CN113376275A - 一种检测植物源性食物中氟砜灵及其代谢物残留量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测植物源性食物中氟砜灵及其代谢物残留量的方法，该方法将植物源性食物试样经振荡萃取后，以碳化钛多层纳米片作为净化剂分散固相萃取净化，采用超高效液相色谱‑串联质谱测定试样中氟砜灵及其代谢物的残留量。通过优化样品前处理方法和仪器检测条件，前处理过程简单、快速，操作准确、灵敏度高、重复性好；样品回收率可达102.9％，相对标准偏差(RSD)小于6.0％。

Description

一种检测植物源性食物中氟砜灵及其代谢物残留量的方法

技术领域

本发明属于农药残留量测定技术领域，具体涉及一种检测植物源性食物中氟砜灵及其代谢物残留量的方法。

背景技术

农药残留量问题食品安全性问题中的重要组成部分，食品中农药残留量指标是各国食品质量控制中的重要内容。现有的农药残留的测定方法，一般是将QuEChERS方法进一步优化前处理方法，以降低样品基质对于仪器分析的影响。QuEChERS系列方法中分散固相净化剂起关键作用，常见的净化剂是N-丙基乙二胺键合固相吸附剂，或以N-丙基乙二胺(PSA)为主，与石墨化炭黑(GCB)、C18、中性氧化铝中的1～2种混合使用，以提高净化效率、改善净化效果或调整方法适用的目标物范围。如专利CN112305131A公开了一种动物源性食品中农药残留的GC-Orbitrap-MS筛查分析方法，以伯仲胺、石墨化炭黑、C18、无水硫酸镁、EMR-Lipid、Discovery DSC-18、ENVI-Carb、Z-Sep+和Z-Sep中至少一种为净化剂，色谱-质谱联用检测动物源性食品中的农药残留含量；其中，以C18和无水硫酸镁的混合物作为净化剂，使用外标法定量，实现了动物源性食品中198种农药残留的确证及定量分析。但专利中也未公开能适用于同时测定植物源性食物中氟砜灵及其代谢物残留量的检测方法。

氟砜灵作为一种非熏蒸性杀线虫剂，对多种植物寄生线虫有防治作用，毒性低，如对有益和非靶标生物低毒，是许多氨基甲酸酯和有机磷类杀线虫剂等的“绿色”替代品。氟砜灵在植物体内容易降解为氟砜灵代谢物(3,4,4-三氟丁-3-烯-1-磺酸)。与动物源性食品中相比，在植物源性食物中的色素及植物组织的其他共萃物(脂肪酸、磷脂等)容易干扰测定结果。目前未见关于同时测定植物源性食物中氟砜灵及其代谢物残留量的文献报道。

因此，开发一种高效检测植物源性食物中氟砜灵及其代谢物残留量的方法具有重要的研究意义和应用价值。

发明内容

为克服现有技术中未见关于同时测定植物源性食物中氟砜灵及其代谢物残留量的方法，本发明的目的在于提供一种检测植物源性食物中氟砜灵及其代谢物残留的方法。该方法通过振荡萃取植物源性食物试样中的氟砜灵及其代谢物，萃取液经碳化钛多层纳米片和无水硫酸镁分散固相萃取净化后，以超高效液相色谱-串联质谱测定氟砜灵及其代谢物残留量。该方法操作简单，能快速、准确检测植物源性食物中氟砜灵及其代谢物残留量，测定结果准确、测定干扰少。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种检测植物源性食物中氟砜灵及其代谢物残留量的方法，包括以下步骤：

