蘋果中有機(jī)磷農(nóng)藥快速檢測(cè)方法的建立

楊衛(wèi)雪 楊翠 王強(qiáng) 李光開 扈雅寧

摘要：利用氣流吹掃微萃取技術(shù)和GC-MS，建立了快速、一步檢測(cè)蘋果中殘留有機(jī)磷的方法。優(yōu)化相關(guān)參數(shù)，并分析了蘋果中有機(jī)磷農(nóng)藥的殘留情況。該研究為水果樣品中殘留農(nóng)藥的快速檢測(cè)提供了基礎(chǔ)技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：有機(jī)磷農(nóng)藥;蘋果;氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用;氣流吹掃微萃取

中圖分類號(hào)：Q958.116

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-9944（2018）10-0069-03

1引言

蘋果屬于薔薇科植物水果，是最為常見的水果，也是世界性果品，富含豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，如糖類、蛋白質(zhì)、磷、鐵、鉀、果膠、纖維素、各種維生素等。因此，蘋果對(duì)于維持人類健康是非常重要的。據(jù)農(nóng)業(yè)部發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，我國蘋果面積和產(chǎn)量分別占世界的40%和33%，均居世界首位。但為了消除病蟲害以提升產(chǎn)量和貯存運(yùn)輸過程中保鮮，蘋果被消費(fèi)者購買前各種農(nóng)藥、保鮮劑等被使用。所以，蘋果污染控制越來越嚴(yán)，并且將其作為非關(guān)稅貿(mào)易的壁壘。為此，開發(fā)蘋果中有機(jī)磷殘留快速、可靠和易于操作的方法是非常重要的。

為了檢測(cè)有機(jī)磷農(nóng)藥，許多方法被開發(fā)，如超聲輔助溶劑萃取一分散液液微萃取、攪拌棒吸附萃取結(jié)合超聲輔助萃取、液一固萃取和固相微萃取。由于基質(zhì)干擾和農(nóng)藥的痕量殘留，在儀器分析前，上述分析方法往往需要多步驟的預(yù)萃取、凈化和濃縮，這可能導(dǎo)致目標(biāo)物損失。本研究利用氣流吹掃微萃取技術(shù)作為萃取技術(shù)，以GC-MS為檢測(cè)手段，建立水果中殘留有機(jī)磷農(nóng)藥快速檢測(cè)方法，并將該技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際蘋果樣品中殘留有機(jī)磷的檢測(cè)中。

2儀器與材料

2.1儀器與試劑

氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS ITQ 900型，美國賽默飛世爾），CHRIST ALPHA 2-4真空冷凍干燥機(jī)（CHRIST ALPHA），F(xiàn)W100高速萬能粉碎機(jī)（柯思拓），100L襯管（美國安捷倫），KQ250E型超聲波清洗器（昆山超聲波儀器有限公司），MX5分析天平（梅特勒），進(jìn)樣墊（日本島津公司），聚四氟乙烯管等。色譜純正己烷購于美國Fisher。

2.2材料

蘋果樣品購于京東超市，蘋果樣品去皮和果核后利用真空冷凍干燥機(jī)進(jìn)行干燥，隨后利用高速萬能粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，并過60目篩子。置于棕色樣品瓶中，-20℃貯存?zhèn)溆谩?.005mg/kg加標(biāo)樣品被使用作為參數(shù)優(yōu)化樣品。

3方法

3.1有機(jī)磷農(nóng)藥的萃取

氣流吹掃微萃取方法的步驟基本與先前報(bào)道一致，簡(jiǎn)要說明如下：①準(zhǔn)確稱取5.0mg粉碎的蘋果樣品，并將其置于樣品槽，隨后安裝儀器;②50L正己烷作為萃取溶劑置于接收器（100L襯管），同時(shí)打開加熱開關(guān)開始萃取;③萃取后，利用正己烷定容至100L，并取2L進(jìn)樣分析。

