QuECHERS-氣相色譜法測定大米中7種有機磷農藥殘留

秦德萍

(重慶市食品藥品檢驗檢測研究院，重慶 401121)

QuECHERS-氣相色譜法測定大米中7種有機磷農藥殘留

秦德萍

(重慶市食品藥品檢驗檢測研究院，重慶 401121)

通過優化QuECHERS樣品前處理方法，建立一種快速測定大米中7種有機磷農藥殘留的氣相色譜法。將10 g樣品用10 mL水浸潤后加入10 mL乙酸乙酯提取，5 g無水硫酸鎂和2 g氯化鈉鹽析分層，N-丙基-乙二胺(PSA)和C18粉凈化后直接用氣相色譜儀分析。該方法中7種有機磷農藥在0.008～0.200 mg/L范圍內具有良好的線性關系，相關系數0.99，加標回收率92.7%～98.2%，最低檢出限0.003～0.006 mg/kg。本方法簡便快捷、準確可靠、靈敏度高、成本低，適用于大批量大米中有機磷農藥殘留量的測定。

QuECHERS 大米 農藥殘留 氣相色譜法

大米是我國主要的糧食產品，約60%的人口以大米為主食。水稻生長在潮濕、溫暖的環境中，易受病蟲和雜草的影響。為了保證水稻產量和品質，種植者在種植和儲存水稻的過程中不合理使用農藥，造成大米中農藥殘留超標，危害人體健康。因此，快速準確測量大米中農藥殘留量對控制糧食農藥污染和保障人體健康具有重要意義。

有機磷類農藥是我國普遍使用的殺蟲劑之一。目前，大米中有機磷類農藥檢測方法主要有高效液相色譜法[1](HPLC)、液質聯用法[2](LC-MS)、氣相色譜法[3](GC)和氣質聯用法[4](GC-MS)。液質聯用法和氣質聯用法的儀器價格昂貴，在日常檢測中較少采用。在液相色譜法中，流動相需使用大量有機溶劑，既不環保也不節儉。氣相色譜法是大米中有機磷農藥殘留量檢測中經典的檢測方法。在我國現有大米中有機磷農藥的檢測標準中，前處理過程中凈化主要采用固相萃取[5](SPE)、凝膠滲透色譜[6](GPC)和液液萃取(LLE)方法，然后進行樣品濃縮，該過程所需試劑及儀器設備較多，成本較高，且過程復雜，耗時長，不能快速滿足市場抽檢的要求。QuECHERS法[7-8]是一種快速、簡便、準確、價格低廉的分析方法，樣品用有機溶劑超聲萃取，使用吸附劑直接分散于提取液中凈化樣品中的主要雜質，前處理過程簡單，無需特殊儀器設備，成本低。該方法主要應用在含水率大于75%以上的蔬菜、水果等樣品中農藥殘留的測定，在含水率較低的谷物類樣品中較少應用。本試驗針對大米特點，通過加水，選擇萃取溶劑，優化QuECHERS方法中各吸附劑種類和配比，采用氣相色譜結合火焰光度檢測器(FPD)，建立了QuECHERS-氣相色譜法測定大米中有機磷農藥殘留的方法。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

7890A氣相色譜儀、DB-1701毛細管色譜柱(30 m×0.25 mm×1 μm)：美國安捷倫科技有限公司；KQ-300DB數控超聲波清洗器：昆山市超聲儀器有限公司；Multifuge X1R離心機：美國賽默飛世爾科技公司； MSA225S-100-DU天平：德國賽多利斯公司。

毒死蜱、三唑磷、喹硫磷、馬拉硫磷、殺螟硫磷標準溶液(100 μg/mL)：農業部環境保護科研監測所；稻豐散標準溶液(100 μg/mL)：上海市農藥研究所；氧樂果(98%)：德國Dr. Ehrenstorfer GmbH公司； C18固相分散凈化劑(60 μm)、PSA固相分散凈化劑(40 μm)：美國安捷倫科技有限公司；乙酸乙酯、乙腈、丙酮、石油醚、硫酸鎂、氯化鈉：天津科密歐化學試劑有限公司；仙桃大米(產地湖北省)、可可香大米(產地重慶市)、東北大米(產地黑龍江省)：購于重慶市人和農貿市場。

1.2 試驗方法

1.2.1 標準溶液制備

準確稱取氧樂果農藥標準品10.00 mg，用丙酮定容到100 mL，得到100 mg/L氧樂果標準溶液，備用。

混合農藥標準儲備溶液：分別移取毒死蜱、三唑磷等6種標準溶液和氧樂果標準溶液1.00 mL，用丙酮定容到50 mL，得到2.0 mg/L混合農藥標準儲備溶液。

混合農藥標準工作溶液：準確移取混合農藥標準儲備溶液0.04、0.06、0.08、0.24、0.32、0.48、1.00 mL于10 mL容量瓶中，用乙酸乙酯定容到10 mL，得到8～200 μg/L混合農藥標準工作溶液。

