卷煙主流煙氣中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥含量的檢測方法

吳娜，耿永勤，李雪梅 ，米其利，黃海濤，周嵐，唐萍

1云南煙草科學(xué)研究院煙草添加劑安全測試中心，昆明市科醫(yī)路41號 650106；2云南紅河學(xué)院理學(xué)院分析測試中心，蒙自 661100；3 云南省高校天然藥物與化學(xué)生物學(xué)重點實驗室, 蒙自 661100

擬除蟲菊酯類農(nóng)藥是一類效果極佳的殺蟲劑，具有高效、低毒、擊倒快、殘留少等特點，被廣泛用于茶園、果園、農(nóng)田畜舍等場所害蟲防治。目前，國內(nèi)外對煙草中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的測定研究主要集中在煙葉、煙絲和煙末上[1-6]，卷煙主流煙氣中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的分析檢測相對較少[7-9]。Mirjana等[10]報道了1970年后卷煙煙葉中有機(jī)氯農(nóng)藥的殘留狀況和煙葉中滴滴涕等有機(jī)氯農(nóng)藥轉(zhuǎn)移至主流煙氣中的轉(zhuǎn)移率，Mussalo等[11]比較了1920至1984年卷煙主流煙氣中滴滴涕的含量。與煙草中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的檢測相比，煙氣中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的分析檢測是從更復(fù)雜的基質(zhì)中提取分離痕量組分，已有的煙草中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的分析方法不能適用。鑒此，本文建立了一種卷煙主流煙氣中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥含量的檢測方法，以期為考察擬除蟲菊酯類農(nóng)藥安全性提供參考。

1 實驗方法與步驟

1.1 試劑與儀器

標(biāo)準(zhǔn)20孔道吸煙機(jī)（R20型，德國Borgwaldt technick公司）、恒溫恒濕箱（KBF240型，德國）、SB2200T超聲提取儀（上海必能意有限公司）、石英玻璃層析柱、M110馬弗爐（德國Heraeus公司）、電熱鼓風(fēng)干燥箱（101C-3，上海市實驗儀器廠有限公司）、Agilent 6890氣相色譜儀-電子捕獲（ECD）檢測器（美國安捷侖公司）、100 mL帶尾管的濃縮瓶（尾管的刻度分別為1 mL、2 mL、3 mL、4 mL、5 mL）、250 mL三角具塞錐形瓶、量筒等。

標(biāo)準(zhǔn)品：氟氯氰菊酯（純度98%）、氯氰菊酯（異構(gòu)體混合物）（純度99%）、順式氰戊菊酯（純度98%）、溴氰菊酯（純度99%）、甲氰菊酯（純度98%）（德國 Dr. Ehrenstorfer 公司）。

無水硫酸鈉（分析純，汕頭市西隴化工有限公司）；活性碳（上海新誠精細(xì)化工有限公司生產(chǎn)）；脫脂棉（甲級，上海圣貝諾醫(yī)用器材有限公司經(jīng)銷）；帶石英砂的玻璃層析柱；中性氧化鋁（1.5×105～2.5×105nm層析用上海杜園精細(xì)化工有限公司）；硅鎂型吸附劑（7.5×104～1.5×105nm，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)）；乙酸乙酯、環(huán)己烷、正己烷、丙酮（色譜純，美國DIMA公司）。

中性氧化鋁和硅鎂型吸附劑的活化：于馬弗爐中分別在450℃條件下灼燒4.5 h與650℃條件下灼燒5 h，冷卻至室溫，加5%水脫活，于振蕩器上劇烈震蕩直至沒有塊狀，分別于干燥箱中130℃活化4 h和5.5 h，冷卻后于干燥器中密閉保存。

1.2 色譜條件

Agilent HP-5（30 m×0.32 mm，0.25 μm）（美國Agilent）；載氣：氮氣（20 mL/min）；進(jìn)樣口溫度260℃，不分流；進(jìn)樣量1 μL；柱流量2.0 mL/min；檢測器（ECD）溫度280℃；柱升溫程序：初始溫度70℃（保持2.0 min）10℃/min升至200℃（保持2.0 min）2.5℃/min升至 220℃（保持 3 min）5℃/min升至260℃（保持2 min）,最后運(yùn)行1 min，共運(yùn)行 53 min。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

每種標(biāo)準(zhǔn)品分別稱取0.1 g（精確至1 mg）于100 mL容量瓶中，用丙酮與正己烷混合溶劑（V∶V=3∶2）稀釋定容，得到濃度為1 mg/mL的單一標(biāo)準(zhǔn)儲備液。分別移取10 mL單一標(biāo)準(zhǔn)儲備液至100 mL容量瓶中，用丙酮與正己烷的混合溶劑（V∶V =3∶2）稀釋定容，得到濃度為100 μg/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液。再分別移取混合儲備液，采用逐級稀釋法配制濃度為0.04 μg/mL、0.2 μg/mL、1 μg/mL、5 μg/mL、20 μg/mL的工作溶液。

