氣相色譜法檢測(cè)有機(jī)磷農(nóng)藥的條件優(yōu)化

陳星宇

(資陽(yáng)市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測(cè)檢驗(yàn)中心，四川 資陽(yáng) 641300)

有機(jī)磷農(nóng)藥是用于防治植物病蟲(chóng)害的含磷的有機(jī)化合物[1]。有機(jī)磷農(nóng)藥因其在防治農(nóng)作物病蟲(chóng)害方面具有高效、經(jīng)濟(jì)、方便等特點(diǎn)，在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。目前，中國(guó)的有機(jī)磷農(nóng)藥產(chǎn)量約占全世界有機(jī)磷農(nóng)藥總量的1/3，占全國(guó)農(nóng)藥總量的1/2以上。由于多方面的原因，我國(guó)有機(jī)磷農(nóng)藥污染問(wèn)題比較突出，不僅直接對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，此外，部分有機(jī)磷農(nóng)藥殘留在農(nóng)作物中，給食品安全帶來(lái)較大安全隱患[2-3]。因此，發(fā)展效率高、針對(duì)性強(qiáng)且操作簡(jiǎn)便的有機(jī)磷農(nóng)藥檢測(cè)方法對(duì)環(huán)境保護(hù)以及食品安全具有重大的意義。有機(jī)磷農(nóng)藥的常用檢測(cè)方法有氣相色譜法(GC)、氣質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)、高效液相色譜法(HPLC)等，其中，氣相色譜法是一種經(jīng)典適用的分析方法，也是檢測(cè)有機(jī)磷農(nóng)藥的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法。但是，在氣相色譜的分析檢測(cè)過(guò)程中，由于進(jìn)樣口溫度、柱箱溫度和升溫程序等各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)置不同，得到的測(cè)試圖譜差別很大，導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析誤差較大[4]。因此，優(yōu)化氣相色譜各項(xiàng)參數(shù)，得到分析有機(jī)磷農(nóng)藥的最優(yōu)條件具有重要的意義。試驗(yàn)利用氣相色譜，對(duì)5種具有代表性結(jié)構(gòu)的有機(jī)磷農(nóng)藥(甲拌磷、毒死蜱、對(duì)硫磷、二嗪磷、倍硫磷)進(jìn)行測(cè)定，對(duì)檢測(cè)方法的建立及優(yōu)化進(jìn)行了研究和探討，以期為農(nóng)產(chǎn)品及食品中有機(jī)磷農(nóng)藥檢測(cè)技術(shù)的改進(jìn)提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)和技術(shù)資料[5-6]。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 儀器與試劑

GC7890A氣相色譜儀(美國(guó)Agilent Technologies，配FPD檢測(cè)器)，TG-1701MS 毛細(xì) 管 柱 (30m×0.25mm×0.25μm， 美 國(guó) Thermo Fisher Scientific公司)，甲拌磷、毒死蜱、對(duì)硫磷、二嗪磷、倍硫磷標(biāo)準(zhǔn)品(100 mg/L，農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研所)，丙酮（C3H6O）為液相色譜純。

1.2 試驗(yàn)方法

（1）農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置。選取具有代表性的5種有機(jī)磷農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品甲拌磷、毒死蜱、對(duì)硫磷、二嗪磷、倍硫磷(100mg/L，農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研所) 于10mL容量瓶，用丙酮定容即得10mg/L 的單一農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)貯儲(chǔ)備液，貯存于-18℃以下冰箱中?；旌限r(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品的配置：選取5種有機(jī)磷農(nóng)藥甲拌磷、毒死蜱、對(duì)硫磷、二嗪磷、倍硫磷(濃度均為10mg/L)各0.25mL于10mL容量瓶，用丙酮定容即得，各種農(nóng)藥的濃度為0.25mg/L。單一農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品的配置：分別取濃度為10mg/L的農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品根據(jù)濃度需要用丙酮稀釋即得[3]。

（2）氣相色譜參數(shù)的確定。在各參數(shù)的單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上利用正交試驗(yàn)篩選主要影響因素，對(duì)篩選出的幾組較優(yōu)的條件進(jìn)行優(yōu)化，所用試劑為5種農(nóng)藥的混合標(biāo)準(zhǔn)品。進(jìn)樣量均為1μL，峰面積外標(biāo)法定量[3]。

