二硫代氨基甲酸酯類農藥殘留快速檢測系統的研究

廖丹 黃華斌

摘要 為快速簡便檢測果蔬中的二硫代氨基甲酸酯類農藥殘留，嘗試建立一種快速檢測系統。利用樣品中的二硫代氨基甲酸酯類農藥在氯化亞錫一鹽酸溶液中共熱后，會被還原分解產生二硫化碳，通過載氣將反應產生的二硫化碳氣體引人吸收裝置中發生顯色反應，采用分光光度計測定顯色后溶液的吸光光度值，根據標準曲線求算其濃度，從而實現樣品中二硫代氨基甲酸酯類農藥殘留的快速檢測。實驗結果表明，二硫代氨基甲酸酯含量（以二硫化碳計）在5～50μg/g，顯色液吸光值與二硫代氨基甲酸酯含量間存在良好的線性關系;3種不同類型農產品中二硫代氨基甲酸酯類農藥殘留量的加標回收率為82%～107%，相對標準偏差小于10%;檢測結果與氣相色譜法檢測的結果之間不存在顯著差異;最低定量檢出限為0.17μg/g，滿足國家標準GB2763-2005對于該類農藥的限量要求。該快速檢測系統操作簡便、成本低，可實現常見農產品中二硫代氨基甲酸酯類農藥殘留快速檢測需求。

關鍵詞 二硫代氨基甲酸酯;農藥殘留;快速檢測;分光光度法

中圖分類號 S481+.8 文獻標識碼 A

二硫代氨基甲酸酯是一類應用廣泛的有機硫殺菌劑[1]，可用于糧食、水果、蔬菜、煙葉等多種農作物病原體的防治。有研究表明，二硫代氨基甲酸酯的代謝物四氫咪唑-2-硫酮具有致癌和致畸作用[2-3]。許多國家對農產品中二硫代氨基甲酸酯類農藥的最高殘留量進行了限定。因此，進行農產品中二硫代氨基甲酸酯類農藥的殘留量檢測十分必要。目前農產品中二硫代氨基甲酸酯類農藥殘留的檢測方法主要有液相色譜法[4-5]、氣相色譜法[6-7]、氣質聯用法[8]、液質聯用法[9-10]、分光光度法[1，12]等。這些檢測方法需要昂貴的分析儀器和繁瑣的處理步驟，檢測成本高，檢測難度大，且很多場合需要現場快速檢測，如蔬菜市場、農產品生產企業內檢等無法有效地對該類農藥進行檢測，導致產品質量把關不嚴。

本研究針對上述問題提出了一種二硫代氨基甲酸酯類農藥殘留的快速檢測系統，以期能快速、簡便地檢測果蔬中的二硫代氨基甲酸酯類農藥，為產品質量把關。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 儀器

如圖所示是二硫代氨基甲酸酯類農藥殘留快速檢測系統（下述簡稱本檢測系統）的整體結構示意圖。

氣源通過氣體管道依次與反應瓶、洗氣瓶、顯色瓶相通;氣源上設置有氣體開關;反應瓶與還原液儲備瓶、洗氣瓶與洗氣液儲備瓶、顯色瓶與顯色液儲備瓶均通過液體管道連接;液體管道均設置有蠕動泵;蠕動泵通過時間繼電器與蠕動泵開關連接;顯色瓶、洗氣瓶、反應瓶均設置有加熱圈;加熱圈與控制器連接。

本實驗還用到紫外一可見分光光度計（UV2450型，島津儀器有限公司），電子天平（AL204，梅特勒），加熱板（Cimarec+，Thermo Scientific）等儀器。

1.1.2 試劑

還原液：質量分數為2%的氯化亞錫溶液，溶劑為6mol/L鹽酸;洗氣液：5%的酯酸鉛水溶液;顯色液：0.02g/L的乙酸銅一乙醇溶液，稱取0.01g乙酸銅，用少量無水乙醇溶解后，移人500mL容量瓶內，加入5mL三乙醇胺，充分混合，再加入2mL二乙胺，用無水乙醇稀釋至刻度，混勻后2-5℃保存。

實驗試劑均為分析純，包括二水合氯化亞錫、乙酸銅、三乙醇胺、二乙胺（西隴化工），二硫化碳（上海試劑），三水合二乙基二硫代氨基甲酸鈉（國藥集團），氮氣（純度≥99.99%，林德氣體）;實驗用水為去離子水。

