热带水果中5种农药残留UPLC-MS/MS测定的基质效应研究

　　摘要研究了超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS)测定噻唑磷、戊唑醇、螺虫乙酯、嘧菌酯和氯虫苯甲酰胺5种农药残留时，香蕉、芒果、菠萝和哈密瓜4种热带水果样品对其残留测定的基质效应。实验结果显示，5种农药在0.005~0.5μg/mL浓度范围内，线性关系良好，相关系数优于0.999，加标回收率为76%~130%，相对标准偏差为0.2%~12.9%(n=5)。4种热带水果基质中，噻唑磷、螺虫乙酯、嘧菌酯、氯虫苯甲酰胺普遍呈基质增强效应，为97.0%~178.8%，戊唑醇在低浓度时呈基质抑制效应，为56.6%~65.7%，其余为基质增强效应。其中，4种热带水果中芒果的基质效应较为明显，为63.0%~178.8%，5种农药中戊唑醇和螺虫乙酯的基质效应较为明显，戊唑醇为56.6%~129.9%，螺虫乙酯为107.1%~178.8%。在日常检测工作中，建议采用基质匹配标准曲线进行定量分析，以提高检测结果的准确性。本试验可为热带水果中农药残留的检测提供依据，并为减小基质效应提供参考。

　　关键词基质效应;超高效液相色谱-串联质谱法;热带水果;农药残留

　　热带水果作为我国的重要经济作物，其种类繁多，营养丰富，品质优良，近年来随着种植面积和产量逐渐增大，相关产业已占据国民经济的重要地位。热带地区病虫害发生日益严重，农药使用量也逐年增加，而农药残留超标不仅对食品安全造成一定影响，也会导致人类健康和环境受到威胁[1-3]。因此，亟需对热带水果中的农药残留进行准确的测定，以保证我国热带水果的安全生产。目前，用于农药残留的检测方法主要是液相色谱-质谱检测法(LC-MS/MS)[4-8]，它能对基质复杂、干扰严重的痕量化合物进行很好地定性定量，现已广泛应用于医药、食品安全等领域，近年来，其与QuEChERS前处理技术联用已成为农药残留分析的主要手段[9-12]。

　　农艺师论文投稿刊物：《现代农业科技》于1972年创刊，是经国家科技部批准、面向国内外公开发行的国家级优秀农业技术研究性期刊，国内刊号：CN34-1278/S，国际标准刊号：ISSN1007-5739，邮发代号:26-41。

　　超高效液相色谱-串联质谱法虽具有高灵敏度、高选择性和高通量分析的优势，但因普遍存在基质效应而给复杂样品的分析检测带来了不少困扰[13,14]。热带水果富含糖类、维生素等营养物质，在农药残留检测过程中这些物质会干扰提取，降低提取效率，并产生基质效应[15]影响分析结果的准确性。基质效应是指样品中除分析物以外的组分对分析物响应值的影响[16]，降低或消除基质效应从而提高实验分析结果的准确性，现已成为农药残留领域的一个研究热点。目前已有大量文献研究报道了基质效应对农产品测定的影响，但是对热带水果中常规农药的基质效应做系统研究的还未见报道。本试验选择4种典型热带水果，通过QuEChERS与超高效液相色谱-串联质谱联用的方法，研究了热带水果的基质效应对5种常规农药残留检测的影响，以期为热带水果中准确快速的农药残留检测提供参考。

　　1材料与方法

　　实验使用甲醇配制1000μg/mL的5种农药单标溶液作为储备液，保存时间为6个月。继而用甲醇配制10μg/mL的混合标准母液，使用时间为一周内。使用时用甲醇稀释制成系列混合标准溶液，现配现用。 准确称取10.0g匀浆后的水果样品于50mL离心管中，加入20mL乙腈后匀浆2min，加入5g氯化钠和6g无水硫酸镁，涡旋1min后在4000r/min下离心5min，取上清液加1gPSA和3g无水硫酸镁，继续涡旋1min离心5min，取上清液过膜备用。

