GC聯合GC-MS測定果蔬汁中11種有機磷農藥的殘留量

黃佳新

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GC聯合GC-MS測定果蔬汁中11種有機磷農藥的殘留量

黃佳新

（中國檢驗認證集團 廣東有限公司番禺分公司，廣東 廣州 511400）

建立了氣相色譜儀(GC)與氣相色譜質譜聯用儀(GC-MS)結合測定果蔬汁中11種有機磷農藥殘留量的分析方法。優化了樣品前處理方法，同時優化了GC與GC-MS分析條件。樣品以乙酸乙酯提取，添加氯化鈉與無水硫酸鎂優化萃取條件，以GCB/PSA小柱凈化后供GC和GC-MS分析。該方法簡便、快速、準確，11種有機磷農藥在0.05~0.4 mg/L范圍內，顯示了良好的線性關系，相關系數均大于0.995，平均加標回收為81.29%~111.74%，回收實驗的相對標準偏差（RSD，=6）在1.9%~8.6%之間。

果蔬汁；有機磷農藥；GC-MS；GC

隨著人們生活水平的提高，人們對日常飲品的營養安全健康愈發關注和重視。果蔬汁在口感和營養方面都接近新鮮果蔬，且食用更為方便，并且有一定的保健價值，受到各年齡階段人們的喜愛。然而這種以果蔬為原料的產品的安全性勢必受到果蔬原料質量優劣的威脅。

有機磷農藥在我國農業生產過程中使用量十分廣泛，因此果蔬中不可避地會有該類農藥殘留[1]。使用農藥殘留超標的食品,雖然不一定會導致急性中毒,但很可能會導致人體慢性中毒,引起人體器官病變,誘發癌癥[2-4]。

目前，有機磷農藥殘留的檢測方法有氣相色譜法（GC）[5]、氣相色譜-質譜法（GC-MS）[6,7]、超臨界流體色譜法[8]、氣相色譜串聯質譜法（GC-MS/MS）、液相色譜-串聯質譜法（LC-MS/MS）[9]等等。其中GC-FPD法具有靈敏度高，雜峰干擾少，成本低廉的優點，但由于只依靠保留時間定性，對某些無法分離開的有機磷分辨率較低；而GC-MS法則有高分辨率，高準確性的優點，但成本相對較高，針對個別有機磷響應較低，難以準確定量的缺點。

本實驗方法依照實驗室現有條件，將GC-FPD法與GC-MS法結合應用，同時優化前處理方法，建立以GC-FPD法初篩及最后定量，陽性樣以GC-MS法確證定性的方法。該法具有快速準確，靈敏度和精密度高，重現性好，實用經濟等優點，可為食品中有機磷農藥殘留的檢測與監測提供參考與支持。

1 試驗部分

1.1 儀器試劑

氣相色譜儀（配有FPD火焰光度檢測器）（Agilent 7890A，美國安捷倫公司），氣相色譜質譜聯用儀（Agilent7890A-5975C，美國安捷倫公司），大容量冷凍離心機（Eppendorf 5810r，德國艾本德公司），旋蒸蒸發儀（Heidolph ML/G3B，德國海道夫公司），氮吹儀（I WILL T&D MTN-2008W，天津艾維歐公司）；

果蔬汁：市售；

11種有機磷農藥標準品：敵敵畏，速滅磷，久效磷，甲拌磷，樂果，甲基對硫磷，殺螟松，馬拉硫磷，倍硫磷，對硫磷，克線磷(均為1ml濃度1g/L丙酮溶液，購自農業部環境保護科研監測所)

乙酸乙酯，乙腈，正己烷，丙酮為色譜純（美國默克公司）；無水硫酸鎂、無水硫酸鈉、氯化鈉為分析純（廣州化學試劑廠）。

1.2 標準溶液配制

分別吸取100 μL 1 g/L標準溶液至10 mL容量瓶中，用乙酸乙酯定容，配成10 mg/L單一標準溶液，再按需吸取100 μL 1g/L標準溶液至同一10 ml容量瓶中，定容后配置成所需10 mg/L混合標準溶液，均保存至4°C環境中。測試時，將單一標準溶液及混合標準溶液按需求稀釋成單一及混合標準工作液。

1.3 樣品前處理

量取已混勻的果蔬汁樣品5 g于50 mL離心管中，加入15 mL乙酸乙酯，添加2 g氯化鈉及1 g無水硫酸鎂，渦旋混勻，超聲提取10 min，離心5 min，取上層有機相于100 mL旋蒸瓶中。再加入15 mL乙酸乙酯重復以上步驟提取一次，合并兩次提取液，旋蒸至2~3 mL。將濃縮液加入已用5 mL乙酸乙酯活化的GBC/PSA固相萃取小柱，再用6 mL乙酸乙酯洗脫小柱，收集所有濃縮液及洗脫液，35℃以下氮吹濃縮至近干，定容至1 mL上機分析。

