淺析氣相色譜法檢測農藥殘留提高分離度的方法

曹志玲

（灤平縣農業農村局，河北灤平 068250）

色譜分離技術是利用樣品中的不同組分在由固定相和流動相組成的體系中具有不同的分配系數，在采用流動相洗脫過程中呈現出不同的保留時間，從而實現分離。分離度（Resolution），又稱為解析度、分辨率，表示色譜圖中相鄰兩峰分離程度，定義為相鄰色譜峰保留時間之差與兩色譜峰峰寬均值之比[1]，用R表示。R越大，表明相鄰兩組分分離越好。通常R≥1.5稱為完全分離。

氣相色譜法是以惰性氣體為流動相，利用混合物組分在兩相間分配系數不同，從而對混合物中的目標物進行分離并定量的方法。流動相是運載樣品流過整個檢測系統的流體，氣相色譜主要以氮氣、氦氣等氣體作為流動相，適用于沸點較低、熱穩定性好的中小分子化合物的分析?！妒卟撕退杏袡C磷、有機氯、擬除蟲菊酯和氨基甲酸酯類農藥多殘留的測定》（NY/T 761—2008）標準方法是以氮氣為流動相的氣相色譜法。使樣本中所含的所有農藥殘留物質完全分離出來并被準確定量是檢測的關鍵所在，因此，為了使檢測結果更為準確可靠，檢測者應盡可能提高目標物的分離度。

1 影響氣相色譜分離度的因素

NY/T 761—2008氣相色譜法檢測有機磷、有機氯和擬除蟲菊酯類農藥殘留時用氮氣作為流動相，流動相不具有分離作用，但起到有運載樣品分子的作用，試樣中不同種的農藥化合物成分的分離是靠程序升溫完成的。影響氣相色譜柱分離度的因素有以下幾種。①載氣：載氣的種類、純度、流速等都對分離度具有影響作用。②進樣方式對分離度起著重要影響。③色譜柱：色譜柱的固定相種類、柱長、內徑、固定液的液膜厚度等都對分離度的高低起到關鍵作用。④進樣口的溫度和色譜柱的溫度及升溫程序對色譜柱的分離效果起到至關重要的作用。⑤檢測器的結構：農藥組分經過色譜柱分離后，是在檢測室中被檢測的，因此檢測室的結構對分離效果的影響也至關重要[2]。

2 提高農藥組分分離度的方法

2.1 保證載氣的純度，控制載氣流量

載氣具有運載樣品分子的作用，載氣不純會導致以下問題：①載氣中若存在氧氣，會使固定相被氧化，導致色譜柱損壞，使樣品的保留值發生改變；②載氣中若存在水，會使部分固定相或硅烷化擔體發生水解，甚至損壞色譜柱；③氣體中若存在有機化合物或其他雜質，則會出現基線噪音或色譜峰拖尾現象；④若氣體中夾帶粒狀雜質，則可能會導致氣路控制系統失靈。以上這些問題都會導致農藥組分分離效果不佳，因此，應保證載氣、燃氣及助燃器的純度和流速都要達到檢測標準要求，根據NY/T 761—2008，用氣相色譜法法檢測有機磷類農藥殘留時，載氣為純度≥99.999%的氮氣，流速10 mL·min-1，燃氣為純度≥99.999%的氫氣，流速為75 mL·min-1，助燃氣為空氣，流速為100 mL·min-1；檢測有機氯和擬除蟲菊酯類農藥殘留時，載氣和輔助器均為≥99.999%的氮氣，載氣的流速為1 mL·min-1，輔助氣流速為60 mL·min-1。

為了確保載氣的純度，應盡可能使用高純氮氣鋼瓶，10%的鋼瓶氣保有量[3]，當鋼瓶壓力小于 1.5 MPa時及時更換鋼瓶氣體；應加裝分子篩和過濾器等氣體凈化裝置使氣體經過凈化后進入氣相色譜儀；若使用氣體發生器，應選擇PEAK等大品牌產品確保氣體的純度，并定期進行維護。此外，適當降低載氣的壓力和流速通常能夠得到更高的分離度。氣相色譜儀一般具有恒線速度控制，使色譜柱在溫度變化時能夠自動調整柱壓，使柱內的平均線速度保持不變。檢測時采用恒線速度方式，通常能夠使柱的分離效率達到最佳。

