基于便携式质谱技术的中药材中啶虫脒与多菌灵测定方法研究

• 花匠小妙招
• 2026-05-10 18:03

摘要

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该文建立了一种基于便携式质谱技术的中药材中农药残留的快速检测方法。以三七、金银花、枸杞为研究对象，以啶虫脒、多菌灵作为检测指标，探究检测方法的灵敏度和准确度。结果表明：在直接提取结合亲水亲油平衡（HLB）固相萃取柱净化方法下，啶虫脒、多菌灵分别在1.0~40 mg/kg、0.125~5.0 mg/kg范围内呈现良好的线性关系（r＞0.99），检出限分别为0.30 mg/kg和0.05 mg/kg，定量下限分别为1.0 mg/kg和0.125 mg/kg，回收率为72.8%~95.3%，相对标准偏差为10%~34%。采用便携式质谱对三七、金银花、枸杞中啶虫脒和多菌灵进行测定，并采用液相色谱-串联质谱法进行验证，结果基本一致，表明便携式质谱法满足中药材中啶虫脒和多菌灵的日常检测需求。

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Abstract

译

In this study，a rapid detection method based on portable mass spectrometry technology for the detection of pesticide residues in Chinese medicinal materials（CMM） was established. Notoginseng Radix et Rhizoma，Lonicerae Japonicae Flos and Lycii Fructus were used as detection objects，acetamiprid and carbendazim were used as detection indicators to investigate the sensitivity and accuracy of the established method. The results indicated that by using a direct extraction combined with hydrophilic and lipophilic balance（HLB） solid-phase extraction column clean-up method，acetamiprid and carbendazim showed good linearity（r＞0.99） in the ranges of 1.0-40 mg/kg and 0.125-5.0 mg/kg，respectively. The detection limits （LOD） for acetamiprid and carbendazim were 0.30 mg/kg and 0.05 mg/kg，while the quantitation limits （LOQ） for carbendazim and carbendazim were 1.0 mg/kg and 0.125 mg/kg，respectively. The method achieved recoveries ranging from 72.8% to 95.3%，with relative standard deviations（RSDs） between 10% and 34%. The portable mass spectrometry was used to determine acetamiprid and carbendazim in Notoginseng Radix et Rhizoma，Lonicerae Japonicae Flos，Lycii Fructus，validated by liquid chromatography-tandem mass spectrometry（LC-MS/MS）. The results were basically consistent，which indicated that portable mass spectrometry can meet the daily detection needs of acetamiprid and carbendazim in CMM.

译

中药材作为我国中医药文化的重要组成部分，其质量和安全备受世界关注［

1］。中药材的农药污染和残留是影响其质量和安全的重要因素之一。近年来由于中药材规模化种植过程中的农药滥用，造成了农药的普遍残留，同时中药材农药登记不完善、相关限量标准不健全、种植基地不规范等原因间接导致了中药材中农药残留的检出率较高［2］。目前，我国涉及中药材中农药残留限量的标准主要有《中国药典》（2025年版）［3］、《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》［4］等，其中关于农药残留的检测方法包括气相色谱-串联质谱法和液相色谱-串联质谱法等。现代的色谱-串联质谱法大多依赖于大型的质谱分析仪器，具有灵敏度高、重复性好、高通量等优点，但样品前处理繁琐、分析时间长、仪器设备庞大、溶剂消耗量大，无法满足农药现场快速筛查的需求。因此，应用快速准确的检测技术监测中药材中农药残留量对于保证用药安全、加强全链条产业监管具有重要作用。