3.2GC-MS分析

有機(jī)磷農(nóng)藥的定性定量分析被完成利用氣相色譜質(zhì)譜儀（GC-MS），TR-5MS毛細(xì)石英柱（30m×0.25mm×0.25μm）作為分離柱，離子阱作為檢測(cè)系統(tǒng)。氣相色譜相關(guān)參數(shù)如下：進(jìn)樣口溫度250℃，不分流模式，柱流速為1.0mL/min，He氣（99.999%）為載氣，GC-MS連接處溫度為280℃。升溫程序：70℃保持2min，20℃/min升至190℃，10℃/min升至280℃，保持2min。離子源EI，離子源溫度230℃，電子能量70eV。

4結(jié)果與分析

4.1GC-MS方法條件建立

對(duì)于氣相色譜，影響分離效率的因素主要有色譜柱類型、進(jìn)樣口溫度、進(jìn)樣模式等。文獻(xiàn)報(bào)道，有機(jī)磷農(nóng)藥色譜分離時(shí)選擇的色譜柱為DB-5MS。為此，本研究中同樣選擇賽默飛世爾公司的一款非極性色譜柱，即TR-5MS。前期實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該色譜柱對(duì)于本研究中的4種有機(jī)磷農(nóng)藥有較好的分離效果。基于有機(jī)磷的沸點(diǎn)和文獻(xiàn)資料，本研究中，樣品進(jìn)樣口溫度設(shè)定為250℃。對(duì)于分流模式優(yōu)化，因蘋果中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留含量一般較低，為此，為了實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定性定量分析，最終確定分流模式為不分流模式。為了實(shí)現(xiàn)快速分析，參照文獻(xiàn)資料，本研究的升溫程序如下：起始溫度為70℃，并保持2min，以20℃/min升至190℃，之后以10℃/min升至280℃，并于280℃保持2min。以上條件下分析4種有機(jī)磷農(nóng)藥能夠獲得很好的分辨率，總分析時(shí)間約18min。

4.2氣流吹掃微萃取技術(shù)優(yōu)化

氣流吹掃微萃取技術(shù)的參數(shù)優(yōu)化已有報(bào)道，然而，蘋果樣品包含復(fù)雜的基質(zhì)成分，如糖類、果膠、有機(jī)酸等。Wang報(bào)道樣品基質(zhì)不同，相同目標(biāo)物從基質(zhì)從解析情況將不同，即樣品基質(zhì)不同時(shí)樣品加熱溫度、萃取時(shí)間等參數(shù)仍需進(jìn)一步優(yōu)化，以便達(dá)到最佳萃取效果。基于之前研究，本研究考察加熱溫度和萃取時(shí)間兩項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)對(duì)氣流吹掃微萃取技術(shù)萃取率的影響。除了另有規(guī)定以外，萃取參數(shù)按照如下被設(shè)定：氣流流速為2mL/min，萃取溶劑溫度為-2℃，樣品溫度為250℃，萃取時(shí)間為2min。

4.2.1考察氣體流速的影響

氣流吹掃微萃取技術(shù)中氣體的流動(dòng)能使氣化的目標(biāo)物轉(zhuǎn)移至萃取溶劑中[胡。流速太慢會(huì)導(dǎo)致萃取時(shí)間延長(zhǎng)，而流速太快使目標(biāo)物來不及溶于萃取溶劑，進(jìn)而導(dǎo)致萃取率下降。為此，氣流流速是一個(gè)非常重要的因素。基于前期工作基礎(chǔ)，在氣流吹掃微萃取技術(shù)中，氣體流速范圍在1～5mL/min時(shí)，流速的因素不顯著。本研究中，氣體流速被設(shè)定為2mL/min。

4.2.2考察樣品池溫度的影響

在氣流吹掃微萃取技術(shù)中，Wang報(bào)道樣品基質(zhì)對(duì)目標(biāo)物的解析能量有所影響，即基質(zhì)類型影響目標(biāo)物的最佳解析溫度。理論上，樣品溫度越高越有利于目標(biāo)物解析，然而過高溫度可能致使某些成分分解或干擾組分也被氣化，不利于目標(biāo)成分的定性定量分析。為此，為了考察樣品溫度對(duì)蘋果中殘留有機(jī)磷解析情況的影響，3個(gè)樣品溫度（200℃，250℃和280℃）分別被測(cè)試。結(jié)果顯示，萃取率隨樣品溫度的增大而提高，樣品溫度達(dá)到280℃時(shí)，所有目標(biāo)物回收率均到達(dá)85%以上。值得注意的是敵敵畏萃取率不隨樣品溫度變化而變化，這是因?yàn)閿硵澄贩悬c(diǎn)較低且蒸汽壓較大，故200℃就足夠使敵敵畏氣化并進(jìn)入萃取相，所以其萃取效率變化不顯著。基于以上，本研究最佳樣品加熱溫度為280℃（圖1）。