　　根据国标GB2763-2019中5种农药在水果中的农药最大残留限量，本研究选取其中的最小值0.02mg/kg(即0.01μg/mL)作为最低试验浓度，依次增加5倍和10倍(即0.05μg/mL和0.5μg/mL)来探究农药浓度对基质效应的影响。用不同基质液将10.00μg/mL的混合标准母液配制成0.01、0.05和0.5μg/mL的基质配制标准溶液，每种基质每个浓度做3组平行。根据公式[17]，样品的基质效应ME(%)=B/A×100(A为溶剂标峰面积;B为基质标峰面积)，当ME值大于、小于100%时，则具有基质增强、抑制作用[18,19]。若|ME-1|≤20%，则该基质无基质效应;若20%50%，则该基质有中等或较强基质效应。

　　2结果与分析

　　在仪器最佳工作条件下，用0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2和0.5μg/mL混合标准溶液测定，如表5所示，5种农药在0.005~0.5μg/mL浓度范围内线性关系良好，相关系数R2>0.999，5种农药的检出限(LOD)为0.16~1.12μg/kg，定量限(LOQ)为0.53~4.00μg/kg。5种农药的LOQ都低于国标GB2763-2019中所规定的最低残留限量值，满足国家标准的相关要求。分别以不含5种农药的香蕉、芒果、菠萝、哈密瓜作为空白样品，进行0.01、0.1和1mg/kg3个水平的添加回收试验，结果显示平均回收率为76%~130%，相对标准偏差为0.2%~12.9%(n=5)，表明该方法符合农药残留检测要求。

　　基质为香蕉，浓度为0.01μg/mL时，5种农药的基质效应为65.7%~127.5%，噻唑磷和嘧菌酯无基质效应，戊唑醇为中等基质抑制作用，螺虫乙酯和氯虫苯甲酰胺为中等基质增强作用，戊唑醇的基质效应最强;浓度为0.05μg/mL时基质效应为100.2%~130.3%，其中氯虫苯甲酰胺为中等基质增强作用，其余4种农药无基质效应;浓度为0.5μg/mL时基质效应为126.3%~138.5%，5种农药均呈中等基质增强作用，氯虫苯甲酰胺的基质效应最强。

　　5种农药中，除氯虫苯甲酰胺随浓度的增加其基质效应逐渐增强外，其余农药的基质效应随浓度变化不明显。浓度为0.01μg/mL时，5种农药的基质效应为63.0%~178.8%，戊唑醇为中等基质抑制作用，嘧菌酯和氯虫苯甲酰胺为中等基质增强作用，螺虫乙酯为较强基质增强作用，噻唑磷无基质效应，其中螺虫乙酯的基质效应最强;浓度为0.05μg/mL时基质效应为107.0%~154.7%，氯虫苯甲酰胺为中等基质增强作用，螺虫乙酯为较强基质增强作用，其余3种农药无基质效应，其中螺虫乙酯的基质效应最强;浓度为0.5μg/mL时基质效应为129.1%~150.7%，除螺虫乙酯为较强基质增强作用外，其余农药均为中等基质增强作用，螺虫乙酯的基质效应最强。

　　5种农药中，噻唑磷和氯虫苯甲酰胺随浓度的增加其基质效应逐渐增强，螺虫乙酯随浓度的增加其基质效应逐渐减弱，其余农药的基质效应随浓度变化不明显。基质为菠萝时，从图3可看出当浓度为0.01μg/mL时，5种农药的基质效应为56.6%~137.9%，噻唑磷和嘧菌酯和氯虫苯甲酰胺无基质效应，戊唑醇为中等基质抑制作用，螺虫乙酯为中等基质增强作用，戊唑醇的基质效应最强;浓度为0.05μg/mL时基质效应为96.5%~120.2%，其中氯虫苯甲酰胺为中等基质增强作用，其余4种农药无基质效应;浓度为0.5μg/mL时基质效应为115.3%~131.8%，除螺虫乙酯无基质效应外，其余农药均为中等基质增强作用，嘧菌酯的基质效应最强。5种农药中，除氯虫苯甲酰胺随浓度的增加其基质效应逐渐增强外，其余农药的基质效应随浓度变化不明显。

　　3结论与讨论

　　3.1热带水果与其它果蔬基质效应的比较

　　本实验分别研究了5种农药在热带水果中的基质效应，其与文献报道中的结果存在一定差异。噻唑磷在4种热带水果中的基质效应为97.0%~129.1%，表现为基质增强或无基质效应，而在黄瓜、白菜等17种蔬菜基质中，噻唑磷表现为基质抑制[20]。戊唑醇在热带水果中的基质效应为56.6%~129.9%，表现为基质抑制、基质增强或无基质效应，而在葡萄基质中，戊唑醇表现为无基质效应[21]。螺虫乙酯在热带水果中表现为基质增强或无基质效应，其基质效应为107.1%~178.8%，而在梨、芹菜等果蔬中表现为基质抑制或无基质效应[22]。

