康. 随着人们越来越关注农药残留问题，对蔬菜中的农药残留进行快速检测显得尤其重要. 近年QuEChERS 技术因其简单、低廉、快速有效等特点在农药残留分析中得以迅速发展，传统的前处理技术如固相萃取法[1]、凝胶色谱法[1]、液液萃取法[2]也在被逐步取代. 气相色谱串联质谱仪也凭借其选择性好、灵敏度高、准确定量等优势而成为农药分析的首选仪器[3]. 分析时间过长严重制约了农药残留检测的快速和高效，无法体现QuEChERS技术所带来的前处理优势，不利于食用农产品质量安全监管的快速处理.
传统的仪器检测方法时间长、化合物少，不能快速高效的应对如今频繁爆发的食品安全事件. 本文建立的采用QuEChERS前处理，基于LPGC快速定量测定黄瓜中120种农药残留的检测方法，适用性广、操作简便、灵敏度高、快速高效，为突发的食品安全事件提供了有效的技术支撑手段.
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TSQ-9000 三重四极杆气质联用仪（GC-MS /MS，美国赛默飞世尔科技公司）；高速离心机（3K15，德国Sigma）；TG-5LPGC-MS色谱柱（16 m×0.53 mmID×1μm+5 m×0.18 mmID，美国赛默飞世尔科技公司）；电子天平（Cubis II，德国Sartorius）；涡旋混匀器（IKA Ms-3-basic，德国IKA） ；氮吹仪（Turbo Vap LV，瑞典Biotage Sweden AB）.
乙腈、丙酮（色谱纯，德国MERCK）；QuEChERS净化包（安捷伦科技有限公司）；无水硫酸镁（分析纯，广州化学试剂厂） ；乙二胺-N-丙基硅烷（PSA）粉（40—60 μm，安捷伦科技有限公司） ；石墨化炭黑（GCB）粉（40—120 μm，安捷伦科技有限公司）；120种农残混合标准溶液（100 μg·mL−1，天津阿尔塔科技有限公司）；黄瓜（当地农贸市场）.
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混合标准溶液制备：吸取1mL的农药标准溶液于10.0 mL容量瓶中，丙酮定容至刻度，配制成质量浓度为10.0 mg·L−1 的标准储备液，贮存在4℃冰箱中备用.
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黄瓜用粉碎机粉碎后，准确称取10 g试样（精确至0.01 g）于50 mL塑料离心管中，加入10 mL乙腈、QuEChERS净化包（4 g硫酸镁、1 g氯化钠、1 g柠檬酸钠、0.5 g柠檬酸氢二钠）及1颗陶瓷均质子，盖上离心管盖，剧烈震荡1 min后，以4200 r·min−1离心5 min. 吸取6 mL上清液加到内含885 mg硫酸镁、150 mg PSA及15 mg GCB的15 mL塑料离心管中；涡旋混匀 1 min. 4200 r·min−1离心5 min，准确吸取1 mL上清液于10 mL试管中，40℃水浴中氮气吹至近干. 加入1 mL丙酮复溶，过0.22 µm微孔滤膜，供气相色谱-质谱联用仪测定.
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空白基质溶液氮吹至近干，分别加入1 mL浓度为0.010、0.020、0.050、0.100、0.200、0.400 mg·L−1的标准工作溶液复溶，过0.22 μm微孔滤膜配制成系列基质混合标准工作溶液，气相色谱-质谱联用仪测定.
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气相色谱条件 进样体积1.0 µL；进样方式:不分流进样；进样口温度280 ℃；流速1.6 mL·min−1；载气:高纯氦气（>99.999% ）；色谱柱:TG-5LPGC-MS（16 m×0.53 mmID×1 μm+5 m×0.18 mmID）；程序升温条件:初始温度为65 ℃，保持0.5 min，以35 ℃升至320 ℃保持2 min；总运行时间为10 min.
