百草枯（paraquat），化学名称为1-1-二甲基-4-4-联吡啶阳离子盐，是一种快速灭生性除草剂，具有广谱速效和触杀作用，对绿色植物有很强的破坏作用，在农业中被广泛推广^［1］，目前在全球范围内使用的国家和地区超过120个。由于百草枯对人毒性较高^［2］，是导致人类急性中毒死亡率最高的除草剂，因此，20世纪80年代后期，许多国家已经开始禁止使用百草枯。我国自2016年7月1日停止百草枯在国内的销售和使用。尽管如此，百草枯中毒现象仍有发生，而在实际的农业生产过程中，仍旧存在以百草枯作为除草剂而大量使用的现象。
        竹笋是中国传统佳肴，食用和栽培历史极为悠久。百草枯对竹笋的杂草危害起到了控制作用，但由于其残留在不同生长阶段的竹笋中，给食品安全带来隐患，给人类健康带来潜在的威胁，因此，建立快速、高效的检测方法至关重要。
        目前，百草枯的检测方法主要有气相色谱法、液相色谱法和质谱法等^［3-4］。其中，气相色谱法仪器普遍、灵敏度较高，很早就开始被应用于百草枯的检测，但存在百草枯沸点高、难裂解气化、前处理操作繁琐等缺点；液相色谱法是百草枯检测最常用的方法，目前主要有反向色谱法和依托于亲水作用色谱柱法，主要优点在于可以保留碱性化合物，无需使用离子对试剂^［5］，但其存在灵敏度不高、定性能力差等缺点。超高效液相色谱-串联质谱技术作为近年来得到广泛应用的技术，具有高灵敏度、痕量检测和准确定性等特点^［6］，成为检测分析的重要手段。本试验基于超高效液相色谱-串联质谱法，在SN/T 0293—2014《出口植物源性食品中百草枯和敌草快残留量的测定 液相色谱-质谱/质谱法》^［7］方法的基础上，进一步优化色谱条件，建立高灵敏度的竹笋中百草枯残留的快速检测方法。
        随机采集丽水市农贸市场30份新鲜竹笋样品。
        UPLC/Xevo TQ-S超高效液相色谱-串联质谱仪（配有电喷雾电离源）、Oasis WCX固相萃取柱（60 mg/3 ml）均购自美国Waters，超纯水机，涡旋混匀器，固相萃取仪，高速离心机，氮吹仪。百草枯标准溶液（GSB05-2655-2010，100 mg/L，溶剂为甲醇，农业部环境保护科研监测所），乙腈（HPLC级）、甲醇（LC-MS级）、甲酸（LC-MS级）均购自德国Merck。
        取100 mg/L的标准溶液1 ml，用甲醇定容至10 ml容量瓶中，置于4 ℃冰箱中储存。使用时用pH=3.7的20 mmol/L甲酸铵溶液-乙腈（4∶6，V/V）逐级稀释成10、20、50、100、200、500 μg/L的标准系列溶液。
        称取5 g（精确到0.01 g）均匀样品，置于50 ml具塞离心管中，加入25 ml甲醇-0.1mol/L盐酸溶液（1∶1，V/V），均质提取1 min，4 000 r/min离心5 min，取上层溶液至50 ml容量瓶中，用水定容至刻度。准确移取10 ml提取液，用1 mol/L氢氧化钠溶液调节pH至(7.0±0.1)，10 000 r/min离心5 min，待净化。将上述待净化液全部转移至依次经过1 ml甲醇、1 ml水活化的Oasis WCX固相萃取柱中，弃去流出液。依次用1 ml水、1 ml甲醇淋洗萃取柱，最后用2 ml乙腈-水-甲酸溶液（88∶10∶2，V/V）洗脱，收集洗脱液于15 ml刻度离心管中，洗脱液经45 ℃氮吹仪吹干后，用1.0 ml流动相振荡溶解残渣，过0.22 μm滤膜后，供超高效液相色谱-串联质谱仪测定^［7］。
        色谱：Waters ACQUITY UPLC BEH HILIC色谱柱（100 mm ×2.1 mm，1.7 μm），柱温30 ℃，流速0.4 ml/min，流动相为20 mmol/L甲酸铵溶液-乙腈（4∶6，V/V），pH=3.7，进样体积10 μl。质谱：正离子模式（ESI+）扫描，离子源温度150 ℃，脱溶剂气温度350 ℃，脱溶剂气流量800 L/h，反吹气流量150 L/h，毛细管电压3.5 kV。质谱参数见表1。
