QuEChERS-高效液相色谱法同时测定水果中的8种杀虫剂

王雪梅,王 欢,乔 艳,何正轩,寇海霞

(1.西北师范大学 化学化工学院，甘肃 兰州 730070；2.甘肃省生物电化学与环境分析重点实验室，甘肃 兰州 730070)

水果作为现代人们生活饮食中的必需品，其生长过程中由于各种杀虫剂的广泛使用，导致其杀虫剂残留较为严重[1-2].杀虫剂的使用直接关系到水果的产量和生产力的提高，然而，由于它们的稳定性、持久性和神经毒性，对生态系统和人类健康构成巨大威胁.近10年来，由于水果中杀虫剂的滥用，食品安全事件逐渐增多[3].常规杀虫剂如啶虫脒、克百威、辛硫磷、毒死蜱、高效氟氯氰菊酯、溴氰菊酯、哒螨灵和阿维菌素等均被不同程度地检出[4].

最近已经建立了一些水果中杀虫剂的分析测定方法，如气相色谱(GC)[5-6]、气相色谱-质谱(GC-MS)[7-9]和液相色谱-串联质谱(LC-MS)[10-11])等，但仍然无法满足复杂体系中杀虫剂分析的要求，必须在进入仪器测定之前采用适当的样品前处理方法来分离和富集痕量的待测物.最近，一种名为QuEChERS法(Quick，Easy，Cheap，Effective，Rugged，Safe)的新型样品前处理技术具有消耗溶剂少、操作简便、快速稳定、安全有效、成本低廉等优点，具有更好的通用性和灵活性[12].QuEChERS是分散固相萃取的一个重要分支，通过直接在样品的萃取剂中加入固相吸附剂以去除基质中的杂质，同时完成对样品待测组分的分离、富集、萃取和净化[13]，自2003年以来，QuEChERS及其改进方法被广泛应用于蔬菜谷物、茶叶和烟草等基质中多种杀虫剂残留的分析测定[14-18].该方法具有回收率高，精确度和准确度高，溶剂使用量少且可用内标法进行校正等优势，可分析的杀虫剂范围很广，涵盖极性或非极性的多种杀虫剂.

文中建立了一种新型的样品前处理技术QuEChERS法，并对果汁、果皮等实际样品进行萃取净化，同时结合高效液相色谱(HPLC)建立了能够快速简便、省时可靠的测定水果中啶虫脒、克百威、辛硫磷、毒死蜱、高效氟氯氰菊酯、溴氰菊酯、哒螨灵和阿维菌素等8种残留杀虫剂的分析方法，杀虫剂的结构见图1.结果显示，该方法具有较高的线性相关系数、精密度和重现性，这种方法为不同类型水果中其他杀虫剂残留物的分析测定提供参考依据和技术支持.

图1 杀虫剂的结构式

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

TG165离心机(长沙平凡仪器仪表有限公司)；TP-214电子分析天平(北京丹佛仪器有限公司)；DZF-6020真空干燥箱(上海一恒科学仪器有限公司)；SHZ-82A恒温振荡器(常州国华电器有限公司)；Agilent1260高效液相色谱(美国安捷伦科技有限公司)；YZ-150C榨汁机(德国艾希玛)乙腈、甲醇(Thermo Fisher Scientific China Ltd)；乙醇(安徽安特食品股份有限公司)；乙酸、乙酸乙酯(利安隆博华医药化学有限公司)；丙酮(北京化工厂)；NaCl(天津凯通化学试剂有限公司)；MgSO4(西陇化工股份有限公司)；柠檬酸三钠(上海建信化工有限公司试剂厂)；柠檬酸二钠(阿拉丁)；活性炭(天津市光复科技发展有限公司)；单壁碳纳米管(SWNTs)、多壁碳纳米管(MWNTs)(深圳市纳米科技有限公司)；C18(烟台鑫康商贸有限公司).除乙腈和甲醇为色谱纯外，其余试剂均为分析纯.

1.2 标准溶液的配制

用甲醇配制浓度为100 mg·L-1的8种杀虫剂的储备溶液，然后在5 ℃下储存，用甲醇稀释储备溶液来制备工作溶液.杀虫剂的标准品购于国家农药质检中心，除辛硫磷是液体，其余都为固体，纯度为97.0%～99.9%.

1.3 水果样品的制备

从当地超市购买了两种类型的水果(橘子和葡萄).将所有果肉和果皮分别在榨汁机中粉碎均化.

1.4 色谱条件

Agilent 1260 C18色谱柱(150 mm×4.6 mm，5 μm).流动相：甲醇-水(体积比为85∶15)；流速：1.00 mL·min-1；紫外检测器波长：230 nm；柱温：25 ℃；进样量：20 μL.

1.5 样品处理过程

准确称取10 g水果样品，加入到50 mL离心管中.快速移取10.0 mL丙酮注入离心管中，摇匀后放入恒温振荡器1 min.加入4g MgSO4、1 g NaCl、1 g柠檬酸二钠盐、0.5 g柠檬酸三钠盐，以5 000 r·min-1离心5 min，以沉淀水果样品.将1 mL上清液转移至含有20 mg C18吸附剂和200 mg MgSO4、20 mg SWNTs的10 mL离心管中纯化.振荡5 min，并以5 000 r·min-1离心5 min.使用滤膜(0.2 μm，上海新亚洲净化装置厂，中国)过滤纯化的上清液，取0.5 μL提取物进行HPLC-UV分析.

