液质联用法在烟草农药残留检测方面的研究进展
2009-03-04 11:54:47   来源：本站原创   评论：0 点击：

 
广西轻工业　2009年第2期（总第123期）
廖雅桦1，庹苏行2，钟科军1，2，胡念念2，周冀衡1(1.湖南农业大学烟草科学与健康重点实验室，长沙，410128；2.湖南中烟工业有限责任公司技术中心，常德，415000) 
 

【摘　要】　对近年来应用液相色谱与质谱联用(LC/MS)技术分析检测烟草农药残留进行了综述，为我国烟草行业在农药残留方面的监测工作提供参考。

【关键词】　液质联用（LC/MS）；烟草；农药残留；分析

TS47    A

１引言

为了提高病虫害的防治效果和抑制病虫害的抗药性，烟草生产过程中经常使用多种类型农药混配的混合农药，或者交替使用不同类的农药，主要包括在烟草育种、种植、调制和保存期间所使用的杀虫剂、除草剂、抗病毒剂等。从而引起多种农药残留（简称农残）。残留在烟草作物上的农药在卷烟燃烧中或转移到烟气中或发生复杂的化学反应，产生许多新的化学物质，对人类健康造成负面影响[1，2]。残留农药随着人体对烟支的吸食，在人体内累积达到一定剂量后，会造成人体急性或慢性中毒。尤其是环境激素类农药，由于其具有生物蓄积放大和迁移性等特点可以使之通过各种渠道进入人体，对人体产生高度致癌、致畸、致突变作用。因此，为了保护消费者的健康，必须加强烟用农残的检测和控制[3]。

2我国烟草农药残留分析的发展

农残分析是对待测样品中的微量农药残留进行定性、定量分析，其目的在于评价农副产品及环境的安全性，提供农药在农作物上的残留动态以及最终残留信息，并指导农残最大限量和使用标准的制定。农药多残留分析主要包括以下三类:单一类型农药多残留分析，多种类型农药多残留分析和未知目标物农药多残留分析[3]。

我国烟草农药残留分析研究起步较晚，但随着试验仪器的不断改进，试验方法也不断提高，烟用农残分析也由单一类型特定某种残留分析逐渐向多种类型多残留分析方向发展，农药残留的测定方法也逐日增多。目前，我国烟草农药残留分析研究主要集中在有机氯(如六六六)、氨基甲酸酯类(如涕灭威)、有机磷类、拟除虫菊酯类(如氯氰菊酯)等杀虫剂、代森锰锌等杀菌剂和氟节氨等植物调节剂方面。

3液相色谱与质谱联用技术

由于大多数农药的挥发性，传统的烟草农药残留分析也通常采用GC方法，但是不同农药品种的理化性质存在较大差异，分析基质又相当复杂，并且近年来高效、低毒、低残留农药品种不断涌现和越来越多非挥发性农药的研发使用，对这类农药残留的分析已不适合用气相色谱分离。而液质联用法极大地提高了选择性，并具备丰富的定性和定量信息、优异的灵敏度，扩大了对有机分子的适用性。液质联用法已逐步开始应用在烟用农药残留分析检测上。

LC/MS除了可以分析气相色谱-质谱（GC/MS）所不能分析的强极性、难挥发、热不稳定的化合物之外，LC/MS/MS还有如下特点：

（1）从根本上解决了色谱流出物的定性问题，可获得复杂基质中单一成分的质谱图，有利于药物、药物代谢和内源性化合物的分离与鉴定。

（2）多具有较高的灵敏度和较强的专属性，不需要使分析物之间实现完全的色谱分离，使得样品预处理过程简化，同时分析测试时间大为缩短。

（3）具有多通道检测功能，允许同时对多个成分进行定性、定量分析，这就为在复杂的基质中定性、定量提供了技术支持。

液相色谱-质谱法能够实现复杂样品中农药的检测，并能提供可以识别化合物的结构信息，这使得这种技术在许多领域得到了应用[4]。

4液相色谱和质谱联用在烟草农药残留分析中的应用

为了应对不同国家最高残留限量控制标准，使产品符合这些标准并加快检测周期，烟草批发商和烟草行业必须建立新的残留方法和检测技术。在常规分析实验室里，采用液质联用分析技术有助于提高对供试农药的特异性和灵敏度，结果更加准确可靠。

