基質(zhì)固相分散-氣相色譜法測定小麥中5種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留

范會平，高海軍，符 鋒，王釗娣

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450002；2.河南省糧油飼料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站，河南 鄭州 450008)

基質(zhì)固相分散-氣相色譜法測定小麥中5種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留

范會平1，高海軍2，符 鋒2，王釗娣1

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450002；2.河南省糧油飼料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站，河南 鄭州 450008)

建立小麥樣品中5種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留同時進行測定的方法。以弗羅里硅土基質(zhì)分散劑對小麥樣品進行前處理，用氣相色譜-電子捕獲檢測器測定，考察基質(zhì)分散劑、洗脫劑和樣品填料比對農(nóng)藥殘留測定的影響。結(jié)果表明：5種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的平均回收率均在85.5%～97.6%之間；其結(jié)果(n=5)的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)最大值為8.4%。這表明該方法是一種經(jīng)濟、快速、準(zhǔn)確、重現(xiàn)性好的檢測方法。

基質(zhì)固相分散；氣相色譜；小麥；擬除蟲菊酯；農(nóng)藥殘留

擬除蟲菊酯類農(nóng)藥因具有半衰期較短，對哺乳動物的毒性較低，易生物降解，應(yīng)用范圍廣，對害蟲、病菌、雜草等具有較強的殺傷作用等優(yōu)點，故在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用[1-2]。目前世界許多國家對擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的最高殘留限量都作了嚴(yán)格的規(guī)定，但對此類農(nóng)藥殘留的檢測大多局限于單一擬除蟲菊酯類農(nóng)藥，因此，研究出將多種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥同時測定的方法具有重大意義。

食品農(nóng)藥殘留量測定中，樣品前處理好壞是整個分析的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，不僅要求盡可能完全地提取其中的待測組分，還要求盡可能除去與目標(biāo)物同時存在的雜質(zhì)，以減少對檢測結(jié)果的干擾及對儀器的污染[3]。目前，用于農(nóng)藥殘留分析前處理方法中凈化步驟的處理方法主要有液液萃取法、凝膠滲透色譜法(gel permeation chromatography，GPC)[4]、固相萃取法(solid-phase extraction, SPE)[5-6]和固相微萃取法(solid-phase microextraction)[7]等方法。凝膠滲透色譜凈化法需要特殊的儀器，有機溶劑消耗量較大，并且操作繁瑣[8-9]。固相萃取及固相微萃取法雖然是農(nóng)藥殘留分析中較好的方法，但因受操作者填柱水平的限制，往往會影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度，若采用商品化的固相萃取柱又會造成檢測費用的增加[10-11]。而基質(zhì)固相分散(MSPD)不僅能同時分散和萃取固體、半固體樣品，而且集提取、凈化于一步，使得樣品的前處理過程變得非常簡單，避免了樣品在萃取、凈化過程中的損失，提高了方法的準(zhǔn)確度和精密度[12-13]。

本實驗針對小麥生長過程中常使用的5種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥進行分析，采用基質(zhì)固相分散法對樣品進行前處理，通過對基質(zhì)固相分散吸附劑、洗脫劑、樣品填料比、洗脫劑的用量等條件進行研究，采用毛細(xì)管柱氣相色譜-電子捕獲檢測器進行測定，旨在建立小麥中5種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留的快速檢測方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小麥 河南省糧油飼料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站。

弗羅里硅土(60～100目)、中性氧化鋁(60～100目)：550℃灼燒4h，用前于140℃復(fù)烘3h，加水滅活(加水量為硅土或氧化鋁質(zhì)量的5%)，儲存于干燥器內(nèi)備用；活性炭(20～40目)、無水硫酸鈉(分析純)：550℃灼燒2h；正己烷、丙酮(分析純，重蒸餾)；高純度氦氣(99.999%)北京普萊克斯實用氣體有限公司；農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品：氯菊酯、氟氯氰菊酯、氟氰戊菊酯、三氟氯氰菊酯、溴氰菊酯(規(guī)格均為100μg/mL) 農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護科研監(jiān)測所。

