石榴(Pnnica granatum L.)属于石榴属(Punica L.)植物，落叶灌木或小乔木，是一种集生态、经济、社会效益及观赏价值与保健功能于一身的优良果树[1-6]。新疆石榴主要产于南疆的喀什、和田等地区，主要品种有喀什石榴、皮亚曼石榴等[7-8]。喀什地区夏季气候条件对石榴的生长发育有利，使得喀什石榴果实大而皮薄、营养丰富、耐贮藏[5,9-10]。有研究发现石榴具有抗氧化和抗炎症的功效，种植面积也在逐年扩大[11-12]。与此同时，农药的使用问题被更多地关注和重视。

目前常用于农残检测的方法有液相、气相、液质、气质。前处理方法主要有液液萃取、固相萃取[13-15]，不过，这些检测方法均有明显的不足之处。例如：气相色谱法灵敏度低，气相色谱-质谱法易出现假阳性结果等。QuEChERS[16-17]是目前应用较为广泛的一种检测方法，其因高效、便捷、省时、试剂使用量少的显著优势深受推荐。QuEChERS技术基于吸附原理，将吸附剂加入样品提取液中，通过涡旋振荡与基质干扰物充分接触，将干扰物吸附在吸附剂上，达到样品净化的目的[18]。关于石榴中的前处理报道较少，由于样品含丰富的色素和矿物质，还有较多的易挥发性物质，存在明显的基质干扰效应[19-21]。

本文在QuEChERS方法的基础上，优化了净化步骤，并与三重四极杆气质联用，检测70种农药时方法回收率较好，可应用于此类样品的农药残留检测。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

丙酮、乙腈、正己烷(色谱纯)，美国Fisher公司；结晶乙酸钠(分析纯)，天津市盛奥化学试剂有限公司；无水硫酸镁(分析纯)，上海麦克林生化科技有限公司；石墨化碳(carbon-graphitized carbon，carbon-GCB)，上海安谱实验科技股份有限公司；C18吸附剂，安捷伦科技(中国)有限公司；乙二胺-N-丙基硅烷(primary-secondary amine，PSA)，美国Agela公司。

70种农药标准品的浓度均为1 000 μg/mL(农业部环境质量监督检验测试中心)。根据标准品的溶解度选用正己烷、丙酮溶剂配制，参照GB/T 23200.113—2018和GB 23200.8—2016方法，根据定量限的不同配成9组20 μg/mL的标准储备溶液[22]，避光存放于-18 ℃冰箱中。

基质匹配标准溶液：用阴性空白样品提取液配制质量浓度为0.005、0.01、0.05、0.1、0.5、1.0 μg/mL的混合标准溶液，经0.22 μm微孔膜过滤后供仪器分析。

1.2 仪器与设备

TSQ9000气相色谱-三重四极杆串联质谱联用仪，美国Thermo Fisher；BSA2202S电子天平，德国Sartorius公司；K15高速离心机，美国Sigma公司；MS3涡旋混匀器，德国IKA公司；超声波仪，昆山市超声仪器有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 色谱条件

色谱柱：TG-5MS(30 m×0.32 mm×0.25 μm)；进样口温度270 ℃；进样体积1.0 μL；载气：高纯氦气(99.99%)；进样方式：不分流进样；流速1.0 mL/min。色谱柱升温程序：柱温40 ℃，保持1.5 min，以25 ℃/min升至180 ℃，保持1.5 min，以20 ℃/min升至280 ℃，保持6.4 min。

1.3.2 质谱条件

离子源：电子轰击(electron impact ionization, EI)源；数据采集模式：单离子检测扫描(single ion monitoring, SRM)模式；离子源温度300 ℃；传输线温度280 ℃；溶剂延迟5 min；碰撞气：氩气；电离能量70 eV。

1.3.3 样品前处理

称取10.00 g(精确至0.01 g)样品于50 mL具塞离心管中，加入3 mL水，再加入10 mL(1.0%体积分数乙酸+乙腈)，涡旋混匀1 min。样品冷冻10 min后，加入3.0 g无水MgSO4、1.0 g结晶CH3COONa，迅速加盖涡旋混匀1 min，冰水浴超声提取30 min，于9 500 r/min 低温离心3 min。冷冻10 min后，取6.0 mL上清液，移入含1 000 mg MgSO4、600 mg PSA、150 mg C18、40 mg GCB的15 mL具塞离心管中，涡旋混匀1 min，以9 500 r/min低温离心1 min，上清液经0.22 μm有机滤膜过滤后，供气相色谱-质谱联用仪测定。

2 结果与分析

2.1 仪器条件优化

2.1.1 色谱条件

将进样口温度调至270 ℃，考虑到有些化合物在高温下易分解[23-24]。程序升温的设定不仅会影响到目标化合物的保留时间和峰形，最重要的是还会影响到离子化效率，从而影响灵敏度。由于目标化合物组分较多，为了在大批量检测工作中节省时间，故选用内径为0.32 mm的中等极性色谱柱，其柱容量更大，优化后的最佳升温程序可大大缩短进样时间，还可以改善其峰形。