2.2 選擇適宜的進樣方式

（1）為了提高農藥組分的分離度，應根據所檢測農藥殘留組分的特性和檢測標準要求選擇適宜的進樣方式，才能產生最高的分離效果。①不分流進樣。按照NY/T 761—2008標準，檢測有機磷類農藥殘留選擇用于分析微量組分的不分流進樣方式，并在進樣口填裝不分流襯管，襯管中可填裝少量的石英棉以提高重現性；在采用不分流進樣方式時，要選擇不分流結構汽化室，以提高農藥組分的分離度。②分流進樣。按照NY/T 761—2008標準，檢測有機氯和擬除蟲菊酯類農藥殘留時，采用分流進樣的進樣方式，進樣口填裝分流襯管，選擇合適的分流比，分流比為10∶1。分流進樣具有提高分流、稀釋樣品、去掉前沿峰、減小色譜峰的展寬、防止色譜柱過載等作用，最終起到提高農藥組分分離度的效果。在采用分流進樣方式時，要注意石英棉的填裝，避免分流歧視，提高重現性；還要定期更換分流出口的分流過濾器，以提高有機氯及擬除蟲菊酯類農藥殘留的分離效果。此外，在進樣時，減少進樣量，提高進樣水平，防止造成兩次進樣，也可以提高農藥殘留的分離效果。

（2）定期維護進樣口。不論是不分流進樣口還是分流進樣口，進樣口的配件老化或損壞都會影響農藥組分的分離度，造成檢測結果不準確。因此要定期對進樣口進行維護，包括定期檢查、清洗或更換進樣針；定期更換進樣隔墊；每使用100次更換一次襯管及O型圈；正確填裝石英棉的位置等[4]。

2.3 控制進樣口溫度，色譜柱使用程序升溫

按照NY/T 761—2008檢測農藥殘留時，進樣口的溫度對農藥組分的分離有至關重要的影響，進樣口的溫度過低，將會使高沸點的化合物氣化不完全，并且不能有效轉移到色譜柱中；進樣口的溫度過高，則會使熱穩定性差的化合物被分解。因此要按照檢測方法標準設定特定的溫度。有機磷和有機氯、擬除蟲菊酯類農藥殘留檢測時，進樣口溫度應分別設定為220 ℃和200 ℃。

氣相色譜法檢測農藥殘留時，農藥組分是在色譜柱上進行分離的，色譜柱的溫度設定對分離度有著至關重要的影響，農藥組分較多，各組分的沸點不同，沸程比較寬，因此色譜柱應使用程序升溫的升溫方式，有機磷類檢測升溫程序為初始溫度 150 ℃保持2 min，然后以8 ℃·min-1的速度升至 250 ℃保持12 min；有機氯及擬除蟲菊酯類檢測升溫程序為初始溫度150 ℃，保持2 min，然后以6 ℃·min-1的速度升至270 ℃，保持8 min，測定溴氰菊酯時保持23 min。在測定有機氯及擬除蟲菊酯類農藥殘留時，應降低色譜柱的初始溫度，使柱初始溫度低于溶劑沸點10～20 ℃，使溶劑在柱頭冷凝，從而產生溶劑聚焦效應，以達到減小色譜峰展寬的目的，以便于提高農藥組分的分離度，提高檢測結果的準確度。

2.4 色譜柱

使用氣相色譜法檢測農藥殘留時，色譜柱多使用毛細管柱，農藥組分的分離是在色譜柱內完成的，色譜柱的型號、固定相種類、柱長、內徑、固定液的液膜厚度等都對分離度的高低起到關鍵作用，要根據所檢測的農藥組分的類別和特點選擇適宜的色譜柱。