S1提取：将植物源性食物试样与提取溶剂和提取盐混合得到混合液，经振荡提取得到萃取液；

S2净化：将S1得到的萃取液与净化剂混合进行净化，经过滤得到待检样液；

S3检测：采用超高效液相色谱串联质谱检测基质混合标准工作溶液和待检样液，采用外标法计算得到植物源性食物中氟砜灵及其代谢物的残留量；

其中，所述净化剂为碳化钛多层纳米片。

本发明针对植物源性食物中氟砜灵及其代谢物进行检测，对QuEChERS方法进一步优化，优化了样品前处理方法和仪器检测条件。具体地，在前处理过程中，使用碳化钛多层纳米片作为净化剂。一方面，相比于以多壁碳纳米管、N-丙基乙二胺(PSA)或C18作为净化剂，碳化钛多层纳米片具有较大的长径比、高比表面积和较多的活性位点，可有效避免紧密堆积、提高吸附性能、缩短净化时间，萃取效率高；另一方面，碳化钛多层纳米片可以最大程度除去不同基质中的干扰，而在提取液中不易吸附目标物，且能对植物源性食物中的色素及植物组织的其他共萃物(脂肪酸、磷脂等)起到很好的吸附净化作用，避免了样品浓缩、净化过程造成的待测农药组分损失。

本发明中的方法通过将植物源性食物试样经振荡萃取后，以碳化钛多层纳米片作为净化剂分散固相萃取净化，然后采用超高效液相色谱-串联质谱测定氟砜灵及其代谢物的残留量。本发明中的方法前处理过程简单、快速，具有操作准确、灵敏度高及重复性好的优点；其检测相关系数大于0.995，氟砜灵及其代谢物的回收率可达102.9％，相对标准偏差(RSD)小于6.0％。

优选地，所述植物源性食物包括烟叶、茶叶、坚果或谷物中的至少一种。

应当说明的是，氟砜灵代谢物为3,4,4-三氟-3-烯-1-磺酸。

优选地，S1中植物源性食物试样在与提取溶剂和提取盐混合之前，加入水进行充分浸润。

优选地，S1中所述提取溶剂为乙腈、含1％甲酸的乙腈溶液或含1％乙酸的乙腈溶液中的一种。

进一步优选地，S1中所述提取溶剂为含1％甲酸的乙腈溶液。

优选地，S1中所述提取盐为无水硫酸镁和氯化钠的混合物。

优选地，S1中所述植物源性食物试样与提取溶剂的体积质量比为4～6mL/mg。

优选地，S1中所述植物源性食物试样与提取盐的质量比为2～3。

优选地，S1中将植物源性食物试样与提取溶剂和提取盐混合后进行涡旋振荡，在温度为0～10℃、转速为2000～5000r/min条件下，振荡离心3～10min得到所述萃取液。

进一步优选地，S1中的提取步骤为：将植物源性食物试样用水充分浸润；再与提取溶剂混合后振荡离心；然后再与提取盐混合后进行涡旋振荡，得到萃取液。

优选地，S2中所述碳化钛多层纳米片的片径为2～10μm，厚度为100～200nm。

优选地，S2中所述碳化钛多层纳米片和萃取液的质量体积比为20～30mg/mL。

优选地，S2中，将S1中得到的萃取液与净化剂混合进行净化，净化过程中还添加有无水硫酸镁进行除水，碳化钛多层纳米片和无水硫酸镁的质量比为1～2:1。

优选地，S2中将所述萃取液与净化剂混合后进行涡旋实现净化，在温度为0～10℃、转速为2000～10000r/min条件下，振荡离心3～10min；采用0.45μm滤膜进行过滤后得到待检样液。

优选地，S3中所述超高效液相色谱的色谱条件为：流动相：流动相A为乙腈，流动相B为0.1％甲酸水溶液；采用梯度洗脱。

进一步优选地，S3中所述梯度洗脱程序为：

优选地，S3中所述质谱的检测条件为：氟砜灵采用正离子扫描模式，氟砜灵代谢物采用负离子扫描模式；采用电喷雾离子源(ESI)；以多反应监测(MRM)模式检测。

进一步优选地，S3中所述MRM模式的检测参数为：

*定量离子

本发明中，以乙腈和0.1％甲酸水溶液作为流动相进行梯度洗脱，并控制梯度洗脱程序，使得氟砜灵及其代谢物能实现有效分离；配合特定的质谱检测条件，对仪器检测条件进行优化，使最终氟砜灵及其代谢物的检测结果准确、可靠，样品回收率高。