        目前，SN/T 0293—2014^［7］的前处理方法为甲醇-盐酸（1∶1，V/V）溶液提取两次，合并提取液。竹笋中杂质含量较少^［8］，本试验对比了一次提取和二次提取的加标回收率，每个加标水平进行3次平行测试，其平均结果见表2。可以看出，一次提取的回收率低于二次提取，但仍能达到80%以上。由此可见，在样品数量多且检测要求不高的情况下，可用一次提取进行方法的简化。         选取常用的UPLC BEH C₁₈色谱柱（100 mm×2.1 mm，1.7 μm）、UPLC HSS T3色谱柱（100 mm×2.1 mm，1.8 μm）、UPLC BEH HILIC色谱柱（100 mm×2.1 mm，1.7 μm）和CORTECS UPLC HILIC色谱柱（100 mm×2.1 mm，1.6 μm）进行比较。由于百草枯分子具有较强的极性^［9］，在C₁₈和T3柱上保留时间短，分离效果不佳。此后，在HILIC柱的基础上，进一步比较了BEH柱和CORTECS柱，发现百草枯在CORTECS柱上的保留效果更佳，但其流动相中甲酸铵的浓度需达到150 mmol/L才能有较好的峰形和信号响应值，考虑到盐溶液对质谱的影响，故最后仍然选择了UPLC BEH HILIC柱。
        在SN/T 0293—2014^［7］的方法中，流动相采用的是甲酸-乙腈溶液。在本试验中，采用甲酸-乙腈溶液与甲酸铵-乙腈溶液进行对比，发现甲酸铵-乙腈溶液作为流动相时，百草枯的灵敏度和分离效果都更好，这与其他文献报道^［10］相符。在此基础上，首先对流动相甲酸铵水溶液的浓度进行了优化，分别选择了10、50、100和150 mmol/L四个浓度进行比较。结果显示，甲酸铵浓度越高，出峰越快，信号强度越强，拖尾现象减少。在10 mmol/L的条件下，峰形拖尾十分严重，150 mmol/L的条件下，出峰时间过早，且高浓度的甲酸铵溶液对色谱柱损伤较大，容易导致盐析，故选择了50 mmol/L的甲酸铵水溶液进行进一步的优化。百草枯为碱性化合物，流动相的酸度会影响其保留时间^［11-12］，结果显示，用甲酸调节流动相酸度使pH值降低后，百草枯的出峰时间延迟，拖尾现象减少，峰形改善，但过低的pH值不利于色谱柱的保护^［13］，建议pH值选择在3.5～4.5之间。在此酸度条件下，可进一步降低甲酸铵浓度，在保证百草枯峰形和检出的情况下，最终选择流动相为20 mmol/L甲酸铵溶液-乙腈（4∶6，V/V），pH=3.7。
        根据百草枯的化学结构，选择在ESI+模式下离子化。百草枯分子极不稳定，容易在电离时发生源内裂解，产生母离子不同的离子对。在参考了相关文献^［14-15］的情况下，选定5对离子对进行比较，分别为m/z 185.1>170.1、185.0>169.7、185.0>158.1、171.1>77.0、171.0>154.9。在比较了不同离子对的信号强度后，最终选择了强度最好的两个离子对m/z 185.1>170.1和171.1>77.0，其中m/z 185.1>170.1强度最大，故作为定量离子。在选定离子对的条件下，对离子源温度、锥孔电压、碰撞能量、毛细管电压等参数条件进行了优化，选择出在仪器可承受范围内离子强度最好的条件。
        为考察竹笋的基质效应，以空白竹笋为基体，按照1.2.2方法进行前处理，提取空白基质液配制成标准曲线，与以溶剂配制的标准曲线作对比。结果显示，溶剂标准曲线的斜率为107.295，基质标准曲线的斜率为115.574，其斜率比值为1.08，有一定的基质增强作用。一般认为，2种曲线的斜率比值在0.8～1.2之间，则认为基质效应较低^［16］，可直接用标准工作曲线进行定量分析。
        在选定的仪器条件下，按1.2.1中配制的标准系列溶液进行测定，标准多反应监测（MRM）色谱图见图1。以百草枯浓度为横坐标，定量离子对的峰面积为纵坐标，得出工作曲线，计算回归方程：y=107.295x+1784.638，r=0.998 2，线性关系良好。根据3倍信噪比（S/N）确定百草枯的检出限（LOD）为2 μg/kg，10倍信噪比（S/N）确定定量限（LOQ）为 5 μg/kg。         采用空白竹笋样品进行回收率和精密度试验。样品分别添加百草枯标准溶液，制成5、50、200 μg/kg三个浓度水平，每个浓度进行6次平行试验，回收率在82.2%～104.8%之间，相对标准偏差（RSD）在8.3%～10.9%之间，符合试验对回收率和精密度的要求，见表3。竹笋加标回收MRM色谱图见图2。
        利用本方法对30份竹笋样品进行检测，其中有2份检测出百草枯残留，检测浓度分别为7.4和 9.2 μg/kg。
        本试验建立了超高效液相色谱-串联质谱法测定竹笋中百草枯残留量的方法。对SN/T 0293— 2014^［7］中的前处理方法进行了考察，并在流动相中用甲酸铵代替甲酸，优化了流动相的酸度，改善峰形，增加保留时间。该方法分析速度快、灵敏度高、前处理简单，能满足实际工作的需求。在采集的30份竹笋样品中有2份样品检出百草枯残留，但含量较低，有关部门仍应该加强对百草枯的监督和管理。