色谱  2018, Vol. 36 Issue (6): 547-551   PDF    
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邓 武剑
吴 卫东
赵 旭
梁 宏
梁 淑雯
靳 保辉
王 申
气相色谱-三重四极杆质谱法快速检测鸡蛋中氟虫腈及其代谢物
邓武剑1, 吴卫东2, 赵旭2, 梁宏2, 梁淑雯2, 靳保辉2, 王申1     
1. 赛默飞世尔科技(中国)有限公司, 上海 200120;
2. 深圳出入境检验检疫局, 广东 深圳 518000
收稿日期：2017-09-26
通讯联系人：王申, E-mail:shen.wang@thermofisher.com
摘要：建立了QuEChERS前处理技术结合气相色谱-三重四极杆质谱（GC-MS/MS）分析鸡蛋中氟虫腈及其代谢物的快速检测方法。样品由乙腈提取，然后经150 mg MgSO4脱水和50 mg N-丙基乙二胺（PSA）、50 mg C18净化，采用农药残留专用柱（TR-Pesticide Ⅱ）进行气相色谱分离，以定时反应监测（timed-SRM）模式进行检测，基质曲线外标法定量。结果表明，氟虫腈及其代谢物在1.0~200 μg/L范围内呈良好线性，线性相关系数（R2）均大于0.999，定量限为0.5~1.0 μg/kg；氟虫腈及其代谢物在3个添加水平（2、5和10 μg/kg）下的加标回收率为87.8%~111.5%，相对标准偏差（RSD，n=3）为2.0%~9.2%，该方法能满足欧盟规定的鸡蛋中氟虫腈及其代谢物的残留检测限量要求。
关键词：气相色谱-三重四极杆质谱    QuEChERS    氟虫腈及其代谢物    鸡蛋    
Quick determination of fipronil and its metabolites in eggs by gas chromatography-triple quadrupole mass spectrometry
DENG Wujian1, WU Weidong2, ZHAO Xu2, LIANG Hong2, LIANG Shuwen2, JIN Baohui2, WANG Shen1     
1. Thermo Fisher Scientific(China) Co. Ltd, shanghai 2100120, China;
2. Shenzhen Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Shenzhen 518000, China
Abstract: A method was established for the simultaneous determination of fipronil and its metabolites in eggs by gas chromatography-tandem mass spectrometry coupled with QuEChERS. Fipronil and its metabolites were extracted from eggs with acetonitrile, and the solution was dehydrated with 150 mg anhydrous magnesium sulfate. The extracts were purified with 50 mg N-propyl ethylenediamine (PSA) and 50 mg C18, and a capillary column pesticide Ⅱ was used. The analytes were detected in timed selected reaction monitoring (timed-SRM) mode, and were quantified using external standard method with matrix correction standard curves. A good linearity in the range of 1.0-200 μg/L with correlation coefficients (R2) > 0.999 was observed. The limits of quantification (LOQs) were between 0.5 and 1.0 μg/kg. The recoveries at three spiked levels (2.0, 5.0 and 10.0 μg/kg) were in the range of 87.8% to 111.5% with RSDs between 2.0% and 9.2% (n=3). This new method satisfied the related regulations of the European Union for the determination of fipronil and its metabolites in eggs.
Key words: gas chromatography-triple quadrupole mass spectrometry (GC-MS/MS)     QuEChERS     fipronil and its metabolites     eggs    

氟虫腈(fipronil)是一种苯并吡唑类新型高活性杀虫剂, 主要用于防治蔬菜、水稻、烟草、棉花等作物害虫, 以及防治畜牧业、公共卫生、储存用品及地面建筑的卫生害虫。同时, 氟虫腈对人体也具有一定毒性, 如果大剂量摄入可导致肝功能、肾功能和甲状腺功能损伤, 目前已被世界卫生组织列为“对人类有中度毒性”的化学品。联合国粮食和农业组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)农药残留联席会议(JMPR)建议氟虫腈人体安全摄入量(ADI)为每天每公斤体重不超过0.000 2 mg。另外, 氟虫腈在外界环境中能够代谢生成毒性更高的氟甲腈(fipronil desulfinyl)、氟虫腈砜(fipronil sulfone)和氟虫腈硫醚(fipronil sulfide)等化合物[1], 其结构式见图 1。

