5種基質(zhì)中19種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的基質(zhì)固相分散-氣相色譜法測定

薛 平，史惠娟，杜利君，林勤保,*

(1.山西出入境檢驗檢疫局，山西 太原 030024；2.山西大學(xué)應(yīng)用化學(xué)研究所，山西 太原 030006)

5種基質(zhì)中19種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的基質(zhì)固相分散-氣相色譜法測定

薛 平1，史惠娟2，杜利君1，林勤保2,*

(1.山西出入境檢驗檢疫局，山西 太原 030024；2.山西大學(xué)應(yīng)用化學(xué)研究所，山西 太原 030006)

采用基質(zhì)固相分散法從5種基質(zhì)中(白菜、梨、雞肉、玉米、紫甘藍(lán))提取、凈化常見的19種有機(jī)磷農(nóng)藥，用氣相色譜-火焰光度檢測器(GC-FPD)進(jìn)行檢測。通過對基質(zhì)固相分散的條件——吸附劑、吸附劑與樣品的用量比、洗脫劑、洗脫體積進(jìn)行優(yōu)化，建立5種基質(zhì)中19種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留分析的基質(zhì)固相分散-氣相色譜(MSPD-GC)方法。利用所建立的方法進(jìn)行3個水平(0.01、0.02、0.05mg/kg)的加標(biāo)回收實驗。結(jié)果表明，除了添加水平為0.01mg/kg時，乙拌磷、殺螟腈、水胺硫磷、硫線磷、三唑磷的回收率較差，其余有機(jī)磷農(nóng)藥中的回收率在75.0%～109.2%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于16%，方法的回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)差滿足農(nóng)藥殘留檢測中準(zhǔn)確度和精密度的要求。

基質(zhì)固相分散；有機(jī)磷農(nóng)藥；氣相色譜

Abstract：Matrix solid-phase dispersion technique was used to extract and purify nineteen kinds of organophosphorous pesticide residues from five matrixes such as cabbage, pear, chicken, corn and purple broccoli. The contents of organophoshorous pesticide residues were determined by gas chromatography with a flame photometric detector (FPD). Through the optimization of absorbent, eluent and elution volume, a preparation method for determining organophosphorous pesticide residues was established. The recovery rates of monocrophos, cyanophos, isocarvophos, cadusafos and triazophos in spiked samples at concentrations of 0.02 mg/kg and 0.05 mg/kg, were between 75.0% and 109.2% with a relative standard deviation (RSD) of lower than 16%. Therefore, this method is suitable for pesticide residue analysis.

Key words：matrix solid-phase dispersion (MSPD)；organophosphorous pesticide；gas chromatography (GC)

農(nóng)藥殘留是影響食品安全的最主要因素之一。建立快速、可靠、靈敏和實用的農(nóng)藥殘留分析技術(shù)是監(jiān)控農(nóng)藥殘留的基礎(chǔ)[1]。農(nóng)藥殘留分析是一項對復(fù)雜混合物中痕量組分的分析技術(shù)，傳統(tǒng)提取凈化方法無法滿足現(xiàn)代農(nóng)藥殘留分析要求，已逐步被高效、快速的方法所取代。近年來，已報道或已取得廣泛應(yīng)用的前處理技術(shù)主要有固相萃取(solid-phase extraction，SPE)、固相微萃取(solid-phase micro-extraction，SPME)、超臨界流體萃取(supercritical fluid extraction，SFE)、加速溶劑萃取(accelerated solvent extraction，ASE)、微波輔助萃取(microwave aided extraction，MAE)和凝膠滲透色譜(gel permeation chromatography，GPC)等[2-9]，這些前處理技術(shù)都符合對農(nóng)藥殘留的提取要求?；|(zhì)固相分散(matrix solid-phase dispersion，MSPD)與這些技術(shù)相比，避免樣品均化、沉淀、離心、轉(zhuǎn)溶、乳化、濃縮等造成的待測物的損失。

