QuEChERS- 气相谱法测定果蔬中10 种有机磷类农药残留

QuEChERS-气相谱法测定果蔬中10种有机
贾建伟
(北京市怀柔区疾病预防控制中心,北京 101400)
摘 要:目的:建立QuEChERS-气相谱法同时测定果蔬中10种有机磷类农药残留量的方法。方法:果蔬样品经清洗、组织捣碎、乙腈提取、QuEChERS净化和丙酮定容,经谱柱分离后进入气相谱FPD 检测器进行定性、定量检测。结果:在DM-5谱柱上甲胺磷和敌敌畏分离效果不好,倍硫磷和毒死蜱峰重叠,而10种有机磷农药在Rtx-1701谱柱上均能达到很好的分离效果;10种有机磷农药在0.25~4.00 mg/mL 线性良好,方法检出限在0.001~0.006 mg/kg,加标回收率为75.2%~96.5%,相对标准偏差在1.8%~5.1%。结论:该方法分离效果好,检测准确度高,重复性良好,达到了农药残留检测的要求,适用于果蔬中多种有机磷类农药残留的同时测定。
关键词:气相谱法;有机磷;农药残留;果蔬
Determination of 10 Organophosphorus Pesticide Residues in Fruits and Vegetables by QuEChERS-Gas Chromatography
JIA Jianwei
(Huairou District Center for Disease Control and Prevention of Beijing, Beijing 101400, China)
Abstract: Objective: To establish a method for the determination of 10 organophosphorus pesticides in fruits and vegetables by QuEChERS and gas chromatography. Method: After cleaning, tissue mashing, acetonitrile extraction, QuEChERS purification and acetone constant volume, the fruit and vegetable samples are separated by chromatographic column and then enter gas chromatography FPD detector for qualitative and quantitative detection. Result: The separation effect of methamidophos and dichlorvos on DM-5 column is not good, and the peaks of fenthion and chlorpyrifos overlap, while 10 organophosphorus pesticides can achieve good separation effect on Rtx-1701 column. The linearity of 10 organophosphorus pesticides was good in the 0.25~4.00 mg/mL. The detection limit was 0.001~0.006 mg/kg, the recovery was 75.2%~96.5%, and the relative standard deviation was 1.8%~5.1%. Conclusion: The method has good separation effect, high detection accuracy and good repeatability, and meets the requirements of agricultural residue detection. It is suitable for the simultaneous determination of multiple organophosphorus pesticide residues in fruits and vegetables.
Keywords: gas chromatography; organophosphorus; pesticide residues; fruits and vegetables
有机磷类农药由于价格低廉、杀虫效果好、品种繁多等优点,在果蔬种植中应用广泛[1]。随着生活水
平的提高,人们的食品安全意识不断增强,蔬菜质量安全问题也备受关注。果蔬的种植需要农药的支持,但如果在种植时农药使用过多就会造成果蔬中农药残留。当农药残留量高于最大残留限量时,会对人体健康造成不利影响[2]。因此,开展水果、蔬菜中有机磷类农药残留检测显得尤为重要。农药残留的检测技术有气相谱法[3-5]、气相谱-质谱法[6-8]、液相谱法[9]、液相谱-质谱/质谱法和气相谱-质谱/质谱法[10]。目前,基层实验室普遍使用气相谱法检测果蔬中有机磷类农药[11]。本文对
作者简介:贾建伟(1985—),男,北京人,本科,主管技师。研究方向:理化检验。
QuEChERS-气相谱法进行改进,建立一种快速、简便、有效的果蔬中有机磷农药残留的检测方法。
1 材料与方法
1.1 材料
实验材料为青辣椒。
1.2 试剂及标准液
乙腈、丙酮均为谱级;氯化钠,优级纯;敌敌畏、毒死蜱、甲胺磷、甲基对硫磷、甲拌磷、二嗪农、乐果、杀螟硫磷、倍硫磷和杀扑磷标准溶液含量均为100 µg/mL,购于北京海岸鸿蒙标准物质技术有限公司。
1.3 仪器
