吡虫啉在番茄中的残留动态及残留去除方法

王明明，龚 艳，陈 浩，沈 菁,*

吡虫啉在番茄中的残留动态及残留去除方法

王明明1，龚 艳2，陈 浩1，沈 菁2,*

(1.华中农业大学理学院，湖北 武汉 430070；2.湖北省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，湖北 武汉 430064)

考察吡虫啉在番茄中的残留消解动态，改进吡虫啉在番茄中的残留分析方法，并对日常生活中几种常用的去除农药残留的方法进行比较。结果表明：采用乙腈提取、氨基固相萃取小柱净化、高效液相色谱分离测定番茄中的吡虫啉残留，方法在0.01～2mg/L的范围内，吡虫啉的峰面积与其质量浓度呈良好的线性关系，线性方程为Y =69582.5X＋68.9，相关系数为0.9999。向空白番茄中添加吡虫啉标样，使其添加量为0.01、0.02、0.1mg/kg和1.0mg/kg时，平均回收率在87.5%～96.5%之间，相对标准偏差低于6.7%，番茄中吡虫啉残留的最小检测限量为0.01mg/kg。该方法简便、快速、准确。吡虫啉在番茄中的残留量随时间的延长而逐渐降低，消解动态曲线符合一级动力学方程：C=0.1159e－0.1991t，半衰期为3.48d。采用家庭常用的清水、热水、洗洁精等浸泡冲洗番茄的方法，可以在一定程度上去除番茄中吡虫啉残留，但热水和洗洁精清洗的方法并不优于清水清洗。

吡虫啉；番茄；高效液相色谱法；残留消解动态；去除农药残留

吡虫啉(imidacloprid)是一种烟碱类超高效杀虫剂，目前已成为世界范围内广泛使用的农药品种，主要用于防治刺吸式口器害虫。近年来吡虫啉在蔬菜上的使用量显著增加，因而蔬菜中的吡虫啉残留逐渐引起重视。吡虫啉在蔬菜中的残留分析方法以及消解动态的研究时见报道。Fernandez-Alba等[1]采用HPLC-DAD对胡椒、番茄和黄瓜中吡虫啉的残留量进行检测。Muccio等[2]采用SPE/LC-ESI-MS测定了蔬菜和水果中的吡虫啉残留量。Khay等[3]以HPLC-UVD研究了大白菜中吡虫啉的消解动态与最终残留。国内也有关于吡虫啉在萝卜[4]、甘蓝[5]上的消解动态与残留研究的报道。

日常生活中果蔬农药残留的去除主要采用水或洗涤剂进行洗涤。Cengiz等[6]采用水洗、去皮以及冷冻去除黄瓜中的敌敌畏和二嗪磷残留，结果表明这些方法能有效地降低残留水平。随后，他们研究了番茄中克菌丹和腐霉利残留的去除[7]。Rawn等[8]采用洗涤和去皮的方法去除苹果中的克菌丹残留，去除率达到98%。Duhan等[9]研究了秋葵果实中喹螨醚残留的去除方法。他们采用水洗、沸水浸泡以及沸水浸泡后水洗等方法减少喹螨醚残留。结果显示，沸水浸泡＋水洗的效果最好，去除率达到60%～61%。国内亦有采用水或洗涤剂去除蔬菜中农药残留的报道[10-15]。

番茄(tomato)果实营养丰富，具特殊风味，可以生食、煮食、加工制成番茄酱、汁或整果罐藏，是全世界栽培最为普遍的果菜之一。本实验开展了吡虫啉在番茄作物上的残留消解动态研究，对番茄中吡虫啉残留的前处理方法进行优化。同时，比较了水和洗洁精对番茄中吡虫啉残留的去除效果，以了解吡虫啉在番茄作物上使用后的残留情况。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

吡虫啉标准品(99.0%) 拜耳作物科学(中国)有限公司；乙腈、甲醇(均为色谱纯) 美国Tedia公司；二氯甲烷、氯化钠(均为分析纯) 国药集团化学试剂有限公司；固相萃取小柱Cleanert NH2、Cleanert C18、Cleanert Florisil(500mg，6mL) Agela Technologies公司；超纯水 美国Barnstead公司。