2.1.2 质谱条件

将70种农药配制成2.0 μg/mL的混合标准溶液。农药化合物种类多，结构差异性大，将混合标准溶液进行AUTO SRM采集得到总离子流图(图1)。优化方法，选择合适的母离子及碰撞能量，再进行二级裂解，挑选3对合适的离子和碰撞能量。

2.2 提取溶剂的选择

分析农残最常用的提取溶剂有：甲醇、乙酸乙酯、正己烷、丙酮、乙腈、石油醚等，石油醚毒性较大；正己烷对油脂类易被共萃取，但对极性大的农药很难提取出来，丙酮与水互溶，容易带入水分对仪器以及毛细管色谱柱造成损害；乙腈对农药的溶解性较好，对油脂和色素等溶解性较小，提取效率最好，同时乙腈对样品基质有较强的穿透力，从而能够获得较高的回收率。因此，选定乙腈为70种农药的提取溶剂。同时，由于70种农药的稳定性不同，为获得最大的提取效率，考察加入乙酸对提取效果的影响。本文以喀什石榴为样品基质，在0.05 mg/kg加标水平下对70种目标农药的加标回收率实验，结果显示，在提取剂乙腈中添加1.0%(体积分数)的乙酸，70种农残平均回收率较好，而仅用乙腈作为提取溶剂时，发现平均回收率比加入1.0%的乙酸低，其原因在于部分农药在乙腈中不太稳定，加入1.0%的乙酸，使有些目标化合物在酸性条件下抑制了羧基在溶液中电离成离子形态，从而提高了回收率。从图2可以看出，乙酸的添加量在1.0%时，回收率最高，之后呈下降趋势(P<0.05),因此确定添加1.0%乙酸的乙腈作为最终的提取剂(图2)。

2.3 吸附剂的选择优化

石榴样品基质中含有大量色素、挥发性物质等，在提取目标物时，这些物质易与待测目标物一并提取出来，形成复杂的背景干扰和基质效应，若不进一步净化，基质效应的干扰会影响到检测结果的准确性。QuEChERS常用的吸附剂有PSA、C18、GCB等。PSA具有弱的阴离子交换能力，可除去脂肪酸、部分有机酸等；C18则在排除非极性杂质方面效果良好；GCB对色素有强烈的吸附作用。本文以石榴样品为基质，在0.05 mg/kg加标水平下考察了这3种吸附剂。

2.3.1 PSA添加量的选择

在上述优化结果的基础上，以新疆石榴为试验对象，在6 mL提取液中分别添加100、200、300、600、1 000 mg PSA比较回收效果。结果表明，随着PSA的加入，提取液颜色逐渐变浅，70种农药的平均回收率也逐渐增高，这与PSA能除去样品的中糖分有关。当添加量为600 mg时，平均回收率达到92%，继续增加PSA的用量对回收率有负面的影响。故当提取液为6 mL时，PSA的添加量为600 mg较为合适，即PSA相对于提取液的添加质量浓度为100 mg/mL，回收率最高，之后呈下降趋势(P<0.05)(图3)。

2.3.2 C18添加量的选择

在上述优化结果的基础上，以石榴为试验对象，在6 mL提取液中分别添加50、100、150、200、400 mg的C18比较回收效果。结果表明，当经C18的添加量为150 mg时，样品较干净基质干扰减少，70种农药的平均回收率达到最佳，平均回收率为94%。故当提取液为6 mL时，C18的添加量为150 mg较为合适，即C18相对于提取液的添加浓度为25 mg/mL，回收率最高，之后呈下降趋势(P<0.05)(图4)。

2.3.3 GCB添加量的选择

在上述优化结果的基础上，以石榴为试验对象，在6 mL提取液中分别添加5、10、20、40、60 mg的GCB比较回收效果。实验结果表明，GCB能有效去除石榴中的色素，使样品更加澄清，从而减小对仪器的污染，当GCB添加量为40 mg时回收率较好，平均回收率为89%，但GCB添加量逐渐增大时，其回收率明显降低。故当提取液为6 mL时，GCB的添加量为40 mg较为合适，即GCB相对于提取液的添加质量浓度为6.7 mg/mL，回收率最高，之后呈下降趋势(P<0.05)(图5)。

综上，本文最终确定以无水PSA、C18、GCB混合作为吸附剂，其添加质量浓度分别为100、25、6.7 mg/mL。

2.4 基质效应

基质效应会对分析方法的重复性、灵敏度、准确度等产生影响，在使用EI源时更为突出，主要表现为对目标化合物的离子增强作用。基质效应=基质匹配校准曲线的斜率/溶剂标准校准曲线的斜率，比值越接近1，则基质效应越小，反之亦然。以喀什石榴为样品的基质效应(表1)。实验结果表明，石榴基质效应以增强为主，其中毒死蜱、腐霉利、丙溴磷、六六六、敌敌畏、溴氰菊酯比值在0.25～0.76有较强的基质增强效应。吡唑醚菌酯、氧乐果、苯醚甲环唑、甲胺磷比值在1.09～1.69。通常采用的基质效应消除方法有3种，一是通过稀释净化，二是采用基质匹配标准溶液做校准曲线，三是采用内标法进行校正。本文使用基质匹配标准曲线的方法来消除基质效应。

