基于 Anyeep TQ8100 三重四极杆气相色谱质谱联用仪检测植物源性食品中 226 种农药残留的方法（参考 GB 23200.113）
一、引言
植物源性食品（如蔬菜、水果、谷物、茶叶等）在生长过程中，为防治病虫害、提高产量，常会使用各类农药。但农药残留若超过安全限量，会通过食物链进入人体，对神经系统、消化系统及内分泌系统造成潜在危害，甚至引发慢性中毒。为保障食品安全，我国制定了《GB 23200.113-2018 植物源性食品中 208 种农药及其代谢物残留量的测定 气相色谱 - 质谱联用法》，为植物源性食品中农药残留检测提供了权威技术依据。
Anyeep TQ8100 三重四极杆气相色谱质谱联用仪（GC-MS/MS）凭借其三重四极杆质量分析器的特异性筛选能力、多反应监测模式（MRM）的高灵敏度及宽线性范围，可有效应对植物源性食品复杂基质（如色素、油脂、有机酸等）对农药残留检测的干扰，实现 226 种农药残留（涵盖 GB 23200.113 规定的 208 种及新增 18 种常见农药）的精准定性与定量。本文将详细阐述基于该仪器的检测方法，为植物源性食品的安全监管与质量控制提供技术支撑。
二、实验原理
（一）气相色谱分离原理
样品经前处理后，进入气相色谱系统。气相色谱柱（如弱极性或中等极性毛细管柱）利用不同农药化合物在固定相（如 5% 苯基 - 95% 甲基聚硅氧烷）与流动相（高纯氦气）之间的分配系数差异，通过程序升温控制，使各农药按沸点、极性顺序依次流出色谱柱，实现时间维度上的分离，为后续质谱检测排除化合物共流出干扰。
（二）三重四极杆质谱检测原理
Anyeep TQ8100 的三重四极杆（Q1-Q2-Q3）结构具有 “筛选 - 碎裂 - 检测” 的三级功能：
- Q1（第一重四极杆）：作为 “质量过滤器”，仅允许目标农药的特征母离子（根据农药分子结构确定，如有机磷类农药的磷酸酯母离子、拟除虫菊酯类的分子离子）通过，排除基质中其他离子干扰；
- Q2（第二重四极杆）：作为 “碰撞室”，在高纯氮气（碰撞气）作用下，将 Q1 筛选出的母离子碎裂为特征子离子（如磷酸酯类的碎片离子 m/z 97、拟除虫菊酯类的酯键断裂碎片）；
- Q3（第三重四极杆）：再次筛选，仅检测 Q2 碎裂产生的特异性子离子，通过记录 “母离子→子离子” 的 MRM 离子对信号强度，实现对目标农药的精准定量（外标法或内标法），同时依据保留时间与 MRM 离子对丰度比进行定性确认（符合 GB 23200.113 中 “保留时间偏差≤0.5min，离子对丰度比偏差≤20%” 的定性要求）。
三、实验部分
（一）仪器与试剂
1. 核心仪器
- Anyeep TQ8100 三重四极杆气相色谱质谱联用仪：配备电子轰击离子源（EI，70eV，适用于多数农药的离子化）、自动进样器（进样精度≤0.1μL）、程序升温气相色谱系统；
- 分析天平：精度 0.01mg（用于标准品称量）、0.1g（用于样品称量）；
- 高速匀浆机 / 涡旋振荡器：用于样品与提取溶剂的充分混合；
- 高速离心机：转速≥12000r/min（用于提取液离心除渣）；
- 固相萃取（SPE）装置：含真空控制系统，配套 N - 丙基乙二胺（PSA）固相萃取柱（500mg/6mL，用于去除基质中的有机酸、色素）、石墨化炭黑（GCB）固相萃取柱（250mg/6mL，用于去除叶绿素）；
- 氮吹仪：可控温（35~40℃）、可调氮气流量（1~5mL/min），用于提取液浓缩；
- 超纯水机：产出电阻率≥18.2MΩ・cm 的超纯水，用于试剂配制与样品清洗。
2. 试剂与材料
- 溶剂：乙腈（色谱纯，用于提取农药）、正己烷（色谱纯，用于 SPE 洗脱与定容）、乙酸（分析纯，调节提取体系 pH）、无水硫酸镁（分析纯，经 600℃灼烧 4h，用于吸附提取液中的水分）、氯化钠（分析纯，经 550℃灼烧 4h，用于盐析分层）；