质谱条件 离子源: 电子轰击源（AEI）；离子源电压: 50 eV；扫描方式: 正离子扫描；采集方式: 多反应监测（SRM）；接口温度为280 ℃；离子源温度为320 ℃；碰撞气: 高纯氩气（>99. 999% ）.
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在TSQ-9000气质联用仪上分别用质量浓度为0.05 mg·kg−1的混合对照农药对LPGC和TG-5MS色谱柱进行测试. 甲胺磷和溴氰菊酯的出峰时间在LPGC上为2.96 min和8.20 min，在TG-5MS色谱柱上为6.01 min和21.80 min. LPGC分析时间比TG-5MS色谱柱要快2—3倍. 溴氰菊酯在两根色谱柱上的峰形差异并不明显. 在TG-5MS上甲胺磷峰形不够尖锐对称，存在严重的拖尾现象. 在LPGC上甲胺磷峰形更窄、分布更对称，展宽和拖尾明显减少. 进一步考虑目标成分保留时间、采集时效等因素，最终选定色谱柱为LPGC.
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基质效应是农药残留检测中普遍存在的问题，具体有基质增强和基质抑制两种效应. 按照1.2.2小节前处理方法，制备黄瓜空白基质溶液. 分别用纯溶剂和空白基质溶液配制农药浓度相同的两种待测液，根据两者的响应值计算黄瓜的基质效应，
$ M=\dfrac{{A}_{mi}-{A}_{si}}{{A}_{si}}\times 100\% $ . 其中，M为黄瓜基质溶液中各农药的基质效应；Ami为基质溶液中各农药的检测响应值；Asi为纯溶剂中各农药的检测响应值. 分别用丙酮与黄瓜空白基质溶液配制120种农药的待测液，在相同条件下进行检测. 最终结果为120种农药中有5%农药的M值为负值，表现为基质抑制效应；其余农药M值为正值，表现为基质增强效应. 其中有51%的农药0<M<20%，表现为弱基质效应，可无需进行校正；有42%的农药20%<M<50%，表现为中等强度的基质效应；2%的农药M>50%，表现为强基质效应，需要进行校正. 综上所述，在同种基质中不同农药的基质效应差别较大，为降低基质效应的干扰，提高定量结果的准确性，需要配制基质标准溶液对定量结果进行校正. -
120种农药的定量离子对、定性离子及碰撞能量见GB 23200.113-2018. 按照1.2.3节配制方法配制基质工作曲线，在上述仪器条件下进行测定. GC-MS /MS定量采用外标峰面积法，以农药峰面积（y）对其质量浓度（x，ng·mL−1）进行线性回归，得到相应农药的回归方程. 结果表明，120种农药在该方法中均有响应，在0.010—0.400 mg·L−1 浓度范围内时，相关系数R2均在0.995以上，线性关系良好. 方法中各农药的定量限（S/N=10）为 0.01 mg·kg−1(表1).
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分别对2倍定量限、4倍定量限和10倍定量限进行加标回收实验，按上述前处理方法和仪器条件进行准确度和精密度测试，每个浓度平行测定3次（n＝3）. 在黄瓜中添加质量浓度分别为 0.02、0.04、0.10 mg·kg−1的混合农药标品，3种添加水平下回收率分别为77.2%—109%、83.3%—115%、73.6%—112%；相对标准偏差分别为 0.338%—12.6%、0.0569%—10.4%、0.0560%—10.2%，表明该方法重复性好、数据准确可靠，符合农药残留的分析要求.
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选取黄瓜样品共计6份，分别用LPGC色谱柱和TG-5MS色谱柱的仪器方法，对其中的甲胺磷和溴氰菊酯的含量进行测定，结果见表2. 结果表明，LPGC的仪器方法和TG-5MS的仪器方法测定结果一致，无显著差异. 综上所述，选用LPGC色谱柱不仅可以缩短检测时间，也能保证样品结果的准确性，极大提高实验室的检测效率.