目前，對于農(nóng)藥殘留的檢測方法也很多，主要有氣相色譜[連接電子捕獲檢測器(ECD)、火焰光度檢測器(FPD)、質(zhì)譜檢測器(MS)]等、液相色譜[連接紫外吸收(UV)、質(zhì)譜(MS)]等[9-15]?，F(xiàn)階段，大部分的報道都是用MSPD-GC對一種基質(zhì)中的一種或多種有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行檢測[12,14,16-19]，而對多種有機(jī)磷農(nóng)藥在不同基質(zhì)中的含量進(jìn)行檢測的報道較少。本實驗用MSPD作為有機(jī)磷農(nóng)藥的前處理方法，GC-FPD對5種基質(zhì)中的19種有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行檢測，旨在為我國有機(jī)磷農(nóng)藥的監(jiān)控提供一定的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

5種基質(zhì)(白菜、梨、雞肉、玉米、紫甘藍(lán)) 市售。

中性氧化鋁(100～200目)、丙酮、無水硫酸鈉(均為分析純) 天津科密歐化工試劑有限公司；弗羅里硅土(60～100目) 成都科龍化工試劑廠；硅膠(70～230目，色譜純) 加拿大Silicycle；乙酸乙酯和正己烷(均為色譜純) 美國Burdick & Jackson公司。

中性氧化鋁和弗羅里硅土使用前在高溫爐500℃烘4～5h，冷卻后置于干燥器中備用。無水硫酸鈉使用前在50℃烘烤4h，置于干燥器內(nèi)備用。19種農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)品見表1，純度均為99.9%，均購于德國Dr. Ehrenstorfer GamH公司，－4℃避光貯存。

表1 有機(jī)磷農(nóng)藥標(biāo)品Table 1 Standard samples of organophosphorous pesticides

1.2 儀器與設(shè)備

Agilent 7890A氣相色譜儀-FPD檢測器、BPX608毛細(xì)管柱 美國Hewlett-Packard公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 瑞士Buchi公司；微量取樣器 德國Eppendorf公司；攪拌機(jī) 美國Philips公司；SPE管(6mL) 美國Angela Technologies公司；N-EVAPTM112氮吹儀 美國Organomation Associates公司。

1.3 方法

1.3.1 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

將1000mg/L的19種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液用乙酸乙酯配成1mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后根據(jù)需要，用乙酸乙酯稀釋成適當(dāng)質(zhì)量濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.3.2 樣品的前處理方法

稱量0.1g活性炭裝于帶有篩板和濾紙的6mL SPE柱中，用2mL乙酸乙酯洗脫，洗脫液棄去。稱量0.5g樣品于研缽中，加入2g無水硫酸鈉混勻后，再加入2g吸附劑及適當(dāng)體積的有機(jī)磷混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，充分研磨。將研磨均勻的樣品裝入SPE柱中，用2mL乙酸乙酯洗滌研缽，轉(zhuǎn)入SPE柱中，再用10mL乙酸乙酯洗脫，收集于10mL試管中，經(jīng)氮吹儀吹至近干后，用乙酸乙酯定容到0.5mL，上機(jī)檢測。

1.3.3 氣相色譜條件

BPX608毛細(xì)管柱(30m×0.25mm，0.4μm)，載氣為高純氮氣(99.999%)，流速20mL/min，檢測器溫度370℃，進(jìn)樣口溫度250℃，氫氣流速75mL/min，空氣流速100mL/min，尾吹量60mL/min，不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣量1μL。柱升溫程序：初始溫度50℃，以10℃/min的速度升溫至200℃，再以5℃/min的速度升至300℃，并保持2min。

2 結(jié)果與分析

2.1 吸附劑的確定

表2 不同吸附劑對有機(jī)磷農(nóng)藥測定的影響(n=3)Table 2 Effect of absorbent on the determination of organophosphorous pesticide residues (n=3)

