全 文 ：园艺学报，2016，43 (1)：175–182.
Acta Horticulturae Sinica
doi：10.16420/j.issn.0513-353x.2015-0413；http：//www. ahs. ac. cn 175
超高效液相色谱—串联质谱法检测水果中 6 种
植物生长调节剂
闫 震，聂继云*，徐国锋，李海飞，李 静，李志霞，毋永龙，匡立学
（中国农业科学院果树研究所，农业部果品质量安全风险评估实验室（兴城），农业部果品及苗木质量监督检验测试
中心（兴城），辽宁兴城 125100）
摘 要：以苹果、葡萄、猕猴桃、桃和脐橙为试材，建立了水果中 6 种常用植物生长调节剂（矮壮
素、赤霉素、氯吡脲、多效唑、噻苯隆和 2,4-D）的超高效液相色谱—串联质谱检测方法（UPLC–MS/MS）。
试样采用改进的 QuEChERS 方法进行前处理，用 1%醋酸乙腈提取，选择 ODS + MgSO4 进行净化，采用
电喷雾离子源（ESI）多反应监测（MRM）模式检测，外标定量法。结果表明，6 种植物生长调节剂在 1 ~
100 μg · kg-1质量浓度范围内线性关系良好，相关系数均大于 0.999，4 个添加水平下（1、20、50 和 100
μg · kg-1）的加标回收率在 60.77% ~ 119.43%之间，相对标准偏差（RSD）在 0.18% ~ 32.94%之间。苹果、
葡萄、猕猴桃、桃和脐橙中 6 种植物生长调节的检出限（S/N = 3）依次为 0.01 ~ 0.14、0.01 ~ 0.18、0.01 ~ 0.08、
0.003 ~ 0.11 和 0.01 ~ 0.08 μg · kg-1，定量限（S/N = 10）依次为 0.02 ~ 0.46、0.03 ~ 0.59、0.04 ~ 0.28、0.01
~ 0.38 和 0.03 ~ 0.25 μg · kg-1。
关键词：果实；超高效液相色谱—串联质谱；植物生长调节剂
中图分类号：S 66 文献标志码：A 文章编号：0513-353X（2016）01-0175-08

Determination of Six Plant Growth Regulators in Fruits by Ultra
Performance Liquid Chromatograph–Tandem Mass Spectrometry
YAN Zhen，NIE Ji-yun*，XU Guo-feng，LI Hai-fei，LI Jing，LI Zhi-xia，WU Yong-long，and KUANG
Li-xue
（Quality Inspection and Test Center for Fruit and Nursery Stocks，Ministry of Agriculture；Laboratory of Quality and Safety
Risk Assessment for Fruit（Xingcheng），Ministry of Agriculture；Institute of Pomology，Chinese Academy of Agricultural
Sciences，Xingcheng，Liaoning 125100，China）
Abstract：Six plant growth regulators frequently used in five fruits of apple，grape，peach，navel
orange and kiwifruit were determined by UPLC–MS/MS including chlormequat chloride，GA3，
forchlorfenuron，paclobutrazol，thidiazuron and 2,4-D. A modified QuEChERS method was used in
pretreatment：Extracted with acetonitrile containing 1% acetic acid，cleaned up by the mixture of ODS and
MgSO4. The detection was performed with electrospray ionization（ESI）using multiple reaction
monitoring mode，and quantified by the external standard method. The result indicated that the calibration

