大米是全球消費量最大的食品之一。為提高作物產(chǎn)量，人們往往在大米的生產(chǎn)過程中使用多種農(nóng)藥，以控制雜草與病蟲害的影響。由于法律、氣候與生產(chǎn)系統(tǒng)的差異，稻作物所使用的農(nóng)藥通常具有國家/地區(qū)特點。除影響大米品質(zhì)之外，大米的農(nóng)藥殘留還威脅到一般消費者的身體健康。為規(guī)避健康風險，大米中農(nóng)藥殘留水平的監(jiān)測便顯得尤為重要。包括中國、美國、巴西、印度、日本和歐盟在內(nèi)的眾多國家和地區(qū)已就食品與飼料（含大米）的農(nóng)藥最大殘留限量（MRL）作出規(guī)定。根據(jù)歐盟制定的農(nóng)藥最大殘留限量標準，大米中的農(nóng)藥殘留主要介于10μg/kg-8,000μg/kg 之間，具體取決于農(nóng)藥品種。如測定的大米農(nóng)藥殘留較低，需采用靈敏度、選擇性與準確度較高的分析方法。農(nóng)藥多殘留分析能夠單次測定多種農(nóng)藥的殘留水平，而鑒于大米生產(chǎn)過程中可能使用多種農(nóng)藥，這將是最為有效的一種方法。傳統(tǒng)上主要通過氣相色譜法/質(zhì)譜分析法（GC/MS） 分析農(nóng)藥殘留的情況，但氣相色譜法卻并不適用于離子化合物與極性化合物，尤其是在進樣口處于熱不穩(wěn)定狀態(tài)的化合物。液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（LC/MS/MS）的選擇性與靈敏度較高，同時在多種樣品基質(zhì)中適用的化合物范圍較廣，現(xiàn)已成為農(nóng)藥殘留分析的優(yōu)選方法。
包括大米在內(nèi)的食品樣品中，多殘留分析物目前已廣泛采用QuEChERS提取方法進行分析。本研究結(jié)合修改后的QuEChERS提取方法與LC/MS/MS技術(shù)，提出分析速度更快、靈敏度與選擇性更高的農(nóng)藥多殘留分析方法，對大米樣品中200余種農(nóng)藥進行分析。通過QSight三重四極桿質(zhì)譜儀的時間管理型MRM™，可為目標分析物自動生成多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）轉(zhuǎn)換的最佳駐留時間。正如本研究中大米樣品的農(nóng)藥多殘留分析結(jié)果所示，這不僅可縮短方法制定的時間，還可改善數(shù)據(jù)質(zhì)量與分析性能。
實驗
硬件/軟件
農(nóng)藥的色譜分離由珀金埃爾默UHPLC系統(tǒng)完成，分析物測定則由珀金埃爾默QSight 220三重四極桿質(zhì)譜檢測器與雙離子源進行。所有儀器控制、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理皆采用Simplicity 3Q™軟件進行。
方法
樣品制備
農(nóng)藥標準品來自于ULTRA® Scientific（羅得島州北金斯敦）。大米樣品則從加拿大安大略省的當?shù)仉s貨店購得。檢測的大米樣品包括糙米、黑米、白米（包括泰國香米、印度香米和加州中粒米），以及兩種品牌的有機大米。樣品原產(chǎn)地分別為泰國、越南、印度、意大利和美國。根據(jù)相應(yīng)標準處理大米樣品時，通過QuEChERS試劑盒（AOAC 2007.01方法）進行細微修改，無需分散固相萃取。定量分析時，向QSight LC/MS/MS系統(tǒng)直接注入1uL提取液。研究以有機糙米樣品作為空白對照基質(zhì)。在10μg/kg與100μg/kg濃度條件下，通過農(nóng)藥加標回收試驗對大米樣品基質(zhì)的回收率進行評估。純?nèi)芤海ㄒ译妫┖痛竺讟悠坊|(zhì)（基質(zhì)匹配校準品）制備有八種不同濃度的濃度點，校準曲線由此確定。此外，根據(jù)純?nèi)芤号c大米樣品基質(zhì)所得出的校準曲線，可通過二者的斜率比較對基質(zhì)效應(yīng)進行評估。為減少誤報與漏報的情況，已針對每種農(nóng)藥開展至少兩次的MRM轉(zhuǎn)換監(jiān)測。計算定量限（LOQ）時，以兩次MRM轉(zhuǎn)換的最低信噪比為10作為基礎(chǔ)。
