氣相色譜法測定馬鈴薯中代森錳鋅殘留量

楊曉鳳，陳 倩，雷紹榮，郭靈安，王方靈

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院分析測試中心，四川 成都 610066；2.農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室(成都)，四川 成都 610066；3.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所, 四川 成都 610066；4.中國綠色食品發(fā)展中心，北京 100081；5.成都醫(yī)學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)，四川成都 610083)

氣相色譜法測定馬鈴薯中代森錳鋅殘留量

楊曉鳳1,2,3，陳 倩4*，雷紹榮1,2,3，郭靈安1,2,3，王方靈5

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院分析測試中心，四川 成都 610066；2.農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室(成都)，四川 成都 610066；3.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所, 四川 成都 610066；4.中國綠色食品發(fā)展中心，北京 100081；5.成都醫(yī)學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)，四川成都 610083)

為了建立馬鈴薯中代森錳鋅農(nóng)藥殘留檢測的氣相色譜分析方法，在100 mL頂空瓶中，樣品中的代森錳鋅與氯化亞錫酸性溶液在80 ℃下反應(yīng)2 h后產(chǎn)生二硫化碳(CS2)，CS2經(jīng)正己烷收集后采用CP-SIL5CB毛細管柱(30 m×0.32 mm×3 μm)分離，電子捕獲檢測器(ECD)測定，以CS2含量表示代森錳鋅殘留量。代森錳鋅反應(yīng)生成的CS2在0.05～1.00 mg/kg范圍內(nèi)峰面積和濃度成良好的線性關(guān)系(R2=0.9979)，回收率為91.7 %～102.0 %，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.7 %～4.6 %，檢出限為0.01 mg/kg。該方法簡便、準(zhǔn)確可靠，適用于馬鈴薯中代森錳鋅殘留量的測定。

代森錳鋅；氣相色譜法；二硫化碳；馬鈴薯

代森錳鋅為葉面保護用殺菌劑，因具有高效、低毒、對人畜植物安全以及防治植物病害廣泛和價格低廉等特點而被廣泛使用。在馬鈴薯上，代森錳鋅是國內(nèi)外允許使用的農(nóng)藥，對馬鈴薯的晚疫病、瘡痂病等多種病害有效[1-2]。我國國家標(biāo)準(zhǔn)[3]規(guī)定了代森錳鋅在馬鈴薯中的最大殘留限量為0.5 mg/kg，特指測定時轉(zhuǎn)化的二硫化碳(CS2)的量。

目前，關(guān)于代森錳鋅的殘留分析報道大多是采用頂空進樣-氣相色譜法[4-9]，即以CS2的檢測量計算。但頂空進樣-氣相色譜法需要復(fù)雜的頂空進樣設(shè)備，尤其是鹽酸等酸性氣體會對頂空進樣系統(tǒng)的不銹鋼進樣針有腐蝕作用，進而造成重現(xiàn)性差等問題。本研究采用正己烷收集代森錳鋅與氯化亞錫酸性溶液反應(yīng)后產(chǎn)生的二硫化碳，液體進樣后進行GC-ECD分析，避免了頂空進樣帶來的種種問題，方法準(zhǔn)確可靠，具有較好的重現(xiàn)性。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

氯化亞錫(SnCl2·2H2O)：上海安譜科學(xué)儀器有限公司，批號為1C63K008；正己烷(HPLC級，純度為99.9 %)：美國Fisher公司，批號為123910；鹽酸(熒光級)：四川西隴化工有限公司，批號為130130；抗壞血酸：西隴化工股份有限公司，批號為131206；吡啶(HPLC級)：美國Tedia公司，批號為13010249。

標(biāo)準(zhǔn)品：代森錳鋅(純度為79.0 %)：由德國Dr. Ehrenstorfer公司提供，批號為30606；CS2(純度為≥99.9 %)：由上海安譜科學(xué)儀器有限公司提供，批號為B152G476。

氯化亞錫溶液：溶解15 g氯化亞錫于430 mL濃鹽酸中，用去離子水稀釋至1000 mL。

1.2 儀器與設(shè)備

Agilent 6890N氣相色譜儀(美國Agilent公司)，配有自動進樣器、ECD檢測器；SHA-2(A)型數(shù)顯水浴恒溫振蕩器(江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司)；100 mL頂空瓶(德國Macherey-Nagel公司)，帶內(nèi)涂聚四氟乙烯膜的瓶墊和鋁密封蓋。