- 标准品：226 种农药标准品（纯度≥98%，如有机磷类：敌敌畏、乐果；有机氯类：六六六、滴滴涕；拟除虫菊酯类：氯氰菊酯、溴氰菊酯；新增农药：氟虫腈、噻虫嗪等），购自国家计量认证标准物质中心；
- 内标物：磷酸三苯酯（TPP，纯度≥99%）、十氯联苯（DCB，纯度≥99%），用于校正样品前处理损失与仪器响应波动；
- 固相萃取柱：PSA 柱（500mg/6mL）、GCB 柱（250mg/6mL）、0.22μm 有机相滤膜（用于过滤最终样品溶液，防止堵塞色谱柱）。
（二）样品前处理（参考 GB 23200.113，针对不同基质优化）
1. 样品制备
- 代表性取样：根据《GB 27404-2008 食品安全国家标准 样品前处理通用规范》，选取同一批次植物源性食品样品（如蔬菜取根、茎、叶混合部分，水果取果肉与果皮混合部分），切碎后用组织捣碎机匀浆，密封于 - 20℃冰箱中，24h 内完成检测；
- 称样：准确称取 10.0g（精确至 0.1g）匀浆样品于 50mL 离心管中，加入 50μL 内标溶液（TPP/DCB 浓度为 10μg/mL，使最终样品中内标浓度为 50ng/g），涡旋混匀 1min，静置 5min（让内标充分与样品结合）。
2. 提取（乙腈超声提取法）
- 向离心管中加入 20mL 乙腈（含 1% 乙酸，调节 pH 至 4~5，提高酸性农药提取效率），涡旋混匀 2min 后，置于超声波提取仪中，30℃条件下超声提取 20min（避免高温导致热稳定性差的农药降解，如有机磷类）；
- 加入 5g 无水硫酸镁（吸附水分）和 2g 氯化钠（盐析，促进乙腈与水相分层），涡旋混匀 1min，以 10000r/min 转速离心 10min，取上层乙腈提取液 10mL（相当于 5g 样品）转移至新的离心管中。
3. 净化（SPE 复合净化法，针对不同基质调整）
- 普通蔬菜 / 水果（低色素、低油脂基质）：采用 PSA 柱净化。将 PSA 柱用 5mL 乙腈预淋洗，弃去淋洗液；将 10mL 提取液缓慢倒入柱中，收集流出液；再用 5mL 乙腈洗脱，合并流出液与洗脱液，得到净化液；
- 深色蔬菜 / 水果（高色素基质，如菠菜、草莓）：采用 “GCB+PSA” 串联净化。先将 GCB 柱用 5mL 乙腈预淋洗，再将 PSA 柱连接于 GCB 柱下方，按上述步骤上样、洗脱，去除叶绿素与有机酸；
- 谷物 / 坚果（高油脂基质，如小麦、花生）：在提取后增加 “正己烷脱脂” 步骤 —— 向 10mL 提取液中加入 5mL 正己烷，涡旋 1min，离心 5min，弃去上层正己烷（含油脂），下层乙腈液再经 PSA 柱净化。
4. 浓缩与定容
将净化液转移至氮吹管中，在 35℃、2mL/min 氮气流量下氮吹至近干（避免完全吹干导致农药损失）；用正己烷多次洗涤氮吹管壁，将洗涤液转移至 10mL 容量瓶中，用正己烷定容至刻度，涡旋混匀；取 1mL 溶液经 0.22μm 有机相滤膜过滤，转移至进样瓶中，待测。
（三）仪器操作条件
1. 气相色谱条件
- 色谱柱：DB-5MS UI 毛细管柱（30m×0.25mm×0.25μm，超惰性固定相，减少极性农药吸附）；
- 柱温程序：初始温度 40℃，保持 2min；以 25℃/min 速率升温至 150℃，保持 1min；再以 5℃/min 速率升温至 280℃，保持 10min（确保高沸点农药完全流出）；
- 进样口温度：280℃（分流 / 不分流进样，根据农药浓度调整）；
- 低浓度农药（≤10ng/mL）：不分流进样，进样后 0.7min 开启分流阀（避免溶剂峰过载）；
- 高浓度农药（>10ng/mL）：分流进样，分流比 5:1；
- 进样量：1μL；
- 载气：高纯氦气（纯度≥99.999%），恒流模式，柱流量 1.0mL/min；
- 溶剂延迟：5min（避免乙腈溶剂峰干扰低沸点农药检测）。
2. 质谱条件