4.1单一类型农药多残留分析

单一类型农药多残留分析实际上是一种已知分析目标的传统的分析方式。分析的农药也往往是常用的品种，待测分析物的性质和特征谱图是已知的，因此此种分析方式可由前人已经制定的标准来建立分析方法[5]。国内外已有很多学者做了大量相关工作。如Tomomi Goto等人[6]建立了一种以乙酸乙酯提取样品的氨基甲酸酯农药，浓缩后直接进LC-MS/MS检测，该方法省略了净化步骤，使得样品的检测更为快速，简便。样品的加标回收率为67.7～119.3%，最低检测限为0.01ng/g。

我国烟草农药残留检测工作大部分为此种类型。刘莹雯等[7]采用乙腈超声提取烟草中的有机磷农药残留，以甲醇－水(含0.1%乙酸铵)(体积比为95∶5)为流动相，在2.5min内完成了甲胺磷、乙酰甲胺磷、乐果、敌百虫、毒死蜱等5种常用有机磷农药的定量分析。5种农药在1～200μg/L内的线性关系良好(r>0.998)，平均回收率为77%～104%，检出限为1.0～5.0μg/kg。石杰等[8]采用液相色谱－质谱联用技术(LC-MS/MS)检测了烟草中的克百威和抗蚜威两种氨基甲酸酯类农药的残留量。样品用乙腈超声提取，以甲醇（250mmol），甲酸铵为梯度流动相，C18柱分离，电喷雾正离子选择反应监测(SRM)模式定量分析。结果表明，克百威和抗蚜威的平均加标回收率为96.1%～104.0%，相对标准偏差为2.8%～5.7%。样品前处理不含净化和浓缩步骤，操作简单。

4.2多种类型农药多残留分析

多种类型农药残留分析实际上也是建立在已知目标分析物的前提下对实际样品进行的检测分析。相比单一类型农药多残留分析，该种分析可以一次处理进样检测到多个品种的农药残留。此种农药残留分析相对前者来说，目标物的种类多，结构差异更大，因此分析难度更大。

Christer Jansson等人[9]将样品经乙酸乙酯提取浓缩之后直接用LC-MS/MS进行检测，该法可以一次检测出57种农药残留，加标回收率为70 – 100%，检测限为0.01–0.5mg·kg−1，该法不需要净化步骤简单，快捷。Eurofins-Dr.specht等人[10]将烟草样品初提液过凝胶色谱柱(GPC)，用HPLC洗脱液溶解得到用于进样的提取液，利用LC-MS/MS进行检测，所测农残组分包括氨基甲酸酯类农药，有机磷农药等，该研究发现，烟草样品在抽提物在离子化过程中普遍存在基体效应，这是烟草农药残留检测部门有待解决的问题。

施用在作物中的农药超过1000种，如果采用单一类型农药多残留分析和多种类型农药多残留分析的的话那么我们就必须有选择的检测其中的几类，毫无疑问，这样的检测方法必然不能得到实际样品农药残留的全部信息。

4.3未知类型的农药多残留分析

在分析检测中，大多数实际样品所含的农药残留及其代谢产物是不可预知的。为了保护烟草作物，农民可能会使用已经禁用的或者刚开发却未登记的农药品种，为了更好的评价烟草产品和环境的安全性，国际上越来越重视农药残留的全分析。如: HOGENBOOM A. C等人[11]利用在线的SPE- LC - Q- TOF检测了水中的多种未知农药,在10ppm 水平上可进行精确的质量测试,该方法简单快捷。IBANEZM.等人 [12] 利用SPE - LC- QTOFMS地中海流域水中农药，该法使用全扫描模式，计算了化合物的精确质量数和可能的元素组成。