1.4 實驗步驟

將待測卷煙在GB/T 16447-2004規(guī)定的煙草及煙草制品調(diào)節(jié)和測試的大氣環(huán)境中平衡48 h，挑選20支平均質(zhì)量±0.102 g和平均吸阻±49 Pa的卷煙。于標(biāo)準(zhǔn)吸煙條件下抽吸；用劍橋濾片捕集主流煙氣總粒相物，用裝有20 mL丙酮的捕集瓶捕集主流煙氣氣相部分。

卷煙抽吸完畢后，取下捕集有主流煙氣總粒相物的劍橋濾片，將濾片放入250 mL具塞三角瓶中，加入80 mL丙酮，置于超聲提取儀上提取30 min，提取液經(jīng)裝有7.5 g無水硫酸鈉與7.5 g氯化鈉的漏斗過濾干燥后于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上濃縮至近干（水浴溫度要求小于42℃），用正己烷定容至2 mL，待凈化；用相同方法條件處理捕集有主流煙氣氣相物的丙酮溶液；于玻璃層析柱中從上至下依次裝填脫脂棉、2 g無水硫酸鈉、2 g硅鎂型吸附劑、2 g中性氧化鋁、0.5 g活性碳、2 g無水硫酸鈉； 將自制混合層析柱固定于鐵架臺上，依次用5 mL丙酮和5 mL正己烷淋洗活化；然后將待凈化的樣品試液轉(zhuǎn)移至層析柱內(nèi)，當(dāng)樣品液面到達(dá)填充物上表面時，用5 mL丙酮-正己烷（V∶V=3∶2）混合溶劑重復(fù)洗脫2次（速率不超過5.0 mL/min），收集洗脫液，于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上濃縮至近干，用丙酮-正己烷（V∶V=3∶2）混合溶劑定容至2.0 mL，GC-ECD（63Ni）分析，采用標(biāo)樣加入法定性，外標(biāo)法定量。

2 結(jié)果

2.1 條件優(yōu)化

2.1.1 提取溶劑的選擇

本方法研究了不同溶劑（丙酮、乙腈、苯、甲醇、乙酸乙酯-正己烷混合溶劑（V∶V=1∶1））對主流煙氣中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的提取效果（不同溶劑提取試驗的回收率見表1），即分別于捕集卷煙主流煙氣的劍橋濾片上添加20 μg標(biāo)樣后，采用不同溶劑提取，混合柱進(jìn)樣分析，同時做空白對照試驗，計算加標(biāo)回收率。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：丙酮、乙腈和乙酸乙酯-正己烷混合溶劑（V∶V=1∶1）3種溶劑對主流煙氣中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的提取效果較好（回收率＞90%），其中丙酮提取效果最好（回收率＞97%）；而苯和甲醇對主流煙氣中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的提取效果較差（回收率＜70%），所以本方法選用丙酮提取5種擬除蟲菊酯農(nóng)藥。

表1 不同溶劑提取試驗的回收率

2.1.2 凈化柱的選擇

卷煙經(jīng)燃燒后的煙氣成分十分復(fù)雜，在進(jìn)行擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的測定時，干擾物質(zhì)較多，為提高樣品檢測的靈敏度、降低基體對目標(biāo)物的干擾，需要對樣品進(jìn)行凈化處理。在柱層析試驗中吸附劑的種類及吸附劑的使用量對目標(biāo)物的凈化分離效果均有著重要的影響，故應(yīng)針對不同的基質(zhì)及目標(biāo)物選擇合適的吸附劑及其使用量。本實驗根據(jù)5種擬除蟲菊酯農(nóng)藥和煙氣基質(zhì)的性質(zhì)選用表2中列出的5種裝填有不同使用量吸附劑的自制混合層析柱對卷煙主流煙氣中5種擬除蟲菊酯農(nóng)藥的凈化效果進(jìn)行了研究（不同層析柱凈化試驗的回收率見表2）。研究結(jié)果表明：使用層析柱1（即活性碳和硅鎂型吸附劑的使用量均較大時），層析柱對雜質(zhì)及目標(biāo)物的吸附能力均較強(qiáng)，溶劑很難將目標(biāo)物從層析柱上洗脫下來，5種擬除蟲菊酯農(nóng)藥的回收率為43.6%-50.9%；隨著活性炭和硅鎂型吸附劑使用量的減少，回收率逐漸增大，當(dāng)使用層析柱4和層析柱5時，峰面積達(dá)到最大，但層析柱5活性碳和硅鎂型吸附劑的使用量均較小，色譜圖中出現(xiàn)了較多的雜質(zhì)峰，回收率低于使用層析柱4，所以本方法選用層析柱4對樣品進(jìn)行凈化。