收稿日期：2015–09–22；修回日期：2016–01–06
基金项目：国家农产品质量安全风险评估计划项目（GJFP2015002，GJFP2016002）；中国农业科学院科技创新工程项目（CAAS-ASTIP）；
中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（0032014013）
* 通信作者 Author for correspondence（E-mail：jiyunnie@163.com）
Yan Zhen，Nie Ji-yun，Xu Guo-feng，Li Hai-fei，Li Jing，Li Zhi-xia，Wu Yong-long，Kuang Li-xue.
Determination of six plant growth regulators in fruits by ultra performance liquid chromatograph–tandem mass spectrometry.
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curves of six plant growth regulators were linear in the range of 1–100 μg · kg-1 with correlation
coefficients over 0.999. The recoveries at four spiked concentration levels of 1，20，50，100 μg · kg-1
ranged from 60.77% to 119.43% and RSD were between 0.18% and 32.94%. The limits of detection
（LOD）and limits of quantitation（LOQ）were 0.01–0.14 μg · kg-1 and 0.02–0.46 μg · kg-1 for apple，
0.01–0.18 μg · kg-1 and 0.03–0.59 μg · kg-1 for grape，0.01–0.08 μg · kg-1 and 0.04–0.28 μg · kg-1 for
kiwifruit，0.003–0.11 μg · kg-1 and 0.01–0.38 μg · kg-1 for peach，0.01–0.08 μg · kg-1 and 0.03–0.25
μg · kg-1 for navel orange，respectively.
Key words：fruit；UPLC–MS/MS；plant growth regulator