译

质谱微型化以及原位电离技术的飞速发展，如实时直接分析（DART）、解吸电喷雾离子源（DESI）、纸喷雾电离（PSI）［

5］，极大地促进了便携式质谱技术在现场快速检测领域的拓展与应用。同时，小型便携式质谱仪等现场检测设备的开发与应用逐渐成熟，原位电离与小型便携式质谱联用技术逐渐成为研究热点［6］，在公共安全［7］、食品安全［8］、生物科学［9］等领域具有广泛的应用。纳升电喷雾电离（nESI）最早由Wilm和Mann于1994年提出［10］。该技术基于ESI的原理，通过给质谱仪试剂盒中的样品施加高电压，经过形成喷雾、溶剂蒸发、库伦爆炸等多个步骤的电离过程，最终生成可被质谱仪检测的气相离子。便携式质谱的工作原理与大型质谱相仿，使用原位电离和离子阱技术离子化样品分子，并利用电磁场将其碎裂，按质荷比分离产物离子，最终通过检测器记录各离子的强度，从而实现对样品成分的定性和定量分析（

图1

）。相较于传统大型质谱仪，小型便携式质谱仪具有体积小、质量轻、功率低、易携带等优点，可实现中药材农残的现场、快速、实时分析［11］，在田间地头、药材市场、种植基地等具有现场检测需求的现实场景中展现出非常广阔的应用前景。

译

图1  nESI原位电离-小型便携式质谱分析原理图

Fig.1  Schematic diagram of nESI ambient ionization combined with miniature portable mass spectrometry analysis

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本研究以农残检出率较高及不同部位的代表性中药材三七（根茎类）、金银花（花类）、枸杞（果实类）作为研究对象，以常用农药啶虫脒（杀虫剂）、多菌灵（杀菌剂）作为检测指标，采用直接提取结合亲水亲油平衡（HLB）固相萃取柱净化的前处理方法，建立了一种基于nESI原位电离技术结合小型便携式质谱仪检测的方法，实现了中药材中啶虫脒和多菌灵的高灵敏快速筛查。

译

1 实验部分

译

1.1 仪器与试剂

译

Cell便携式质谱分析系统（33.3 cm×23.5 cm×14.6 cm，质量≤8.5 kg，功率≤85 W，清谱科技（苏州）有限公司），配有PMS Client Pro质谱分析软件、纳喷试剂盒（清谱科技（苏州）有限公司）；LCMS-TQ8050液相色谱串联三重四极杆质谱仪（日本岛津公司）；JA5003B电子分析天平（上海越平科学仪器（苏州）制造有限公司）；V18R Pro高速离心机（美国Thermo Scientific公司）；AH-30自动高速匀浆器（RayKol睿科集团股份有限公司）；Hei-VAP Advantage旋转蒸发仪（德国Heidolph公司）。

译

啶虫脒、多菌灵农药对照物质（纯度均大于98%，分别购于安谱、坛墨科技有限公司）；甲醇、乙腈（色谱纯，美国Fisher公司）；三七、金银花、枸杞药材：市售，经中国食品药品检定研究院王莹研究员鉴定为正品；HLB固相萃取柱（上海安谱实验科技股份有限公司）。

译

1.2 实验方法

译

1.2.1 农药混合对照品溶液的制备

以乙腈为溶剂，分别配制质量浓度为400 μg/mL的啶虫脒、50 μg/mL的多菌灵单体对照溶液作为母液，于-20 ℃保存备用。分别移取2种农药母液各1 mL，用乙腈定容至10 mL，配制成啶虫脒（40 μg/mL）、多菌灵（5 μg/mL）的农药混合对照品贮备液。取农药混合对照品贮备液，用乙腈稀释成系列浓度梯度的农药混合对照品溶液。

译

1.2.2 基质匹配标准曲线溶液的制备

取不含待测农药的样品2 g，与供试品溶液制备同法处理制成空白基质溶液。取空白基质溶液0.8 mL，各加入系列质量浓度梯度的农药混合对照品溶液0.2 mL，得基质匹配标准曲线溶液，啶虫脒的基质匹配标准曲线溶液质量浓度分别为0.2、0.4、0.8、1.6、4.0、8.0 μg/mL，多菌灵的基质匹配标准曲线溶液质量浓度分别为0.025、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0 μg/mL。

