離子遷移譜儀在小麥有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量測試中的應(yīng)用研究

侯艷冰，趙 伶

（新疆維吾爾自治區(qū)糧油產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站，新疆 烏魯木齊 830099）

0 引言

小麥?zhǔn)侨蠊任镏唬瑤缀跞魇秤茫瑑H約有1/6作為飼料使用，原產(chǎn)地在西亞的新月沃地，從西亞、近東一帶傳入歐洲和非洲，并向印度、阿富汗、中國傳播。

小麥在我國主要種植分布在華北地區(qū)（北京、天津、河北、河南、山西）、華東地區(qū)（山東、江蘇、安徽北部中部）、華中地區(qū)（江西、湖北）、西北地區(qū)（陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆）、東北地區(qū)（遼寧、吉林、黑龍江）、西南地區(qū)（重慶、四川、貴州）、北方地區(qū)（內(nèi)蒙古、新疆）[1-2]。

由于地域、天氣、貯藏條件的影響，小麥在種植、生長、成熟、收獲、運(yùn)輸、貯藏的過程中都有可能受到病蟲害的危害。為了確保小麥的產(chǎn)量并提高的小麥的品質(zhì)，除了通過育種技術(shù)不斷改良小麥的品種外，還需要使用不同種類的農(nóng)藥，如有機(jī)磷農(nóng)藥、有機(jī)氯農(nóng)藥、菊酯類農(nóng)藥等，以減少病蟲害對小麥產(chǎn)量與品質(zhì)的影響[3-6]。

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)與儲糧技術(shù)的提高，農(nóng)藥的使用量有了大幅度降低，但是還不能做到完全不使用農(nóng)藥。為了確保廣大人民群眾購買到品質(zhì)良好的小麥或者面粉，國家及糧食部門制定了小麥中各種農(nóng)藥殘留的限量標(biāo)準(zhǔn)并不斷加大對小麥農(nóng)藥殘留量的測定。

目前，小麥中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量的測定主要是通過常規(guī)的氣相色譜來實(shí)現(xiàn)，雖然市場上也出現(xiàn)了針對有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的快速檢測方法，但是就準(zhǔn)確度、重現(xiàn)性與常規(guī)測試方法相比還是有不小的差距。

離子遷移譜 （Ion mobility spectrometry，IMS） 技術(shù)是一種快速色譜分析技術(shù)[7-8]，起源于20世紀(jì)70年代，但在20世紀(jì)90年代才迅猛發(fā)展，主要應(yīng)用于軍事、安保等領(lǐng)域。近幾年，國內(nèi)外對將IMS應(yīng)用于食品、藥品等的檢測進(jìn)行嘗試并取得了較好的效果[9-11]，根據(jù)之前武漢矽感科技有限公司各大院校及檢測單位的研究成果來看，用離子遷移譜儀（IMS）進(jìn)行小麥中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的快速篩查不僅具有可行性，而且是完全可以實(shí)現(xiàn)的。

1 離子遷移譜儀（IMS）簡介與工作原理

離子遷移譜儀（IMS） 工作在大氣環(huán)境氣壓下，無需真空設(shè)備；探測范圍涵蓋了氣相色譜和液相色譜的探測領(lǐng)域，對眾多的有機(jī)分子特征波譜產(chǎn)生高靈敏度的信號響應(yīng)，對于極性、非極性、同分異構(gòu)體、在色譜柱中易變質(zhì)、無紫外吸收等多種在HPLC中有難度的分子用離子遷移譜儀（IMS） 技術(shù)都有很好的分離檢測；對有機(jī)混合物的響應(yīng)譜圖所含的物質(zhì)信息豐富而完整；對特定目標(biāo)物的分析靈敏度可以高達(dá)pg量級；離子遷移譜儀 （IMS） 操作簡單，樣品無需前處理或只需簡單前處理即可直接進(jìn)樣檢測，操作人員只需經(jīng)過簡單培訓(xùn)即可勝任；離子遷移譜儀（IMS） 檢測分析的時間在分鐘量級，所需樣本量非常少，檢測分析所需耗材簡單；因此離子遷移譜儀具有設(shè)備簡單、體積小、質(zhì)量輕、功耗低和分析時間快、檢測成本低等許多優(yōu)點(diǎn)，是一種多成分、在線、準(zhǔn)確、快速的分析設(shè)備。

離子遷移譜儀（IMS） IMS技術(shù)的原理是，在大氣壓條件下利用化學(xué)電離手段使得氣體化的待檢測物質(zhì)電離，并在電場與反向遷移氣體的共同作用下遷移，從而產(chǎn)生不同種類離子的分離而形成的離子時間分辨譜。