本實驗研究3種吸附劑(中性氧化鋁、弗羅里硅土、硅膠)對19種有機(jī)磷農(nóng)藥測定結(jié)果的影響。以白菜為例，農(nóng)藥添加量為0.05mg/kg，按照1.3.2節(jié)方法處理，氣相色譜法測定，計算回收率，結(jié)果見表2。結(jié)果表明，當(dāng)吸附劑為硅膠時，殺螟腈的回收率僅為12.07%；當(dāng)吸附劑為中型氧化鋁時，甲胺磷的回收率僅為56.62%，殺螟腈的回收率也僅為49.51%，但這些有機(jī)磷在吸附劑為弗羅里硅土?xí)r，回收率都較高。因此，本實驗選擇弗羅里硅土作為吸附劑。

2.2 吸附劑與樣品質(zhì)量比例的確定

吸附劑與樣品的質(zhì)量比例一般為3:1～4:1[12,20-23]。本實驗選擇吸附劑與樣品比例為3:1和4:1，以白菜為例，農(nóng)藥添加量為0.05mg/kg，按照1.3.2節(jié)方法處理，作回收率實驗。用MINITAB 15軟件對結(jié)果進(jìn)行處理，表明比例為4:1的回收效果比3:1的好。故在本實驗中，吸附劑與樣品的比例選用4:1。

表3 吸附劑與樣品用量比例的選擇(n=3)Table 3 Screening of the ratio between absorbent and sample (n=3)

2.3 洗脫劑的確定

將混合標(biāo)準(zhǔn)溶液加入白菜基質(zhì)，添加水平達(dá)到0.05mg/kg，分別選擇10mL乙酸乙酯和10mL正己烷:乙酸乙酯:丙酮=1:1:3(V/V)[22,24]進(jìn)行洗脫劑的選擇實驗。結(jié)果表明，乙酸乙酯的洗脫效果較正己烷:乙酸乙酯:丙酮=1:1:3(V/V)好，其中，速滅磷、滅線磷、硫線磷、甲拌磷、特丁硫磷、久效磷、甲基嘧啶磷、殺螟硫磷的回收率均提高30.0%以上，三唑磷回收率提高16.0%。因此，本實驗選用乙酸乙酯作洗脫劑。

表4 不同洗脫劑選擇對結(jié)果的影響(n=3)Table 4 Effect of eluent kind on the determination of organophosphorous pesticide residues (n=3)

2.4 洗脫劑體積的確定

為了確定所用乙酸乙酯的洗脫體積，測定有機(jī)磷農(nóng)藥的洗脫曲線及其相應(yīng)回收率，各種農(nóng)藥的洗脫曲線類似，下面以甲胺磷為例，基質(zhì)為白菜，做洗脫曲線(圖1)。結(jié)果顯示，當(dāng)淋洗體積為10mL時，可洗滌完全，故洗脫體積選擇10mL。

圖1 甲胺磷的洗脫曲線Fig.1 Elution profile of methamidophos

2.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限

準(zhǔn)確配制質(zhì)量濃度分別為0.01、0.02、0.05、0.10、0.20、0.50、1.00mg/L的19種有機(jī)磷農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。根據(jù)質(zhì)量濃度(x)和峰面積(y)計算的回歸方程見表5。結(jié)果表明，19種有機(jī)磷農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)在0.9822～0.9999，線性良好。實驗以3倍信噪比計算19種有機(jī)磷農(nóng)藥的最低檢出限。本研究建立的方法滿足歐盟限量標(biāo)準(zhǔn)的要求。

表5 19種有機(jī)磷農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)曲線和最低檢出限(n=3)Table 5 Standard curves and detection limits of 19 organophosphorous pesticides (n=3)

2.6 方法準(zhǔn)確度、精密度

表6 回收率和精密度實驗結(jié)果(n=3)Table 6 Results of recovery rate and precision experiments (n=3)

實驗白菜中添加19種有機(jī)磷農(nóng)藥混合標(biāo)準(zhǔn)溶液使農(nóng)藥添加量分別為0.01、0.02、0.05mg/kg，重復(fù)3次，求平均值，結(jié)果見表6。