1.3 色譜分析條件

色譜柱為CP-SIL5CB毛細管柱(30 m×0.32 mm×3 μm)，載氣為高純氮氣(純度≥99.999 %)；進樣口溫度：90 ℃；進樣方式：分流進樣(分流比=5∶1)；恒流模式：載氣流速為2.0 mL/min；柱溫：40 ℃，保持8 min，后運行溫度為180 ℃，16 min。檢測器溫度：200 ℃；尾吹氣流量：尾吹氣流量+柱流量=20 mL/min；進樣量：1 μl。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

代森錳鋅標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液(懸浮液)：稱取代森錳鋅標(biāo)準(zhǔn)品63.3 mg置于50 mL容量瓶中，用少量吡啶溶解，再加入少量水混溶，混合均勻后超聲10 min，繼續(xù)按少量吡啶、少量水的順序加入混勻、超聲，直至接近刻度時，冷卻至室溫后用吡啶定容至刻度，此代森錳鋅儲備液的濃度為1.0 mg/mL。臨用時，預(yù)先超聲30 min，按少量吡啶、少量水的順序稀釋成200 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)使用液。

CS2標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液：稱取CS250.0 mg置于50 mL容量瓶中，用少量正己烷溶解并定容至刻度，此CS2儲備液的濃度為1.0 mg/mL。臨用時，用正己烷稀釋成不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)使用液。

1.5 前處理

樣品：稱取10 g試樣于100 mL頂空瓶中，依次加入0.1 g抗壞血酸、10.0 mL正己烷和40 mL氯化亞錫溶液，迅速密封，搖勻；然后將裝有試樣的頂空瓶置于恒溫水浴振蕩器上(水溫80 ℃，轉(zhuǎn)數(shù)120 r/min) 振蕩2 h；振蕩完畢，取出頂空瓶，冷卻至室溫后，上清液裝入進樣瓶中進行GC-ECD分析。

標(biāo)準(zhǔn)溶液：于100 mL頂空瓶中加入10 mL水，再準(zhǔn)確移取一定量的代森錳鋅標(biāo)準(zhǔn)使用液，然后按照樣品前處理“依次加入0.1 g抗壞血酸、10.0 mL正己烷和40 mL氯化亞錫溶液……”執(zhí)行，上清液裝入進樣瓶中進行GC-ECD分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 萃取溶劑的選擇及條件優(yōu)化

樣品中的代森錳鋅與氯化亞錫酸性溶液在80 ℃下反應(yīng)2 h后產(chǎn)生CS2，CS2的分子量為76.14，沸點為46.3 ℃，在氣相色譜上采用頂空進樣進行ECD檢測是理想的方法。但鹽酸等酸性氣體對頂空進樣系統(tǒng)的不銹鋼進樣針有腐蝕作用，故本研究根據(jù)相似相溶的原理，非極性的正己烷對CS2有很好的溶解提取效果，采用正己烷收集反應(yīng)產(chǎn)生的CS2，GC-ECD檢測。而且，正己烷與水不互溶，可將水溶性和極性的雜質(zhì)留在水相中，減少了雜質(zhì)干擾。另外，實驗對比了純度為95 %的正己烷(美國Tedia公司)和純度為99.9 %的正己烷(美國Fisher公司)分別作為代森錳鋅反應(yīng)生成CS2萃取溶劑的情況(圖1)。結(jié)果表明，純度為99.9 %的正己烷干擾雜質(zhì)少，故實驗選擇純度為99.9 %的正己烷作為萃取溶劑。

A：95 %的正己烷作為萃取溶劑的色譜圖；B：99.9 %的正己烷作為萃取溶劑的色譜圖圖1 不同純度的正己烷吸收CS2的色譜圖Fig.1 Chromatogram of carbon disulfide (CS2) collected by different assay n-hexane

A：CS2在TG-5MS色譜柱上的色譜圖；B：CS2在CP-SIL24CB色譜柱上的色譜圖；C：CS2在TG-WAXMS色譜柱上的色譜圖；D：CS2在CP-SIL5CB色譜柱上的色譜圖圖2 不同色譜柱對CS2響應(yīng)的色譜圖Fig.2 Chromatogram of carbon disulfide (CS2) on different chromatographic column