优选地，S3中所述基质混合标准工作溶液采取以下步骤配制：采用S1、S2步骤制备得到空白样品基质溶液；将氟砜灵及其代谢物标准品用甲醇稀释并最终配制成具有浓度梯度的标准工作溶液；将标准工作溶液与空白样品基质溶液混合，配制成具有浓度梯度的基质混合标准工作溶液。

进一步优选地，所述基质混合标准工作溶液浓度分别为0.004μg/mL，0.01μg/mL，0.02μg/mL，0.04μg/mL，0.1μg/mL，0.2μg/mL，绘制标准曲线。

优选地，以外标法进行残留量的定量分析，对待检样液进行测定，测得氟砜灵及其代谢物色谱峰面积，代入标准曲线，求得试样中氟砜灵及其代谢物的残留量。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明将植物源性食物经振荡萃取后，以碳化钛多层纳米片作为净化剂分散固相萃取净化后，采用超高效液相色谱-串联质谱测定试样中氟砜灵及其代谢物的残留量。通过优化样品前处理方法和仪器检测条件，前处理过程简单、快速，操作准确、灵敏度高、重复性；氟砜灵及其代谢物的回收率可达102.9％，相对标准偏差(RSD)小于6.0％。

(2)本发明以碳化钛多层纳米片作为净化剂，缩短了净化时间、萃取效率高，又能对植物源性食物中的色素及植物组织的其他共萃物(脂肪酸、磷脂等)起到很好的吸附净化作用，避免了样品浓缩、净化过程造成的待测农药组分损失，使实验操作更加简单、快捷。

附图说明

图1为实施例1中测定方法流程图；

图2为实施例1中空白烟叶加标样品(2mg/kg)中的氟砜灵及其代谢物的选择离子色谱图。

具体实施方式

下面结合实施例进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下例实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域常规条件或按照制造厂商建议的条件；所使用的原料、试剂等，如无特殊说明，均为可从常规市场等商业途径得到的原料和试剂。本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

下述实施例中仪器和试剂信息如下：

(1)试剂：农药标准品氟砜灵(德国Dr.Ehrenstorfer)，代谢物3,4,4-三氟丁-3-烯-1-磺酸(Adama Makhteshim，纯度≥98.5％)；甲醇：农残级；甲酸(纯度≥99.0％)：色谱纯；乙腈：农残级；无水硫酸镁：质谱纯；NaCl：质谱纯；碳化钛多层纳米片(片径为2～10μm，厚度为100～200nm；南京先丰纳米材料科技有限公司)；PSA(40mm)采购自Supelco(Bellefonte，PA，USA)；MWCNTs，采购自中国科学院成都有机化学有限公司；C18采购自美国Agilent公司。

(2)仪器：超高效液相色谱串联质谱仪(UPLC-MS/MS，美国Waters公司)；涡旋仪(德国IKA公司)；AE 163电子天平(感量：0.0001g)，AE 166电子天平(感量：0.01g)(瑞士Mettler公司)。

(3)空白样品(烟叶、茶叶)基质溶液的制备：称取2.0g研磨后的空白样品(不含氟砜灵及其代谢物的烟叶、茶叶)于50mL具盖离心管中，加入10mL水，静置10min直至样品被水充分浸润；移取10mL的含1％甲酸的乙腈溶液至离心管中，以2000r/min速率振荡3min；然后向离心管中加入4g无水硫酸镁和1g氯化钠，立即于漩涡混合振荡仪上，以2000r/min速率振荡3min，上清液即为萃取液；移取萃取液1.0mL于2mL的离心管中(内分散有碳化钛多层纳米片20mg，无水硫酸镁20mg)，立即于漩涡混合振荡仪上以2000r/min速率振荡3min；随后10000r/min离心3min；将所得上清液过0.45μm的有机相滤膜，所得滤液即空白样品基质溶液。