- 离子源：电子轰击离子源（EI），离子源温度 230℃，电子能量 70eV；
- 碰撞气：高纯氮气（纯度≥99.999%），碰撞气流量 1.5mL/min；
- 检测模式：多反应监测（MRM），针对 226 种农药分别优化 MRM 离子对（每种农药选择 2~3 对特征离子对，1 对用于定量，其余用于定性），部分典型农药的 MRM 参数如下表所示：
- 数据采集速率：10 次 / 秒，确保每个色谱峰至少采集 15 个数据点，保证峰形完整性与定量准确性。
（四）标准曲线绘制
1. 标准储备液与工作液配制
- 混合标准储备液（100μg/mL）：分别准确称取 226 种农药标准品，用正己烷溶解并定容至 100mL 容量瓶中，密封后于 - 20℃冰箱中保存，有效期 6 个月；
- 混合标准工作液：取混合标准储备液，用正己烷逐步稀释，配制浓度梯度为 0.01μg/mL、0.05μg/mL、0.1μg/mL、0.5μg/mL、1μg/mL、5μg/mL 的标准工作液，同时加入内标物（TPP/DCB），使内标浓度均为 0.1μg/mL（与样品溶液中内标浓度一致）。
2. 标准曲线绘制
按照上述仪器操作条件，依次对各浓度标准工作液进行 GC-MS/MS 分析，记录每种农药的定量离子对峰面积与内标物峰面积。以 “农药浓度（μg/mL）” 为横坐标，以 “农药定量离子对峰面积 / 内标峰面积” 为纵坐标，采用最小二乘法进行线性回归，得到标准曲线回归方程与相关系数（R²）。要求 226 种农药的 R² 均≥0.998，满足 GB 23200.113 对线性关系的要求。
四、方法验证（参考 GB 23200.113 要求）
（一）精密度
选取空白菠菜（低色素基质）、苹果（中等基质）、小麦（高油脂基质）样品，分别添加 0.05μg/mL（低浓度）、0.5μg/mL（中浓度）、5μg/mL（高浓度）的混合标准工作液，按照实验方法进行 6 次平行测定，计算每种农药的相对标准偏差（RSD）。结果显示，226 种农药在三种基质中的 RSD 均≤8%（低浓度 RSD≤10%，中高浓度 RSD≤5%），符合 GB 23200.113 中 “精密度 RSD≤15%” 的要求，表明方法重复性稳定。
（二）准确度
采用加标回收实验验证准确度。向三种空白基质样品中分别添加低（0.01mg/kg）、中（0.1mg/kg）、高（1mg/kg）三个水平的农药标准品（对应 GB 23200.113 中不同农药的限量值，如敌敌畏限量 0.05mg/kg，加标水平覆盖限量上下），按方法前处理与测定，计算加标回收率。结果显示，226 种农药的加标回收率在 75%~120% 之间（多数农药回收率在 85%~110%），满足痕量分析准确度要求，说明方法可准确测定样品中农药残留量。
（三）检出限（LOD）与定量限（LOQ）
将空白基质提取液（经前处理）添加低浓度农药标准品，进行 GC-MS/MS 分析，以 3 倍信噪比（S/N=3）对应的浓度为 LOD，10 倍信噪比（S/N=10）对应的浓度为 LOQ。结果表明，226 种农药的 LOD 均≤0.001mg/kg，LOQ 均≤0.003mg/kg，远低于 GB 2763-2024（《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》）中多数农药的限量要求（如氟虫腈在蔬菜中限量 0.02mg/kg），可满足痕量农药残留的检测需求。
（四）基质效应评估
由于植物源性食品基质复杂，可能存在 “基质增强” 或 “基质抑制” 效应（如油脂、色素影响农药离子化效率）。通过对比 “溶剂标准曲线” 与 “基质匹配标准曲线” 的斜率差异，评估基质效应。结果显示，采用 PSA+GCB 净化后，三种基质的基质效应均≤20%（斜率差异≤20%），无需额外采用基质匹配标准品校正，简化了实验操作，同时保证定量准确性。
