超聲波輔助提取-GC/MS法測(cè)定蔬菜中18種農(nóng)藥

邢燕，曹楷華，劉玉棟，王鐘，高慧，王敏，王勤（淄博市疾病預(yù)防控制中心，山東淄博255026）

超聲波輔助提取-GC/MS法測(cè)定蔬菜中18種農(nóng)藥

邢燕，曹楷華，劉玉棟，王鐘，高慧，王敏，王勤*
（淄博市疾病預(yù)防控制中心，山東淄博255026）

開(kāi)展待測(cè)農(nóng)藥殘留樣品的高效、快速檢測(cè)方法研究，建立快速、準(zhǔn)確測(cè)定蔬菜中有機(jī)氯、擬除蟲(chóng)菊酯農(nóng)藥的超聲波輔助-氣相色譜-質(zhì)譜檢測(cè)方法。用氣相色譜-質(zhì)譜檢測(cè)方法，乙腈作為提取溶劑，超聲波輔助提取，CARB/NH2固相萃取小柱凈化，通過(guò)Rtx-5MS色譜柱分離檢測(cè)，用外標(biāo)法對(duì)蔬菜10種有機(jī)氯和8種擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)農(nóng)藥殘留進(jìn)行了測(cè)定。方法靈敏準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便快捷，滿足現(xiàn)階段蔬菜中的農(nóng)藥殘留分析要求。

有機(jī)氯農(nóng)藥；擬除蟲(chóng)菊酯農(nóng)藥；氣相色譜-質(zhì)譜；超聲輔助提取；固相萃取

目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)中最常用的三大類(lèi)農(nóng)藥為有機(jī)氯類(lèi)農(nóng)藥、有機(jī)磷類(lèi)農(nóng)藥和擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)農(nóng)藥［1］。其中，有機(jī)氯類(lèi)農(nóng)藥和擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)農(nóng)藥作為高效廣譜殺蟲(chóng)劑［2］在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被廣泛使用。隨著農(nóng)藥品種和用量的不斷增加，使農(nóng)藥殘留問(wèn)題凸顯。為了保證食品的安全，農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)的限量要求也越來(lái)越嚴(yán)格，建立簡(jiǎn)單、高效和準(zhǔn)確的農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法成為目前分析工作者亟待解決的問(wèn)題。

農(nóng)藥殘留的檢測(cè)包括樣品的提取凈化和上機(jī)測(cè)定。目前，有機(jī)氯類(lèi)和擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)農(nóng)藥的測(cè)定方法主要有氣相色譜法（ECD）［3-6］，氣相色譜-質(zhì)譜法［7］、液相色譜-質(zhì)譜法［8］和高效毛細(xì)管電泳法［9］等。凈化技術(shù)主要包括液液萃取［10］，固相萃取［3，5］，加速溶劑萃取［7］，基質(zhì)固相分散萃取［11］，凝膠色譜凈化［6］等。作為傳統(tǒng)的前處理方法——固相萃取法的回收率和富集倍數(shù)高，凈化相對(duì)徹底，廣泛用于農(nóng)藥殘留的前處理過(guò)程。GB/T 5009食品衛(wèi)生檢驗(yàn)方法［12］中農(nóng)藥殘留的前處理的固相萃取多為活性炭柱、弗羅里硅土柱和氧化鋁柱［4］，這類(lèi)的固相萃取小柱凈化效果差，回收率低。CARB-NH2固相萃取小柱是等量的石墨化碳（CARB）和氨基（-NH2）裝填而成，可以用于農(nóng)殘分析中色素、脂肪酸及酚類(lèi)的去除。但是，在檢測(cè)過(guò)程中，前處理技術(shù)并不能完全除去雜質(zhì)，通過(guò)氣相色譜的保留時(shí)間對(duì)農(nóng)殘定性時(shí)經(jīng)常受到干擾，造成假陽(yáng)性現(xiàn)象。氣相色譜-質(zhì)譜法利用其質(zhì)譜特有的定性能力，可以很好的避免樣品檢測(cè)的假陽(yáng)性，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確度。本文選用氣相色譜-質(zhì)譜檢測(cè)方法，乙腈作為提取溶劑，超聲波輔助提取，CARB/NH2固相萃取小柱（500 mg/6 mL）凈化，通過(guò)Rtx-5MS色譜柱分離檢測(cè)，用外標(biāo)法對(duì)蔬菜中α-六六六，β–六六六，γ–六六六，δ–六六六，P，P’-DDE，O，P’-DDT，P，P’-DDD，P，P’-DDT，硫丹，三氯殺螨醇，聯(lián)苯菊酯，甲氰菊酯，三氟氯氰菊酯，氯菊酯，氟氯氰菊酯，氯氰菊酯，氰戊菊酯、溴氰菊酯10中有機(jī)氯和8中菊酯類(lèi)農(nóng)藥殘留進(jìn)行了測(cè)定，方法靈敏準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便快捷，滿足現(xiàn)階段蔬菜中的農(nóng)藥殘留分析要求。