GC-2010气相谱仪(日本岛津公司);迪马公司DM-5毛细管谱柱(30 m×0.32 mm×0.25 µm),迪马公司Rtx-1701毛细管谱柱(30 m×0.32 mm×0.25 µm);电子天平;涡旋混匀器;高速低温离心机;氮吹仪;安捷伦公司QuEChERS试剂盒。
1.4 实验方法
1.4.1 标准溶液配制
(1)标准储备液的配制。分别吸取以上10种有机磷农药标准液各1.00 mL于同一10 mL容量瓶中,此标准储备液混标为10 µg/mL。
(2)标准曲线的配制。用丙酮将上述10种有机磷农药标准贮备液混合标准液稀释成0.25 µg/mL、0.50 µg/mL、1.00 µg/mL、2.00 µg/mL和4.00 µg/mL 的标准系列。
1.4.2 样品前处理方法
(1)试样的提取。用料理机将约250 g果蔬可食部分进行打浆,称取匀浆好的样品5.000 g于50 mL 离心管中,加入10.00 mL乙腈,漩涡混匀20 min,再加入5 g NaCl后涡旋混匀10 min,取出置于低温高速离心机,以10 000 r/min、4 ℃离心10 min,使有机相与水相分开,取出恢复至室温后,准确吸取5.00 mL上清提取液于10 mL试管中,于40 ℃水浴氮吹至近干,用丙酮溶解定容至1 mL。
(2)样品的净化。根据样品的特性,选取相应的QuEChERS净化管,将定容好的1 mL丙酮溶液倒入净化管中,涡漩混匀1 min,使固体成分与溶液充分混合,静置低温高速离心机,以10 000 r/min,4 ℃离心10 min,取出使其恢复至室温后吸取上清液于样品瓶中待测。
(3)气相谱条件。DM-5谱柱升温程序:初始温度60 ℃,保持0 min,以10 ℃/min的速度上升到200 ℃,保持2 min,再以5 ℃/min的速度上升到280 ℃,保持0 min;Rtx-1701谱柱升温程序:初始温度80 ℃,保持0 min,以10 ℃/min的速度上升到200 ℃,保持2 min,再以5 ℃/min的速度上升到260 ℃,保持0 min;进样量:1 µL;不分流进样;进样口温度:240 ℃;FPD温度:300 ℃;柱流量:2.0 mL/min。
2 结果与分析
2.1 提取试剂的选择
选择合适的提取剂是提高提取率的关键,提取剂要对有机磷农药有良好的溶解能力,但不能溶解过多的杂质,否则会对净化造成困难。常用于有机磷农药的提取剂有乙腈、二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯等,本实验比较了4种有机溶剂对果蔬中10种有机磷农药的提取效果。结果表明,使用二氯甲烷提取回收率较低,且二氯甲烷的毒性较大。丙酮虽然毒性相对较小,但对叶绿素、脂肪等溶解性太强,提取目标化合物以外的杂质较多。乙酸乙酯的极性比丙酮大,提取效果比丙酮较好,但浓缩时温度相比丙酮要高,水浴温度过高会使有机磷农药损失,影响提取效率。乙腈的极性高,溶解性好,且不易提取素和脂肪等目标化合物以外的杂质,所以综合考虑优先选择乙腈作为提取溶剂。
2.2 NaCl用量的优化
盐析效应可以降低有机溶剂在水中的溶解度,从而提高提取率。本实验比较了NaCl添加量分别为1.0 g、3.0 g、5.0 g时,各农药浓度水平为0.4 mg/kg 的加标样品的回收率变化,加标样品在每个NaCl的添加量下分别做6个平行,取平均回收率。结果发现,当NaCl添加量为1.0 g时,水相与有机相不能完全分开,10种有机磷农药回收率在67.4%~76.5%;当NaCl为添加量为3.0 g时,水相与有机相能完全分开,10种有机磷农药回收率在79.2%~93.4%,当NaCl为添加量5.0 g时,水相与有机相能完全分开,但离心管底析出NaCl较多,造成试剂不必要的浪费,10种有机磷农药回收率在79.0%~93.8%,与添加3.0 g NaCl的效果无异。因此,综合考虑NaCl的添加量为3.0 g。
2.3 谱柱的选择
在不同极性的谱柱上化合物的保留时间是不同
的,本文对弱极性DM -5和中等极性Rtx -1701谱柱进行了对比实验,10种有机磷农药在DM -5谱柱和Rtx -1701谱柱上的分离效果分别见图1、图2。
结果表明,甲胺磷和敌敌畏在DM -5谱柱上的分离效果不如在Rtx -1701上分离效果好,倍硫磷和毒死蜱在DM -5上几乎重合,而在Rtx -1701谱柱上,10
7.0
8.0
9.010.011.0
12.013.014.015.016.0
17.018.019.020.0min
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
芯片破解
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
uV(x10,000,000)谱
/7.112
/
7.829
甲胺磷
/7.884
敌敌畏
/8.209
/8.711
/10.825
甲拌磷
/14.206乐果
/14.678二嗪农
/15.607
甲基对硫磷
/17.142
杀螟硫磷
/18.036倍硫磷
/18.682
死蜱/18.724
杀扑磷
/20.794
7.5
10.012.515.0
17.520.0
22.5
在线预约系统min
0.0
0.51.01.5
2.02.5
3.03.5
4.04.5
5.0
5.5
6.06.5
7.07.5uV(x10,000,000)
谱/7.976
敌敌畏
/8.340
甲胺磷
/9.614
甲拌磷
/14.173
二嗪农铌高
/15.482
乐果
/
摄像机三角支架17.738
毒死蜱
/19.182
甲基对硫磷
/19.469倍硫磷
/19.