1.4 儀器條件

1.4.1 氣相色譜（FPD檢測器）條件

色譜柱:HP-5MS毛細管色譜柱（30 m×0.32 mm×0.25μm）；載氣為高純氮氣，流速為2.0 mL/min，進樣口溫度260 ℃，進樣方式為不分流進樣，到分流口的吹掃流量為25 mL/min。色譜柱升溫程序：60 ℃保持2 min， 20 ℃/min程序升溫至120 ℃， 10℃/min程序升溫至180 ℃，再以2 ℃/min程序升溫至190 ℃，再以15 ℃/min程序升溫至升至300度，保持10 min。檢測器溫度245 ℃，氫氣流量75 mL/min,空氣流量100 mL/min，尾吹氣流量60 mL/min。

1.4.2 氣相色譜質譜聯用條件

色譜柱:HP-5MS毛細管色譜柱（30 m×0.32 mm×0.25μm）；載氣為高純氦氣，流速為1.0 mL/min，進樣口溫度260 ℃，進樣方式為不分流進樣，到分流口的吹掃流量為25 mL/min。色譜柱升溫程序：60℃保持2 min， 20 ℃/min程序升溫至120 ℃， 10℃/min程序升溫至180 ℃，再以2 ℃/min程序升溫至195 ℃，再以5℃/min程序升溫至205 ℃，再以15 ℃/min程序升溫至升至300 ℃，保持10 min。質譜條件：電子轟擊離子源；電子能量70 eV；GC-MS接口溫度280 ℃；離子源溫度230 ℃；MS四級桿溫度150 ℃。

2 結果與討論

2.1 前處理方法的優化

依據“相似相溶”原則選取實驗室常用的提取試劑，包括丙酮、乙酸乙酯、丙酮-正己烷（/, 1∶1）、乙腈等為待選試劑。丙酮為經典的提取試劑選擇，石油醚與丙酮均為經典的提取試劑，提取效果好，但針對性不強，提取過程會帶出許多雜質，對后階段的凈化造成一定的困難。丙酮-正己烷（/, 1∶1）對極性較強的農藥回收率較低[10],如敵敵畏、甲基對硫磷等。乙腈與乙酸乙酯極性均比丙酮弱，又比正己烷強，提取過程可避免許多雜質干擾，選擇性較強。考慮到果蔬汁為液體樣品，乙腈與水互溶，會導致大量水的引入提取液，且相對于乙酸乙酯來說，乙腈對人體毒性更強，故而參照可樂中有機磷農藥測定國標方法[11]，選用乙酸乙酯作為提取試劑。經實驗表明，提取液中加入氯化鈉后能明顯改善分層效果，不加入氯化鈉會難以分離有機相。相比于無水硫酸鈉，加入適量無水硫酸鎂不會輕易造成結塊，而且加入無水硫酸鎂渦旋混勻后會輕微放熱，可提高提取效率。故而在加入提取試劑后添加2 g氯化鈉及1 g無水硫酸鎂。

PSA固相萃取小柱具有弱陰離子交換、極性螯合作用，可清除極性基質成分,而GCB石墨碳黑小柱能有效吸附色素,經對比實驗表明,相比單獨使用活性炭小柱或者使用Florisil/GCB小柱，PSA/GCB小柱在保證回收率的同時有更好的凈化效果，基線響應更低。樣品凈化情況譜圖比較如圖1所示，基線最低的為使用Florisil/GCB小柱所得的圖譜。

由于所選測試的有機磷農藥有易揮發的藥物敵敵畏，在旋蒸濃縮時不可蒸干，實驗過程中發現，旋蒸操作中蒸干溶液，會導致敵敵畏回收率大幅度降低。氮吹過程也需要控制好氣流強度和水浴溫度，不可吹干，溫度控制在35 ℃以下能保證較好的回收率。

圖1 三種固相萃取柱凈化效果

圖2 sim模式下11種有機磷農藥(0.1 mg/L)的總離子流色譜圖

2.2 色譜質譜條件的優化

表1 11種有機磷農藥的分組和特征離子

試驗采用氣相色譜質譜聯用儀選擇離子掃描模式進行分析。先將11種有機磷農殘混標及單標分別進行全掃描分析，確定其保留時間及出峰順序，同時對每一種農殘進行單獨分析，分別選擇豐度大、特異性強的離子作為定量離子及定性離子。然后在SIM模式下，根據目標組分的保留時間進行分組掃描，以減少試樣中物質干擾，提高靈敏度。表1列出了11種有機磷農藥的分組和特征離子以及分離效果。圖2為SIM模式下0.1 mg/L 11種有機磷農藥的選擇離子監測總離子流色譜圖。在氣相色譜中無法分離的幾種有機磷在GC-MS圖譜中仍有相近的保留時間，但是在SIM模式下，由于選擇的定量離子不同，它們仍能被有效定性。