1　試驗(yàn)部分

1.1儀器與試劑

1.1.1儀器

GCMS-QP 2010 Plus氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、Rtx-5MS石英毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）：日本島津；ST 16R型高速離心機(jī)：美國(guó)Thermo Fisher公司；N-EVAPTM 112型氮吹濃縮儀：美國(guó)Organomation公司；KQ-250B型超聲波清洗器：昆山市超聲儀器有限公司；12位SPE固相萃取儀：美國(guó)Supelco公司；CARB/NH2（500 mg/6 mL）固相萃取小柱：安捷倫科技（中國(guó)）有限公司。

1.1.2試劑

丙酮、乙腈、二氯甲烷為色譜純?cè)噭嘿?gòu)于上海安普科學(xué)儀器有限公司；純水；α-六六六、β-六六六、γ-六六六、δ-六六六、P，P’-DDE、O，P’-DDT、P，P’-DDD、P，P’-DDT濃度為50 μg/mL；硫丹、三氯殺螨醇、聯(lián)苯菊酯、甲氰菊酯、三氟氯氰菊酯、氯菊酯、氟氯氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯濃度均為100 μg/ mL：標(biāo)準(zhǔn)溶液購(gòu)于農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研檢測(cè)所。

1.2儀器條件

1.2.1質(zhì)譜條件

離子化模式：電子轟擊（EI）離子源；離子源溫度：230℃；接口溫度：250℃；離子源能量：70 eV；掃描方式：SIM。

1.2.2色譜條件

載氣為高純氦氣（99.999%）；柱流量：0.85 mL/min；毛細(xì)管柱升溫程序：60℃保持1 min，以5℃/min升至290℃，保持2 min；進(jìn)樣口溫度為260℃；不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣體積1 μL。

表1　有機(jī)氯和擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)農(nóng)藥的色譜-質(zhì)譜參數(shù)Table 1　Chromatographic and mass spectrometric parameters of organochlorine and pyrethroid pesticide

1.3樣品處理

準(zhǔn)確稱取10.0 g左右粉碎的蔬菜樣品于50 mL離心管中，加入25 mL乙腈渦旋混勻，超聲萃取10 min后離心分層。取15 mL上清液在40℃水浴中氮吹至近干，加入1 mL丙酮-二氯甲烷（1∶1，體積比）復(fù)溶，待凈化。取固相萃取小柱（CARB/NH2，500 mg/6 mL）于固相萃取儀上固定好，用5 mL丙酮-二氯甲烷（1∶1，體積比）活化小柱。當(dāng)二氯甲烷液面即將到達(dá)小柱吸附層表面時(shí)，將復(fù)溶樣品轉(zhuǎn)入萃取柱中，用10 mL比色管接收洗脫液，再10 mL丙酮-二氯甲烷（1∶1，體積比）先后分3次淋洗小柱。洗脫液用氮?dú)獯抵两桑帽ㄈ葜?.0 mL，取1.0 μL進(jìn)樣檢測(cè)。

2　試驗(yàn)結(jié)果

2.1提取溶劑的選擇

農(nóng)藥殘留檢測(cè)中常用的萃取溶劑為乙酸乙酯、丙酮和乙腈［12］農(nóng)藥的多殘留分析中，目標(biāo)物結(jié)構(gòu)差異大且種類(lèi)多，將微量或痕量的目標(biāo)物有效的提取出來(lái)是需要解決的首要問(wèn)題。乙酸乙酯極性較弱，部分極性農(nóng)藥不能有效的提取到有機(jī)相中，提取效率差。丙酮溶解性好，對(duì)葉綠素、碳水化合物等物質(zhì)的溶解性太強(qiáng)，共提取雜質(zhì)較多。并且其與水互溶，難以實(shí)現(xiàn)溶劑與樣品的完全分離。乙腈極性大，穿透力強(qiáng)，提取效率好，且乙腈提取出的色素、油脂類(lèi)雜質(zhì)較少，能夠沉淀蛋白質(zhì)等雜質(zhì)［13］，因此，本試驗(yàn)選取乙腈作為提取溶劑。2.2超聲波提取時(shí)間的選擇