1.2 仪器与设备

LC-MS 2010 EV 液相色谱-质谱联用仪 日本Shimadzu公司；T25分散器 德国IKA公司；旋转蒸发器 德国Heidolph公司；OA-SYS氮吹仪 美国OA公司；TDL-5-A离心机 上海安亭科学仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 色谱条件

色谱柱为Inertsil ODS-3 (250mm×4.6mm，5μm)；流动相A为水、B为乙腈，采用梯度洗脱的方式：0→8min：A:B体积比70:30；8→18min：A:B体积比20:80；18→30min：A:B体积比70:30；流速1.0mL/min；色谱柱温度为40℃；进样量20μL；检测波长为270nm。

1.3.2 样品处理

1.3.2.1 实验样品准备

样品在番茄即将成熟时，将实验材料分两部分处理：一部分均匀喷施质量浓度为135mg/L的吡虫啉；另一部分喷相同体积的水作为空白对照。采集施药2h及1、3、5、7、10、14、21、30d后的番茄样品。

1.3.2.2 样品洗涤方法

采集田间喷施农药的番茄，分别置于清水、温水、含0.05g/100mL洗洁精的水中浸泡10min，再用清水反复冲洗。洗涤后将番茄样品晾干。每个样品各设3次重复。

1.3.2.3 样品提取

将洗涤后的番茄样品置于组织捣碎机中捣碎，准确称取10.00g番茄样品于100mL离心管中，加入20mL乙腈，用分散器高速匀浆2min，加入2g氯化钠，继续匀浆2min，3500r/min离心5min。准确吸取5.00mL乙腈相溶液置于150mL烧杯中，于80℃水浴中蒸至近干；加入2.0mL甲醇-二氯甲烷(5:95，V/V)溶解残渣，待净化。

1.3.2.4 样品净化

将NH2-SPE用4.0mL甲醇-二氯甲烷(5:95，V/V)预洗，当溶剂液面到达柱吸附层表面时，立即加入上述待净化溶液，用15mL离心管收集洗脱液，用8mL甲醇-二氯甲烷(5:95，V/V)分两次洗烧杯后过柱。将离心管置于氮吹仪上，水浴温度50℃，氮吹蒸发至近干，用甲醇准确定容至1.0mL。旋涡混匀，用0.2μm滤膜过滤，待高效液相色谱测定。

2 结果与分析

2.1 前处理方法的优化

固相萃取(SPE)能有效地去除杂质，在农药残留分析中应用广泛。按照1.3节操作条件，称取10.00g空白番茄样品，加标0.02mg/kg，平行5次，分别采用NH2-SPE、C18-SPE、Florisil-SPE进行净化处理。研究发现，C18-SPE与Florisil-SPE净化效果不佳，在吡虫啉保留时间处存在着明显的杂质干扰。采用Cleanert NH2处理番茄样品时，能达到净化的效果且能达到较高的回收率(87.5%～96.5%)。因此，后续工作采用Cleanert NH2对样品进行净化处理。

图1 吡虫啉液相色谱图Fig.1 HPLC chromatograms of imidacloprid standard and blank and spiked tomato samples after clean-up on a NH2solid-phase extraction column

2.2 方法的线性关系、回收率、精密度及最低检出浓度

准确称取吡虫啉标准品，甲醇溶解并定容于50mL容量瓶中，配制成1000mg/L的标准储备液。然后逐级稀释成质量浓度为0.01、0.02、0.04、0.10、0.20、0.40、1.0、2.0mg/L的系列标准溶液，按1.3节的条件进行测定。以吡虫啉的峰面积(Y)对其质量浓度(X，mg/L)作工作曲线，得到回归方程Y =69582.5X+68.9，相关系数R2=0.9999，表明在10～2000μg/L范围内，吡虫啉的峰面积与其质量浓度呈良好的线性关系，满足农药残留定量分析的需要。

取空白番茄样品10.00g，分别添加0.01、0.02、0.1mg/kg及1.0mg/kg质量浓度水平，每个添加水平重复5次，按照上述提取和净化步骤处理后进行测定，计算平均加标回收率和相对标准偏差(RSD)，结果见表1。按照《农药残留试验准则》[16]对最低检测限量的定义，本实验得出吡虫啉在番茄中的最低检出限量为0.01mg/kg，平均回收率在87.5%～96.5%之间，相对标准偏差低于6.7%。