1.2 儀器與設(shè)備

6890氣相色譜儀 美國Agilent公司；HGC-RA氮氣吹干儀 天津市恒奧科技發(fā)展有限公司；小型電動磨碎機 天津市達康電器公司；M110馬弗爐 德國Heraeus公司；玻璃層析柱(15mm(id)×200mm)。

1.3 方法

1.3.1 溶液的配制

農(nóng)藥混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液配制：準(zhǔn)確移取農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品1.00mL，置于預(yù)先添加約10mL正己烷的25mL棕色容量瓶中，并用正己烷稀釋定容，配制成4.00μg/mL農(nóng)藥混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液。該溶液在0～4℃冰箱中可保存3個月。

農(nóng)藥混合標(biāo)準(zhǔn)工作液的配制：用微量移液器準(zhǔn)確移取上述農(nóng)藥混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液0.100、0.200、0.400mL和1.00mL，分別置于預(yù)先添加約5mL正己烷的10mL棕色容量瓶中，并用正己烷稀釋定容，配制成質(zhì)量濃度分別為0.040、0.080、0.160、0.40μg/mL的農(nóng)藥混合標(biāo)準(zhǔn)工作液。

洗脫劑的配制：分別取一定體積重蒸過的正己烷和丙酮，將其配成體積比分別為9:1、4:1和1:1的混合溶液。

1.3.2 樣品前處理方法

1.3.2.1 小麥的預(yù)處理

取小麥樣品200g，用小型電動磨碎機磨碎后粉碎使其全部通過20目篩，混勻制成試樣，貯存于廣口瓶中。

1.3.2.2 實驗步驟

準(zhǔn)確稱取磨碎的小麥樣品1.0g于玻璃研缽中，再加入3.0g基質(zhì)固相分散吸附劑，用玻璃研磨棒研磨5min，使樣品均勻分散在基質(zhì)固相分散吸附劑中，研磨均勻后，裝入玻璃層析柱(15mm×200mm)中(層析柱下端依次放入2.0g無水硫酸鈉和0.5g活性炭)，充分裝實，用5mL洗脫劑體積比為4:1的洗滌研缽和研磨棒，并轉(zhuǎn)入層析柱中，然后用20mL體積比為4:1的洗脫劑分4次進行洗脫，收集于梨形瓶中，用洗耳球?qū)埩粼趯游鲋械南疵撘喝看党鲋晾嫘纹恐?。將收集到的洗脫液用氮氣吹干儀濃縮至近干，然后用正己烷溶解并定容至1mL，轉(zhuǎn)移至進樣瓶中，保存于4℃冰箱里，待測[14]。

1.3.3 氣相色譜條件

色譜柱：HP-1毛細(xì)管柱(30m×0.25mm，0.25μm)；檢測器：電子捕獲檢測器(ECD)；進樣口溫度：280℃；程序升溫：初始溫度240℃，保持2min，然后以2℃/min升至270℃，保持5min；檢測器溫度：300℃；載氣：氮氣；恒壓模式進樣，壓力：1 2 p s i。不分流進樣，進樣體積：1.0μL。

2 結(jié)果與分析

2.1 基質(zhì)分散劑的選擇

在以MSPD法進行農(nóng)藥殘留檢測的方法中，由于硅膠、弗羅里硅土和中性氧化鋁的價格較低、吸附能力強、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點而被廣泛采用。針對這3種吸附劑進行實驗，在其他條件相同的前提下，對各農(nóng)藥的回收率測定結(jié)果進行作圖比較(圖1)。

圖1 基質(zhì)分散劑對5種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥回收率的影響Fig.1 Effect of absorbents on the recovery of 5 pyrethroid pesticides