離子遷移譜儀（IMS） 工作原理見圖1。

2 離子遷移譜儀（IMS） 目前在農(nóng)藥殘留測定方面研究狀況

武漢矽感科技有限公司在2011—2015年，與中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、深圳大學(xué)合作，共同對離子遷移譜儀（IMS） 測定有機(jī)磷農(nóng)藥、有機(jī)氯農(nóng)藥、菊酯類農(nóng)藥進(jìn)行了深入的研究，并取得了相關(guān)的成果，特別是在有機(jī)磷農(nóng)藥方面。

從目前的來看，離子遷移譜儀（IMS）可以測試20多種有機(jī)磷農(nóng)藥（如馬拉硫磷、敵敵畏、樂果、殺撲磷、甲拌磷、甲胺磷、磷銨、水胺硫磷、久效磷、乙酰甲胺磷、甲基對硫磷、對硫磷、氧化樂果、克百威、殺蟲脒、氟蟲腈、涕滅威、速滅威、丁硫克百威、抗蚜威、滅多威等），不管是在水樣或是在有機(jī)樣中，20多種有機(jī)磷農(nóng)藥的標(biāo)樣都有穩(wěn)定的特征峰與較好的檢出限，且重現(xiàn)性良好。下面是幾個具有代表性的有機(jī)磷農(nóng)藥的特征峰與檢出限，以及在離子遷移譜儀（IMS） 的特征峰。

代表性有機(jī)磷農(nóng)藥的特征峰與檢出限見表1，在離子遷移譜儀（IMS）的特征峰見圖2。

表1 代表性有機(jī)磷農(nóng)藥的特征峰與檢出限

在相關(guān)的項(xiàng)目因客觀因素停止時，武漢矽感科技有限公司與各院校、研究所還對離子遷移譜儀（IMS） 在豇豆中農(nóng)藥殘留量、大棗中農(nóng)藥殘留量，以及葉菜類農(nóng)藥殘留量的快速測定方法進(jìn)行的研究，并取得了部分成果。利用離子遷移譜儀（IMS） 測定豇豆、大棗、葉菜類中的農(nóng)藥殘留時，樣品只需要簡單的前處理（用純凈水或者乙腈進(jìn)行浸泡，如果溶入溶劑中的其他成分過多，且樣品本底本身的特征峰與農(nóng)藥的特征峰重合或者影響農(nóng)藥本身出峰時，通過簡單的吸附除雜即可上機(jī)進(jìn)行測試，整個測試只需耗時1 min，當(dāng)儀器捕捉到農(nóng)藥的特征峰時會在測試結(jié)束以后顯示樣品為陽性，否則為陰性）。以豇豆中克百威殘留量快速檢測方法為例，圖3依次是豇豆空白樣品、豇豆含有克百威殘留樣品，以及克百威標(biāo)樣的出峰譜圖。

豇豆中克百威農(nóng)藥殘留量測試結(jié)果見圖3。

3 離子遷移譜儀（IMS） 在小麥有機(jī)磷農(nóng)藥殘留測定中的應(yīng)用展望

目前，在測試小麥中有機(jī)磷農(nóng)藥的殘留量是參照國標(biāo)（GB/T 5009.20—2003） 食品中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的測定中的第二法用氣相色譜進(jìn)行測試的，樣品前處理與測試總共耗時30 min以上，且在前處理中會使用具有刺激性氣味的二氯甲烷。

目前，在小麥?zhǔn)斋@過程中主要利用中檢環(huán)貿(mào)公司提供的農(nóng)殘快速檢測儀器進(jìn)行快超標(biāo)樣品快篩，但是此款快速檢測儀器存在明顯的不足之處——只能測試有機(jī)磷農(nóng)藥總體含量是否超標(biāo)，不能進(jìn)行單獨(dú)農(nóng)藥篩查，并且前處理相對復(fù)雜，單個樣品從處理到測試完成耗時25 min左右，每組樣品都需要做一個空白樣品。

相對于常規(guī)氣相色譜法與現(xiàn)在采用的中檢環(huán)貿(mào)的快速檢測儀器來說，離子遷移譜儀作為一項(xiàng)新型的分離與檢測技術(shù)，具有快速、靈敏、便捷和成本低等特點(diǎn)，武漢矽感科技有限公司與各學(xué)院、研究所的前期研究成果，使用離子遷移譜儀（IMS）進(jìn)行小麥中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的快速篩查不僅具有很強(qiáng)的可行性與研究價值，而且是完全可以實(shí)現(xiàn)的。