2.5 方法学验证

2.5.1 检测方法的线性范围、检出限

采用阴性石榴做空白基质将农药混合标准溶液稀释成0.005、0.01、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0 μg/mL的标准工作液，以农药的质量浓度对应得定量离子色谱峰的面积，绘制标准曲线。以3倍的S/N计算检测方法的检出限，70种农药在0.005～1.0 μg/mL线性关系良好，相关系数R2>0.995，结果如表1所示。

2.5.2 加标回收和精密度

向空白样品中分别加0.01、0.05、0.1 mg/kg的混合标准溶液，依1.3.3处理样品，每个水平做5个平行。按上述优化好的方法进行测定，基质匹配外标法定量，计算平均回收率和精密度。结果所有农药的回收率均为71.6%～107.5%，精密度<11.2%，方法回收率和精密度符合农药残留分析要求，如表2所示。

2.6 实际样品测定

应用该分析方法和GB 23200.113—2018方法对市场采购的皮亚曼石榴，喀什甜石榴、喀什酸石榴进行检测。在1个石榴样品中检出氯氰菊酯农药残留，其余均未检出。对2种加标样品结果表明2种方法的检测结果相近。

3 结论

建立了气相色谱串联三重四极杆质谱法测定石榴中农药残留的方法，与国家标准GB 23200.113—2018和通用的方法相比，由于目标化合物组分较多，为了在大批量检测工作中节省时间，故选用柱容量更大的内径为0.32 mm的中等极性色谱柱，选用外标法进行试验。此外优化了净化步骤和单离子检测扫描模式，从而能减少了基质干扰，提高方法灵敏度。由于部分农药在乙腈中不太稳定，仅用乙腈作为提取溶剂时，发现平均回收率比加入1.0%(体积分数)的乙酸低，因此溶剂中加入了1.0%的乙酸。本方法准确、便捷，为同类产品的安全生产、有机产品申请和新疆本土特色食品名牌打造提供技术支持。

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Determination of 70 kinds of pesticide residues in Kashi pomegranate by QuEChERS-gas chromatography-triple quadrupole mass spectrometry

YUMAIER Abulimiti1,CAO Xu2,CUI Zhichao1,YUSUF Abdullah1*

1(College of Chemistry and Environmental Science, Laboratory of Xinjiang Native Medicinal and Edible Plant Resources Chemistry, Kashi University, Kashi 844000, China)2(Xinjiang Academy of Analysis and Testing, Urumqi 830000, China)

ABSTRACT To establish a method for the simultaneous determination of 70 kinds of pesticide residues in three varieties of Kashi pomegranate by QuEChERS-gas chromatography-triple quadrupole mass spectrometry.Three varieties of Kashi pomegranate were extracted and purified by optimized QuEChERS procedure, gas-mass spectrometry conditions were established based on the characteristic fragment ions of 70 pesticide residues.The detection was carried out in multiple reaction monitoring mode, and the matrix matching external standard method was used for quantitative analysis.The results showed that the 70 kinds of pesticide residues had a good linear relationship in the range of 0-1.0 μg/kg, and the correlation coefficient was greater than 0.995.The limit of detection was 0.005-0.02 mg/kg. Totally 70 pesticide residues ranged from 76.4% to 108% in 0.01mg/kg; ranged from 75.4%-107%in 0.05 mg/kg; ranged from 71.6%-108%in 0.1mg/kg. The relative standard deviation (RSD) was 0.2%-11.2% (n=5) and the difference was statistically significant (P<0.05).This method is easy, simple, fast, efficient and has good repeatability and stability, which can be used for the quantitative detection and qualitative identification of pesticide residues in multi pigment sample such as Kashi pomegranate with high sugar content and large interference.

Key words kashi pomegranate; QuEChERS; gas chromatography-triple quadrupole mass spectrometry; pesticide residues

第一作者：硕士，讲师(阿卜杜拉·玉苏普副教授为通信作者，E-mail:kashidaxue_abudula@163.com)

基金项目：新疆特色药食用植物资源化学实验室2020年度开放课题(KSUZDSYS202005)

收稿日期：2022-02-17，改回日期：2022-03-18

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031175

引用格式:阿不力米提·玉麦尔，曹续，崔智超，等.QuEChERS-气质联用仪测定喀什石榴中70种农药残留[J].食品与发酵工业,2022,48(14):263-271.YUMAIER Abulimiti,CAO Xu,CUI Zhichao, et al.Determination of 70 kinds of pesticide residues in Kashi pomegranate by QuEChERS-gas chromatography-triple quadrupole mass spectrometry[J].Food and Fermentation Industries,2022,48(14):263-271.