試驗采用氣相色譜儀（FPD）進行分析。將11種有機磷農殘混標及單標分別進樣，確定其保留時間及出峰順序。濃度為0.1 mg/L的11種有機磷混合標準溶液氣相色譜（FPD）色譜圖如圖3所示。

圖3 11種有機磷標準溶液(0.1 mg/L)氣相色譜圖

可以看到，11種有機磷在此條件下都有良好的響應，相比于氣質聯用法，11種有機磷低濃度時在氣相法有更干凈的背景，更高的信噪比，個別有機磷的信噪比更是大幅度提高。但是甲拌磷與久效磷、倍硫磷磷與對硫磷無法很好的分離。嘗試通過優化流速、升溫程序等等儀器條件仍無明顯改善。將11種有機磷農殘分成兩組進行單獨定量，甲拌磷與倍硫磷為一組，其余九種分為一組，可保證色譜峰的分離，保證定量結果的準確性，但無法定性，需要采用氣質聯用方法進行陽性確證。所以本方法中氣相色譜法用于篩選及定量，陽性樣品采用氣質方法進行確證，可保證實驗速度與實驗結果。

2.3 標準曲線、相關系數、回收率及精密度

取甲拌磷、倍硫磷混合標準溶液及其余九種有機磷混合標準溶液分別稀釋成質量分數為25、50、100、200和400μg/kg的系列標準工作溶液，并上GC進行測定。以各農藥的濃度為橫坐標，峰面積響應為縱坐標，分別繪制標準曲線；選取空白的果蔬汁樣品，進行了加標量為0.05、0.1、0.2μg的加標回收實驗，每個加標水平進行平行測定6次。11種有機磷農藥的線性方程、相關系數、回收率及精密度如表2所示。

由表中可見，各化合物均有良好的線性關系，相關系數均大于0.995；11種有機磷農藥的平均回收率在81.29%~111.74%之間，相對標準偏差（RSD，=6）在1.9~8.6之間，符合相關標準規定。

表2 11種有機磷農藥的線性方程、相關系數、回收率及精密度

3 結論

本實驗建立了采用乙酸乙酯提取，GCB/PSA小柱凈化，結合GC及GC/MS，通過優化前處理方法及儀器條件，建立針對所選11種有機磷農藥的準確定性及定量方法。本方法采取先由GC初篩，再由GC-MS進一步定性，最后氣相色譜定量的方式，使有機磷定性定量更為準確。該方法簡便經濟，省時省力，定性定量更為準確可靠，靈敏度高，適用于多有機磷農藥的同時檢測，為有機磷農藥的檢測提供一種有效的定性定量方法。

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［11］中國人民共和國國家衛生和計劃生育委員會，中華人民共和國農業部，國家食品藥品監督管理總局 GB 23200.40-2016《食品安全國家標準 可樂飲料中有機磷、有機氯農藥殘留量的測定 氣相色譜法》［S］.2017-06-18．

Determination of 11 Kinds of Organophosphorus Pesticides Residues in Fruit and Vegetable Juice by GC and GC-MS

（China Certification & inspection group Guangdong Co., Ltd. Panyu branch, Guangdong Guangzhou 511400, China）

An analysis method was established for the determination of 11 kinds of organophosphorus pesticides residues in fruit and vegetable juice by using gas chromatograph(GC) and gas chromatograh-mass spectrometry(GC-MS). The GC and GC-MS analysis conditions and sample preparation methods were optimized. The samples were first extracted with acetate, sodium chloride and anhydrous magnesium sulfate were added to optimize the conditions of extraction, then they were purified by GCB/PSA column and detected by GC and GC-MS. The method is simple, fast and accurate.The results show that there is good linearity in the range of 0.05~0.4 mg/L，the correlation coefficients are higher than 0.995,the recoveries are in the range of 81.29% to 111.74% with the relative standard deviations (RSD,=6) of the recoveries between 1.9% and 8.6%..

Fruit and vegetable juice;Organophosphorus pesticides; GC-MS; GC

O 657

A

1671-0460（2017）08-1726-04

2017-06-14

黃佳新（1987-），男，廣東省廣州市人，實驗員，2010年畢業于華南農業大學食品學院，研究方向：從事進出口食品安全檢測。E-mail：157131700@qq.com。