译

1.2.3 供试品溶液的制备

供试品溶液的制备参考《中国药典》（2025年版）2341农药残留量测定法［

3］，在满足提取效率的前提下对供试品取样量和提取溶剂量进行优化。

译

样品提取：取供试品粉末2 g，精密称定，加入乙腈45 mL，匀浆处理3 min（转速不低于12 000 r/min），离心（5 000 r/min）5 min，分取上清液，减压浓缩至近干，放冷，用乙腈稀释至10 mL，摇匀，即得。

译

样品液净化：量取上述制备的样品提取液4 mL，通过HLB固相萃取柱（200 mg/6 mL）净化，收集全部净化液，混匀，即得。

译

1.2.4 小型便携式质谱分析

取上述制备的供试品溶液0.8 mL，加入乙腈0.2 mL，混匀，待测定。

译

分别将20 μL基质匹配标准曲线溶液和上述溶液上样至纳喷试剂盒，插入仪器，进行检测。

译

质谱分析条件：离子化模式：正离子模式；离子源电压：2 kV；m/z扫描范围：50~1 000。2种农药的加合方式、离子对信息和仪器检出限等质谱分析参数见表1，二级质谱图见图2。

译

表1  啶虫脒和多菌灵的质谱分析参数

Table 1  Mass spectrometry parameters of acetamiprid and carbendazim

PesticideCASFormulaAdduct formation mode

Precursor ion

（m/z）

Product ion（m/z）Collision voltage/VInstrumental detection limit/（ng·mL-1） Acetamiprid 135410-20-7 C10H11ClN4 ［M+H］+ 223 126 1.5 100 Carbendazim 10605-21-7 C9H9N3O2 ［M+H］+ 192 160 1.5 2

图2  啶虫脒（A）与多菌灵（B）的二级质谱图

Fig.2  MS/MS spectra of acetamiprid（A） and carbendazim （B）

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1.2.5 液相色谱-串联质谱法验证

啶虫脒和多菌灵的液相色谱-串联质谱检测方法参考《中国药典》（2025年版）2341农药残留量测定法［

3］。

译

液相色谱条件：以Agilent XDB-C18（10 cm×1.8 mm，2.1 μm）为色谱柱。以0.1%甲酸溶液（含5 mmol/L甲酸铵）为流动相A，以甲醇-0.1%甲酸溶液（含5 mmol/L甲酸铵）（95∶5）为流动相B。梯度洗脱程序为：0~1 min，30% B；1~12 min，30%~100% B；12~14 min，100% B。流速为0.3 mL/min，柱温40 ℃。

译

质谱条件：以三重四极杆串联质谱仪检测；离子源为电喷雾（ESI）离子源。正离子扫描模式。监测模式为多反应监测（MRM）。啶虫脒和多菌灵的保留时间、监测离子对、碰撞电压（CE）见表2。

译

表2  啶虫脒和多菌灵的保留时间、监测离子对及碰撞电压（CE）

Table 2  Retention time，monitoring ion pairs and collision energies（CE） of acetamiprid and carbendazim

No.PesticideRetention time/minPrecursor ion（m/z）Product ion（m/z）CE*/V 1 Acetamiprid 3.754 223.50 126.00 17 223.50 90.00 43 223.50 99.00 60 2 Carbendazim 2.110 192.00 132.00 33 192.00 160.00 20

*：the absolute value of CE

2 结果与讨论

译

2.1 碰撞能量的优化

译

碰撞诱导解离能量（简称“碰撞能量”）的选择对于质谱分析的结果和离子产物的选择有很大影响。较高的碰撞能量可以产生更多碰撞解离反应，使离子断裂得更彻底，产生更多碎片离子，但可能会导致信噪比下降；较低的碰撞能量则可能导致碰撞解离反应不完全，离子断裂不彻底，因此选择合适的碰撞能至关重要。本实验中，碰撞能量优化通过采集碰撞诱导解离能量（cid_amp）遍历数据，范围为0~2.5 V，步长为0.5 V，选择各子离子强度最强的碰撞能量作为各自最优值。从图3中可以看出，啶虫脒、多菌灵的最优碰撞能量均为1.5 V。

