QuEChERs-氣相色譜法測定蔬菜中的有機氯農藥殘留

姚昊宇，朱陸華，范文瑩，沈珊珊，李歡歡

（湖北文理學院食品科學技術學院，湖北 襄陽 441053）

0 引言

目前，蔬菜上已經取得農藥登記的制劑近9 000種，大量農藥的使用會造成蔬菜作物中農藥殘留超標，并直接危害到人體健康[1]。有機氯農藥（Organochlorine pesticide，OCPs）是一種廣譜殺蟲劑，在農田土壤中理化性質穩定且不易降解，會通過食物鏈富集造成蔬菜中有機氯農藥的殘留，從而產生致癌、致畸、致突變等生物毒性，因此有機氯農藥現已被禁用[2-4]。

氣相色譜法[5-7]、氣相色譜-質譜法[8-10]和液相色譜-質譜法[11-12]是目前用于有機氯農藥殘留檢測的主要方法，其中氣相色譜法（GC）是針對易揮發且不分解的化合物進行分離與分析的色譜技術，具有分離效果好、定量準確等特點。而電子捕獲檢測器（ECD）是一種對鹵素類有機物高靈敏的檢測器，且成本低廉，在有機氯農藥分析領域應用廣泛[13-15]。

為避免蔬菜樣品的基質干擾，提高儀器檢測靈敏度，需要預先對蔬菜樣品進行分離凈化等樣品處理操作[14-19]。QuEChERs（Quick，Easy，Cheap，Effective，Rugged，Safe）技術是一種新型藥物多殘留的樣品制備方法，因具有快速、簡單、廉價、有效、可靠和安全的特點而得名，在水果和蔬菜中的農獸殘分析中已有廣泛應用[14-15]。研究采用QuEChERs技術分離凈化市售蔬菜中的有機氯農藥殘留，進而用氣相色譜-電子捕獲檢測器進行分離檢測，建立一種快速、靈敏、高效的蔬菜中有機氯農藥殘留分析方法。將該方法用于不同渠道市售蔬菜的有機氯農藥殘留檢測，并依據國標《食品中有機氯農藥多組分殘留量的測定》[20]對檢測結果進行評價。

1 試劑與儀器

1.1 材料與試劑

有機氯混合標準品（內含α-666，β-666，γ-666，δ-666，p,p'-DDE，p,p'-DDD，o,p'-DDT，p,p'-DDT）（100 μg/mL），深圳市環科檢測技術有限公司提供；正己烷（分析純），上海展云化工有限公司提供；乙腈（色譜純）、丙酮、石油醚、二氯甲烷（均為分析純），西隴科學股份有限公司提供。

萃取鹽包（無水硫酸鎂4 g、氯化鈉1 g、檸檬酸鈉1 g和檸檬酸氫二鈉0.5 g）；凈化管（內含900 mg無水硫酸鎂、150 mg PSA和45 mg GCB）。

試驗用生菜、白菜、芹菜、油麥菜、菠菜等蔬菜，購自超市、菜場、網購平臺等市售渠道。

1.2 儀器與設備

GC-2010Plus型氣相色譜儀，配置ECD檢測器，島津企業管理（中國）有限公司產品；ME104E型托盤天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司產品；TDL-60B型低速臺式離心機，上海安亭科學儀器廠產品；XW-80A型旋渦混合器，上海青浦瀘西儀器廠產品；FD5-2.5型真空低溫冷凍干燥機，GOLD-SIM公司產品；KQ-2200E型超聲波清洗機，昆山市超聲儀器有限公司產品；移液槍，西蒙國際生物公司產品；0.22 μm微孔濾膜，天津市津騰實驗設備有限公司產品。

2 試驗方法

2.1 有機氯標準工作溶液的配制

有機氯標準工作溶液是由100 μg/mL的有機氯混合標準品經乙腈逐級稀釋配制而得的，質量濃度依次為5，10，50，100，250 ng/mL的系列混合標準溶液，現配現用。

