李 芳 李献刚 李雪梅 沈致淳 王 颖 刘 栋

（东港海关综合技术服务中心， 国家级农兽药残留及海洋生物毒素检测重点实验室， 辽宁东港 118300）

为了达到提高农作物产量的目的， 目前有超过1 100 种农药应用于农业生产过程中， 这些农药的残留物通过食物链的富集作用， 会在动物和人类机体内积累并导致急性或慢性中毒， 给食品安全带来严峻挑战[1～2]。 为此， 许多国家和国际组织制定了严格的农药最大残留限量。 我国于2021 年颁布了GB 2763－2021 《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》， 该项标准中涉及农药548 种， 相较 GB 2763－2019 增加了 81 种， 其中有 176 种农药被规定了在草莓中的最大残留限量标准， 可见草莓中的农药残留问题已经受到各方面关注。

常规农药残留分析仍较为广泛地采用液相色谱串联质谱（LC－MS/MS）技术[3～5]， 但是由于其扫描速度和驻留时间的限制， 对于几百种农药的多残留检测往往需要分组建立多个检测方法， 并且分辨率较低， 在分析复杂基质样品时也容易出现假阳性的情况， 造成结果误判[6]。 针对蔬菜基质的农药残留检测， 我国已经逐步建立起国家标准和行业标准方法， 但这些标准方法检测农药范围有限， 很多标准只是针对某一种或一类农药的检测， 无法实现对不同种类农药的全覆盖、 高通量检测。 因此， 针对现有检测技术仅能够对事先确定的目标物进行检测，无法达到“全面搜寻、 提前监控”目的的情况， 急需开发一种全覆盖、 高通量的检测技术予以解决[7～9]。

基于以上国内现状， 本研究采用农药提取净化的基础方法QuEChERS 结合高效液相色谱－四极杆飞行时间质谱的非靶向筛查方法， 发挥二者高效、 便捷、 灵敏、 准确的特点， 完成草莓中多种农药残留的筛查[10～13]。 本研究利用二级子离子与谱库比对进行定性分析， 利用一级母离子进行定量分析， 研究建立高通量、 快速、 准确测定草莓中多种农药残留的方法， 旨在为草莓中农药残留的风险评估和风险监测提供方法支撑。

一、 材料与方法

（一） 主要仪器与试剂QTOF 5600 飞行时间质谱仪 （美国 AB SCIEX 公司）； 1200 高效液相色谱仪 （美国安捷伦公司）； 超纯水机 （mini plus UV， 德国赛多利斯集团）； 离心机 （TGL－16M，湖南湘仪离心机仪器有限公司）； 乙腈 （色谱纯，美国默克公司）； 甲酸 （色谱纯， 美国默克公司）；无水硫酸镁 （分析纯， 天津市科密欧化学试剂有限公司）； 氯化钠 （分析纯， 天津市科密欧化学试剂有限公司）。

（二） 试验方法

1. 样品前处理。 称取10 g 搅碎的草莓样品于50 mL 聚四氟乙烯离心管中， 加入10 mL 乙腈提取液及1 颗陶瓷均质子， 剧烈振荡 2 min， 加入4 g无水硫酸镁、 1 g 氯化钠剧烈振荡1 min， 以4 000 r/min 离心5 min。 移取4 min 上清液于另一玻璃试管中， 向试管中加入0.6 g 无水硫酸镁、 0.1 g 乙二胺－N－丙基硅烷 （PSA） 粉， 涡旋混匀 1 min， 以3 000r/min 离心 5 min， 吸取上清液过 0.45 μm 滤膜， 待上机测定。

2. 色谱条件。 色谱柱为 Agilent SB－C18（2.1 mm×100 mm， 2.7 μm）； 流动相 A 为 0.1%甲酸水， 流动相B 为乙腈， 洗脱梯度见表 1； 流速为0.4 mL/min； 柱温为 30℃； 进样量为 10 μL。

表1 流动相梯度洗脱

3. 质谱条件。 质谱分析条件为采用ESI 离子源， 正离子模式扫描； 喷雾电压 （IS） 为 5500V （正极）； 离子源温度为 550℃； 气帘气压力 （CUR）为206.85 kPa； 碰撞气压力（CAD）为 48.265 kPa； 雾化气压力（GS1）为 379.225 kPa； 辅助气压力 （GS2）为 379.225 kPa； 碰撞能量 （CE±CES） 为（35±15）V。

4. 数据采集。 四极杆飞行时间质谱具有超快的采集速率、 智能化的 TOF MS－IDA－MS/MS 采集模式以及稳定耐用的离子源， 非常适合于大量复杂基质样品的分析； 可真正实现一针进样即可采集到全面的和高质量的一级与二级质谱数据。 因此可通过一级质量化合物及同位素峰、 保留时间和高质量精度的二级谱进行目标化合物筛查， 快速高效地提供最准确的定性筛查结果。 本研究对草莓中的20 种农药残留进行定性定量分析， 20 种农药化合物的质谱采集参数信息见表2。