比較了不同提取時(shí)間5、10、l5、20 min對(duì)農(nóng)藥殘留提取效果的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，超聲波輔助提取10 min可保證良好的提取效果，重復(fù)性較好。提取時(shí)間大于10 min以后，回收率沒(méi)有明顯變化，而且由于提取時(shí)間的延長(zhǎng)，提取液中雜質(zhì)含量增加，樣品重現(xiàn)性受到影響。因此本試驗(yàn)選擇提取時(shí)間為10 min，既能保證良好的提取效果和較少的雜質(zhì)干擾，又節(jié)省處理時(shí)間。

2.3樣品凈化柱的選擇

葉綠素、碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪是蔬菜農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的主要干擾物質(zhì)，CARB-NH2小柱上層主要成分是活性碳，除去色素的效果較好，下層NH2基能和碳水化合物、蛋白質(zhì)以及脂肪中的相關(guān)基團(tuán)（-OH、-NH2基等）形成氫鍵而去除干擾化合物；二者結(jié)合可有效除去色素、碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪等雜質(zhì)。故本試驗(yàn)選用CARB/NH2小柱作為樣品凈化柱對(duì)樣品進(jìn)行前處理。

2.4標(biāo)準(zhǔn)曲線及檢出限

用丙酮為溶劑，配制有機(jī)氯農(nóng)藥、擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)系列，用Rtx-5氣相色譜柱，按最佳分析條件對(duì)農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定，標(biāo)準(zhǔn)的總離子流圖如圖1所示。以峰面積對(duì)濃度作曲線，求得標(biāo)準(zhǔn)曲線方程及相關(guān)系數(shù)，列于表2中。以儀器3倍噪聲值表示方法的檢出限，按取樣量按10.0 g計(jì)算其最低檢出濃度，單位為mg/kg，結(jié)果一并列于表2中。

圖1　Rtx-5色譜柱對(duì)18種有機(jī)氯和擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)農(nóng)藥的SIM圖（混合標(biāo)準(zhǔn)濃度0.5 μg/mL）Fig.1　Standard SIM chromatogram for organochlorine and pyrethroid pesticide residues separated by Rtx-5 column

通過(guò)表2中數(shù)據(jù)可以看出，在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，目標(biāo)物濃度與峰面積線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)在0.997～0.999之間，檢出限為1.0×10-4mg/kg～1.0×10-3mg/kg，18種有機(jī)氯和擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)農(nóng)藥均有較好的線性及較高的靈敏度。

2.5方法回收率和精密度

以已知不含農(nóng)藥殘留的白菜樣品為基質(zhì)做加標(biāo)回收試驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)加入量為0.15 μg和1.0 μg，加入濃度為0.015 mg/kg和0.1 mg/kg。按試驗(yàn)方法提取、凈化和檢測(cè)，以峰面積計(jì)算各種農(nóng)藥的回收率。每個(gè)加標(biāo)量做6個(gè)平行樣，計(jì)算各種農(nóng)藥的平均回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，其結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3可知，18種組分的回收率在79%～108%之間，滿足分析要求；平行樣的相對(duì)偏差滿足檢測(cè)結(jié)果。

2.6樣品測(cè)定

對(duì)70份市售蔬菜樣品進(jìn)行檢測(cè)，聯(lián)苯菊酯的檢出率為17.1%，三氟氯氰菊酯的檢出率為5.7%，氰戊菊酯的檢出率為8.6%，其它組分均未檢出。共進(jìn)行了5組基體加標(biāo)和5組空白加標(biāo)分析，加標(biāo)回收率均在合理范圍內(nèi)，該方法適合批量蔬菜樣品中有機(jī)氯、擬除蟲(chóng)菊酯農(nóng)藥的分析測(cè)定。

表2　有機(jī)氯和擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程及檢出限Table 2　Standard curve equation and detection limit for organochlorine and pyrethroid pesticide residues

表3　有機(jī)氯、擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)農(nóng)藥的加標(biāo)回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差Table 3　Recoveries and the relative standard deviations for organochlorine and pyrethroid pesticide residues

3　結(jié)論

本研究充分利用氣相色譜-質(zhì)譜在定性定量方面的優(yōu)勢(shì)，檢測(cè)結(jié)果靈敏、準(zhǔn)確、重現(xiàn)性好，滿足蔬菜中農(nóng)藥殘留限量標(biāo)準(zhǔn)的要求，適用于蔬菜中多種有機(jī)氯類(lèi)、擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)農(nóng)藥的同時(shí)測(cè)定。