由表6可知，當(dāng)農(nóng)藥添加量為0.02mg/kg和0.05mg/kg時，19種有機(jī)磷農(nóng)藥的回收率在77.38%～109.16%之間，RSD＜16.78%。當(dāng)添加量為0.01mg/kg時，乙拌磷，殺螟腈，水胺硫磷都未檢出，硫線磷的回收率為72.30%，三唑磷的回收率為62.00%，可能是基質(zhì)效應(yīng)的結(jié)果，其確切原因尚需進(jìn)一步研究。

2.7 5種基質(zhì)的檢測

利用所建立的方法對來自超市的5種基質(zhì)(白菜、梨、雞肉、玉米、紫甘藍(lán))進(jìn)行檢測。結(jié)果表明，這5種樣品中19種有機(jī)磷農(nóng)藥均小于檢測限量，結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié) 論

基質(zhì)固相分散-氣相色譜法測定5種基質(zhì)中的19種有機(jī)磷農(nóng)藥中，3個水平的添加回收中，除了添加水平為0.01mg/kg時，乙拌磷、殺螟腈、水胺硫磷、硫線磷、三唑磷的回收率較差，其余有機(jī)磷農(nóng)藥中的回收率在75.0%～109.2%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于16%，該方法的回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)差滿足農(nóng)藥殘留檢測中準(zhǔn)確度和精密度的要求；最低檢出限為0.005～0.017mg/L，符合歐盟的標(biāo)準(zhǔn)。

基質(zhì)固相分散是簡單高效的萃取凈化方法，節(jié)省試劑用量；使操作步驟簡化，省去了離心、樣品轉(zhuǎn)移、超聲提取等步驟；實驗時間大大減少，提高了分析速度；提取、凈化效率高。

[1] 段勁生, 王梅, 孫明娜, 等. 基質(zhì)固相分散在農(nóng)藥殘留分析中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 農(nóng)藥, 2006, 45(8):508-510.

[2] 張有會, 楊秀培, 史兵方, 等. 氣相色譜法測定蔬菜中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的前處理方法比較[J]. 云南環(huán)境科學(xué), 2006, 25(2):47-49.

[3] 康長安, 何娟. 農(nóng)藥殘留樣品前處理技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 世界農(nóng)業(yè),2006, 10(1):47-49.

[4] 周昱, 林立毅. 水果中三唑酮殘留量的氣相色譜和氣相色譜-質(zhì)譜分析[J]. 分析化學(xué), 1997, 25(5):510-514.

[5] 顧小紅, 戴軍, 湯堅. 分子印跡固相萃取技術(shù)在食品農(nóng)藥殘留分析中的應(yīng)用[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2007, 33(9):156-169.

[6] 邵鐵鋒, 胡貝貞, 沈國軍. 固相萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法測定啤酒中9種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留[J]. 化學(xué)分析計量, 2008, 17(1):35-37.

[8] CHEN Shubing, YU Xuejun, HE Xiaoyu, et al. Simplified pesticide multiresidues analysis in fish by low-temperature cleanup and solidphase extraction coupled with gas hromatography/mass spectrometry[J].Food Chemistry, 2009, 113:1297-1300.

[9] LEE J M, PARK J W, JANG G C, et al. Comparative study of pesticide multi-residue extraction in tobacco for gas chromatography-triple quadrupole mass spectrometry[J]. Journal of Chromatography A, 2008,1187:25-33.

[10] 王明林, 寇立娟, 張清芳, 等. 基質(zhì)固相分散-氣相色譜/質(zhì)譜法測定蔬菜中的鄰苯二甲酸酯[J]. 色譜, 2007, 25(4):577-580.

[11] 祁克宗, 施祖灝, 彭開松, 等. 基質(zhì)固相分散萃取-高效液相色譜法檢測雞組織中均三嗪類藥物殘留[J]. 分析化學(xué), 2007, 35(11):1601-1606.

[12] SILVA M G D, AQUINO A, DREA H S, et al. Simultaneous determination of eight pesticide residues in coconut using MSPD and GC/MS[J]. Talanta, 2008, 76:680-684.