(4)标准工作溶液的配制：分别称取10mg氟砜灵及其代谢物标准品至不同的10mL容量瓶中，用甲醇稀释定容，制得1.0mg/mL的标准储备液；分别移取以上两种单一标准储备液1.0mL于100mL容量瓶中，用甲醇稀释定容至刻度；配得混合标准储备液(10μg/mL)；分别移取混合标准储备液20μL，50μL，100μL，200μL，500μL及1000μL到6个10mL容量瓶中，用乙腈定容；配制的各标准工作溶液的浓度分别为0.02μg/mL，0.05μg/mL，0.1μg/mL，0.2μg/mL，0.5μg/mL，1.0μg/mL；分别移取上述标准工作溶液200μL和200μL空白样品基质溶液混合，并加入600μL超纯水；配置的各基质混合标准工作溶液浓度分别为0.004μg/mL，0.01μg/mL，0.02μg/mL，0.04μg/mL，0.1μg/mL，0.2μg/mL，现配现用。将配制好的不同浓度的标准工作溶液采用超高效液相色谱串联质谱法进行检测分析，并对氟砜灵及其代谢物定量离子峰面积(y)和其浓度(x)进行线性回归分析，得到标准曲线。

实施例1

本实施例提供一种测定植物源性食物中氟砜灵及其代谢物残留量的方法，以烘干后的烟叶或茶叶样品为待测样品，测定流程如图1所示，具体包括以下步骤：

S1提取：样品干燥粉碎，过筛。准确称取2.0g样品(精确至0.01g)于50mL具塞离心管中，加入10mL水，静置10min直至样品被水充分浸润；移取10mL的含1％甲酸的乙腈溶液至离心管中，以2000r/min速率振荡3min；然后向离心管中加入4g无水硫酸镁和1g氯化钠，立即于漩涡混合振荡仪上以2000r/min速率振荡3min，上清液即为萃取液。

S2净化:移取S1中的萃取液1.0mL于2mL的离心管中(内分散有碳化钛多层纳米片20mg，无水硫酸镁20mg)，立即于漩涡混合振荡仪上，以2000r/min速率振荡3min。随后10000r/min离心3min。将上清液过0.45μm的有机相滤膜。移取200μL滤液，加入200μL乙腈和600μL超纯水稀释，得待测液。

S3检测：用超高效液相色谱串联质谱法进行检测，以外标法进行定量分析。对待检样液进行测定，测得氟砜灵及其代谢物色谱峰面积，代入标准曲线，即得样品中氟砜灵及其代谢物的残留量。

色谱条件：色谱柱：ACQUITY UPLC BEH C18(100mm×2.1mm，1.7μm)；流动相：流动相A为乙腈，流动相B为0.1％甲酸水溶液；流速：0.3mL/min；柱温：40℃；进样量：2μL；梯度洗脱，洗脱程序见表1。

表1梯度洗脱程序

时间(min)	流动相A(％)	流动相B(％)
			0	10	90
2	10	90
			4	100	0
7	100	0
			7.1	10	90
9	10	90

质谱条件：氟砜灵采用正离子扫描模式，氟砜灵代谢物采用负离子扫描模式；电喷雾离子源(ESI)；离子源温度150℃；毛细管电压：2.4kV；锥孔气流量：60L/h；脱溶剂气流量：650L/h；脱溶剂气温度：350℃；以多反应监测(MRM)检测模式采集；MRM质谱参数见表2。

表2 MRM质谱参数

*定量离子

在空白样品(烟叶、茶叶)基质溶液中分别加入0.05mg/kg、0.5mg/kg、2mg/kg的氟砜灵及其代谢物标准工作溶液，经过萃取净化后注入UPLC-MS/MS(超高效液相串联质谱仪)记录色谱图；以产生3倍信噪比(S/N＝3)的浓度作为方法检测限(LOD)，产生10倍信噪比(S/N＝3)的浓度作为方法定量限(LOQ)；并按照加标量和测定值计算其回收率，结果见表3。

图2为空白烟叶加标2mg/kg氟砜灵及其代谢物样品的选择离子色谱图，从图中可看出，色谱峰无杂质干扰，说明本发明中采用的方法特异性较好。由表3可以看出，检测的相关系数大于0.995；检测限为3.3～7.6μg/kg，定量限为11.1～24.3μg/kg；氟砜灵及其代谢物的回收率为91.8％～102.9％，相对标准偏差(RSD)小于6.0％，证明本发明中的方法的灵敏度高、回收率高、重复性好。