1.1.3 試樣

蘋果、白菜、烏龍茶樣品均為市售商品。

1.2 方法

1.2.1 檢測系統使用

檢測系統使用時在瓶3，瓶4，瓶5中分別裝入還原液、洗氣液和顯色液;設定好各個模塊溫度控制器的溫度，分別為：反應瓶90℃;洗氣瓶50℃;顯色瓶30℃;在反應瓶中加入5.00g剪碎的樣品（濕樣20.00g），加蓋，旋緊各瓶蓋，啟動快速檢測儀，并打開3個蠕動泵的開關，檢測儀進行自動加液;打開氮氣氣體開關，并調節氣體流速，控制速度約為50mL/min;打開加熱圈開關，3個模塊同時加熱;15min后，關閉加熱裝置，繼續通氣1～2min后關閉氣源，取下顯色瓶，將顯色液轉移至比色皿，用分光光度計測定其430nm處的吸光度值。

1.2.2 檢測系統線性實驗

以含量相當于0.00、5.00、10.00、20.00、50.00μg二硫化碳的二乙基二硫代氨基甲酸鈉標準溶液為還原對象，按操作方法進行實驗，顯色后于波長430nm處測定其吸光值，以吸光度值為縱坐標，二硫化碳含量為橫坐標繪制標準曲線。

1.2.3 檢測系統檢測限實驗

取烏龍茶陰性樣品，平行測定10次，求出標準偏差。以3倍標準偏差除以2.1線性回歸方程中的斜率，求得檢出限，以10倍標準偏差除以2.1線性回歸方程中的斜率，求得定量限。

1.2.4 檢測系統加標回收率實驗

參照農產品限量要求，以歐盟限量要求為依據，大部分農產品的要求為1.00mg/kg，設定稱量樣品為5g，則回收率實驗的加標量為5μg，故實驗選擇5μg作為加標回收率實驗的加標量。

1.2.5 與SN0139-1992氣相色譜法比較試驗

自制3組加標樣品，在蘋果、白菜、烏龍茶3種樣品中分別添加相當于5μg二硫化碳的二乙基二硫代氨基甲酸鈉標準溶液，分別采用本檢測系統與SN0139-1992氣相色譜法進行檢測，每個樣品均測5個平行，檢測結果以（平均值士標準偏差）表示。其中，氣相色譜法的相關實驗條件如下：a色譜柱：玻璃柱 2m×2.6mm（內徑），填充物為20%（m/m）QV-101涂于Gas Chrom Q（80～100篩目）上;b柱溫度：60℃;進樣口和檢測器溫度：200℃;c載氣：高純氮，純度>99.99%，流速40mL/min;d檢測器為電子捕獲檢測器;e待儀器穩定，用氣密注射器取定量目標化合物，注人氣相色譜儀分析測定。

1.2.6 數據分析

用SPSS22.0軟件進行t檢驗，考查本檢測系統與SN0139-1992氣相色譜法結果的差異。

2 結果與分析

2.1 檢測系統線性范圍

圖2為二硫化碳的含量-吸光值標準曲線，y=0.009x+0.011，線性相關系數為0.998，說明二硫代氨基甲酸酯含量（以二硫化碳計）為5～50μg/g，顯色液吸光值與二硫代氨基甲酸酯含量間存在良好的線性關系，說明本檢測系統可用于二硫代氨基甲酸酯的定量分析。

2.2 檢測系統檢測限

取烏龍茶陰性樣品，平行測定10次，本底平均吸光度值為0.006，標準偏差為0.0031，以3倍標準偏差除以2.1線性回歸方程中的斜率，求得檢出限為1μg，以10倍標準偏差除以2.1線性回歸方程中的斜率，求得定量限為3.4μg。對于干樣，其稱取的質量為5g，故定量檢出限為0.68μg/g;對于濕樣，其稱取的質量為20g，故定量檢出限為0.17μg/g。此結果滿足國家標準GB2763-2005對于該類農藥的限量要求。

2.3 檢測系統加標回收率

選擇蘋果、白菜、烏龍茶3種不同類型樣品為考察對象，添加相當于5μg二硫化碳的二乙基二硫代氨基甲酸鈉標準溶液，按實驗步驟，每個樣品進行4次回收率試驗，結果如表1所示。由表中數據可得出，本檢測系統用于幾種不同類型農產品中二硫代氨基甲酸酯類農藥殘留量的快速檢測時回收率為82%～107%，相對標準偏差小于10%。因此，該檢測方法不受樣品基底的干擾，符合數據質量控制的要求。

2.4 與SN0139-1992氣相色譜法比較試驗結果

自制蘋果、白菜、烏龍茶3組加標樣品，SN0139-1992氣相色譜法與本檢測系統檢測結果如表2所示。經統計學分析，本檢測系統檢測結果與氣相色譜法檢測的結果之間不存在顯著差異（P>0.05）。

