引用本文
刘缙, 毛海峰, 蔡红新, 杨洪国, 胡立峰, 罗文波, 倪春芳. 基质分散固相萃取-气质联用法分析人血中拟除虫菊酯类农药[J]. 刑事技术, 2020, 45(2): 169-172。
LIU Jin, MAO Haifeng, CAI Hongxin, YANG Hongguo, HU Lifeng, LUO Wenbo, NI Chunfang. Determination of Pyrethroid Pesticides in Human Blood by QuECHERS-GC/MS[J]. Forensic Science and Technology, 2020, 45(2): 169-172.  
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基质分散固相萃取-气质联用法分析人血中拟除虫菊酯类农药
刘缙1, 毛海峰1, 蔡红新1, 杨洪国1, 胡立峰1, 罗文波1, 倪春芳2
1.上海市公安局金山分局刑事科学研究所, 上海201508
2.上海市公安局物证鉴定中心,上海200083
* 通讯作者简介：倪春芳,女,上海浦东人,高级工程师,研究方向为毒品毒物检验。E-mail：13601982159@163.com

第一作者简介：刘缙,男,湖北武穴人,硕士,助理工程师,研究方向为毒品毒物检验。E-mail: 151381209@qq.com

收稿日期:2018-04-01 网络出版日期:2020-04-15
基金项目:上海市科委科研计划项目（17DZ1205400）
摘要

目的 建立人血中7种拟除虫菊酯类农药的基质分散固相萃取（QuECHERS）—气质联用（GC/MS）快速分析方法。方法 以C18、PSA为吸附剂,利用基质分散固相萃取与气质联用法结合分析血中联苯菊酯、甲氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、氟氯氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯7种菊酯类农药。结果 7种菊酯类农药线性范围为1.0~10.0μg/mL,RSD为5.6~10.3%,回收率为79.6~108.6%,最低检出限为0.1~0.3μg/mL。结论 该分析方法操作便捷、实用,适用于拟除虫菊酯类农药的中毒案件分析。

关键词: 法医毒物分析; 拟除虫菊酯类农药; 基质分散固相萃取; 气质联用法
中图分类号:DF795.1 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2020)02-0169-04
Determination of Pyrethroid Pesticides in Human Blood by QuECHERS-GC/MS
LIU Jin1, MAO Haifeng1, CAI Hongxin1, YANG Hongguo1, HU Lifeng1, LUO Wenbo1, NI Chunfang2
1. Institute of Criminal Science, Jinshan Branch of Shanghai Public Security Bureau, Jinshan 201508, Shanghai, China
2. Identification Center of Evidential Materials, Shanghai Public Security Bureau, Shanghai 200083, China
Abstract

Objective To develop a method for quick analysis of pyrethroid pesticides in human blood by QuECHERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, Safe)-GC/MS.Methods With C18 and PSA as the absorbents, QuECHERS-GC/MS was conducted to determine the seven pyrethroid pesticides: bifenthrin, fenpropathrin, lambda-cyhalothrin, cyhalothrin, cypermethrin, fenvalerate and deltamethrin in human blood.Results For the seven pyrethroid pesticides tested, their linear range was of 1.0~10.0μg/mL, with RSD being among 5.6~10.3%, recovery range spanning across 79.6~108.6%, and the lowest detecting limits among 0.1~0.3μg/mL.Conclusions This method is simple, sensitive and accurate, capable of being used for rapid detection of pyrethroid pesticide in casework.

Keyword: forensic toxicology analysis; pyrethroid pesticide; QuECHERS; GC/MS

拟除虫菊酯类农药是农村常用的广谱杀虫剂, 对昆虫具有强烈的触杀作用, 因其高效低毒, 在茶叶、蔬菜等农作物养殖中使用广泛。近年来, 在农村地区经常有服用拟除虫菊酯类农药自杀的案例。对生物检材中拟除虫菊酯类农药的分析方法有运用液液萃取、固相萃取[1, 2]、固相吸附[3]、分散液相微萃取[4]等前处理方法结合气质联用法, 但这些方法存在前处理过程长, 净化不干净, 对色谱柱保护差等问题。QuECHERS法是近年来国际上新兴的一种快速高效检测前处理技术, 常用于水果、蔬菜中农药残留的分析[5, 6, 7]。本文将此方法用于人体血液中拟除虫菊酯类农药的检测, 取得了满意的效果。