A：不分流進樣CS2的色譜圖；B：分流進樣(分流比為10∶1)CS2的色譜圖；C：分流進樣(分流比為5∶1)CS2的色譜圖圖3 進樣模式對CS2(濃度為0.05 mg/kg)的響應(yīng)情況Fig.3 Chromatogram of carbon disulfide (CS2) in different injection mode

2.2 色譜柱的選擇

實驗考查了CS2在TG-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm，相當(dāng)于HP-5色譜柱)、CP-SIL24CB(30 m×0.32 mm×0.25 μm，相當(dāng)于HP-17色譜柱)、TG-WAXMS(30 m×0.25 mm×0.25 μm，相當(dāng)于HP-WAX色譜柱)和CP-SIL5CB(30 m×0.32 mm×3 μm，相當(dāng)于HP-5色譜柱)4種色譜柱上的分離分析情況(圖2)。前3種柱子分析CS2時的保留時間在2.00～3.07 min，時間過短，而且在CS2色譜峰附近有干擾峰，不利于GC分析，這主要是由于被汽化后的樣品溶液在40 ℃的色譜柱溫度下溶劑聚焦后，CS2的沸點較低，為46.3 ℃，很快就被分離出來，CS2的保留時間與色譜柱的極性關(guān)系不大；而在厚液膜的CP-SIL5CB(30 m×0.32 mm×3 μm)上，CS2的出峰時間明顯增加，保留時間為6.39 min，且峰形對稱，說明液膜的厚度對于低沸點的CS2的分離起了至關(guān)重要的作用。故實驗選擇CP-SIL5CB(30 m×0.32 mm×3 μm)毛細柱作為分離柱。

圖4 檢測器溫度對CS2的響應(yīng)情況Fig.4 Response of carbon disulfide (CS2) under different detector temperature

2.3 色譜條件的優(yōu)化

由于CS2的沸點為46.3 ℃，故進樣口溫度選擇90 ℃，以保證CS2充分汽化；柱溫起始溫度選擇40

圖5 尾吹氣流量對CS2的響應(yīng)情況Fig.5 Response of carbon disulfide (CS2) with different make-up flow

℃，并保持8 min，以避免CS2過早出峰，對檢測造成不便；180 ℃的柱子末溫可保證在進樣口被汽化的物質(zhì)全部流出色譜柱，以避免對下次進樣的干擾。

從圖3可知，不分流進樣時，CS2的色譜峰拖尾，半峰寬較寬；而采用分流進樣時，峰型對稱。試驗對比了分流比分別為10∶1和5∶1時儀器的靈敏度，發(fā)現(xiàn)分流比為5∶1時半峰寬和靈敏度均取得滿意的效果，故實驗選擇了分流比為5∶1的進樣模式。

從圖4～5可知，隨著檢測器溫度的升高，CS2的峰面積降低，故實驗選擇200 ℃作為檢測器溫度；尾吹太大，柱子中流出的組分被稀釋，并被快速吹走，檢測器靈敏度降低，故實驗中尾吹氣流量選擇為“尾吹氣+柱流量=20 mL/min”。

A：代森錳鋅反應(yīng)轉(zhuǎn)化成CS2的標(biāo)準(zhǔn)色譜圖；B：馬鈴薯空白樣品色譜圖；C：空白樣品加標(biāo)色譜圖圖6 代森錳鋅反應(yīng)轉(zhuǎn)化成CS2的標(biāo)準(zhǔn)色譜圖、馬鈴薯空白樣品及空白樣品加標(biāo)色譜圖Fig.6 Chromatogram of carbon disulfide (CS2) produced by mancozeb, blank potato sample and mancozeb spiked in blank potato sample

樣品編號本底值(mg/kg)加入值(mg/kg)平均測定值(mg/kg)回收率(%)RSD(%)A0.050.048196.22.7未檢出(<0.01)0.20.18391.74.60.50.510102.03.6B0.050.046693.13.3未檢出(<0.01)0.20.203101.44.50.50.49699.34.2

綜上，在“1.3 色譜分析條件”下，代森錳鋅反應(yīng)轉(zhuǎn)化成CS2的標(biāo)準(zhǔn)色譜圖(代森錳鋅濃度為0.5 mg/kg)、馬鈴薯空白樣品及加標(biāo)(代森錳鋅加入濃度為0.5 mg/kg)的色譜圖見圖6。

