氣相色譜質譜聯用在農藥殘留檢測方面的應用

梁可昌

（珠海市斗門區動物衛生監督所，廣東 珠海 519000）

基于我國農產品質量安全監測工作的深入開展，對檢測技術的要求也越來越高。現階段我國農殘檢測技術不僅需要滿足農藥殘留定性檢測初篩，而是不斷向定量檢測甚至微量檢測方向發展，同時必須兼顧更多檢測類別和品種上發展。當前，無論是發達國家，還是發展中國家都把如何準確快速全面的開展檢測工作，作為農藥殘留檢測技術研究的重點。氣相色譜質譜聯用(GC-MS) 它既具有氣相色譜高分離效能，又具有質譜準確鑒定化合物結構的特點，可以同時準確快速測定食品中微量的多種農藥殘留及代謝物的優點而被世界各國廣泛采用。

1 氣相色譜質譜聯用進行農藥殘留分析樣品的預處理

農藥殘留檢測需要經過提取凈化步驟，以減少樣品基質組分數量對目標化合物的影響，使得檢測能夠容易進行，檢測結果更為準確。樣品的提取和凈化是預處理步驟，是氣相色譜質譜聯用分析的重要組成部分，它們決定著分析的準確性和重現性。因此，氣相色譜質譜聯用進行農藥殘留分析樣品的預處理應該包括提取與凈化步驟。農藥殘留分析常用提取溶劑主要有乙腈、正己烷、丙酮、甲苯以及二氯甲烷，根據最新修訂的《食品安全國家標準水果和蔬菜中500 種農藥及相關化學品殘留量的測定氣相色譜-質譜法》（GB23200.8—2016）規定采用乙腈作為提取液。樣品在提取后需經凈化處理，液液分配法和吸附柱層析法是用于樣品凈化的最主要方法。近年來樣品凈化方法有了很大的發展和改進，固相萃取技術(SPE) 已被廣泛應用于農藥殘留檢測工作，它屬于吸附劑萃取法中使用較廣泛的一種方法。SPE 是根據物質極性的不同來進行分離的，選擇一定極性的填料，將待分離樣品過柱，使物質選擇性地吸附于填料上，然后再進行洗脫，從而達到分離凈化的目的。現行使用過柱的耗材無論進口或國產，均可達到分離凈化的目的，但缺點是使用量大、費用比較高， 柱子用過之后就被廢棄。

膜輔助萃取是膜可以作為一種選擇性的阻礙物，樣品萃取分離時由于成分的分配系數不同能從供給相進入接受相，此時分離僅僅依賴于成分分子的大小，足夠小的分子可以進入接受相然而大分子只能留在供給相。膜輔助溶劑萃取已經成功的用于氯苯和三嗪的確認。它優點主要是自動化的分離了鹽和離子，并解決了液液萃取的乳化問題。膜輔助萃取技術可以充分的自動化操作而且通過大劑量注射(LVI) 能和GC-MS 串聯，檢測限可達ng/L，回收率在47%～100% 之間，相對偏差在4%～12% 之間。

固相微萃取技術(SPME) 是近年來發展起來的一種用很少量溶劑提取樣品的一種新的提取方法。SPME 的原理是分析組分在樣品基質與提取劑之間的分配平衡過程。SPME 實際上是一個注射器，任何會使用注射器的人都能完成SPME 萃取過程，它可人工操作，也可與自動進樣器配合使用。SPME 已廣泛用于蔬菜水果的農藥殘留分析中。當用SPME 處理蔬菜水果樣品時，要求先用丙酮等溶劑萃取樣品，用PDMS 作填料，在室溫下對含有有機磷農藥的樣品淋洗20min，然后在250℃下洗脫2min，最后用GC2FPD 進行檢測， 檢出限為0.3～1.4μg/kg。

液相微萃取(LPME)SPME 的纖維相對昂貴而且在土樣萃取時易折斷，需要凈化步驟或膜保護。另外的潛在問題是SPME 與氣相色譜串聯時的樣品延遲。液相微萃取是一種非常新的前處理方法，本質上就是液液萃取的微型化。通常顯微注射器用一根1.3cm長的中空纖維與注射泵相聯，中空纖維防止了離子和其他雜分子的被萃取。LPME 已經在水樣和土樣的前處理中得到應用。

超臨界流體提取(SFE) 是當前發展最快的分析技術之一，國外很多實驗室已經用來作為液體和固體樣品的前處理技術。目前最常用的超臨界流體是CO2。為了改進對極性農藥的萃取能力，常在CO2中加入少量極性溶劑如甲醇。流出液中的二氧化碳在常壓下揮發，待測物用溶劑溶解后可直接進行分析檢測。超臨界流體萃取(SFE) 的發展很快，特別對從復雜樣品中的提取非常有效。但是，目前它只在固體類農作物的農藥殘留分析中有應用，由于蔬菜水果的含水量較高，在蔬菜水果的農藥殘留分析中應用有很大的限制。

超臨界水萃取(SBWE) 已經用于土壤中有機污染物降解產物的提取和植物精油的萃取。至于農藥殘留的超臨界水萃取，當水溫每提高25℃三嗪類農藥在熱水中的溶解度將提高3 倍，若再添加一定量的尿素或甲醇溶解度會有更大的提高。