图 1 氟虫腈及其代谢物的化学结构式 Fig. 1 Chemical structures of fipronil and its metabolites

欧盟法规(EU)[2]规定, 氟虫腈不得用于人类食品产业链的畜禽养殖过程, 在鸡蛋中的残留量不得超过0.015 mg/kg；在《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》[3]中明确规定了氟虫腈在谷物、蔬菜中的最大残留限量, 但没有规定其在蛋类和禽类中的最大残留限量。目前我国涉及氟虫腈检测方法的标准[4-8]较多, 但存在方法不普及、定量限较高等问题。

文献[9-19]报道氟虫腈的检测方法有气相色谱法(GC)、气相色谱-质谱联用法(GC-MS)、高效液相色谱法(HPLC)和液相色谱-质谱联用法(LC-MS)。气相色谱-三重四极杆质谱法(GC-MS/MS)因其高效的分离特点、良好的灵敏度、优异的选择性、简单的操作而广泛应用于日常检测中。目前这些方法主要用于茶叶、水果及蔬菜基质中氟虫腈的检测。最新关于鸡蛋中氟虫腈的检测方法有沈伟健等[20]开发的GC-MS, 但此方法采用化学源, 普及性受到限制; 郭德华等[21]开发的SPE-LC-MS/MS, 而该方法主要侧重于筛查。目前基于EI源的气相色谱-三重四极杆质谱法检测鸡蛋中氟虫腈及其代谢物的方法尚未见报道。

QuEChERS前处理技术因其快速、准确、适用性广的特点受到广泛关注。本研究基于QuEChERS快速前处理方法, 采用EI源的GC-MS/MS分析技术, 建立了鸡蛋中氟虫腈及其代谢物的检测方法。该方法快速、准确、灵敏, 能够满足检测法规的要求, 为广大分析工作者检测鸡蛋中氟虫腈提供了新选择。

1 实验部分
1.1 仪器、试剂与材料

TSQ 8000 Evo三重四极杆质谱仪(配有EI源和TraceFinder软件)、Trace 1310 GC气相色谱仪(配有AI1310自动进样器)、TR-Pesticide Ⅱ色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm、QuEChERS试剂包(包括4.0 g MgSO4、1.0 g NaCl、0.5 g柠檬酸二钠和1.0 g柠檬酸三钠)、2 mL QuEChERS净化管(含150 mg MgSO4、50 mg N-丙基乙二胺(PSA)和50 mg C18)均购自美国Thermo Fisher Scientific公司。

标准品:氟虫腈、氟甲腈、氟虫腈硫醚和氟虫腈砜(纯度均≥99%)均购自德国Dr. Ehrenstorfer公司; 乙腈(色谱纯)购自德国Merck公司。

1.2 样品前处理

鸡蛋样品经去壳, 均质机均匀制备后, 称取10 g样品, 加入10 mL乙腈, 以25 000 r/min均质0.5 min, 于-20 ℃静置10 min。然后加入QuEChERS试剂包, 涡旋振荡1 min, 以2 500 r/min在摇床上振摇5 min, 然后以9 500 r/min离心5 min, 取上清液1 mL, 置于2 mL净化管中, 涡旋1 min, 以12 000 r/min离心5 min, 取上清液过0.22 μm聚四氟乙烯滤膜, 待分析。

1.3 标准溶液的配制

分别称取标准品适量, 用乙腈溶解, 配制成100 mg/L的标准储备液, 于4 ℃冰箱避光保存, 有效期6个月; 分别移取适量标准储备液, 用乙腈逐级稀释, 配制成10和1.0 mg/L的混合标准溶液, 于4 ℃冰箱避光保存, 有效期3个月。

按1.2节方法处理空白鸡蛋样品, 得到空白基质溶液。取适量氟虫腈及其代谢物混合标准溶液, 用空白基质溶液稀释配制成1.0、5.0、10、20、50、100和200 μg/L的系列基质混合标准溶液, 现用现配。