2.2 樣品處理

（1）樣品制備。從超市、菜場、網購平臺等市售渠道分別采購生菜、白菜、芹菜、油麥菜、菠菜等蔬菜樣品。洗凈后將其攪碎，預冷凍后置于冷凍干燥機中進行低溫凍干處理。

（2）提取。準確稱取10 g（精確至0.01 g）蔬菜樣品，將其置于內含10.00 mL乙腈的50 mL離心管中，渦旋提取1 min。

（3）萃取。加入萃取鹽包，渦旋1 min，振蕩提取1 min，以轉速4 000 r/min離心5 min，取上清液6 mL。

（4）凈化。在凈化管中加入丙酮2 mL，渦旋混勻，將提取的上清液6 mL倒入凈化管中，渦旋1 min，以轉速4 000 r/min離心5 min，取凈化后的上清液1 mL，上清液用0.22 μm有機濾膜過濾，然后用氣相色譜-電子捕獲器分離檢測。

2.3 氣相色譜-電子捕獲器條件

采用RTX-1型石英毛細管柱，30 m×0.25 mm×0.25 μm；進樣口溫度190℃；ECD檢測器溫度280℃；載氣為氮氣，載氣流速3.0 mL/min；尾吹氣流量30.0 mL/min；分流進樣，分流比10∶1；進樣體積1.0 μL。

程序升溫條件為：初始溫度190℃，保持7 min后，以20℃/min速率升溫至240℃，保持8 min，再以10℃/min速率升溫至250℃，保持1 min。

3 結果與分析

3.1 定性分析

將8種有機氯農藥混合標準品按照2.3的氣相色譜-電子捕獲器條件分離檢測，所得有機氯農藥氣相色譜圖如圖1所示。根據保留時間對8種有機氯農藥進行定性分析，通過標準物質的保留時間可知，8種有機氯農藥出峰的先后順序為α-666，β-666，γ-666，δ-666，p,p'-DDE，p,p'-DDD，o,p'-DDT，p,p'-DDT。

8種有機氯農藥的氣相色譜圖見圖1。

圖1 8種有機氯農藥的氣相色譜圖

3.2 樣品處理方法的選擇

為避免蔬菜樣品基質干擾，對低濃度有機氯農藥殘留進行富集，以提高分析結果的準確性和靈敏度，需要在儀器檢測前選擇合適的樣品前處理技術對蔬菜中的有機氯農藥殘留進行分離富集。QuECh ERs技術操作簡單快速，基體凈化能力強，主要分別以下步驟：①提取。用有機溶劑對樣品中的分析物進行提取。②萃取。加入無水硫酸鎂除去提取液中的水分，加入氯化鈉（或乙酸鈉）、檸檬酸鈉-檸檬酸氫二鈉提高萃取效率。③凈化。向萃取液中加入凈化劑，除去萃取液中的共萃雜質，避免基質干擾。

（1）提取溶劑的選擇。稱取10 g（精確0.01 g）試樣，置于離心管中，分別加入石油醚10.00 mL、乙腈、丙酮、二氯甲烷渦旋1 min，混合均勻，再加入QuEChERs萃取鹽包，混合均勻，迅速渦旋1 min，振蕩提取1 min，以轉速4 000 r/min離心5 min，上清液經過0.22 μm有機濾膜過濾，然后用氣相色譜-電子捕獲器分離檢測。比較了石油醚、乙腈、丙酮、二氯甲烷對蔬菜中有機氯農藥的提取效果。其中，二氯甲烷密度比水大，提取分層后位于下層，不易后續分離凈化操作；丙酮、石油醚的提取效果相對較差，且會提取樣品基質中的色素雜質；乙腈對蔬菜中的有機氯農藥提取效果最好，是目前蔬果中農藥殘留標準分析方法[8，21-22]中的常用提取溶劑。因此，該方法選擇乙腈作為提取溶劑。

（2）萃取鹽包的選擇。乙腈提取過程會有少量水分溶解，需要加入無水硫酸鎂用于吸附水分；為提高有機氯農藥在乙腈溶劑中的分配比，需要加入氯化鈉提高水相中的離子強度、加入檸檬酸鈉-檸檬酸氫二鈉緩沖鹽以降低有機氯農藥的極性，從而促進在乙腈溶劑中的萃取。稱取10 g（精確0.01 g）試樣，置于離心管中，分別加入10.00 mL乙腈渦旋1 min，混合均勻，再分別加入不同配比的QuEChERs萃取鹽包，混合均勻迅速渦旋1 min，振蕩提取1 min，以轉速4 000 r/min離心5 min，取上清液經0.22 μm有機濾膜過濾后用氣相色譜-電子捕獲器分離檢測。經優化可知，萃取鹽包最佳配比為無水硫酸鎂4 g、氯化鈉1 g、檸檬酸鈉1 g和檸檬酸氫二鈉0.5 g。