表2 20 种农药化合物的质谱采集参数

5. 定性筛查。 采用仪器自带分析软件对采集的谱图进行分析， 在软件中调用数据库， 并设置Mass Error、 Retention Time、 Isotope、 Library Hit、Fonmula、 Finder 的相关权重。 软件给出各检索参数的实测值和理论值的偏差， 通过匹配结果来确定筛查结果。

6. 定量分析。 本研究利用基质液为溶剂配置系列混合标准溶液， 将系列混合标准溶液上机测定。20 种农药化合物以提取离子色谱图的峰面积为纵坐标， 对应的质量浓度为横坐标绘制标准曲线， 标准曲线浓度范围为0.5～100 μg/mL。 由于各种农药化合物在仪器上的响应有差别， 所以每种农药化合物的线性范围不一致， 针对筛查结果为阳性的样品要选用合适的曲线浓度范围， 确保计算结果准确。

二、 结果与讨论

（一） 色谱条件的优化本研究比较了甲醇－水和乙腈－水两种流动相体系对20 种农药化合物分离效果的影响。 甲醇－水流动相体系下， 只有个别农药化合物的分离效果相对较好， 和乙腈－水体系差别不大， 但是由于甲醇－水作为流动相体系时色谱柱柱压相对较高， 所以本研究选用乙腈－水作为流动相体系。 之后， 进一步考察了水相中添加0.1%甲酸和不添加甲酸对20 种农药化合物分离效果的影响。 结果显示， 水相中添加0.1%甲酸时可以使个别农药化合物响应较高， 因此本研究选用乙腈－0.1%甲酸水作为流动相。

（二） 质谱筛查模式的选择本研究尝试了信息依赖 （IDA） 采集模式和 SWATH 采集模式。SWATH 采集模式基于高分辨系统， 又综合了IDA采集模式和多反应监测 （MRM） 采集模式的优势，将母离子的质量范围分成多个质量窗口， 每个窗口内的所有离子一起碰撞碎裂， 从而得到整个质量范围内的所有离子的碎片信息。 SWATH 采集模式不同于IDA 采集模式， IDA 采集模式仅对被选中的离子进行二级谱图采集， 而SWATH 采集模式是对所有二级碎片离子进行全范围扫描， 从而保证了所有碎片离子的连续性、 扫描的完整性， 使样品信息被更加完整地保留， 真正实现非靶向筛查。 所以，本研究选择用SWATH 采集模式。 在对同一组数据进行定量分析时， 比较了选用二级离子定量和选用一级离子定量的响应情况， 发现选用二级离子定量时响应较低且稳定性较弱， 用一级离子定量则相对稳定且响应较高。 究其原因主要是由于SWATH 采集模式下对母离子打碎所用的碰撞能不同于MRM采集模式， MRM 采集模式所用碰撞能为固定值，而SWATH 采集模式所用碰撞能为一定区间范围，且对母离子的打碎程度也不同， 所以所得的二级离子响应有一定波动。 综上考虑， 本研究选用一级母离子作为定量离子。

（三） 添加回收率本研究选用QuEChERS 方法作为前处理方法是因为该方法具有快速、 简便和高效的特点， 现已被广泛应用于农药残留检测中。本研究直接用乙腈提取， 采用无水硫酸镁、 氯化钠除去水分， 防止影响定容体积， 再用PSA 粉净化，除去草莓样品中的色素、 糖类和有机酸等多种组分[14]。 结果显示， 对草莓中20 种农药做不同浓度的添加回收试验， 平行6 次得到的平行回收率为62.8%～106.3%， 变异系数均小于11.6%。 每种农药所得的标准曲线线性范围、 相关系数等数据结果见表 3。 由表 3 可见， 20 种农药的检出限可达0.000 2～0.01 mg/kg， 在 0.000 5～0.1 μg/mL 范围内线性良好 （R2≥0.995）， 20 种农药的检出限均低于GB 2763－2021 规定的其在草莓上的最大残留限量值， 说明本方法可满足国内市场检测的要求。

表3 20 种农药的最大残留限量值、 线性范围、 线性相关系数、 回收率和检出限

三、 结论

本探究采用乙腈作为提取试剂， 应用QuECh-ERS 方法对草莓中色素杂质等进行净化， 在此基础上利用 HPLC－QTOF－MS 的 SWATH 采集模式对草莓样品中的农药残留进行了非靶向筛查， 同时完成了20 种常用农药的残留定量分析。 本研究建立的方法准确、 高效、 简便、 快捷， 具有一定的实际应用性， 可用于草莓质量安全风险评估中农药残留的快速筛查分析， 有助于实现草莓农药残留风险的及时监测。