表3加标回收率和重复性(n＝5)

对比例1

以PSA取代实施例1中的碳化钛多层纳米片作为净化剂，空白烟叶基质溶液中添加氟砜灵及其代谢物的含量均为2.0mg/kg，采用实施例1中的前处理和检测方法进行测定分析。其加标回收率结果如表4所示。

表4对比例1加标回收率

对比例2

以MWCNTs取代实施例1中的碳化钛多层纳米片作为净化剂，空白烟叶基质溶液中添加氟砜灵及其代谢物的含量均为2.0mg/kg，采用实施例1中的前处理和检测方法进行测定分析。其加标回收率结果如表5所示。

表5对比例2加标回收率

对比例3

以C18取代实施例1中的碳化钛多层纳米片作为净化剂，空白烟叶基质溶液中添加氟砜灵及其代谢物的含量均为2.0mg/kg，采用实施例1中的前处理和检测方法进行测定分析。其加标回收率结果如表6所示。

表6对比例3加标回收率

由对比例1～3结果可知，本发明中以碳化钛多层纳米片作为净化剂，并结合优化的检测条件，相比于PSA、MWCNTs或C18，更适用于植物源性食物样品中氟砜灵及其代谢物残留量的测定，氟砜灵及其代谢物的回收率更高。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种检测植物源性食物中氟砜灵及其代谢物残留量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1提取：将植物源性食物试样与提取溶剂和提取盐混合，经振荡提取得到萃取液；

S2净化：将S1得到的萃取液与净化剂混合进行净化，经过滤得到待检样液；

S3检测：采用超高效液相色谱串联质谱检测基质混合标准工作溶液和待检样液，采用外标法计算得到植物源性食物试样中氟砜灵及其代谢物的残留量；

其中，所述净化剂为碳化钛多层纳米片。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，S1中所述植物源性食物包括烟叶、茶叶、坚果或谷物中的至少一种；所述提取溶剂为乙腈、含1％甲酸的乙腈溶液或含1％乙酸的乙腈溶液中的一种；所述提取盐为无水硫酸镁和氯化钠的混合物。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，S1中所述植物源性食物试样与提取溶剂的体积质量比为4～6mL/mg；植物源性食物试样与提取盐的质量比为2～3。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，S1中将植物源性食物试样与提取溶剂和提取盐混合后进行涡旋振荡，在温度为0～10℃、转速为2000～5000r/min条件下，振荡离心3～10min得到所述萃取液。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，S2中所述碳化钛多层纳米片的片径为2～10μm，厚度为100～200nm。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，S2中，将S1中得到的萃取液与净化剂混合进行净化，所述碳化钛多层纳米片和萃取液的质量体积比为20～30mg/mL；净化过程中还添加有无水硫酸镁，碳化钛多层纳米片和无水硫酸镁的质量比为1～2:1。

7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，S2中将萃取液与净化剂混合后进行涡旋实现净化，在温度为0～10℃、转速为2000～10000r/min条件下，振荡离心3～10min；采用0.45μm滤膜进行过滤后得到所述待检样液。

8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，S3中所述超高效液相色谱的色谱条件为：流动相：流动相A为乙腈，流动相B为0.1％甲酸水溶液；采用梯度洗脱。

9.根据权利要求1所述方法，其特征在于，S3中所述质谱的检测条件为：氟砜灵采用正离子扫描模式，氟砜灵代谢物采用负离子扫描模式；采用电喷雾离子源；以多反应监测模式进行检测。

10.根据权利要求1所述方法，其特征在于，S3中所述基质混合标准工作溶液采取以下步骤配制：采用S1、S2步骤制备得到空白样品基质溶液；将氟砜灵及其代谢物标准品用甲醇稀释并最终配制成具有浓度梯度的标准工作溶液；将标准工作溶液与空白样品基质溶液混合，配制得到具有浓度梯度的基质混合标准工作溶液。

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