LCMSMS 離子源條件
LC/MS/MS離子源參數(shù)如表1所示。所研究農(nóng)藥MRM通道的部分列表如表2所示。在Simplicity軟件的時間管理型MRM中，從內(nèi)置化合物庫中選擇特定農(nóng)藥，即可自動生成質(zhì)譜采集法，其中包括正離子和負離子分析物。
表1. LC/MS/MS 離子源條件
表2.MRM 轉(zhuǎn)換（213種研究農(nóng)藥的部分列表）
結(jié)果與討論
本研究基于溶劑（純?nèi)芤海┡c大米樣品基質(zhì)得出校準曲線，通過比較純?nèi)芤呵€的斜率（X）與大米樣品基質(zhì)曲線的斜率（Y）對基質(zhì)效應(yīng)進行評估。樣品基質(zhì)效應(yīng)（%）可通過二者斜率的百分數(shù)差進行計算：（Y-X）×100/X。若兩條曲線的斜率百分數(shù)差為正數(shù)，則存在信號增強效應(yīng)，若為負值，則存在信號抑制效應(yīng)。此外，樣品基質(zhì)效應(yīng)與化合物存在相關(guān)性。例如，乙酰甲胺磷和丙環(huán)唑等部分農(nóng)藥出現(xiàn)信號增強（正值），而毒死蜱和三環(huán)唑等其他農(nóng)藥則出現(xiàn)離子抑制（負值）。然而大多數(shù)已研究農(nóng)藥的樣品基質(zhì)效應(yīng)小于20%，因此根據(jù)歐盟法規(guī)，通過純?nèi)芤捍_定的校準曲線可用于定量分析，且無顯著誤差。然而，毒死蜱（-55%）和戊唑醇（-18%）的研究中卻觀察發(fā)現(xiàn)顯著的離子抑制效應(yīng)。因此，為克服基質(zhì)效應(yīng)并減少分析結(jié)果的變化，本研究中所有分析物的定量分析皆采用基質(zhì)匹配校準品。
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結(jié)論
通過使用UHPLC系統(tǒng)與QSight 220三重四極桿質(zhì)譜儀，建立用于大米農(nóng)藥多殘留分析的LC/MS/MS方法。該方法可用于檢測大米中200 余種農(nóng)藥，其定量限低于監(jiān)管機構(gòu)規(guī)定的限量。時間管理型MRM模塊簡化了質(zhì)譜分析方法的制定流程，使其駐留時間得到優(yōu)化，可用于監(jiān)測食品樣品中的大量分析物。本研究使用的QuEChERS 樣品萃取顯示，大多數(shù)農(nóng)藥具有良好的回收率（70-120%）和重現(xiàn)性（RSD<20%）。研究制定的分析方法表明，所檢測的農(nóng)藥在大米基質(zhì)中具有良好的線性，R2大于0.99。通過11份濃度等于或低于歐盟最大殘留限量的大米樣品，對農(nóng)藥殘留進行鑒定與定量。此外，LC/MS/MS方法還被用于其他食品分析，如品質(zhì)優(yōu)良的小麥和蔬菜樣品等。本文提出的方法可輕易適用于多種分析物的篩選和定量，為大米樣品及其他食品樣品提供更具成本效益的農(nóng)藥檢測方法。
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