表2 不同層析柱對回收率的影響

2.1.3 洗脫溶劑配比

在現(xiàn)代色譜分析中，分離度不僅與柱效和色譜柱的類型有關(guān)，洗脫溶劑的選擇也是至關(guān)重要的，特別是洗脫溶劑的配比。所以根據(jù)5種擬除蟲菊酯農(nóng)藥的性質(zhì)以及自制混合層析柱的性質(zhì)，本方法選取丙酮與正己烷的混合溶劑對自制混合層析柱進(jìn)行洗脫。對比了丙酮與正己烷在不同配比（V∶V =2∶8、V∶V =3∶2）時對凈化柱的洗脫效果。結(jié)果表明：當(dāng)V丙酮：V正己烷=2∶8時，丙酮比例小，雜質(zhì)和目標(biāo)物都不容易從自制混合層析柱洗脫，耗時，溶劑消耗量大，還影響測定結(jié)果，回收率低（小于60%）。當(dāng)V丙酮∶V正己烷=3∶2時，丙酮比例相對大一些，目標(biāo)物容易被洗脫，回收率高于90%。所以本實驗選用丙酮與正己烷配比為3∶2的混合溶劑進(jìn)行洗脫。

2.2 方法的重復(fù)性

選定2個卷煙樣品，抽吸后1日內(nèi)平行測定卷煙主流煙氣總粒相物中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的含量5次，計算日內(nèi)測定結(jié)果的RSD（見表3）；連續(xù)5日測定2個卷煙主流煙氣總粒相物中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的含量，計算日間測定結(jié)果的RSD（見表3）。由于本實驗研究的所有樣品抽吸后主流煙氣氣相物中均未檢測到5種擬除蟲菊酯農(nóng)藥的存在，為驗證方法的重復(fù)性，于抽吸后捕集有主流煙氣氣相物的丙酮捕集液中加入5種擬除蟲菊酯農(nóng)藥的標(biāo)樣（添加量：5 μg/20mL丙酮捕集液），然后測定、計算主流煙氣氣相物中5種擬除蟲菊酯農(nóng)藥日內(nèi)和日間測定結(jié)果的RSD（見表3）?？芍髁鳠煔饪偭Ｏ辔镏腥諆?nèi)RSD均小于6%，日間RSD均小于9.1%；氣相物中日內(nèi)RSD均小于4.2%，日間RSD均小于4.7%。說明該測定方法重復(fù)性較好。

表3 日內(nèi)及日間重復(fù)性實驗測定結(jié)果的RSD（%）

2.3 方法的準(zhǔn)確性、檢測限和定量限

于抽吸后在捕集有主流煙氣總粒相物的劍橋濾片和捕集主流煙氣氣相部分的丙酮溶液中添加5種擬除蟲菊酯農(nóng)藥的標(biāo)樣（添加量：20 μg/濾片或20 μg/20mL丙酮捕集液），與空白樣品對照分析后按照常規(guī)方法計算回收率；用1.3中已經(jīng)配制好的標(biāo)準(zhǔn)混合工作液的最低濃度0.04 μg/mL按選定的色譜條件進(jìn)樣分析，以S/N≥10為定量限，S/N≥3為檢測限，測得5種擬除蟲菊酯農(nóng)藥的最低定量限在0.026～0.098 μg/mL之間，最小檢測限在0.0001～0.0009 μg/mL之間，見表4。由表中的數(shù)據(jù)看出，主流煙氣總粒相物和氣相物中5種擬除蟲菊酯農(nóng)藥的回收率均大于92%，說明該測定方法的準(zhǔn)確性良好。

表4 回收率實驗結(jié)果

2.4 樣品分析結(jié)果

采用本方法測定5種卷煙樣品抽吸后主流煙氣總粒相物和氣相物中5種擬除蟲菊酯農(nóng)藥的含量，結(jié)果見表5。由測定結(jié)果可知5種卷煙中有2種卷煙主流煙氣中檢出了擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的存在，但其含量均遠(yuǎn)低于食品中的最高殘留限量[12]。

表5 卷煙樣品抽吸后主流煙氣總粒相物和氣相物中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的含量 (μg/支）

3 結(jié)論

本研究建立了卷煙主流煙氣中5種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥含量檢測方法，方法回收率在92.8%-97.3%之間，RSD在2.71%-9.02%之間。該方法能對卷煙主流煙氣中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥進(jìn)行準(zhǔn)確地檢測。

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[12 ]GB 2763 2005 食品中農(nóng)藥最大殘留限量.