1.4 色谱条件

TR-Pesticide Ⅱ色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm，Thermo Fisher Scientific, 美国); 进样口温度:270 ℃; 进样方式:不分流进样; 不分流时间:1.0 min; 升温程序:初始温度:60 ℃, 保持1.0 min, 以40 ℃/min升温至170 ℃, 再以10 ℃/min升温至260 ℃, 保持3 min; 进样量:1 μL; 载气流速:1.2 mL/min(恒流); 隔垫吹扫:恒定隔垫吹扫; 吹扫流量:5.0 mL/min。

1.5 质谱条件

离子源:EI源; 离子源温度:300 ℃; 传输线温度:280 ℃; 扫描方式:定时选择反应监测(timed-SRM)模式扫描。氟虫腈及其代谢物的保留时间、特征离子对和其他信息见表 1。

表 1 氟虫腈及其代谢物的保留时间、离子对信息和碰撞能量 Table 1 Retention times, ion pair information and collision energies of fipronil and its metabolites
2 结果与讨论
2.1 前处理方式的优化

实验以空白加标样品(10.0 μg/kg)的回收率为考察对象, 比较了SPE小柱(含500 mg PSA和500 mg石墨化炭黑(GCB))和两种QuEChERS净化管, QuEChERS净化管分别含有C18和GCB。如表 2所示, 采用含有C18的QuEChERS净化管时, 目标化合物的回收率为87.1% ~112.2%, 整体高于其他两种方式, 故选为实验所用。

表 2 不同净化方式下氟虫腈及其代谢物的回收率 Table 2 Recoveries of fipronil and its metabolites with different cleaning methods
2.2 色谱分析

对空白加标鸡蛋样品(2.0 μg/kg)进行分析, 其色谱图见图 2。可以看出, 氟虫腈及其代谢物的响应强度较高, 并且4种化合物分离效果良好。

图 2 加标鸡蛋样品(2.0 μg/kg)中氟虫腈及其代谢物的SRM色谱图 Fig. 2 Selected reaction monitoring (SRM) chromatograms of fipronil and it metabolites in spiked sample (2.0 μg/kg)
2.3 标准曲线和定量限

对1.0、5.0、10、20、50、100和200 μg/L的系列基质混合标准溶液进行分析, 以氟虫腈及其代谢物峰面积为纵坐标、对应的质量浓度为横坐标绘制标准曲线。结果表明, 氟虫腈及其代谢物线性关系良好, 相关系数(R2)均大于0.99(见表 3)。以信噪比(S/N)＞10时计算的含量为定量限(LOQ), 最终结果为0.5~1.0 μg/kg。

表 3 氟虫腈及其代谢物的线性方程、相关系数和定量限 Table 3 Linear equations, correlation coefficients (R2) and LOQs of the fipronil and its metabolites
2.4 加标回收率

在农残检测中, 通常存在不同程度的基质效应, 为了避免基质效应对检测结果的影响, 实验采用基质标准曲线定量, 并对样品基质进行了加标回收试验。对空白鸡蛋样品, 考察了3个加标水平(2.0、5.0和10.0 μg/kg), 每个水平平行3份, 计算测得样品的加标回收率为87.8% ~111.5%, 相对标准偏差为2.0% ~9.2%(见表 4), 符合痕量分析的要求。

表 4 氟虫腈及其代谢物的加标回收率和相对标准偏差(n=3) Table 4 Spiked recoveries and RSDs of the fipronil and its metabolites (n=3)
2.5 实际样品分析

采用本法对66份市售鸡蛋进行测定, 用于食品安全风险评估。结果表明, 所有样品均未检出氟虫腈及其代谢物。

3 结论

本文采用QuEChERS前处理方法, 结合高性能的气相色谱-三重四极杆质谱, 建立了测定鸡蛋中氟虫腈及其代谢物的检测方法。该方法方便快捷, 灵敏度高, 回收率好, 可以满足欧盟氟虫腈及其代谢物限量的检测要求。

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