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采用QuEChERS技术为前处理方法，以LPGC为核心，在GC-MS /MS上对黄瓜中120种农药进行定量测定. 本方法能够做到10 min分析120项农药， LPGC利用质谱的真空加速分析从而实现相同程度的分离，提高3—4倍的分析效率. 适合大批量农产品中农药残留的快速筛查检测. 该方法为多种农药残留的例行监测、风险评估、食用农产品质量安全监管的快速处理等研究提供了一种高效、可靠的分析手段.
低压气相色谱柱10 min内测定黄瓜中120种农药残留
Determination of 120 pesticide residues in cucumber within 10 minutes by low-pressure gas chromatography column
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摘要: 采用低压气相色谱柱(LPGC)结合三重四极杆串联质谱技术( GC-MS /MS)测定黄瓜中120种农药残留的分析方法. 该方法中120种农药在0.010—0.400 mg·L−1范围内具有良好的线性相关性，相关系数(R2)均大于0.995. 在0.02、0.04、0.10 mg·kg−1不同质量浓度水平下做加标实验，回收率为73.6%—115%，相对标准偏差为 (SRSD，n=3)0.0560%—12.6%，定量限为0.01 mg·kg−1. 该方法操作简便、高效快速，适用于黄瓜中农药多残留的快速筛查.Abstract: An analysis method was established for the determination of 120 kinds of pesticides in cucumber by Low-pressure Gas Chromatography column(LPGC)and triple quadrupole tandem mass spectrometry(GC-MS/MS). The 120 pesticides in this method have a good linear correlation in the range of 0.010—0.400 mg·L−1, the correlation coefficients(R2) are all greater than 0.995. In three differen concentration levels of 0.02 mg·kg−1, 0.04 mg·kg−1 and 0.10 mg·kg−1, the average recovery was 73.6% —115%, the relative standard deviations (
SRSD, n=3) of the recoveries between 0.0560% and 12.6% in cucumber,and the limit of quantification is 0.01 mg·kg−1. The method is simple, rapid and accurate, which was suitable for determination of pesticide residues in cucumber. -
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表 1 120种农药的保留时间、相关系数
Table 1. Retention time, lcorrelation coefficient, of the 120 pesticides
农药 保留时间/ min R2 农药 保留时间/ min R2 农药 保留时间/ min R2 Acephate 3.78 0.9986 Fenthion-sulfoxide 6.40 0.9992 Fenthion 5.63 0.9985 Alachlor 5.40 0.9992 Fenvalerate 7.93 0.9989 Fenthion-sulfone 6.42 0.9980 Aldrin 5.67 0.9994 Fipronil 5.87 0.9979 Permethrin 7.41 0.9986 Benfluralin 4.63 0.9984 Fluazifop 6.26 0.9997 Phorate 4.72 0.9985 Bifenox 6.98 0.9985 Flucythrinate 7.76 0.9991 Phorate-sulfone 5.61 0.9988 Bifenthrin 6.86 0.9988 Fludioxonil 6.17 0.9990 Phorate-sulfoxide 5.57 0.9994 Bromopropylat 6.89 0.9982 Fluorodifen 6.10 0.9972 Phosalone 7.10 0.9989 Butachlor 6.04 0.9989 Flutolanil 6.10 0.9990 Phosfolan 5.88 0.9990 Chlorfenvinphos 5.87 0.9986 Fluvalinate 7.97 0.9980 Phosmet 6.90 0.9994 Chloroneb 4.07 0.9993 Fonofos 5.02 0.9989 Phosphamidon 5.06 0.9983 Chlorpropham 4.56 0.9994 Hexaconazole 6.13 0.9989 Piperonyl-butoxide 6.70 0.9988 Chlorpyrifos 5.63 0.9993 Imazalil 6.15 0.9991 Pirimicarb 5.21 0.9990 Chlorpyrifos-methyl 5.36 