基質固相分散萃取技術(MSPD) 是當前應用最廣的分析技術之一。其基本操作是將水果蔬菜樣直接與適量的固體基質研磨，混勻制成半固態，裝柱，選擇合適的溶劑淋洗。MSPD 將樣品的提取和凈化一步完成，避免了樣品均化、轉溶、乳化、濃縮造成的待測農藥組分的損失，其優點是不需要進行組織勻漿、沉淀、離心、pH 調節和樣品轉移等操作步驟。MSPD 適用于藥物的多殘留分析，特別適用于中低極性的農藥殘留檢測，適合于進行一類化合物的分離或單個化合物的分離，內源物或外源物均可。除動物組織外，此法還適合于植物樣品。

2 氣相色譜質譜聯用技術近年來的應用

由于氣相色譜質譜聯用技術具有對樣品當中不同種類的上百種農藥殘留同時進行快速掃描、定性、定量的優勢。因此使得它在農殘檢測中顯的尤其重要，并已被很多國家研究者開發和應用。

近年來，氣相色譜質譜聯用方法由于其高效、準確、檢測項目涉及面廣，已在農藥殘留檢測方面得到廣泛應用。樣品是用乙腈提取，然后鹽析。乙腈提取物的一部分用C18 固相萃取凈化柱除去共提取物，然后用另一個碳柱和一個氨基丙基柱串聯進行第二次凈化。樣品的檢測用氣相色譜和質譜選擇檢測器的選擇離子模式完成。氨基甲酸酯類農藥用液相色譜柱后衍生化和熒光檢測器進行檢測。該方法已經用于各種水果和蔬菜樣品的分析。氣相檢測方法對極性較強的水果和蔬菜樣品會出現不出峰的現象，但氣相色譜質譜聯用方法對半極性和極性化合物的回收很好，但非極性農藥的回收會隨著脂肪含量的提高而降低。另外，通過方法改進，使用1% 的乙酸和乙酸鈉鹽的緩沖溶液來解決一些酸或堿敏感的農藥回收率低的問題。通過優化后的方法對基底中的229 種農藥進行GC/MS 分析，其中206 種回收率達到90%～110%，標準偏差小于10%。

3 氣相色譜質譜聯用技術實操應用

近年來隨著我國對食品安全的重視，GC-MS 在農藥殘留檢測的研究也得到了迅速發展。珠海市斗門區動物衛生監督所梁可昌、孟軒同志用GC-MS 以選擇離子檢測方式測定蔬菜和水果中23 種有機磷、有機氯農藥殘留，通過定性定量分析，結果表明方法回收率在85%～120%，運行時間每樣減少13 分鐘。

2006 年我國修訂了《食品安全國家標準水果和蔬菜中500 種農藥及相關化學品殘留量的測定氣相色譜- 質譜法》（GB23200.8—2016 代替GB/T19648-2006）。標準規定了水果和蔬菜中500 種農藥殘留量的氣相色譜質譜的測定方法。標準適用于蘋果、梨、西紅柿、黃瓜等多種果蔬的測定。稱樣20g（±0.1g）于250ml 高腳燒杯， 加入40ml 乙腈，高速勻漿1min(15000r/min)。在250ml 具塞量筒中加入5g 氯化鈉，用漏斗、濾紙、玻棒過濾到250ml 具塞量筒中，蓋上塞子，劇烈震蕩1min。在室溫下靜置30min，使乙腈和水相分層。用20ml 移液管取上清液20ml 至50ml 離心管（一）中，置于50-60℃水浴中氮吹至1-3ml。在石墨氨基柱（500mg ea，6ml，30/pk）中加入約2cm 高無水硫酸鈉。加樣前先用4ml 乙腈-甲苯溶液（3+1）預洗柱，棄去預洗液。將樣品1-3ml 過柱，底部用離心管架固定新50ml 離心管（二）回收樣本。

再每次用2ml乙腈-甲苯溶液（3+1）三次洗滌50ml離心管（一），并將洗滌液移入柱中，離心管（二）回收洗滌液。再次用25ml 乙腈-甲苯溶液（3+1）洗滌石墨氨基柱，離心管（二）回收洗滌液。離心管（二）置于50-60℃水浴中氮吹至1-3ml。分二次加入5ml 正己烷置于50-60℃水浴中氮吹至濕潤狀，進行溶劑交換二次，最后加入1ml 正己烷定容。用移液槍或注射器將樣液移至2ml 樣品瓶中，用于氣相色譜- 質譜測定。

4 氣相色譜質譜聯用技術的新改進

GC-MS-MS 的出現：質譜檢測器在使用全掃描時，對很低濃度的樣品要求預富集，選擇離子監測(SIM) 可以使靈敏度大幅度提高，但同時亦降低被測物的定性信息，串聯質譜的出現在不降低定性信息的前提下使得選擇性和靈敏度都有很大的提高。另外通過使用惰性離子源達到提高檢測的準確性和靈敏度。利用保留時間鎖定功能(RTL) 及保留時間鎖定農藥質譜庫的應用也使得復雜樣品中痕量農藥殘留的檢測更加準確、可靠。

5 結語

隨著人們對農藥殘留的認識的加深，儀器、軟件和方法的不斷發展，GC-MS 必將更大程度上發揮能同時準確快速測定食品中微量多種農藥殘留及代謝物的優點而被更加廣泛地使用。