矮壮素、赤霉素、氯吡脲、多效唑、噻苯隆和 2,4–二氯苯氧乙酸是果树中常用的 6 种植物生
长调节剂（解静，2010；吴凤琪 等，2010；史晓梅，2012）。滥用和不当使用的现象时有发生。建
立一种快速、高效、准确的检测方法对水果中上述植物生长调节剂的残留监测与风险评估具有重要
意义。
现有的植物生长调节剂检测方法包括免疫分析法、毛细管电泳法、高效液相色谱法、气相色谱
法等（陆益民，2011；唐莉娟，2012），但这些方法存在灵敏度不够高、前处理繁琐费时等问题。随
着质谱技术的成熟和发展，液相色谱—串联质谱法（LC–MS/MS）因灵敏度高、定性定量准确，被
广泛应用于水果、蔬菜中农药残留的检测（Tian，2011；张莹 等，2012；牟艳丽 等，2013；王伟
华 等，2014；谢文 等，2014）。但这些方法前处理复杂，不能满足准确、经济、高效检测样品的需
求。QuEChERS（quick，easy，cheap，effective，rugged and safe）方法是目前被普遍采用的适用于
多种农药残留分析的快速前处理方法，该方法由美国农业部 Anastassiades 等在 2003 年开发，包含
简单的两个步骤即液液萃取（LLE）和微型的固相萃取（DSPE）（徐娟 等，2013）。因其具有快速、
简单、经济、有效、稳定和可靠等优势，在植物生长调节剂残留的检测中应用日益广泛（Zhang et al.，
2012；Ma et al.，2013），但研究对象仅限于某种或几种植物生长调节剂的检测，尤其对于矮壮素这
种理化性质特殊的化合物研究较少，实现其与其他植物生长调节剂的同时检测更鲜有报道。
选取苹果、葡萄、猕猴桃、桃、脐橙等 5 种代表性水果，建立了基于改进的 QuEChERS 技术同
时检测上述 6 种常用植物生长调节剂残留量的 UPLC–MS/MS 方法。该方法可大大降低检测成本，
缩短检测周期，经济、高效。
1 材料与方法
1.1 检测植物生长调节剂种类与检测材料
矮壮素（纯度 99.1%）：美国 Sigma Aldrich 公司；赤霉素（纯度 98%）、噻苯隆（纯度 99%）：
德国 Dr. Ehrenstorfer 公司；多效唑、氯吡脲、2,4-D：农业部环境质量监督检验测试中心（天津），
规格为 1 mL，1 000 mg · kg-1。6 种标准品根据需要用乙腈配成合适的混合标准工作溶液，于–20 ℃
冰箱中保存。苹果、葡萄、猕猴桃、桃和脐橙购买于辽宁省兴城市水果超市，于 2015 年 1—3 月，
在中国农业科学院果树研究所果品质量安全研究中心开展试验。
UPLC–MS/MS XEVO TQ 超高效液相色谱—串联质谱仪：美国 Waters 公司；立式大容量高速
离心机：日本 HITACHI 公司；Milli-Q 纯水/超纯水一体化智能系统：美国 Millipore 公司。
乙腈、乙酸铵（HPLC 级）：美国 Thermo Fisher Scientific 公司；乙酸（HPLC 级）：美国 J. T. Baker
闫 震，聂继云，徐国锋，李海飞，李 静，李志霞，毋永龙，匡立学.
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公司；ODS 吸附剂：天津博纳艾杰尔科技有限公司；PSA：美国 Agilent 公司；无水硫酸镁（优级
纯）：天津市风船化学试剂科技有限公司；氯化钠（优级纯）：天津市科密欧化学试剂有限公司，
140 ℃烘 4 ~ 5 h；实验用水：经 Milli-Q 超纯水系统制备。
1.2 试验条件
色谱柱：HSS T3 柱（100 mm × 2.1 mm，1.8 μm）；流动相 1（检测矮壮素、氯吡脲、多效唑、
噻苯隆和 2,4-D）：A 为乙腈，B 为含有 0.1%乙酸和 4 mmol · L-1 乙酸铵的水溶液；流动相 2（检测赤
霉素）：A 为乙腈，B 为水；梯度洗脱程序：0 ~ 2 min，10% A，2 ~ 4 min，90% A，4 ~ 5.5 min，10%
A；流速 0.4 mL · min-1；进样量 5 μL；柱温 40 ℃。质谱条件：电喷雾（ESI）离子源；正负离子模
式自动切换；MRM（多反应监测）；离子源温度 150℃；去溶剂气温度 350 ℃；去溶剂气和锥孔气
均为高纯氮气，流速分别为 650 和 50 L · h-1；碰撞气（高纯氩气）流速 0.14 mL · min-1。
1.3 样品前处理
称取 5 g 匀浆样品于 50 mL 离心管中，加入 40 mL 1%醋酸乙腈，充分摇匀 2 min，加入 2 g 氯
化钠，摇匀，再加入 2 g 无水硫酸镁，充分摇匀 2 min，置于高速离心机中，8 000 r · min-1 离心 3 min，
吸取 5 mL 上清液加入到装有 0.5 g 净化剂（ODS + MgSO4 = 1︰3）的离心管中，充分混匀，静置数
分钟，取上清液，经 0.22 μm 有机滤膜过滤后上机检测。
2 结果与讨论
2.1 提取溶剂及其体积的优化
6 种待测物的质谱参数见表 1，标准溶液的提取离子色谱图见图 1。
赤霉素、氯吡脲、多效唑、噻苯隆和 2,4-D 易溶于有机溶剂，难溶于水（史晓梅，2012），而矮
壮素极易溶于水，能溶于乙腈、甲醇，不溶于苯、二甲苯、乙醚和无水乙醇，在中性和微酸性溶液
中稳定（张曦，2010）。由于乙腈对于不同极性的物质均有一定溶解能力，且提取液中色素等干扰物
质较少，适于多种物质同时检测（牟艳丽 等，2013）。兼顾水果中 6 种常用植物生长调节剂的性质，
以回收率为指标，比较了乙腈、0.1%（V/V）醋酸乙腈和 1%（V/V）醋酸乙腈 3 种溶剂，在提取溶
剂体积为 5 mL 时对 6 种植物生长调节剂的提取效果（表 2）。赤霉素、氯吡脲、多效唑、噻苯隆和
2,4-D 回收率均较好，在 96.23% ~ 107.56%之间，但矮壮素回收率极低（小于 25%），可能是由于矮
壮素极易溶于水，属于强极性化合物，而水的极性大于乙腈，根据相似相容原理，用乙腈等体积提
取时，矮壮素更倾向于水溶液，因而导致回收率严重偏低。
表 1 质谱条件参数
Table 1 UPLC-MS/MS parameter
植物生长调节剂
Plant growth regulator
保留时间/min
Retention time
母离子
Parent ion
子离子
Daughter ion
锥孔电压/V
Cone voltage
碰撞能量/eV
Collision energy
矮壮素 CCC 0.67 122.1 58.0*，62.9 35 25，18
氯吡脲 Forchlorfenuron 2.09 248.0 128.9*，154.9 25 24，15
多效唑 Paclobutrazol 2.34 294.1 69.9*，124.9 30 18，35
噻苯隆 Thidiazuron 1.85 219.0 99.9*，72.0 –30 –10，–10
2,4-D 1.60 218.9 160.9*，124.9 –20 –25，–13
赤霉素 GA3 1.49 345.2 239.1*，142.9 –32 –30，–16
*：定量离子 Quantitative ion.