[13] WU Rina, DANG Yali, NIU Le, et al. Application of matrix solid-phase dispersion-HPLC method to determine patulin in apple and apple juice concentrate[J]. Journal of Food Composition and Analysis, 2008, 21:582-586.

[14] UMRAN U, BERRIN S, HAMIT K. Dissipation of organophosphorus pesticides in wheat during pasta processing[J]. Food Chemistry, 2008,109:355-360.

[15] PRESTA M A, STRHER KOLBERG D I, WICKERT C, et al. High resolution gel permeation chromatography followed by GC-ECD for the determination of pesticide residues in soybeans[J]. Chromatographia,2009, 69:237-241.

[16] 張卓恒, 陳衛(wèi)國, 奉夏平, 等. MSPD-PTV/GC/MS測定動物源性食品中的氯霉素[J]. 中山大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版, 2005, 44(2):65-68.

[17] 程景, 李培武, 張文, 等. 基質(zhì)固相分散-氣相色譜法測定植物油中多種擬除蟲菊酯類及有機(jī)磷類農(nóng)藥殘留[J]. 中國油料作物學(xué)報, 2008,30(3):346-352.

[18] TOMAS C, JANA H, ONDREJ L, et al. Rapid analysis of multiple pesticide residues in fruit-based baby food using programmed temperature vaporiser injection-low-pressure gas chromatography-high-resolution time-of-flight mass spectrometry[J]. Journal of Chromatography A,2008, 1186:281-294.

[19] RAVELO-PEREZ L M, HERNANDEZ-BORGES J, BORGES-MIQUEL T M, et al. Pesticide analysis in tomatoes by solid-phase microextraction and micellar electrokinetic chromatography[J]. Journal of Chromatography A, 2008, 1185:151-154.

[20] 宮兆晶, 李培武, 張文, 等. 基質(zhì)固相分散-氣相色譜法測定油菜籽中多種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留[J]. 中國油料作物學(xué)報, 2007, 29(3):333-338.

[21] 奉夏平, 陳衛(wèi)國, 王志元, 等. 一種快速測定蔬菜水果中多種有機(jī)氯農(nóng)藥的簡易新方法[J]. 中國衛(wèi)生檢驗雜志, 2004, 14(6):701-702.

[22] 李建科, 吳麗華, 孔祥虹. 基質(zhì)固相分散-氣相色譜法測定蘋果中的多種農(nóng)藥殘留[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2008, 41(6):1767-1777.

[23] 朱學(xué)良, 戚向陽, 岳晶念, 等. 基質(zhì)固相分散氣相色譜電子捕獲檢測器測定葡萄酒中5種農(nóng)藥殘留[J]. 分析化學(xué), 2007, 35(2):259-262.

[24] 吳靜靜, 李建科, 胡秋輝, 等. 基質(zhì)固相分散萃取-氣相色譜法檢測蘋果濃縮汁中5種有機(jī)磷農(nóng)藥的殘留[J]. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2005,28(2):111-115.

[25] Commission Regulation (EC) No 149/2008 of 29 January 2008[S].

[26] 林維宣. 各國食品中農(nóng)藥獸藥殘留限量規(guī)定[M]. 大連:大連海事大學(xué)出版社, 2002.

Determination of Organophosphorous Pesticide Residues by Matrix Solid-phase Dispersion-Gas Chromatography

XUE Ping1，SHI Hui-juan2，DU Li-jun1，LIN Qin-bao2,*
(1. Shanxi Extry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Taiyuan 030024, China；2. Institute of Applied Chemistry, Shanxi University, Taiyuan 030006, China)

TS207.53

A

1002-6630(2010)18-0227-05

2010-05-16

國家質(zhì)檢總局科技計劃項目(2009IK164)

薛平(1967—)，女，高級工程師，碩士，研究方向為食品檢測。E-mail：xuexueping@163.com

*通信作者：林勤保(1968—)，男，副教授，博士，研究方向為食品分析。E-mail：qblin@sxu.edu.cn