897杀螟硫磷
/20.239
杀扑磷
/23.130
图1 10种有机磷农药DM-5谱柱分离效果图
图2 10种有机磷农药Rtx-1701谱柱分离效果图
种有机磷农药均能达到较好的分离效果。因此,本文采用Rtx-1701谱柱进行有机磷农药残留分析。
2.4 标准曲线、线性范围及定量限的测定
由表1可知,10种有机磷农药待测组分在0.25~4.00 mg/mL线性良好,相关系数均大于0.999,以3倍信噪比所对应的被测化合物的浓度为其方法检出限,则该方法的检出限在0.001~0.006 mg/kg。以取样量为5.00 g来计算,该方法的最低检出浓度在0.001~0.006 mg/kg。
2.5 回收率及精密度实验
取本实验用青辣椒空白样品做加标实验,实验共分3组,每组各做6个平行样,按低、中、高3个浓度水平进行加标,使各组样品加标后浓度水平分别为0.1 mg/kg、0.4 mg/kg、0.8 mg/kg,再按本方法进行回收率和相对标准偏差的测定。低浓度水平各农药加标回收率在75.2%~82.8%,相对标准偏差在1.8%~5.1%,中浓度水平各农药加标回收率在79.5%~93.4%,相对标准偏差在2.3%~4.8%,高浓度水平各农药加标回收率在81.2%~96.5%,相对标准偏差在1.9%~3.6%。该方法的回收率及精密度满足实验要求。
3 讨论
本方法测定蔬菜中10种有机磷农药的时间比行业标准NY/T 761—2008[12]测定的时间大大减少,而且提取过程更简单,使用试剂的量更少。与李继革等[13]的Carb/NH2固相萃取柱和杨海玉等[14]的C18小柱相比较,QuEChERS净化省去了柱子的活化、淋洗及解吸等步骤,大大提高了工作效率,使提取过程简单化,而且可以保证较高的回收率和精密度。本方法中有些有机磷农药最低检出浓度优于郑秋岚等[15]的研究结果。本方法中10种有机磷农药标准曲线的相关系数均>0.999,结果优于高美佳等[16]的研究结果。
4 结论
果蔬样品匀浆后采用乙腈提取,经QuEChERS 净化管净化,再用Rrx-1701谱柱分离后经气相
表110种有机磷农药的线性范围、回归方程、相关系数及检出限
农药名称线性范围/(mg/mL)回归方程相关系数r检出限/(mg/kg)敌敌畏0.25~4.00y=22 797 440.3x-818 069.20.999 70.001
甲胺磷0.25~4.00y=11 023 423.9x-1 186 941.90.999 80.002
防尘护目镜甲拌磷0.25~4.00y=24 226 708.9x-2 073 695.70.999 90.001
二嗪农0.25~4.00y=3 871 918.3x-133 774.10.999 80.006乐果0.25~4.00y=18 711 498.9x-2 435 770.80.999 90.001
毒死蜱0.25~4.00y=17 876 911.1x-109 830.80.999 80.001
甲基对硫磷0.25~4.00y=20 117 076.5x-1 254 066.70.999 70.001
倍硫磷0.25~4.00y=23 625 875.2x-1 458 323.90.999 80.001
杀螟硫磷0.25~4.00y=18 320 957.5x-726 310.10.999 90.002
杀扑磷0.25~4.00y=14 497 048.5x-966 172.80.999 40.002
表210种有机磷农药加标回收率及精密度结果
名称
0.1 mg/kg0.4 mg/kg0.8 mg/kg
回收率/%RSD/%回收率/%RSD/%回收率/%RSD/%
敌敌畏82.8  3.293.4  2.596.5  3.4甲胺磷77.6  4.882.1  3.384.2  2.6甲拌磷78.5  3.684.4  4.183.6  2.3二嗪农75.2  2.579.5  2.982.5  1.9乐果81.2  2.383.2  2.382.1  2.2毒死蜱80.1  3.481.2  4.185.5  2.3甲基对硫磷79.4  4.782.5  2.781.2  3.5倍硫磷80.5  5.181.3  3.585.4  3.2杀螟硫磷77.3  1.883.2  4.083.2  2.8杀扑磷76.5  2.981.4  4.883.6  3.6
谱PFD检测器同时测定。10种有机磷农药分离效果良好,在0.25~4.00 mg/mL线性良好,相关系数均大于0.999,检出限为0.001~0.006 mg/kg;各浓度水平回收率在75.2%~96.5%,相对标准偏差在1.8%~5.1%。该方法分离效果好,检测准确度高,重复性良好,达到农药残留检测的要求,适用于果蔬中多种有机磷类农药残留的同时测定。
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