0.9989 Iprodione 6.81 0.9985 Pirimiphos-methyl 5.50 0.9988 Clomazone 4.94 0.9991 Isazofos 5.13 0.9991 Pretilachlor 6.16 0.9990 Coumaphos 7.48 0.9981 Isocarbophos 5.68 0.9992 Procymidone 5.93 0.9984 Cyfluthrin 7.60 0.9991 Isofenphos-methyl 5.78 0.9991 Profenofos 6.15 0.9992 Cypermethrin 7.70 0.9989 Isoprocarb 4.17 0.9984 Prometryn 5.41 0.9984 Cyproconazole 6.32 0.9990 Isoprothiolane 6.14 0.9997 Propanil 5.30 0.9990 Cyprodinil 5.79 0.9992 Kresoxim-methyl 6.23 0.9989 Propiconazole 6.63 0.9994 Deltamethrin 8.17 0.9984 Lambda-cyhalothrin 7.15 0.9982 Pyridaben 7.45 0.9991 Diazinon 5.03 0.9991 Malathion 5.55 0.9989 Pendimethalin 5.82 0.9984 Dichlobenil 3.47 0.9985 Metalaxyl 5.42 0.9985 Pentachloroaniline 5.28 0.9991 Dichlorvos 3.03 0.9986 Methamidophos 2.96 0.9982 Pyriproxyfen 7.09 0.9990 Dicloran 4.85 0.9983 Methidathion 5.99 0.9991 Quinalphos 5.89 0.9997 Dicofol 6.36 0.9979 Methoxychlor 6.92 0.9996 Quinoxyfen 6.60 0.9984 Dieldrin 6.24 0.9996 Metolachlor 5.62 0.9988 Quintozene 5.02 0.9981 Difenoconazole 8.10 0.9987 Metribuzin 5.31 0.9980 Sulfotep 4.67 0.9983 Dimethoate 4.85 0.9985 Mevinphos 3.75 0.9991 Tebuconazole 6.70 0.9985 Diphenylamine 4.48 0.9988 Molinate 4.18 0.9986 Tebufenpyrad 6.93 0.9980 Edifenphos 6.60 0.9986 Monocrotophos 4.67 0.9990 Tecnazene 4.45 0.9994 Endosulfan-1 6.09 0.9980 Myclobutanil 6.22 0.9982 Terbufos 4.98 0.9986 Endosulfan-2 6.41 0.9992 Naled 3.02 0.9990 Terbufos-sulfone 5.84 0.9983 Epoxiconazole 6.79 0.9983 Omethoate 4.40 0.9986 Tetrachlorvinphos 6.03 0.9993 Ethoprophos 4.50 0.9979 Oxadiazon 6.19 0.9984 Tetraconazole 5.67 0.9989 Etofenprox 7.73 0.9980 Oxadixy 6.45 0.9990 Tolclofos-methyl 5.39 0.9987 Etoxazole 6.92 0.9999 Oxyfluorfen 6.19 0.9989 Triadimefon 5.65 0.9993 Fenamidone 3.78 0.9989 Paclobutrazol 6.02 0.9994 Triadimenol 5.90 0.9989 Fenbuconazole 5.40 0.9983 Parathion 5.64 0.9963 Triazophos 6.49 0.9981 Fenitrothion 5.67 0.9992 Parathion-methyl 5.36 0.9986 Trifloxystrobin 6.56 0.9988 Fenpropathrin 4.63 0.9986 Penconazole 5.84 0.9990 Vinclozolin 5.35 0.9989 
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表 2 不同方法测定黄瓜中甲胺磷和溴氰菊酯的结果
Table 2. Results of determination of methamidophos and deltamethrin in cucumber by different methods
样品
Sample甲胺磷/ （mg·kg−1） 溴氰菊酯/（mg·kg−1） LPGC TG-5MS LPGC TG-5MS Cucumber 1 0.0603 0.0616 0.0661 0.0673 Cucumber 2 0.0622 0.0619 0.0676 0.0643 Cucumber 3 0.0569 0.0551 0.0657 0.0654 Cucumber 4 0.0402 0.0402 0.0478 0.0458 Cucumber 5 0.0336 0.0338 0.0471 0.0431 Cucumber 6 0.0334 0.0343 0.0473 0.0448
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