5研究与展望

综上所述，LC/MS技术已经对烟草农药残留分析领域产生推动作用，但其本身仍然有很大的发展空间，面临着理论突破和广泛应用两方面的挑战。随着色谱技术的发展，小型或微型色谱柱和有效、科学的流动相组成及洗脱方式等都大大提高了HPLC的分离效果，接口技术的改进和完善、MS谱库识别技术的发展使LC/MS分析的检测限大大降低，灵敏度有很大提高。随着LC/MS技术的日益成熟，其在农药残留分析领域的应用也会越来越多。但是LC/MS技术分析农药残留仍有许多方法学上的问题需要解决：(l)目标物的种类很多，结构差异很大；(2)样品中，目标分析物的含量较低，仅以μg·L-1，ng·L-1甚至更低的浓度残留；(3)样品种类繁多，干扰分析结果差别较大；(4)要求分析方法准确、快速、简便、灵敏度高。围绕着上述需解决的问题，合理有效地利用LC/MS技术检测分析烟草中农药残留水平，尽量全面准确地对烟草中农药残留进行定性、定量分析是未来烟草农药残留部门研究方向之一。

参考文献

[1]时亮,宁淑东,丁佳等. 烟草中氨基甲酸酯农药残留量在卷烟烟气中捕集转移率的测定[J].色谱,,2001,20（4）:53–55.

[2]蔡继宝,刘百战,朱晓兰等. 烟草中菊酯类农药残留量及其捕集转移率的测定[J] .色谱, 2002,21 (2):29–31.

[3]JUAN F. GARCT´A-REYES  Comprehensive screening of target，non-target and unknown pesticid e- sin food by LC-TOF-MS[J] . Trends in , Analytical Chemistry,2000,8,6–35..

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[5]JUAN F. GARCI´A-REYRS . Comprehensive screening of target,non-target and unknown pesticid- es in food by LC-T OF-MS [J] .Trends in Analytical Chemistry ,2007 26（8）:828－841. [6]TOMOMI GOTOA,YUKO ITOA,SADAII YAMADAA ,etal.The high throughput analysis of N-met hyl carbamate pesticides in fruits and vegetables by liquid chromatography electrospray ionization tandem mass spectrometry using a short column [ J ] .Hiroshi Matsumoto Analytica Chimica Act a，2006，555: 225–232 .

[7]刘莹雯,丁时超,杜文等. 高效液相色谱－串联质谱法测定烟草中有机磷农药的残留量[J] . 色谱 2006, 24（2）:174－176.

[8]石杰, 龚炜, 刘惠民,等. 烟草中克百威和抗蚜威残留量测定[J]. 分析实验室,2008, (04):22－24.

[9]CHRISTER JANSSON,TUIJA PIHLSTRöM A,BENGT-GöRAN. A new multi-residue method for analysis o f pesticide residues in fruit and vegeta bles using liquid chromatography with tandem mass spectr- ometric detection[J].Journal of Chromatography A, 2004,1023: 93–104.

[10]ANSPACH T, LINKJERHAGNER M, SCHIEBEL M, etal. 使用液质联用(LC-MS/ MS)多残留分析方法测定烟草农药残留[A]. 2004年CORESTA会议第58届烟草科学研究会议论文集[C] .2004.

[11] HOGENBOOM A. C. , NIESSENW. M. A. , LITTLE D .Accurate mass determination for the confirmation and identification of organic micro contaminants in surface water using on - line solid – phase extraction liquid chromato- graphy electrosp ray orthogonal - acceleration time - of - flight mass spectrometry[J] . Rapid Commun. Mass Spectrom. , 1999, 13, 125 – 133.

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