3 討論

該系統利用樣品中的二硫代氨基甲酸酯類農藥在氯化亞錫一鹽酸溶液中共熱后，被還原分解產生二硫化碳，氮氣作為載氣將二硫化碳帶出，經過乙酸鉛溶液除去干擾物后，二硫化碳與乙二胺作用后與銅離子結合生成黃棕色的二乙氨基二硫代甲酸銅而顯色，顯色后的溶液用分光光度法進行測定，實現對二硫代氨基甲酸酯類農藥殘留的快速、簡便、低成本檢測。

本檢測系統直接通過載氣將還原反應產生的二硫化碳氣體引人吸收裝置中發生顯色反應，實現產氣裝置與反應器分開，使反應速度容易控制，反應效果較好。而且，洗氣瓶的加入能夠有效排除樣品本底的干擾：由于樣品酸解過程中產生少量的硫化氫等氣體會對顯色體系產生干擾，為了消除干擾，在酸解反應器和顯色吸收體系裝置之間，加裝1個盛有100mL5%乙酸鉛溶液的吸收裝置來吸收干擾物。本研究還增設蠕動泵作為加液裝置，以繼電器控制加液時間，實現自動固定體積的加液操作;本研究還簡化了加熱裝置，使用加熱圈作為加熱裝置，設置溫度控制器，對反應、洗氣和顯色模塊進行較精確的溫度控制，而顯色以后的溶液可直接轉入比色皿，采用分光光度計測定其吸光度值，根據方法標準曲線可求算其濃度。

本檢測系統可用于農產品中二硫代氨基甲酸酯類農藥殘留的快速檢測，二硫代氨基甲酸酯含量（以二硫化碳計）在5～50μg/g，顯色液吸光值與二硫代氨基甲酸酯含量間存在良好的線性關系;最低定量檢出限為0.17μg/g，滿足國家標準GB2763-2005對于該類農藥的限量要求;加標回收率為82%～107%;對于蘋果、白菜、烏龍茶3種加標樣品檢測結果與氣相色譜法檢測的結果之間不存在顯著差異。該快速檢測系統操作簡便、成本低，可實現常見農產品中二硫代氨基甲酸酯類農藥殘留快速檢測需求。

參考文獻

[1]Crnogorac G，Schwack W.Residue analysis ofdithiocarbamate fungicides [J].Trends in AnalyticalChemistry，2009，28（1）：40-50.

[2]Gustafsson K H，Fallgren C H.Determination ofdithiocarbamate fungicides in vegetable foodstuffs by high-performance liquid chromatography [J].J Agri Food Chem，1983，31（2）：461-463.

[3]Nisson C，Nygred 0，Silmtrom E.Determinnation of mancozebin air occupational exposure during its use in control of potatolate blight[J].Chemosphere，1987，16（10-12）：2 423-2 428.

[4]林濤，楊東順，樊建麟，等.高效液相色譜法測定煙草中二甲基二硫代氨基甲酸酯類殺菌劑[J].分析試驗室，2014，33（11）：1308-1311.

[5]霍志銘，李夏，周昌敏，等.1，2-苯二硫酚衍生-高效液相色譜法檢測二硫代氨基甲酸酯類化合物的方法改進[J].農藥學學報，2015，17（1）：68-74.

[6]Roland C.Perz，et al.CS2 Blinds in Brassica Crops：FalsePositive Results in the Dithiocarbamate Residue Analysis bythe Acid Digestion Method [J].J.Agric.Food Chem.2000，48：792-796.

[7]劉陽，宋寧慧，劉濟寧，等.氣相色譜測定不同基質中二硫代氨基甲酸酯類農藥殘留[J].農藥， 2016，55（7）：510-513，519.

[8]Mujawar S，Utture S C，Fonseca E，et al.Validation of a GC-MS method for the estimation of dithiocarbamate fungicideresidues and safety evaluation of mancozeb in fruits andvegetables[J].Food Chemistry，2014，150：175-181.

[9]Crnogorac G，Schwack W.Determination of dithiocarbamatefungicide residues by liquid chromatography/massspectrometry and stable isotope dilution assay [J].RapidCommun Mass Spectrom，2007，21（24）：4009-4016.

[10]陳鷺平，李久興，昊敏，等.非衍生化/液相色譜-串聯質譜法測定食品中的二硫代氨基甲酸酯類農藥殘留[J].分析測試學報，2013，32（3）：287-292.

[11]王家穎.農產品中二硫代氨基甲酸酯類、含氰根菊酯類農藥殘留快速檢測研究[D].福州：福建農林大學，2010.

[12]王家穎，王丹紅，盧聲宇，等.茶葉等農產品中二硫代氨基甲酸酯類農藥殘留快速檢測方法的研究[J].中國食品衛生雜志，2009，21（6）：501-504.