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图 1 6 种植物生长调节剂标准品的提取离子色谱图
Fig. 1 Selected ion chromatograms of the standard solution of the 6 plant growth regulators

表 2 不同提取溶剂对 6 种植物生长调节剂的提取效果
Table 2 Extraction efficiency of six plant growth regulators with different solvents %
提取剂 Extractant 矮壮素 CCC 氯吡脲 Forchlorfenuron 多效唑 Paclobutrazol 噻苯隆 Thidiazuron 2,4-D 赤霉素 GA3
乙腈 Acetonitrile 15.83 99.71 100.38 96.94 102.53 100.42
0.1%醋酸乙腈
0.1% acetic acid-acetonitrile
19.12 105.72 102.25 96.23 101.74 102.24
1%醋酸乙腈
1% acetic acid-acetonitrile
23.94 103.74 103.89 99.36 107.56 100.31
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针对该情况，对提取溶剂的体积进行了优
化，3 种有机溶剂分别设置了 10、20、40 mL，
并分别进行了方差分析（P = 0.05）。提取体积
为 10 和 20 mL 时，矮壮素的回收率依然很低，
直到体积增至 40 mL，回收率才明显提高，且
3 种提取溶剂之间存在显著差异，1%醋酸乙腈
的提取效果最好，为 84.52%，其次为 0.1%醋
酸乙腈，乙腈的提取效果最差（表 3）。所以最
终选用 1%醋酸乙腈作为提取溶剂，提取溶剂
的体积为 40 mL。
表 3 不同提取溶剂体积对矮壮素的提取效果
Table 3 Extraction efficiency with different
volume of solvent for CCC
提取剂
Extractant
体积/mL
Volume
回收率/ %
Recovery
10 20.51 a
20 41.20 b
乙腈
Acetonitrile
40 72.41 c
10 23.42 a
20 46.24 b
0.1%醋酸乙腈
0.1% acetic acid-acetonitrile
40 80.43 c
1%醋酸乙腈 10 26.67 a
1% acetic acid- acetonitrile 20 54.54 b
40 84.52 c

2.2 净化条件的优化
比较了不加净化剂、分别添加 PSA（N–丙基乙二胺）、ODS、PSA + ODS（1︰1）、ODS + MgSO4
（1︰3）和 PSA + ODS + MgSO4（1︰1︰3）5 种净化剂的效果，结果见表 4。

表 4 添加不同净化剂对 6 种植物生长调节剂回收率的影响
Table 4 Recoveries of six plant growth regulators with different purification agents %
净化剂
Purification agent
矮壮素
CCC
氯吡脲
Forchlorfenuron
多效唑
Paclobutrazol
噻苯隆
Thidiazuron
2,4-D
赤霉素
GA3
未净化 No purification 108.98 96.23 100.78 102.22 104.04 97.34
PSA 86.54 96.19 109.43 94.03 76.13 55.04
ODS 88.81 94.35 97.34 97.04 97.34 92.82
PSA + ODS 84.21 92.14 97.33 94.11 79.25 59.71
ODS + MgSO4 88.84 97.76 100.62 93.67 101.69 97.88
PSA + ODS + MgSO4 89.04 99.49 93.24 107.34 81.78 60.44