2 结果与讨论

2.1 QuEChERS萃取条件的优化

2.1.1 萃取剂、除水剂和净化填料的优化 分别考察丙酮、乙酸乙酯、乙腈和含1%醋酸的乙腈溶液作为萃取剂时杀虫剂的萃取效率.图2a显示，当萃取剂为丙酮时，大多数分析物的峰面积较高，因而用丙酮作为后续实验中的萃取剂.选择合适的除水剂对提高萃取效率至关重要，本研究中，选择乙酸钠、氯化钠、柠檬酸二钠+柠檬酸三钠作为除水剂，如图2b显示，柠檬酸二钠+柠檬酸三钠最有效.橘子和葡萄含有大量的色素、维生素、蛋白质、脂肪等，为了消除这些杂质对目标化合物测定的干扰，分别选择MgSO4、C18、MWNTs、SWNTs和AC作为净化填料.MgSO4可以降低萃取液中的大部分水溶性杂质，C18可以吸附去除一些非极性杂质，MWNTs、SWNTs和AC作为脱色吸附剂可以脱出颜色对吸附杂质实现净化.图2c表明，当选择SWNTs作为脱色吸附剂时，大多数杀虫剂获得了最大峰面积.

图2 萃取剂、除水剂和净化填料对QuEChERS的影响

2.1.2 净化填料质量的优化 为了达到最好的萃取效果，优化了净化填料的质量.图3a-c显示，当C18，MgSO4和SWNTs质量分别为20，200，20 mg时，峰面积较大，能够达到良好的萃取效果.

2.2 标准曲线和检出限

在线性回归方程中，所有分析物的线性良好，线性相关系数R2≥0.9986.8种杀虫剂的线性范围为5～2 000 μg·kg-1.以3倍和10倍的信噪比(S/N)分别计算得出8种杀虫剂的方法检出限(LODs)和定量限(LOQs)，结果列于表1.由表1可以看出，样品的LODs范围为 0.27～1.85 μg·kg-1，LOQs范围为0.90～6.18 μg·kg-1，回收率为94.4%～104.6%，相对标准偏差(RSDs)为3.5%～6.6%(日内，n=3)和6.1%～9.2%(日间，n=3).表明建立的方法对于痕量杀虫剂的分离和测定是有效的，所提出的方法具有快速、容易、便宜、有效、稳定和安全.

图3 净化填料质量的优化

分析物线性范围/(μg·kg-1)R2回收率/%RSD/%日内日间LOD/(μg·kg-1)LOQ/(μg·kg-1)啶虫脒5～2 0000.999 198.16.68.00.270.90克百威5～2 0000.998 6103.35.78.51.856.18辛硫磷5～2 0000.999 4102.73.57.70.652.17毒死蜱5～2 0000.999 297.15.86.60.571.90高效氟氯氰菊酯5～2 0000.999 1104.66.29.20.692.30溴氰菊酯5～2 0000.999 594.44.36.10.341.14哒螨灵5～2 0000.999 499.86.48.40.461.54阿维菌素5～2 0000.998 6101.84.67.91.515.04

2.3 实际样品分析

在最优的萃取条件下，对4种实际样品(橘子和葡萄的果皮和果肉)进行了分析，并且和标准溶液的液相色谱图进行了对比，结果见图4.

1啶虫脒，2克百威，3辛硫磷,4毒死蜱,5和6高效氟氯氰菊酯,7和8溴氰菊酯,9哒螨灵,10阿维菌素

图4 8种杀虫剂的实际样品和标准品色谱图

Fig 4 The chromatogram of eight insecticides in real samples

从图4可以看出，文中建立的色谱条件在16 min内可以将8种杀虫剂完全分开.高效氯氟氰菊酯和溴氰菊酯分别出了2个峰，主要归因于它们对映体的峰，定量取决于其对映体的峰面积之和.所有的实际样品除了克百威没有检出，其他的杀虫剂均有不同程度的检出，这可能是由于水果生长过程中使用杀虫剂的原因，经查食品国家标准限量[19]可以得到杀虫剂并没有超出食品中农药的最大残留量.上述结果表明，本方法对水果样品中痕量杀虫剂残留的分析和测定具有一定的适用性.

3 结束语

建立了QuEChERS结合HPLC-UV测定水果中8种杀虫剂的方法.对不同萃取剂、脱水剂、纯化吸附剂的萃取效率和纯化吸附剂的质量等影响萃取效率的条件进行了优化，最终选择丙酮、柠檬酸三钠、柠檬酸二钠、200 mg MgSO4、20 mg C18和20 mg SWNTs作为QuEChERS法的条件.通过比较各种水果中8种杀虫剂的残留，证明本方法方便、快速、准确、可靠、有效.实验结果表明，QuEChERS法用于基质复杂的水果样品的测定可取得满意的结果，对拓宽QuEChERS法的应用范围具有指导意义.