　　嘧菌酯和噻唑磷相似，在热带水果中表现为基质增强或无基质效应，其基质效应为100.3%~135.4%，而在香菜、油麦菜等蔬菜基质中同样表现为基质抑制[23]。氯虫苯甲酰胺在热带水果中基质效应为101.7%~138.5%，表现为基质增强或无基质效应，而在胡萝卜、甘薯等35种蔬菜基质中表现为基质抑制或无基质效应[24]。由此可见，本实验测试的4种热带水果基质中，5种测试的农药均表现出基质增强或无基质效应，但是文献报道的其它果蔬基质中则表现为基质抑制或无基质效应。与其它果蔬相比较而言，热带水果富含糖类、维生素及其它特殊的芳香类物质，这些物质的存在可能会导致待测物的离子化效率增强，使得待测物信号增强，从而表现为基质增强作用。

　　3.2水果种类对基质效应的影响

　　本试验采用超高效液相色谱-串联质谱法测定了4种热带水果香蕉、芒果、菠萝和哈密瓜中5种农药的基质效应。试验结果显示，在0.01μg/mL、0.05μg/mL、0.5μg/mL下5种农药在4种热带水果基质中均呈现出不同程度的基质效应。

　　4种基质中，噻唑磷、戊唑醇、螺虫乙酯、嘧菌酯、氯虫苯甲酰胺普遍表现基质增强效应，但不同基质引起的基质效应变化较大，如香蕉基质中螺虫乙酯为中等基质增强效应，其基质效应为112.8%~130.5%，而芒果基质中螺虫乙酯则表现为较强基质增强效应，其基质效应在150.7%~178.8%，这可能与芒果含糖量及含维生素量高有关，也可能与芒果含有极高的维生素A的前体胡萝卜素成分有关[25]。

　　菠萝基质中氯虫苯甲酰胺在低浓度和中浓度均表现为无基质效应，而香蕉基质中氯虫苯甲酰胺在低浓度和中浓度表现为中等基质效应，这可能与两种基质的含水量有关[26]。菠萝100g含水87.1g，香蕉100g含水60g，基质含水量的增加导致基质中共萃物浓度的降低或是影响其基质效应的因素，因此菠萝含水量高于香蕉时，其基质效应也弱于香蕉，这表明基质效应的强弱与水果种类有关。热带水果所含的蛋白质、脂肪、维生素等各种营养物质都会增强基质效应，因此在样品前处理过程中应优化前处理方法，提高净化效率以减少样品中基质组分的含量。同时在测定结果可靠的前提下，可通过稀释样品来降低基质中的共萃物浓度进而减小基质效应。

　　3.3农药种类对基质效应的影响

　　通过本试验可看出，同一基质同一浓度时不同农药的基质效应差异较大。当基质相同，浓度为0.01μg/mL时，除戊唑醇表现为基质抑制效应外，其余农药均呈基质增强效应，其中螺虫乙酯最高、嘧菌酯和氯虫苯甲酰胺次之、噻唑磷最低，这可能农药的结构性质有关。戊唑醇为三唑类农药，结构主链上含有羟基(酮基)、取代苯基和1,2,4-三唑基团[27]。螺虫乙酯作为螺环季酮酸类化合物[28]，可能因其具有独特的螺环结构而受基质效应的影响显著高于其它类型的农药，其影响机理还有待进一步研究。

　　戊唑醇在同一基质时都呈现低浓度基质抑制，高浓度基质增强，而其余农药也在同一基质的不同浓度呈现不同的基质效应。农药浓度不同时基质相对目标化合物的浓度不同，离子化时争夺离子的能力就不同，因此产生基质效应的程度也不同，这表明基质效应的强弱与农药浓度有关。在日常检测工作中，针对基质效应较强的农药，建议采用基质匹配标准品进行定量检测，以保证检测结果的准确性。本研究为热带水果中农药的定量、定性分析提供了依据。

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　　作者：赵婧1,2，何燕2，钱兵2,3，张月2，韩丙军2，彭黎旭4

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