在含有 PSA 的净化材料时，赤霉素和 2,4-D 均被吸附，回收率最高仅为 60.44%和 81.78%，究
其原因，PSA 是一种阴离子交换吸附剂，虽然可以通过离子交换的作用或者氢键的形成，有效去除
样品中的有机酸、脂肪酸、糖等干扰物，但对分子结构中带有羧基的化合物有一定的保留作用（高
青珍，2014）。PSA 添加含量越高，回收率越低，本试验中 PSA 的添加量为每毫升提取液中添加 25
mg，如果 PSA 添加量增至 50 mg，赤霉素和 2,4-D 的回收率分别低于 20%和 40%。
而对于不加净化剂、添加 ODS、添加 ODS + MgSO4 的处理，6 种植物生长调节剂的回收率差别
不大，但从对仪器的维护方面考虑，如果不净化，色谱柱、锥孔和离子源等部件特别容易污染，所
以建议对杂质含量高的基质进行净化处理（闫震 等，2014），考虑到如果提取液中残留有水分则会
影响分散净化剂的除杂能力和分析仪器的使用寿命，进样后水的存在也会加速非极性和中等极性色
谱柱中填料的流失（高青珍，2014），在净化剂中添加脱水剂 MgSO4 可以避免此种情况的发生，最
终选用 ODS + MgSO4 作为净化剂。
2.3 方法的线性方程、检出限和定量限
6 种植物生长调节剂采用基质匹配—外标法定量分析。用空白样品提取液配制 1、5、10、50
和 100 μg · kg-1 的混合标准溶液，以浓度为横坐标（X），定量离子对峰面积为纵坐标（Y），进行线
性回归计算。6 种化合物在基质中的线性关系良好，相关系数均大于 0.999（表 5）。

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表 5 基质标准曲线的线性范围、回归方程和相关系数
Table 5 Linear range，regression equatio and correlation coefficients
植物生长调节剂
Plant growth regulator
线性范围/（μg · kg-1）
Linear range
回归方程
Regression equatio R
矮壮素 CCC 1 ~ 100 Y = 18.47 X–30.16 0.9996
氯吡脲 Forchlorfenuron 1 ~ 100 Y = 70.28 X + 2.22 0.9997
多效唑 Paclobutrazol 1 ~ 100 Y = 88.89 X–34.38 0.9995
噻苯隆 Thidiazuron 1 ~ 100 Y = 104.00 X–43.53 0.9999
2,4-D 1 ~ 100 Y = 39.20 X + 10.82 0.9999
赤霉素 GA3 1 ~ 100 Y = 64.22 X–7.91 0.9991


以 3 倍信噪比计算检出限（LOD），以 10 倍信噪比对应浓度作为定量限（LOQ）。苹果、葡萄、
猕猴桃、桃和脐橙中 6 种植物生长调节剂的检出限依次为 0.01 ~ 0.14、0.01 ~ 0.18、0.01 ~ 0.08、
0.003 ~ 0.11 和 0.01 ~ 0.08 μg · kg-1，定量限依次为 0.02 ~ 0.46、0.03 ~ 0.59、0.04 ~ 0.28、0.01 ~ 0.38
和 0.03 ～ 0.25 μg · kg-1，均低于 SN/T 0350-2012、SN/T 1477-2012、GB/T 5009.219-2008、SN/T
0152-1992 等国内现有标准中的检出限。
2.4 方法的回收率与精密度
选取苹果、葡萄、猕猴桃、桃和脐橙 5 种水果进行 4 个水平的加标回收试验，3 次平行试验的
结果见表 6。4 个添加水平下，6 种待测物在 5 种水果中的回收率为 60.77% ~ 119.43%，相对标准偏
差（RSD）为 0.18% ~ 32.94%，均符合残留分析的要求（NY/T 788-2004）。