（1）按照相似相溶原則，選擇與目標化合物極性相近的固定相，可以使色譜峰的峰形和分離度變好。如分析非極性化合物時，應選擇非極性色譜柱；分析極性化合物時，要選擇極性色譜柱。也可以按照分析目的選擇固定相，當組分的沸點差異大時，選擇非極性柱；當組分的沸點差異不大時，如異構體，選擇極性柱。由苯基基團鍵合入硅氧烷聚合物主鏈形成的毛細管柱溫度的穩定性好，有利于色譜峰的分離。

（2）柱內徑、長度、膜厚的選擇要根據所需分離狀況進行選擇。延長柱子的長度，能夠使峰型變窄，可以提高分離度。因此在檢測農藥殘留組分時，要盡量選擇內徑較細、長度較長的色譜柱。根據分析目的選擇色譜柱時，若分析低沸點化合物時，選擇長度較長、膜厚較厚的柱子；分析高沸點化合物時，需選擇長度較短、膜厚較薄的柱子。

（3）按照NY/T 761—2008標準要求，檢測有機磷類農藥殘留時，預柱選用長1.0 m、內徑0.53 mm的脫活石英毛細管柱，分析色譜柱選用50%聚苯基甲基硅氧烷柱（30 m×0.53 mm，1.0 μm），或與其相當者[5]；檢測有機氯及擬除蟲菊酯類農藥殘留時，預柱選用1.0 m，0.25 mm內徑，脫活石英毛細管柱，分析色譜柱選用100%聚甲基硅氧烷柱（30 m× 0.25 mm，0.25 μm），或與其相當者。

（4）新色譜柱含有溶劑及高沸點物質，直接使用會出現基線不穩定、鬼峰和噪聲等現象，造成分離度變差，應在升溫老化后使用。長時間未使用的色譜柱也應老化后使用，一般采用升溫老化，即從室溫程序升溫至色譜柱最高使用溫度以下20 ℃左右或高于正常使用溫度，并保持數小時，使高沸點成分被汽化后釋放，待基線穩定后再正常使用。色譜柱的老化可使基線保持平穩，去除鬼峰，降低噪聲，從而提高農藥組分的分離度。

（5）在連接色譜柱時要將色譜柱連接插到位，減少氣路系統的死體積，才能確保農藥組分的完全分離。

2.5 檢測器

（1）在使用氣相色譜法檢測農藥殘留時，應根據所檢測的農藥組分的類別和特點安裝適宜的檢測器進行檢測。按照NY/T 761—2008標準要求，有機磷類農藥殘留使用火焰光度檢測器（FPD磷濾光片）；有機氯及擬除蟲菊酯類農藥殘留使用電子捕獲檢測器（Electron Capture Detector，ECD）。

（2）在使用FPD檢測器檢測有機磷類農藥殘留時，安裝特定的P濾光片可有效識別含磷化合物，過濾其他物質，使樣本中的含磷化合物的分離度增大。檢測器的使用溫度應≥250 ℃，要控制氫氣、空氣的流量，必須在溫度升高后再點火。關閉時，應先熄火再降溫，防止檢測器積水，濾光片一定要保持清潔，才能確保農藥組分全部分離。

（3）在使用ECD檢測器時，安裝氣體過濾器和氧氣捕集器可以有效提高農藥組分的純度，從而提高分離度；ECD的使用溫度應控制在250～350 ℃，使檢測器達到平衡，才能保持良好的分離度，確保數據的準確性。

3 結語

農產品質量安全關系到人民群眾的切身利益，氣相色譜法是當今社會檢測有機磷和有機氯、擬除蟲菊酯類農藥殘留應用較為普遍的方法。檢測機構要在檢測過程中做到確保載氣的純度、控制載氣的流量、合理選擇進樣方式、定期維護進樣口、控制進樣口溫度等，在這些環節中做到嚴謹對待，從而提高農藥組分的分離度，確保實驗數據和檢測結果的準確可靠。