［1］陳菲菲，李星芝，王俊全，等.一種同時(shí)測(cè)定保健食品中多種農(nóng)藥殘留的方法［J］.食品研究與開(kāi)發(fā)，2012，33（10）：123-126

［2］Ali T，Mehmet Emin A，Senar ?zcan.Ultrasonic solvent extraction of organochlorine pesticides from soil［J］.Analy Chem Acta，2006，559 （2）：173-180

［3］王智亮，安靜，王曉紅，等.玉米和大豆中多種有機(jī)氯農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法研究［J］.食品研究與開(kāi)發(fā)，2013，34（14）：95-98

［4］萬(wàn)益群，鄢愛(ài)平，謝明勇.中草藥中有機(jī)氯農(nóng)藥和擬除蟲(chóng)菊酯農(nóng)藥殘留量的測(cè)定［J］.分析化學(xué)，2005，33（5）：614-618

［5］黃曉會(huì)，薛健，吳曉波，等.氣相色譜法檢測(cè)桑葉中有機(jī)氯及菊酯類(lèi)農(nóng)藥［J］.分析科學(xué)學(xué)報(bào)，2012，28（3）：328-332

［6］王波，李賢良，張雷，等.氣相色譜法測(cè)定火鍋底料中的多種有機(jī)氯農(nóng)藥和擬除蟲(chóng)菊酯農(nóng)藥殘留［J］.分析化學(xué)，2010，38（10）：1433-1438

［7］吳鳳琪，聶冬銳，沈金燦，等.快速溶劑萃取在線凝膠滲透色譜-串聯(lián)氣質(zhì)聯(lián)用法測(cè)定大豆中53種農(nóng)藥殘留量［J］.食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào)，2014，5（11）：60-68

［8］于維森，王孝鋼，于紅衛(wèi)，等.食品中33種殘留農(nóng)藥的液質(zhì)聯(lián)用一次測(cè)定法［J］.職業(yè)與健康，2011，27（5）：512-514

［9］林振宇，黃露，陳國(guó)南.毛細(xì)管電泳和毛細(xì)管電色譜技術(shù)在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用［J］.色譜，2009，27（1）：9-18

［10］王娜，王海嬌，李麗君.液液萃取處理樣品-氣相色譜法測(cè)定水中22種有機(jī)氯農(nóng)藥［J］.理化檢驗(yàn)（化學(xué)分冊(cè)），2010，46（12）：1453-1455

［11］Wilkowska A，Biziuk M.Determination of pesticide residues in food matrices using the QuEChERS methodology［J］.Food Chem，2011，125（3）：803-812

［12］中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部.GB/T 5009.1-2003食品衛(wèi)生檢驗(yàn)方法理化部分總則［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003

［13］李軍明，鐘讀波，王亞琴.在線凝膠滲透色譜-氣相色譜/質(zhì)譜法檢測(cè)茶葉中的153種農(nóng)藥殘留［J］.色譜，2010，28（9）：840-848

Ultrasonic Assisted Extraction-Gas Chromatography-Mass Spectrometry Method for the Determination of 18 Kinds of Pesticides in Vegetables

XING Yan，CAO Kai-hua，LIU Yu-dong，WANG Zhong，GAO Hui，WANG Min，WANG Qin*
（Zibo Municipal Center for Disease Control and Prevention，Zibo 255026，Shandong，China）

The research was carried out for detecting the pesticide residue in samples efficiently and rapidly. The determination of ultrasonic assisted extraction-gas chromatography-mass spectrometry method for organochlorine and pyrethroid pesticides in vegetable was established.10 kinds of organochlorine and 8 kinds of pyrethroid pesticide were extracted with acetonitrile；ultrasonic assisted extraction；purified with CARB/NH2solid phase extraction；separated with Rtx-5MS column，detected with gas chromatography-mass spectrometry by external standard method.The method is sensitive，accurate，simple and fast，and can meet the requirements of pesticide residues in vegetables.

organochlorine pesticides；pyrethroid pesticides；GC-MS；ultrasonic assisted extraction；solidphaseextraction

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.15.039

山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（ZR2015PH035）；山東省醫(yī)藥衛(wèi)生科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（2013WS0028）；淄博市科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（2012GG01283）

邢燕（1982—），女（漢），主管技師，博士，從事食品、環(huán)境中有機(jī)污染物檢測(cè)研究。

王勤，女，主任技師，從事食品、環(huán)境中有機(jī)污染物檢測(cè)研究。

2015-08-18