1 材料和方法
1.1 主要仪器和试剂

气相色谱质谱仪： Trace ISQ气相色谱质谱联用仪（Thermo Fisher公司）配A1310自动进样器、 Xcalibur色谱工作站; 氮吹仪：安谱DC-12防腐型; 试剂：乙腈（色谱纯）、正己烷（色谱纯）; 标准品：联苯菊酯、甲氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、氟氯氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯7种菊酯类农药混合标准品（98%, 均为100 μ g/mL正己烷, 购于上海安谱实验科技有限公司）; 内标：SKF525A（98%, TRC品牌, 购于上海安谱实验科技有限公司）; dSPE袋状缓冲盐（含6 g硫酸镁、1.5 g乙酸钠, 购于上海安谱实验科技有限公司）; dSPE纯化管2 mL（含150 mg硫酸镁、50 mg PSA〔乙二胺-N-丙基硅烷〕、50 mg C18, 购于上海安谱实验科技有限公司）。

实验用空白人血浆均采自健康人, 4 ℃保存。农药中毒血浆样品来自实际案例, -20 ℃冷冻保存。

1.2 方法

1.2.1 仪器条件

1）色谱条件：

色谱柱：TG-5MS（30 m× 0.32 mm× 0.25 μ m）; 程序升温：初始温度100 ℃（2 min）, 升温速率20 ℃/min, 终温280 ℃（15 min）; 进样口温度：260 ℃; 载气：He; 恒定流速; 流速：1.5 mL/min; 分流进样, 分流比为20∶ 1; 溶剂延迟：3 min; 进样量：1 μ L。

2）质谱条件：

接口温度：280 ℃; 离子源温度：250 ℃; 扫描时间：0.2 s; 质量范围：40~550 amu; 定性分析数据采集模式为全扫描方式, 定量分析数据采集模式为选择离子扫描方式。

1.2.2 标样制备

配制10.0 μ g/mL联苯菊酯、甲氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、氟氯氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯7种拟除虫菊酯类农药混合标准正己烷溶液, 储存于10 mL棕色容量瓶中, 4 ℃保存, 用于实验分析。

配制20.0 μ g/mL的SKF525A甲醇液, 储存于100 mL容量瓶中, 4 ℃保存, 用于实验分析。

1.2.3 样品前处理

取全血样品1 mL于10 mL玻璃离心管中, 加入SKF525A甲醇液100 μ L以及1 mL乙腈, 涡旋震荡1 min, 加入1 g缓冲盐, 涡旋震荡1 min, 4000 r/min离心5 min, 取上清液加至dSPE纯化管中, 涡旋震荡1 min, 15 000 r/min离心5 min, 取上清液高纯氮气吹干后定容至100 μ L正己烷中, 取1 μ L进样。

2 结果
2.1 气相色谱质谱法定性分析结果

在1.2.1仪器条件下, 取10.0 μ g/mL的7种拟除虫菊酯混合标准品100 μ L以及20.0 μ g/mL的SKF525A甲醇液100 μ L添加至1 mL空白血浆中, 采用1.2.3样品前处理方法, 通过GC/MS检测, 结果见表1。

表1 检材中成分特征离子峰和保留时间 Table 1 Selected ions and retention time for the sample
2.2 气相色谱质谱法定量分析结果

2.2.1 线性实验

取空白血浆5份, 分别加入不同量的7种拟除虫菊酯类农药混合标准品, 使溶液浓度分别为1.0、2.0、5.0、8.0、10.0 μ g/mL, 加入SKF525A, 按照样品处理方法处理。在上述分析条件下分析（n=5）, 7种拟除虫菊酯质量浓度（X）和SKF525A峰面积比值（Y）呈线性关系, 线性范围、回归方程和R2见表2。

表2 血中7种拟除虫菊酯类农药的线性范围和最低检出限 Table 2 The linear ranges and lowest detection limits of seven pyrethroid pesticides in blood

2.2.2 精密度和回收率实验

在空白血浆中添加一定量的7种拟除虫菊酯类农药混合标准品, 配制成2.0、5.0、10.0 μ g/mL三个质量浓度的样品, 每个质量浓度5份, 测其精密度和回收率, 结果见表3。