1.2.2 樣品處理

將購于農貿市場的大米樣品，采用四分法均勻取樣，粉碎后封裝在聚乙烯樣品袋中，于常溫干燥環境下保存備用。準確稱取已磨碎的大米10 g于50 mL離心管中，加水10 mL浸提20 min，加入10 mL乙酸乙酯，振蕩混勻1 min后超聲30 min，加入5 g無水硫酸鎂和2 g氯化鈉，振蕩1 min，6 000 r·min-1離心5 min，吸取有機相2.0 mL于預先裝有300 mg無水硫酸+50 mg PSA+50 mg C18的離心管中，振蕩1 min，6 000 r·min-1離心5 min，取上清液，過0.22 μm濾膜，上機檢測。

1.2.3 結果計算

外標法定量，按下式進行計算

式中：X為待測樣品農藥殘留量/g·kg-1；A為樣品測定液中農藥的質量濃度/μg·L-1；V為樣品定容體積/mL；f為樣液的稀釋因子；m為樣品稱量質量/g。

1.3 儀器條件

進樣口溫度為230 ℃，FPD檢測器溫度為250 ℃。色譜柱程序升溫步驟：初始溫度為135 ℃保持2 min，10 ℃/min升溫至220 ℃保持15 min，60 ℃/min升溫至250 ℃保持10 min。不分流進樣，載氣流速為3.0 mL/min，進樣量為2.0 μL，氫氣流量為30 mL/min，空氣流量為400 mL/min，尾吹氣流量為30 mL/min。

1.4 數據分析

試驗數據通過SPSS Statistics 17.0軟件的單因素方差分析，分析不同含水率的大米對有機磷農藥提取效果是否存在顯著差異，不同凈化劑對有機磷農藥的回收率是否存在顯著差異。

2 結果分析

2.1 樣品前處理優化

在不含上述有機磷農藥的大米樣品(10 g)中加入0.100 mg·kg-1濃度水平的有機磷混合農藥標準溶液，放置過夜，使農藥充分滲透到大米基質中，作為含7種有機磷農藥的陽性大米模擬樣品，用此探索大米樣品前處理的試驗條件。

2.1.1 加入水量的優化

最初QuECHERS法為含水率均在75%以上的樣品設計。在氣溫 20～25 ℃，大米含水率為15%左右。針對大米含水率低的特點，為保證提取溶劑和大米顆粒的浸潤效果，分別在10 g陽性模擬樣品中加入0、10、24 mL水，模擬含水率為15%、58%、75%的樣品，研究大米中含水率對有機磷農藥提取效果的影響，結果見表1。

表1 大米中含水率對有機磷農藥的提取結果

注：不同含水率的有機磷農藥回收量的不同小寫字母表示差異性顯著(P<0.05)。

在大米中加入0 mL水的有機磷農藥回收量與加入10 和24 mL水的有機磷農藥回收量差異顯著(P<0.05)，其中，加入10 與24 mL水的有機磷農藥回收量差異不顯著，表明加入10 和24 mL水對大米有機磷農藥提取效果一致。由表1可看出，大米中加入0 mL水的有機磷農藥回收量為81.6～86.7 μg·kg-1，加入10 和24 mL水的有機磷農藥回收量分別為91.9～96.7 μg·kg-1和94.3～97.7 μg·kg-1，均高于加入0 mL水的有機磷農藥回收量，達到大米的浸潤效果。因此，試驗中采用10 g大米中加入10 mL水。

2.1.2 提取溶劑的選擇

在對植物性樣品進行有機磷農藥殘留量的分析時，GB/T 5009.145—2003[9]和SN/T 2915—2011[10]采用丙酮作為提取溶劑，提取大米、小麥、玉米、糙米、大米中農藥。GB/T 5009.207—2008[11]采用乙酸乙酯為提取溶劑提取糙米中有機磷農藥。GB/T 5009.102—2003[12]采用石油醚提取谷類樣品中的辛硫磷。NY/T 761—2008[13]采用乙腈提取蔬菜水果中農藥。

樣品在加入水放置30 min后，分別加入丙酮、石油醚、乙酸乙酯、乙腈10 mL，考察了4種溶劑對大米中7種有機磷農藥的提取效果。試驗結果顯示，4種有機溶劑提取大米中農藥的回收率均在90%以上，能夠有效的提取大米中有機磷農藥。考慮丙酮和石油醚揮發性較乙酸乙酯和乙腈強；按中國藥典[14]有機溶劑的毒性大小和對環境的危害程度分類，乙腈屬第二類溶劑，乙酸乙酯屬第三類溶劑，乙酸乙酯毒性和對環境的危害程度較乙腈弱。本試驗選擇乙酸乙酯為提取溶劑。

2.1.3 凈化劑的選擇

QuECHERS的凈化劑主要為PSA、GCB、C18。PSA對極性色素、糖類、有機酸和脂肪酸等干擾物有較強的吸附能力，對農藥無吸附作用。GCB主要用于吸附色素，但對部分農藥組分也具有一定的保留，影響部分農藥的回收率。C18主要吸附油脂、糖類等非極性組分。本試驗針對大米色素較少，不采用GCB作為凈化劑。