译

图3  碰撞能量优化

Fig.3  Optimization of cid_amp

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2.2 方法学考察

译

2.2.1 线性范围及检出限

配制不同质量浓度的基质匹配标准曲线溶液进样分析，以化合物的质量浓度为横坐标（x），目标物的离子强度响应值为纵坐标（y）进行线性回归分析，得到2种农药的线性方程。2种农药在各自线性范围内线性关系良好，相关系数（r）均大于0.99（见表3）。啶虫脒在枸杞和金银花基质中的检出限（LOD）均为0.30 mg/kg，定量下限（LOQ）均为1.0 mg/kg；多菌灵在枸杞和三七基质中的LOD均为0.05 mg/kg，LOQ均为0.125 mg/kg。GB2763-2021标准［

4］中规定啶虫脒在枸杞和金银花中的最大残留限量（MRL）分别为2、15 mg/kg，多菌灵在三七中的MRL为1 mg/kg。本方法的LOD和LOQ均低于GB2763-2021中规定的MRL，表明便携式质谱仪的灵敏度能够满足中药材农残的日常快速筛查需求。

译

表3  啶虫脒和多菌灵的方法学考察结果

Table 3  Results of method validation of acetamiprid and carbendazim

CMMPesticideLinear range/（mg·kg-1）

Correlation

coefficient（r）

LOD/

（mg·kg-1）

LOQ/

（mg·kg-1）

Spiked/（mg·kg-1）

Average

recovery/%

RSD/% Lycii Fructus Acetamiprid 1.0~40 0.994 8 0.30 1.0 4.0 72.8 34 Carbendazim 0.125~5.0 0.999 2 0.05 0.125 0.5 95.3 10 Notoginseng Radix et Rhizoma Carbendazim 0.125~5.0 0.999 6 0.05 0.125 1.0 73.1 17 Lonicerae Japonicae Flos Acetamiprid 1.0~40 0.993 7 0.30 1.0 15 84.7 14

2.2.2 回收率及相对标准偏差

在经测定不含有上述2种农药的中药材样品中进行单水平加标回收率实验，制成适宜浓度的基质加标样品进行检测，每个浓度平行3次，各农药的加标回收率和8次重复测定的相对标准偏差（RSD）见表3。2种农药的平均回收率（n=3）为72.8%~95.3%，RSD为10%~34%。表明本方法具有较好的准确度和精密度，适用于金银花、枸杞、三七中啶虫脒、多菌灵的快速检测。

译

2.3 方法性能参数对比

译

以加标样品为研究对象，对比便携式质谱法和液相色谱-串联质谱法的方法学参数，结果见表4。由表4可知：便携式质谱法的灵敏度、线性、回收率及重现性与大型质谱法相比仍有一定差距，但基本可满足农药痕量残留的分析要求，且在实际应用中更适用于田间地头、药材市场等场所的现场快速筛查，能够在短时间筛选出可能存在农药残留超标的中药材样品。因此，便携式质谱法能够替代液相色谱-串联质谱法用于中药材中啶虫脒和多菌灵的日常筛查检测。

译

表4  便携式质谱法与液相色谱-串联质谱法的参数对比

Table 4  Comparison of parameters between portable mass spectrometry and LC-MS/MS

CMMPesticideParameterPortable mass spectrometryLC-MS/MS Lycii Fructus Acetamiprid LOD 0.30 mg/kg 0.05 mg/kg r 0.994 8 0.999 0 Recovery 72.8% 98.2% RSD 34% 2% Carbendazim LOD 0.05 mg/kg 0.001 mg/kg r 0.999 2 0.999 9 Recovery 95.3% 100.0% RSD 10% 2% Notoginseng Radix et Rhizoma Carbendazim LOD 0.05 mg/kg 0.001 mg/kg r 0.999 6 0.999 7 Recovery 73.1% 92.9% RSD 17% 4% Lonicerae Japonicae Flos Acetamiprid LOD 0.30 mg/kg 0.05 mg/kg r 0.993 7 0.995 4 Recovery 84.7% 86.3% RSD 14% 6%