表1 吡虫啉在番茄中的添加回收率及相对标准偏差(n=5)Table 1 Recoveries and relative standard deviations of imidacloprid spiked in tomatoes (n=5)

2.3 残留动态实验结果

番茄样品按1.3节方法进行处理。以取样时间为横坐标，样品中吡虫啉残留量为纵坐标绘制其动态曲线(图2)。结果表明，吡虫啉在番茄中的残留量随时间延长而逐渐降低。施药后间隔的时间与番茄中的残留量呈指数关系，消解动态曲线(图2)符合一级动力学方程。吡虫啉在番茄中的消解动态符合如下方程：C=0.1159e－0.1991t，(式中：C为吡虫啉残留量/(mg/kg)，t为取样时间/d)，相关系数R2=0.9615，半衰期3.48d。

图2 吡虫啉在番茄中的消解动态曲线Fig.2 Degradation dynamic curve of imidacloprid in tomatoes

2.4 番茄中吡虫啉残留的去除

图3 不同洗涤方法处理番茄样品后吡虫啉的残留量Fig.3 Imidacloprid residues in tomatoes after soaking in plain water at room temperature or 60 ℃ or in water containing detergent

采集施药2h及3d后的番茄样品，按1.3节条件处理。不同洗涤方法对番茄中吡虫啉残留的去除效果见图3。结果显示，对于施药2h的番茄样品，用清水浸泡10min、60℃的温水浸泡10min、用含0.05%的洗洁精的水浸泡10min，吡虫啉的去除率分别为24.4%、21.2%、15.1%；对于施药3d的番茄样品，上述3种清洗方法对吡虫啉的去除率分别为46.5%、31.0%、42.9%。比较发现，3种方法均可在一定程度上去除番茄中吡虫啉残留，但热水和洗洁精清洗的方法并不优于清水清洗。由于吡虫啉水中溶解度低(0.51g/L，20℃)，稳定性好(pH值为5～11时稳定)，靠食用前的洗涤作用来控制吡虫啉残留是远远不够的，必须通过严格条件下的田间实验，获得吡虫啉在番茄作物上的安全合理使用准则，使番茄中吡虫啉的残留量低于最大残留限量值。

3 结 论

本实验通过了吡虫啉在番茄中的残留消解动态，改进了吡虫啉在番茄中的残留分析方法，并对日常生活中几种常用的去除农药残留的方法进行了比较。结果表明，吡虫啉在番茄中的残留量随时间的延长而逐渐降低，消解动态曲线符合一级动力学方程：C=0.1159e-0.1991t，半衰期为3.48d。采用家庭常用的清水、热水、洗洁精等浸泡冲洗番茄的方法，可以在一定程度上去除番茄中吡虫啉残留，但热水和洗洁精清洗的方法并不优于清水清洗。

[1]FERNANDEZ-ALBA A R, VALVERDE A, AGUERA A, et al. Determination of imidacloprid in vegetables by high-performance liquid chromatography with diode-array detection[J]. Journal of Chromatography A, 1996, 721: 97-105.

[2]MUCCIO A D, FIDENTE P, BARBINI D A, et al. Application of solidphase extraction and liquid chromatography-mass spectrometry to the determination of neonicotinoid pesticide residues in fruit and vegetables [J]. Journal of Chromatography A, 2006, 1108: 1-6.

[3]KHAY S, ABD EL-ATY A M, CHO S K, et al. Development of extraction procedures for the determination of imidacloprid: application to residue analysis and dynamics of two formulations in Chinese cabbage [J]. Biomedical Chromatography, 2008, 22: 581-589.

[4]李薇, 伍一军, 仇绍萍, 等. 吡虫啉在萝卜及土壤中的残留动态[J].农药, 2006, 45(12): 840-841; 855.

[5]楼建晴, 程敬丽, 朱国念. 吡虫啉在甘蓝上的残留动态[J]. 农药, 2004, 43(1): 40-42.

[6]CENGIZ M F, CERTEL M, GOCMEN H, et al. Residue contents of DDVP (Dichlorvos) and diazinon applied on cucumbers grown in greenhouses and their reduction by duration of a pre-harvest interval and postharvest culinary applications[J]. Food Chemistry, 2006, 98(1): 127-135.