10 g陽性模擬樣品經提取劑提取、離心后，在2 mL上清液中分別添加300 mg無水硫酸鎂+0 mg PSA+0 mg C18(A組)、300 mg無水硫酸鎂+50 mg PSA+0 mg C18(B組)、300 mg無水硫酸鎂+0 mg PSA+50 mg C18(C組)、300 mg無水硫酸鎂+50 mg PSA+50 mg C18(D組)做對比試驗，每個水平重復3次，考察凈化劑對方法回收率的影響，結果見表2。4個組的有機磷農藥回收率均在91%以上，其中A組與其余3組的農藥回收率呈差異顯著(P<0.05)，D組與其余3組的農藥回收率呈差異顯著(P<0.05)，B組與C組的農藥回收率差異不顯著(P>0.05)。從表2可看出，A組回收率最低，平均回收率為92.7%，D組回收率最高，平均回收率為96.5%。試驗選擇300 mg無水硫酸鎂+50 mg PSA+50 mg C18凈化樣品中干擾物。

表2 不同凈化劑對有機磷農藥回收率的影響

注：不同組間的有機磷農藥回收率的不同小寫字母表示差異性顯著(P<0.05)。

2.2 標準曲線及檢出限

按試驗方法對7種有機磷農藥標準工作溶液系列和方法檢出限進行測定，以峰面積對農藥濃度(以mg·kg-1為單位)。線性回歸方程、相關系數和檢出限見表3。結果表明，7種有機磷農藥的質量濃度在0.008～0.200 mg·L-1范圍內與峰面積呈良好的線性關系，相關系數均為0.99。根據3倍信噪比計算出7種農藥的檢出限為0.003～0.006 mg·kg-1，均低于GB/T 5009.20—2003[15]和GB/T 5009.207—2008[11]中有機磷農藥的檢出限，本方法的靈敏度高。

表3 7種有機磷農藥在FPD上的標準曲線方程、相關系數和檢出限(3S/N)

2.3 精密度和準確度

在不含上述有機磷農藥的大米樣品中加入3個濃度水平的混合農藥標準溶液，放置過夜，使農藥完全滲入到樣品中，再按選定的試驗方法進行方法的精密度和準確度試驗，結果見表4。

表4 7種有機磷農藥的精密度及回收率試驗結果

由表4可知，7種有機磷農藥在3個添加水平的回收率在92.7%～98.2%之間，相對標準偏差在1.7%～6.2%之間，表明本方法準確可靠，可滿足分析要求。

2.4 樣品分析

分別準確稱取10 g仙桃大米、可可香大米、東北大米，按選定的試驗方法和國標方法GB/T 5009.207—2008[11]對樣品進行提取和分析，比較2種方法的檢測結果。2種方法均未檢出樣品中有上述有機磷農藥。在3種大米樣品中加入0.100 mg·kg-1濃度水平的有機磷混合農藥標準溶液并放置過夜后(使農藥完全滲透至大米基質中)，兩種方法的回收率均在92%以上。結果表明，所建立的試驗方法可行，能夠完全提取米粉內部農藥。相比國標方法，本方法提取劑用量少，成本低，樣品提取液無需過GPC凈化和旋轉蒸發儀濃縮，前處理過程簡便快捷，適用于大批量大米樣品中有機磷農藥殘留量的測定。

3 結論

本試驗針對大米特點，通過加水，選擇乙酸乙酯為萃取溶劑，優化了QuECHERS方法中各吸附劑種類和配比，采用氣相色譜結合火焰光度檢測器(FPD)，建立了QuECHERS-氣相色譜法測定大米中有機磷農藥殘留量的方法。本方法簡便快捷、準確可靠、靈敏度高、成本低，適用于大批量大米樣品中有機磷農藥殘留量的測定。

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Determination of 7 Organic Phosphorus Pesticides in Rice by QuECHERS-Gas Chromatography

Qin Deping
(Chongqing Institute for Food and Drug Control, Chongqing 401121)

A gas chromatography (GC) method was developed for fast determining the contents of 7 organic phosphorus pesticides in rice using optimized QuECHERS method and. After 10 g samples were wet by 10 mL water, the residues in the samples were extracted by 10 mL ethyl acetate, and 5 g anhydrous magnesium sulfate and 2 g sodium chloride were salted out. PSA and C18 were purified, and then analyzed directly by GC. The results indicated that the method displayed good linearity in the concentration of 7 organic phosphorus pesticides ranged from 0.008 to 0.200 mg/L with the correlation coefficient of 0.99, the average recoveries ranged from 92.7 to 98.2% and the limit of detection ranged from 0.003 to 0.006 mg/kg. This method is simple, fast, accurate, cost and suitable for determination of organic phosphorus pesticides in numbers of rice.

QuECHERs, rice, pesticide residues, GC

TS210.7

A

1003-0174(2017)12-0121-05

2016-12-28

秦德萍，女，1986年出生，碩士，食品分析與檢驗

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