2.3 代森錳鋅工作曲線法的選擇及方法的線性關(guān)系和檢出限

采用代森錳鋅工作曲線法進行測定并計算，消除了由于CS2-代森錳鋅的質(zhì)量轉(zhuǎn)換系數(shù)不確定所帶來的困難[10]。因此，對于代森錳鋅工作曲線的繪制，本研究采取的方法為：于100 mL頂空瓶中加入10 mL水，再準(zhǔn)確移取一定量的代森錳鋅標(biāo)準(zhǔn)使用液，然后按照樣品前處理同步執(zhí)行，GC-ECD分析。在代森錳鋅添加濃度為0.05～1.0 mg/kg范圍內(nèi)，其峰面積與質(zhì)量濃度的線性關(guān)系良好，曲線回歸方程為A=4934.32×C+0，相關(guān)系數(shù)為0.9979，以S/N=3計算檢出限，代森錳鋅的檢出限為0.01 mg/kg。

2.4 方法的準(zhǔn)確度與精密度

在空白樣品中分別添加一定量的代森錳鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液，使添加濃度分別為0.05、0.20、0.50 mg/kg，按上述色譜條件進行測定，每個濃度重復(fù)實驗6次，得出代森錳鋅的回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(表1)。該方法具有較好的準(zhǔn)確性和精密度，適合馬鈴薯樣品中代森錳鋅的測定。

2.5 實際樣品測定

分別對來自四川省內(nèi)不同地區(qū)的馬鈴薯進行代森錳鋅殘留量測定，共計150份樣品，其中11份樣品檢出代森錳鋅農(nóng)藥殘留，殘留量為0.058 mg/kg～0.38 mg/kg，均低于GB 2763-2014 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)——食品中農(nóng)藥最大殘留限量》，符合用藥標(biāo)準(zhǔn)。

3 討論與結(jié)論

建立了正己烷吸收代森錳鋅與與氯化亞錫酸性溶液反應(yīng)后產(chǎn)生二硫化碳，電子捕獲檢測器(ECD)測定的馬鈴薯中代森錳鋅殘留量的氣相色譜法。通過選擇CP-SIL5CB(30 m×0.32 mm×3 μm)色譜柱，檢測器溫度為200 ℃，尾吹氣流量+柱流量=20 mL/min，方法靈敏度高，操作簡單、快捷，重現(xiàn)性好，能夠滿足大量樣品的檢測要求。

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(責(zé)任編輯 李 潔)

Detection of Mancozeb Residue in Potato by Capillary Gas Chromatograph

YANG Xiao-feng1,2,3, CHEN Qian4*,LEI Shao-rong1,2,3, GUO Ling-an1,2,3, WANG Fang-ling5

(1.Analysis and Testing Center, Sichuan Academy of Agricultural Sciences, Sichuan Chengdu 610066, China; 2.Risk Assessment Laboratory of Agro-Products Quality and Safety, Ministry of Agriculture (Chengdu), Sichuan Chengdu 610066, China; 3.Institute of Quality Standards and Testing Technology, Sichuan Academy of Agricultural Sciences, Sichuan Chengdu 610066, China; 4.China Green Food Development Center, Beijing 100081, China; 5.Department of Biotechnology, Chengdu Medical College, Sichuan Chengdu 610083,China)

A method based on capillary gas chromatography (GC) was developed to detect mancozeb residue in potato. In a headspace vial of 100 mL, mancozeb in samples was reacted with acid stannous chloride to produce carbon disulfide (CS2) by heating at 80 ℃ for 2 hours. CS2was separated on a capillary column (CP-SIL5CB，30 m×0.32 mm×3 μm) after collected by n-hexane, and then, it was detected by GC-ECD. Results showed that the calibration curve for CS2produced by mancozeb had a good linearity in the range of 0.05 mg/kg to 1.0 mg/kg and the linear correlation coefficient was 0.9979. The recoveries of mancozeb in potato ranged from 91.7 % to 102.0 %, the relative standard deviations ranged from 2.7 % to 4.6 %, and the detection limit (3S/N) of this method was 0.01 mg/kg. The method is simple, accurate and reliable. It is suitable for the detection of mancozeb residues in potato.

Mancozeb; GC; CS2; Potato

1001-4829(2016)12-2830-05

10.16213/j.cnki.scjas.2016.12.012

2015-12-31

2014年國家蔬菜產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估(GJFP20 14001)；農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)供安全過程管控技術(shù)研究與示范(201303088-01)

楊曉鳳(1979-)，女，碩士，副研究員，研究方向為食品及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全分析，E-mail：1945004861@qq.com，*為通訊作者。

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