大米是全球消費量最大的食品之一。為提高作物產量，人們往往在大米的生產過程中使用多種農藥，以控制雜草與病蟲害的影響。由于法律、氣候與生產系統的差異，稻作物所使用的農藥通常具有國家/地區特點。除影響大米品質之外，大米的農藥殘留還威脅到一般消費者的身體健康。為規避健康風險，大米中農藥殘留水平的監測便顯得尤為重要。包括中國、美國、巴西、印度、日本和歐盟在內的眾多國家和地區已就食品與飼料（含大米）的農藥最大殘留限量（MRL）作出規定。根據歐盟制定的農藥最大殘留限量標準，大米中的農藥殘留主要介于10μg/kg-8,000μg/kg 之間，具體取決于農藥品種。如測定的大米農藥殘留較低，需采用靈敏度、選擇性與準確度較高的分析方法。農藥多殘留分析能夠單次測定多種農藥的殘留水平，而鑒于大米生產過程中可能使用多種農藥，這將是最為有效的一種方法。傳統上主要通過氣相色譜法/質譜分析法（GC/MS） 分析農藥殘留的情況，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定狀態的化合物。液相色譜-串聯質譜（LC/MS/MS）的選擇性與靈敏度較高，同時在多種樣品基質中適用的化合物范圍較廣，現已成為農藥殘留分析的優選方法。
包括大米在內的食品樣品中，多殘留分析物目前已廣泛采用QuEChERS提取方法進行分析。本研究結合修改后的QuEChERS提取方法與LC/MS/MS技術，提出分析速度更快、靈敏度與選擇性更高的農藥多殘留分析方法，對大米樣品中200余種農藥進行分析。通過QSight三重四極桿質譜儀的時間管理型MRM™，可為目標分析物自動生成多反應監測（MRM）轉換的最佳駐留時間。正如本研究中大米樣品的農藥多殘留分析結果所示，這不僅可縮短方法制定的時間，還可改善數據質量與分析性能。
實驗
硬件/軟件
農藥的色譜分離由珀金埃爾默UHPLC系統完成，分析物測定則由珀金埃爾默QSight 220三重四極桿質譜檢測器與雙離子源進行。所有儀器控制、數據采集和數據處理皆采用Simplicity 3Q™軟件進行。
方法
樣品制備
農藥標準品來自于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地雜貨店購得。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。樣品原產地分別為泰國、越南、印度、意大利和美國。根據相應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。在10μg/kg與100μg/kg濃度條件下，通過農藥加標回收試驗對大米樣品基質的回收率進行評估。純溶液（乙腈）和大米樣品基質（基質匹配校準品）制備有八種不同濃度的濃度點，校準曲線由此確定。此外，根據純溶液與大米樣品基質所得出的校準曲線，可通過二者的斜率比較對基質效應進行評估。為減少誤報與漏報的情況，已針對每種農藥開展至少兩次的MRM轉換監測。計算定量限（LOQ）時，以兩次MRM轉換的最低信噪比為10作為基礎。
LCMSMS 離子源條件
LC/MS/MS離子源參數如表1所示。所研究農藥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，從內置化合物庫中選擇特定農藥，即可自動生成質譜采集法，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 轉換（213種研究農藥的部分列表）
結果與討論
本研究基于溶劑（純溶液）與大米樣品基質得出校準曲線，通過比較純溶液曲線的斜率（X）與大米樣品基質曲線的斜率（Y）對基質效應進行評估。樣品基質效應（%）可通過二者斜率的百分數差進行計算：（Y-X）×100/X。若兩條曲線的斜率百分數差為正數，則存在信號增強效應，若為負值，則存在信號抑制效應。此外，樣品基質效應與化合物存在相關性。例如，乙酰甲胺磷和丙環唑等部分農藥出現信號增強（正值），而毒死蜱和三環唑等其他農藥則出現離子抑制（負值）。然而大多數已研究農藥的樣品基質效應小于20%，因此根據歐盟法規，通過純溶液確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%）的研究中卻觀察發現顯著的離子抑制效應。因此，為克服基質效應并減少分析結果的變化，本研究中所有分析物的定量分析皆采用基質匹配校準品。
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結論
通過使用UHPLC系統與QSight 220三重四極桿質譜儀，建立用于大米農藥多殘留分析的LC/MS/MS方法。該方法可用于檢測大米中200 余種農藥，其定量限低于監管機構規定的限量。時間管理型MRM模塊簡化了質譜分析方法的制定流程，使其駐留時間得到優化，可用于監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，大多數農藥具有良好的回收率（70-120%）和重現性（RSD<20%）。研究制定的分析方法表明，所檢測的農藥在大米基質中具有良好的線性，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，如品質優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藥檢測方法。
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