由圖1可以看出，在其他條件相同時，以弗羅里硅土為基質(zhì)分散吸附劑時，各農(nóng)藥的回收率明顯要比以中性氧化鋁和硅膠作為基質(zhì)分散吸附劑的高，并且只有以弗羅里硅土為基質(zhì)分散吸附劑時的回收率全部在85%以上，能滿足實驗要求；在操作過程中發(fā)現(xiàn)，以中性氧化鋁作為基質(zhì)分散吸附劑，洗脫的速度較慢；因此，弗羅里硅土是本實驗中基質(zhì)分散吸附劑的較好選擇。

2.2 洗脫劑的選擇

由于MSPD法是根據(jù)分析物在聚合物/組織基質(zhì)中的分散和溶劑的極性而將分析物迅速分離。因此，本實驗選取非極性的正己烷和強極性的丙酮兩種常用試劑按一定的配比組成極性不同的4種試劑作為洗脫劑。當(dāng)樣品用量為1.0g、樣品與填料的質(zhì)量之比為1:3、洗脫劑的用量為20mL、各農(nóng)藥的添加水平為1.6mg/kg、以弗羅里硅土為基質(zhì)分散吸附劑時，比較4種不同強度洗脫劑的提取效果，其結(jié)果見表1。

表1 4種不同強度的洗脫劑對5種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留回收率的影響Table 1 Effect of elutes on the recovery of 5 pyrethroid pesticides using Florisil as absorbent %

從表1可以看出，以正己烷為洗脫劑，各種農(nóng)藥的回收率均非常低，除三氟氯氰菊酯為34.2%外，其余均低于25%；以正己烷-丙酮(9:1，V/V)為洗脫劑，除三氟氯氰菊酯的回收率較好外，其他農(nóng)藥的回收率都偏低，不能滿足實驗要求。正己烷-丙酮(4:1和1:1，V/V)的洗脫效果較好，各種農(nóng)藥回收率在85.5%～97.6%之間，能滿足實驗要求；雖然正己烷-丙酮(1:1，V/V)的回收率較高，但由于其極性較強，使水溶性色素和極性組分與目標(biāo)物不能很好分離，導(dǎo)致凈化效果不理想，嚴(yán)重干擾測定。因此，在選用正己烷-丙酮(4:1，V/V)試劑作為本檢測方法的洗脫劑。

2.3 洗脫劑用量和樣品填料比的選擇

圖2 不同樣品填料比時洗脫劑用量對5種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥回收率的影響Fig.2 Effect of elute volume on the recovery of 5 pyrethroid pesticides at sample to absorbent ratio of 1:2, 1:3 and 1:4

以弗羅里硅土為基質(zhì)分散吸附劑，正己烷-丙酮(4:1，V/V)為洗脫劑，當(dāng)樣品填料質(zhì)量比分別為1:2、1:3、1:4時，不同的洗脫劑用量對農(nóng)藥回收率的影響進行比較，結(jié)果見圖2。

2.3.1 洗脫劑用量的選擇

由圖2可以看出，正己烷-丙酮(4:1，V/V)用量為10mL時，農(nóng)藥回收率都普遍偏低，說明此用量的洗脫強度不足以將農(nóng)藥全部洗出；用量為20mL時，農(nóng)藥回收率明顯升高，且回收率都較高，說明此用量基本可以滿足洗脫要求；用量為30mL時，回收率最高，但是洗脫液能明顯的看到色素雜質(zhì)，大部分樣品的色譜圖中都存在拖尾現(xiàn)象，說明此用量的洗脫劑在洗出農(nóng)藥的同時，還洗出了較多的其他雜質(zhì)。因此，用20mL正己烷-丙酮(4:1，V/V)進行洗脫，既可以滿足實驗要求，同時還節(jié)省試劑用量。