（3）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。用丙酮將各農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行稀釋?zhuān)|(zhì)量濃度分別為0.1mg/L、0.25mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L、1.5mg/L、2.0mg/L。每份工作液平行測(cè)定7次。以濃度為橫坐標(biāo)、峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[3]。

2 結(jié)果與討論

2.1 氣相參數(shù)的確定

2.1.1 載氣流速的確定

相關(guān)研究[7]表明，載氣流速通常可按照比最佳流速高10%來(lái)確定，文獻(xiàn)[7]報(bào)道載氣流速對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響較小，本實(shí)驗(yàn)選擇的氣體流量如下：隔墊吹掃流量3mL/min，分流出口吹掃流量60mL/min，色譜柱流速1mL/min，總載氣流量64 mL/min，氫氣75mL/min，空氣100mL/min，尾吹氣30mL/min。

2.1.2 進(jìn)樣口及檢測(cè)器溫度

進(jìn)樣口溫度的要求是能保證待測(cè)組分在瞬間不分流時(shí)汽化，但不能使待測(cè)組分分解，檢測(cè)器的溫度高于待測(cè)組分的最高沸點(diǎn)即可，根據(jù)相關(guān)國(guó)標(biāo)和參考文獻(xiàn)[8]，進(jìn)樣口溫度選擇230℃，檢測(cè)器溫度選擇250℃。

2.1.3 升溫程序各參數(shù)的優(yōu)化

氣相色譜的參數(shù)很多，有進(jìn)樣口溫度、柱箱溫度、升溫程序等，在眾多因素中，以柱箱溫度、升溫程序?qū)Ψ治鼋Y(jié)果影響最大[9]。相關(guān)文獻(xiàn)[2,8]表明：采用恒溫條件試驗(yàn)，各組分出峰時(shí)間長(zhǎng)，峰形差，分離效果差；采用一階程序升溫，峰形雖得到改善，但分離效果仍不理想；采用三階程序升溫，耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)，且分離效果未見(jiàn)顯著改善。在參考相關(guān)資料[2,9]的基礎(chǔ)上，選用二階程序升溫進(jìn)行試驗(yàn)，采用正交試驗(yàn)對(duì)升溫程序進(jìn)行優(yōu)化，正交試驗(yàn)表見(jiàn)表1。整個(gè)過(guò)程耗時(shí)14min，此5種農(nóng)藥在12.5min全部出峰且分離效果良好，如圖1所示。

圖1 二階升溫程序分離5種有機(jī)磷農(nóng)藥色譜圖

表1 正交試驗(yàn)因素水平表

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合載氣流速、進(jìn)樣口溫度和檢測(cè)器溫度等進(jìn)一步優(yōu)化篩選，最后得到如下條件：

2.2 方法的標(biāo)準(zhǔn)曲線及檢出限

分別準(zhǔn)確吸取一定量的有機(jī)磷農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液(濃度均為10mg/L)，用丙酮配制成一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度在0.1～2 mg/L之間，以峰面積對(duì)濃度做線性回歸分析，檢出限的確定則是以3倍噪聲結(jié)合檢測(cè)方法確定[10-12]，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 5種農(nóng)藥的保留時(shí)間、線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限

2.3 重復(fù)性實(shí)驗(yàn)（精密度）

連續(xù)7次進(jìn)樣，峰面積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在2.0%～7.5%，完全滿足農(nóng)殘分析需要，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 5種農(nóng)藥不同濃度的精密度試驗(yàn)(n=7)

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3 結(jié)論

該實(shí)驗(yàn)在參考、總結(jié)相關(guān)文獻(xiàn)和標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，選取5種具有代表性結(jié)構(gòu)的有機(jī)磷農(nóng)藥，通過(guò)正交試驗(yàn)對(duì)各參數(shù)做了比較全面的優(yōu)化，確定出氣相色譜檢測(cè)有機(jī)磷農(nóng)藥各個(gè)參數(shù)的最優(yōu)設(shè)置，最后得到如下升溫條件：

通過(guò)考察線性范圍、檢出限、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差對(duì)方法進(jìn)行了驗(yàn)證，得到了滿意的結(jié)果。結(jié)果表明：優(yōu)化的方法檢出限為4μg/L-8μg/L，線性范圍0.1-2 mg/L，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差2.0%-7.5%，完全滿足農(nóng)殘檢測(cè)要求。

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