4.2.3考察萃取時(shí)間的影響

萃取時(shí)間對(duì)氣流吹掃微萃取技術(shù)也是非常重要的因素。對(duì)于菌類和蔬菜，利用氣流吹掃微萃取技術(shù)能夠在很短的時(shí)間內(nèi)完成有機(jī)磷農(nóng)藥的萃取。對(duì)于氣流吹掃微萃取技術(shù)，萃取時(shí)間與萃取效率符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)理論。為了確定最佳萃取時(shí)間，本研究中4個(gè)提取時(shí)間（0.3min、1min、2min和5min）被考察，并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行比較（圖2）。結(jié)果顯示，敵敵畏在1min時(shí)間以內(nèi)時(shí)，萃取效率隨時(shí)間增加而提高，1min后萃取效率均接近85%，滿足完全萃取的要求;對(duì)于其他目標(biāo)物，0～2min隨著萃取時(shí)間的延長(zhǎng)萃取效率升高，而2mm后萃取效率不再隨萃取時(shí)間的延長(zhǎng)而升高，且萃取效率均大于85%。為了實(shí)現(xiàn)快速萃取，且避免過長(zhǎng)時(shí)間目標(biāo)物損失，本研究確定最佳萃取時(shí)間為2min。

4.3蘋果樣品中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留分析

為了評(píng)價(jià)該方法在蘋果樣品殘留有機(jī)磷農(nóng)藥中應(yīng)用的可行性，將建立的GP-MSE/GC-MS技術(shù)應(yīng)用在不同類型實(shí)際蘋果樣品（富士、國光等）中殘留有機(jī)磷農(nóng)藥的檢測(cè)。兩個(gè)加標(biāo)水平（1.00和6.00g/kg）被用于方法定量控制，回收率范圍為89.52%～102.41%，RSD值小于10%。實(shí)際樣品中，富士蘋果中敵敵畏和樂果2種農(nóng)藥被檢出，濃度分別為2.31g/kg和5.80g/kg;國光蘋果中僅樂果被發(fā)現(xiàn)，濃度為1.53g/kg;黃元帥樣品中樂果和甲基對(duì)硫磷2種農(nóng)藥被檢出，濃度分別為2.57g/kg和1.03g/kg，以上結(jié)果均低于食品委員會(huì)最大殘留限量指標(biāo)0.05mg/kg（表1）。結(jié)果顯示，不同類型蘋果均有一定的有機(jī)磷殘留，但殘留農(nóng)藥類型和殘留量上均存在一定的差異。綜合考慮，該方法能夠提供高的回收率和靈敏度，可以滿足在蘋果樣品中的農(nóng)藥殘留的測(cè)定GB/T5009.20-2003中國標(biāo)準(zhǔn)要求。

5結(jié)論

在本研究中，一種快速分析蘋果中殘留有機(jī)磷農(nóng)藥的方法被建立，該方法利用氣流吹掃微萃取技術(shù)直接從蘋果樣品中提取有機(jī)磷農(nóng)藥，不需要對(duì)樣品進(jìn)行其他預(yù)處理。該方法可以有效地去除干擾物質(zhì)，同時(shí)提高分析效率（前處理時(shí)間小于5min）、降低樣品（小于0.01g）和有機(jī)溶劑（0.1mL）的消耗、減少人力和物力資源的使用。研究結(jié)果顯示，該方法適用于蘋果中殘留有機(jī)磷農(nóng)藥的檢測(cè)，且方法簡(jiǎn)單、快速、高效。