表 6 5 种水果中 6 种植物生长调节剂的添加回收率试验
Table 6 Recovery experiment of six plant growth regulators in five fruits %
苹果 Apple 葡萄 Grape 猕猴桃 Kiwifruit 桃 Peach 脐橙 Navel orange 植物生长调节剂
Plant growth
regulator
浓度/
（μg · kg-1）
Concentration
回收率
Recovery
RSD 回收率
Recovery
RSD 回收率
Recovery
RSD 回收率
Recovery
RSD 回收率
Recovery
RSD
矮壮素 1 87.69 19.99 85.42 18.37 86.67 12.76 102.21 17.31 79.32 20.43
CCC 20 93.61 1.03 76.44 3.21 78.84 3.70 78.34 3.92 80.34 9.24
50 92.01 1.12 78.78 6.04 82.94 6.23 79.12 4.53 80.61 2.72
100 97.14 1.01 80.44 4.13 85.16 3.78 82.23 5.29 82.26 5.22
氯吡脲 1 108.11 16.99 72.56 21.20 103.32 13.14 100.26 32.23 67.84 18.53
Forchlorfenuron 20 108.34 0.92 90.89 1.83 92.22 1.51 96.54 1.03 90.02 2.36
50 101.56 0.89 92.42 0.18 100.78 1.78 100.87 1.82 95.03 1.51
100 101.41 0.54 101.46 3.74 97.44 1.84 93.64 5.14 86.90 1.34
多效唑 1 94.21 6.74 104.38 8.48 93.45 18.20 90.62 5.87 116.91 15.03
Paclobutrazol 20 96.62 0.94 89.23 1.01 93.44 0.54 91.33 2.37 86.57 3.32
50 101.02 0.51 81.51 0.89 94.03 3.03 92.48 0.64 87.23 0.43
100 81.02 1.56 93.38 4.74 97.54 1.01 95.78 4.01 98.22 1.90
噻苯隆 1 111.69 32.94 108.38 15.48 92.07 28.24 108.18 31.03 71.71 19.10
Thidiazuron 20 89.27 1.23 96.62 3.61 92.64 5.62 92.78 5.33 87.88 2.24
50 94.46 5.02 95.67 0.72 95.67 2.83 92.52 1.17 92.76 1.04
100 89.01 2.93 97.43 3.21 89.34 1.34 91.84 4.48 99.84 2.78
2,4-D 1 105.29 13.79 108.52 8.53 119.43 18.25 76.27 2.35 61.56 31.84
20 85.67 6.03 84.49 2.21 92.53 3.34 95.04 0.81 90.22 1.23
50 85.93 0.89 88.54 1.72 83.92 2.34 91.23 1.09 92.13 1.14
100 87.45 3.28 85.36 2.34 84.13 6.33 99.01 5.33 93.67 1.83
赤霉素 1 63.48 21.21 119.25 18.25 93.95 32.40 117.21 8.96 60.77 18.05
GA3 20 99.55 2.72 90.89 2.62 84.78 5.23 102.22 7.04 109.01 3.13
50 91.24 2.11 94.91 1.56 97.59 2.92 89.03 4.23 81.22 4.23
100 104.33 5.12 89.34 3.13 91.24 1.54 90.47 1.56 86.91 3.52
闫 震，聂继云，徐国锋，李海飞，李 静，李志霞，毋永龙，匡立学.
超高效液相色谱—串联质谱法检测水果中 6 种植物生长调节剂.
园艺学报，2016，43 (1)：175–182. 181
3 结论
本研究利用 UPLC–MS/MS，建立了 5 种水果中 6 种常用植物生长调节剂（矮壮素、赤霉素、
氯吡脲、多效唑、噻苯隆和 2,4-D）的检测方法。检出限、回收率、精密度等指标考察结果表明，
该方法操作简单，结果准确、重现性好，适用于水果中 6 种植物生长调节剂的定性、定量分析测定。

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