2.4 实际样品分析及液相色谱-串联质谱法验证

译

应用本方法对17批市场收集且经实验室前期筛查后储备的枸杞、三七和金银花阳性样品进行检测，并与液相色谱-串联质谱法进行比较，结果如表5所示。本方法对17批样品中啶虫脒和多菌灵的检出量分别为1.760~3.537 mg/kg和0.176~0.503 mg/kg。采用便携式质谱和液质联用两种方法检出结果的相对偏差在0%~36%之间，其中78%的样品采用两种方法的测定结果基本一致，相对偏差小于20%；部分相差大于20%，推测可能与样品基质干扰有关。

译

表5  实际中药材样品中啶虫脒和多菌灵的测定结果比较

Table 5  Comparison of the determination results of acetamiprid and carbendazim in CMM samples

SamplePesticide residue/（mg·kg-1）AcetamipridCarbendazimLC-MS/MSPortable mass spectrometryRelative deviation/%LC-MS/MSPortable mass spectrometryRelative deviation/% Lonicerae Japonicae Flos 1 2.053 2.648 13 -* - - Lonicerae Japonicae Flos 2 1.022 2.157 36 - - - Lonicerae Japonicae Flos 3 1.734 2.763 23 - - - Lonicerae Japonicae Flos 4 3.077 2.882 3 - - - Lonicerae Japonicae Flos 5 2.539 3.213 12 - - - Lycii Fructus 1 1.728 2.753 23 0.215 0.176 10 Lycii Fructus 2 1.716 2.966 27 0.221 0.251 6 Lycii Fructus 3 3.666 3.139 8 0.452 0.282 23 Lycii Fructus 4 3.705 3.537 2 0.447 0.328 15 Lycii Fructus 5 1.803 2.042 6 0.227 0.215 3 Lycii Fructus 6 1.789 1.760 1 0.230 0.255 5 Notoginseng Radix et Rhizoma 1 - - - 0.243 0.218 5 Notoginseng Radix et Rhizoma 2 - - - 0.246 0.253 1 Notoginseng Radix et Rhizoma 3 - - - 0.471 0.403 8 Notoginseng Radix et Rhizoma 4 - - - 0.475 0.503 3 Notoginseng Radix et Rhizoma 5 - - - 0.243 0.224 4 Notoginseng Radix et Rhizoma 6 - - - 0.464 0.461 0

*：indicates that the indicator is not tested

2.5 与其他文献方法的比较

译

从分析方法、检测指标、样品基质、检出限、定量下限以及分析时长等方面，将建立的小型便携式质谱现场快速筛查方法与相关文献方法进行了比较，结果见表6。

译

表6  本研究与文献方法的比较

Table 6  Comparison of this study with other reported methods

MethodAnalyteMatrixLOD and LOQAnalysis time/minReference Chromatographic enrichment-FPS-PMS 6 Pesticides including carbendazim Cosmetics containing plant extracts

0.02~0.05 mg/kg

0.05~0.10 mg/kg

~1 ［12］ Improved QuEChERS-PMS Cyromazine，buprofezin and prochloraz Illicium verum

0.5~5.0 mg/kg

-*

~9 ［13］ Magnetic SPE-PMS Acetamiprid，imidacloprid and carbofuran Celery，leek and cowpea

0.001~0.035 mg/L

0.02～0.05 mg/kg

~26 ［14］ MWCNTs-OH dSPE-GC-MS/MS 75 Pesticides including dimethoate Codonopsis radix

0.001~0.054 mg/kg

0.002~0.178 mg/kg

>88 ［15］ FaPEx-BKT50 SPE-GC-MS/MS 212 Pesticides including chlorpyrifos Panax notoginseng

0.003~0.02 mg/kg

0.01~0.05 mg/kg

>75 ［16］ QuEChERS-GC-MS/MS 59 Pesticides including chlorpyrifos 5 CMM including Lonicerae Japonicae Flos

0.000 1~0.004 6 mg/kg

0.000 3~0.012 mg/kg

>93 ［17］ QuEChERS-LC-MS/MS 22 Triazole pesticide residues 8 CMM including Corydalis Rhizoma