（3）凈化劑的選擇。提取過程存在蔬菜樣品基質中的色素、有機酸等雜質干擾，需要對其進行凈化處理。無水硫酸鎂是用于吸附提取液中的水分，PSA是用于吸附萃取液中的極性化合物、有機酸等極性化合物；GCB主要用于吸附萃取液中的色素類雜質。分別在15 mL凈化管（含有不同配比的無水硫酸鎂、PSA與GCB的混合凈化劑）中加入丙酮溶液2 mL，混合均勻，將上清液倒入凈化管中，渦旋1 min，以轉速4 000 r/min離心5 min，取上清液經0.22 μm有機濾膜過濾后用氣相色譜-電子捕獲器分離檢測。經對3種凈化劑添加量的優化得到，凈化劑最佳配比為無水硫酸鎂900 mg、PSA 150 mg和GCB 45 mg。

3.3 方法分析性能

對試驗的氣相色譜法檢測8種有機氯農藥的分析性能進行考查，包括線性方程、線性范圍、檢出限、精密度等。

氣相色譜-電子捕獲器方法分析性能見表1。

表1 氣相色譜-電子捕獲器方法分析性能

將配制好的有機氯標準工作溶液各取1 μL進樣分析，重復3次檢測。以峰面積（Y）為縱坐標，相對應的質量濃度（X）為橫坐標，繪制工作曲線，擬合線性方程，結果可知，8種有機氯農藥的線性相關系數（R2）在0.994 5~0.999 9，線性相關性良好。

根據國際理論和應用化學聯合會（IUPAC0的定義對方法檢出限進行計算，將儀器信噪比（S/N）為3時的有機氯濃度作為檢出限（LOD），結果在0.21~0.48 ng/mL，滿足相關國家標準[15]對有機氯農藥殘留分析的限量要求。

對10 ng/mL的有機氯標準混合溶液進行重復測定（n=6）以考查方法精密度，相對標準偏差（RSD）為2.9%~5.8%，可見該方法重現性良好。

3.4 樣品回收率

取陰性樣品對其進行加標回收試驗，加標質量濃度分別為10，50，250 ng/mL，在最優條件下對樣品進行提取、萃取和凈化，并用氣相色譜-電子捕獲器進行分析檢測，計算樣品中有機氯的含量及加標回收率。

方法回收率見表2。

表2 方法回收率

由表2可知，加標回收率在85.8%~106.1%，滿足《GB/T 27404—2008實驗室質量控制規范》[23]要求，可用于蔬菜樣品中的有機氯農殘檢測。

3.5 蔬菜樣品分析

目前，市售蔬菜采購渠道主要分為超市、菜場、網購平臺3種，該方法分別從上述3種渠道采購新鮮蔬菜，并對其有機氯農藥殘留進行分析檢測。結果表明，不同渠道采購的蔬菜中8種有機氯農藥均未檢出，抽檢樣品符合標準要求。

4 結論

建立了QuEChERs-氣相色譜-電子捕獲檢測器分析方法，用于檢測不同渠道蔬菜中的有機氯農藥殘留含量。采購的蔬菜樣品先后用乙腈溶劑提取、無水硫酸鎂除去水分、PSA和GCB凈化，最后用氣相色譜-電子捕獲檢測器對樣品中的8種有機氯進行分離檢測。該方法對8種有機氯農藥的檢出限為0.21~0.48 ng/mL，相關系數（R2）為0.994 5~0.999 9，相對標準偏差（RSD）為2.9%~5.8%。將該方法用于不同渠道蔬菜樣品分析，未有有機氯農藥殘留檢出，樣品加標回收率結果良好，該方法可滿足蔬菜樣品有機氯農殘抽檢需要。