2.3.2 樣品填料比的選擇

由圖2還可以看出，樣品填料比為1:4時，各農(nóng)藥的回收率隨著洗脫劑用量的增加而增加，同樣洗脫劑用量條件下的各農(nóng)藥回收率均較樣品填料比為1:2和1:3時低，這是由于填料過多，使其吸附能力增強，樣品中的農(nóng)藥也會被吸附而造成回收率下降。此外，若填料比例過高，會造成色譜填充柱柱長增加，樣品在柱子中流速變慢，洗脫時造成農(nóng)藥譜帶展寬，使其分離效果變差。樣品填料比為1:2時，洗脫劑用量在20mL和30mL時，各農(nóng)藥回收率均基本滿足要求，但由于填料過少造成對雜質(zhì)的吸附能力減弱，致使洗脫液中雜質(zhì)較多，達不到應(yīng)有的凈化目的；樣品填料比為1:3時，洗脫劑用量在20mL時，洗脫液中雜質(zhì)干擾物少(圖3)，樣品回收率高，故樣品填料比選擇為1:3。

圖3 小麥樣品的MSPD-GC色譜圖Fig.3 MSPD-GC chromatogram of wheat sample blank control and spiked with 5 pyrethroid pesticides

2.4 實際樣品檢測

由于實際小麥樣品中極少同時存在此5種農(nóng)藥殘留，因此，本實驗在研究時采取添加的方法使小麥樣品同時存在上述5種農(nóng)藥。添加方法為：將5種商用農(nóng)藥配制成3種不同濃度的混合液，分別取50mL噴灑在3份(每份1kg)小麥樣品上，邊噴灑邊攪拌，均勻后于冰箱中放置過夜，再次均勻后分取200g進行磨粉，裝入樣品瓶中待測。每份樣品平行測定5次，以測定結(jié)果的平均值作為最終結(jié)果并計算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見表2。

表2 實際樣品的測定結(jié)果相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=5)Table 2 Determination result and RSD of pyrethroid pesticides in wheat samples (n=5)

從表2可以看出，對于實際小麥樣品中不同添加量的農(nóng)藥殘留進行檢測，其檢測結(jié)果重現(xiàn)性RSD(n=5)在2.8%～8.4%之間，說明該法的精密度高，檢測結(jié)果穩(wěn)定，能夠進行實際小麥樣品的檢測。

3 結(jié) 論

本研究建立了小麥中5種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的基質(zhì)固相分散前處理步驟和氣相色譜快速檢測方法。結(jié)果表明，以弗羅里硅土作為基質(zhì)分散吸附劑，正己烷-丙酮(4:1，V/V)作為洗脫劑，樣品填料比為1:3，洗脫劑用量為20mL，對樣品進行前處理，可以有效地提取出小麥樣品中的擬除蟲菊酯類農(nóng)藥，具有試劑用量少、雜質(zhì)干擾小、重現(xiàn)性好、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點，可以滿足小麥樣品中農(nóng)藥殘留分析的需要。

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Determination of Pyrethroid Pesticides Multi-residues in Wheat by Matrix Solid-phase Dispersion and Gas Chromatography

FAN Hui-ping1，GAO Hai-jun2，F(xiàn)U Feng2，WANG Zhao-di1
(1. College of Food Science and Technology, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China；
2. Henan Station for Supervision and Inspection of Grain, Oil and Feed Product Quality, Zhengzhou 450008, China)

A rapid method to determine 5 pyrethroid pesticide residues in wheat was established through optimizing the absorbent, elute, and sample to absorbent ratio. Wheat sample was treated by the matrix solid-phase dispersion (MSPD)technique using Florisil as absorbent. 5 pyrethroid pesticides were analyzed by gas chromatography with electron capture detector. The mean recoveries of 5 pyrethroid pesticides were ranged from 85.5% to 97.6% and the maximum RSD was 8.4%.This method is cost-saving, rapid, accurate, sensitive and can therefore be applied for simultaneous determination of pesticide residues in wheat.

matrix solid-phase dispersion (MSPD)；gas chromatography (GC)；wheat；pyrethroid；pesticides residue

T652.1

A

1002-6630(2011)10-0167-04

2010-08-19

范會平(1972—)，女，講師，博士，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品加工。E-mail：fanhuiping1972@hotmail.com