0.001~0.002 5 mg/kg

0.01~0.02 mg/kg

>20 ［18］ HLB SPE-PMS Acetamiprid and carbendazim Notoginseng Radix et Rhizoma，Lonicerae Japonicae Flos and Lycii Fructus

0.05~0.3 mg/kg

0.125~1.0 mg/kg

~9 This work

*：not mentioned in the literature；PMS：portable mass spectrometry；FPS：fan-shaped paper spray；QuEChERS：Quick，Easy，Cheap，Effective，Rugged，Safe；dSEP：dispersive solid-phase extraction；MWCNTs-OH：hydroxylated multi-walled carbon nanotubes；GC-MS/MS：gas chromatography-tandem mass spectrometry.

与传统液相色谱-质谱联用技术［

18］或气相色谱-质谱联用技术［15-17］相比，本方法采用原位电离质谱技术使总分析时长大大缩短，同时节省了溶剂用量，更符合绿色分析化学的发展要求。然而仪器检测灵敏度与传统色谱-质谱联用方法相比仍有差距，一方面本方法采用的小型便携式质谱仪是以线性离子阱作为质量分析器，缺乏传统色谱-质谱技术三重四极杆的多反应监测和中性丢失扫描的高灵敏度；另一方面，本研究以纳喷试剂盒作为电离源，省去了传统的色谱分离过程，一定程度上会使基质效应变强、检出限变高，但本方法可以提高检测速度、缩短检测时间，更适用于大批量药材快速筛查的实际应用场景，整体可以满足中药材农残日常筛查的检测需求。

译

对于检测指标，相较于便携式质谱技术，传统色谱-质谱分析技术检测农药范围更广、数量更多，具有高通量的显著优势，完善便携式质谱技术进而实现多种农残的快速检测对保障中药材质量安全更具现实意义；在灵敏度方面，样品基质、前处理及分析技术的不同往往会导致检测灵敏度存在差异，本研究前期进行了中药材样品前处理的方法摸索和条件优化，结果发现中药材的基质种类和基质浓度通常会对原位电离质谱的检测灵敏度和稳定性产生较大影响。可能的原因是：一方面，采用原位电离质谱进行定量检测时，离子源稳定性可能影响检测结果，可添加固定量内标从而抵消由于离子源不稳定带来的不同检测间的信号差异，提高检测结果的准确性和稳定性［

19］；另一方面，中药材不同于食品和化妆品等基质，其成分相对复杂，往往含有油脂、色素等组分，加之中药材需要进行复杂的炮制加工过程，产生基质干扰的可能性更大，因此开发适用于便携式质谱的中药材快速前处理技术对于提高检测灵敏度具有重要作用。

译

免疫层析试纸条具有操作简便、灵敏度高、检测速度快、检测成本低等优点，已成为农残快检产品开发的一大热点。然而，现有的啶虫脒免疫层析试纸条产品由于抗体的广谱性以及农药结构的相似性，对吡虫啉等新烟碱类化合物具有较高的交叉反应率。而本文的便携式质谱技术是基于化合物的特征离子对响应强度对待测农药进行定性和定量分析，具有较强的特异性和定性能力，可以很好地区分啶虫脒和吡虫啉等其他新烟碱类化合物。

译

3 结 论

译

本研究采用直接提取结合HLB固相萃取柱净化方法，并与小型便携式质谱联用，建立了中药材中啶虫脒、多菌灵残留的便携式质谱现场快速筛查方法。研究表明，啶虫脒和多菌灵的检出限分别为0.30 mg/kg和0.05 mg/kg，定量下限分别为1.0 mg/kg和0.125 mg/kg，回收率为72.8%~95.3%；同时应用所建立的便携式质谱法对实际中药材样品进行分析，检测结果与液相色谱-串联质谱法基本吻合。本方法具有快速、准确、灵敏等优点，在中药材生产、加工、流通等环节的农药残留快速检测中具有非常广阔的应用前景。

译

基金

国家重点研发计划项目（2023YFC3504103）；国家药监局药品监管科学全国重点实验室第一批开放课题（2023SKLDRS0103）

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