[7]CENGIZ M F, CERTEL M, KARAKAS B, et al. Residue contents of captan and procymidone applied on tomatoes grown in greenhouses and their reduction by duration of a pre-harvest interval and post-harvest culinary applications[J]. Food Chemistry, 2007, 100: 1611-1619.

[8]RAWN D F K, QUADE S C, SUN W F, et al. Captan residue reduction in apples as a result of rinsing and peeling[J]. Food Chemistry, 2008, 109: 790-796.

[9]DUHAN A, KUMARI B, GULATI R, et al. Effect of household processing on fenazaquin residues in okra fruits[J]. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 2010, 84: 217-220.

[10]王长方, 陈峰, 魏辉, 等. 甘蓝中高效氯氰菊酯残留去除方法的研究[J]. 农业环境科学学报, 2005, 24(5): 1018-1021.

[11]赵鹏, 闵光, 张燕, 等. 不同洗涤方法对果蔬中农药残留去除率的研究[J]. 食品科学, 2006, 27(12): 467-468.

[12]蔡艳荣. 蔬菜中有机磷、氨基甲酸酯类农药残留去除方法研究[J].光谱实验室, 2007, 24(4): 743-746.

[13]闫贻洋, 黄炳海, 朱本宏, 等. 蔬菜中农残分析方法及残留农药去除率的研究[J]. 应用化工, 2009, 38(12): 1708-1711; 1716.

[14]游泳, 王长方, 王俊, 等. 上海青残留乐果的去除方法[J]. 福建农林科技大学学报: 自然科学版, 2008, 37(3): 248-252.

[15]汤峰, 邓大鹏, 刘根凤, 等. 蔬菜中4种农药残留去除技术研究[J].安徽农业大学学报, 2006, 33(2): 183-188.

[16]NY/T 788—2004农药残留实验准则[S]. 北京: 中国农业出版社, 2004.

Residual Dynamics of Imidacloprid in Tomatoes and Comparative Analysis of Commonly Used Methods for the Removal of Residual Imidacloprid

WANG Ming-ming1，GONG Yan2，CHEN Hao1，SHEN Jing2,*
(1. College of Science, Huazhong Agricutural University, Wuhan 430070, China；2. Institute of Agricultural Quality Standards and Testing Technology, Hubei Academy of Agricultural Sciences, Wuhan 430064, China)

The residual dynamics of imidacloprid in tomatoes was investigated and the best solid-phase extraction column was selected for the HPLC-MS analysis of imidacloprid. Meanwhile, a comparative study of commonly used methods for removing residual imidacloprid from tomatoes was performed. A HPLC-MS analytical method based on extraction with acetonitrile and clean-up on a NH2 solid-phase extraction column was developed for the determination of imidacloprid residue in tomatoes. There was a good linear relationship between the peak area and concentration of imidacloprid over the range from 0.01 to 2 mg/L, and the linear equation was Y = 69582.5 X + 68.9, with a correlation coefficient of 0.9999. The mean recoveries of the method varied from 87.5% to 96.5% with a relative standard deviation ranging from 1.7% to 6.7% at four fortification levels in the range from 0.01 to1.0 mg/kg, and the limit of detection was 0.01 mg/kg. This method is characteristic of simplicity, rapidity and accuracy. The degradation dynamics suggested that imidacloprid degraded gradually with prolonged time, that the degradation dynamic curve complied with first-order kinetics equation, and that the half-life of imidacloprid in tomatoes was 3.48 day. Rinsing with tap water, hot water or detergent was employed to remove imidacloprid residue. The results revealed imidacloprid residue reduction could be attained to a certain extent, whereas the effectiveness of rinsing with hot water and detergents was not superior to that of rinsing with tap water.

imidacloprid；tomato；high-performance liquid chromatography；residual dynamics；removal of pesticide residues

TS207.7

A

1002-6630(2010)19-0133-04

2010-06-30

湖北省农业科技创新中心项目(2010-620-001-03)

王明明(1986—)，男，硕士研究生，研究方向为分析与分离技术。E-mail：wmmzzq@126.com

*通信作者：沈菁(1968—)，女，副研究员，本科，研究方向为农药残留分析。E-mail：myshenjing@126.com