表3 血中7种拟除虫菊酯类农药的精密度（n=5）和回收率实验（n=3） Table 3 The precision (n=5) and recovery (n=3) of seven pyrethroid pesticides in blood

2.2.3 空白实验

用空白血浆进行空白对照实验, 空白血浆中未检出有7种拟除虫菊酯类农药成分。

2.2.4 对比实验

采用经典液液萃取方式以及固相萃取方式处理血液中拟除虫菊酯类农药做本实验的对比实验, 比较结果见表4。

液液萃取方式：在空白血浆中添加一定量的7种拟除虫菊酯类农药混合标准品, 配制成2.0 μ g/mL混合样品1 mL , 加入20.0 μ g/mL的SKF525A甲醇液100 μ L, 用10 mL乙酸乙酯分两次提取, 合并上清液, 高纯氮气吹干后定容至100 μ L正己烷中, 取1 μ L进样。

固相萃取方式：在空白血浆中添加一定量的7种拟除虫菊酯类农药混合标准品, 配制成2.0 μ g/mL混合样品1 mL , 加入20.0 μ g/mL的SKF525A甲醇液100 μ L, 用6 mL甲醇、6 mL去离子水活化HC-C18固相萃取柱, 检材用去离子水稀释至5 mL上样, 6 mL去离子水淋洗后10 mL二氯甲烷洗脱, 取洗脱液氮吹仪吹干后定容至100 μ L正己烷中, 取1 μ L进样。

表4 三种前处理方法间的比较 Table 4 Comparison among 3 preprocessing methods
2.3 典型案例

2017年某月, 某市某区一名男子与其妻子发生纠纷, 持锐器将其妻子砍伤后服用高效氯氟氰菊酯自杀未遂, 第一时间取其血液送至本实验室检测, 其血液中高效氯氟氰菊酯含量为2.7 μ g/mL。

3 讨论
3.1 前处理方法的选择

本文用经典液液萃取以及固相萃取的方式提取血中拟除虫菊酯类农药进行比较试验, 结果显示：液液萃取方式的回收率与QuECHERS方法无明显差异, 但前处理时间长, 有机溶剂使用量大, 总离子流图中杂峰多。固相萃取方式回收率稍低, 前处理时间长, 有机溶剂使用量大, 但总离子流图中杂峰较少。综合选择QuECHERS提取效果更好。

3.2 提取溶剂的选择

QuECHERS方法中乙腈是最常用的提取溶剂, 且在血浆中加入乙腈可以沉淀血浆中蛋白, 经缓冲盐中硫酸镁吸收血浆中水分, 离心后可以得到乙腈上清液进行下一步分析。洪萍等[8]的研究显示用乙酸乙酯作为提取溶剂, 再加入甲酸沉淀蛋白, 也可以得到很好的结果。

3.3 缓冲盐的选择

本实验室于上海安谱实验科技有限公司购买dSPE袋装缓冲盐, 内含6 g硫酸镁、1.5 g乙酸钠, 其中硫酸镁作用为吸附检材中的水分, 乙酸钠为缓冲盐, 调节检材pH值。经过实验室验证, 在空白血浆中添加一定量的7种拟除虫菊酯类农药混合标准品, 配制成2.0 μ g/mL混合样品, 分别在样品中加入0.5、1.0、1.5g的袋装缓冲盐比较三者回收率, 结果发现添加1 g缓冲盐7种农药的回收率相对较高（见图4）, 故本文在前处理中选择在检材中加入1 g缓冲盐。

图4 不同缓冲盐用量下7种菊酯类农药回收率Fig.4 Recoveries of 7 pyrethroid pesticides with different amount of buffered salt

3.4 纯化管的选择

血浆中含有大量脂肪酸、磷脂和胆固醇, 纯化管中硫酸镁吸附血浆中的水分, PSA去除血浆中胆固醇、脂肪酸, C18去除非极性脂肪酸和脂溶性杂质, 选择含有三种吸附萃取剂的dSPE纯化管, 效果良好。本文方法系作者在实践中独创, 操作简单方便, 检测灵敏、准确, 可以达到快速准确分析的结果。在实际农药中毒案件检验中, 值得借鉴和推广。

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