氣相色譜-雙柱雙電子捕獲檢測(cè)器測(cè)定魚(yú)肉中的有機(jī)氯農(nóng)藥

曹方方, 于建釗, 費(fèi)金巖, 許秀艷*, 許人驥, 呂怡兵

(1. 山東省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站, 濟(jì)南 250101; 2. 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站, 北京 100012;3. 撫順市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站, 撫順 113000)

氣相色譜-雙柱雙電子捕獲檢測(cè)器測(cè)定魚(yú)肉中的有機(jī)氯農(nóng)藥

曹方方1, 于建釗2, 費(fèi)金巖3, 許秀艷2*, 許人驥2, 呂怡兵2

(1. 山東省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站, 濟(jì)南 250101; 2. 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站, 北京 100012;3. 撫順市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站, 撫順 113000)

采用氣相色譜-雙柱雙電子捕獲檢測(cè)器(ECD)測(cè)定魚(yú)肉樣品中的10種有機(jī)氯農(nóng)藥(六氯苯、α-六六六、β-六六六、γ-六六六、δ-六六六、七氯、p,p′-DDE、o,p′-DDT、p,p′-DDD和p,p′-DDT)。樣品經(jīng)正己烷振蕩提取后,提取液經(jīng)自制酸性硅膠柱凈化,采用DB-35MS和DB-5毛細(xì)管色譜柱進(jìn)行雙柱雙ECD分析。10種有機(jī)氯農(nóng)藥的線性范圍均為5.0～250 μg·L-1,檢出限(3.143s)在0.2～1.2 μg·kg-1之間。加標(biāo)回收率在85.7%～121%之間,測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=6)不大于16%。

氣相色譜法; 雙柱雙電子捕獲檢測(cè)器; 有機(jī)氯農(nóng)藥; 魚(yú)肉

有機(jī)氯農(nóng)藥(OCPs)是一類(lèi)全球性環(huán)境污染物,對(duì)人和牲畜具有致癌、致畸和致突變等作用。食品是人類(lèi)攝入OCPs的主要途徑之一,特別是高脂肪含量的動(dòng)物性食品,如肉類(lèi)、魚(yú)類(lèi)和奶制品等[1]。我國(guó)第五次總膳食研究調(diào)查結(jié)果顯示,肉類(lèi)、水產(chǎn)、蔬菜等膳食樣品中六六六(HCHs)和滴滴涕(DDT)殘留量最高,分別可達(dá)21.6%,42.0%[2]。文獻(xiàn)[3]報(bào)道中國(guó)人體內(nèi)攝入的DDT 75%來(lái)自于海魚(yú),美國(guó)人體內(nèi)攝入的DDT 75%來(lái)自于淡水魚(yú)。文獻(xiàn)[4]在對(duì)志愿者人奶的分析中發(fā)現(xiàn)人體內(nèi)HCHs和DDT的含量均與魚(yú)的攝入量有較強(qiáng)的相關(guān)性。因此,快速、準(zhǔn)確測(cè)定魚(yú)肉樣品中的HCHs和DDT等有機(jī)氯農(nóng)藥殘留具有重要意義。

目前國(guó)內(nèi)關(guān)于動(dòng)物源性食品中有機(jī)氯農(nóng)藥測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)方法主要有SN/T 0127-2011[5]、GB/T 9695.10-2008[6]、GB/T 14551-2003[7]。標(biāo)準(zhǔn)方法中的提取方式主要是振蕩提取和微波消解提取,凈化方式主要采用硫酸磺化法。魚(yú)肉樣品基質(zhì)復(fù)雜,脂肪和蛋白質(zhì)含量高,該樣品前處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于去除脂肪、蛋白質(zhì)等基質(zhì)。硫酸磺化法凈化徹底,可有效去除脂肪和蛋白質(zhì)等基質(zhì),對(duì)于分析魚(yú)肉中的HCHs、DDT等化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定的組分是一種較好的選擇。但此法操作過(guò)程需使用大量硫酸,如操作不慎會(huì)對(duì)操作者造成身體傷害,而且后續(xù)的洗滌過(guò)程中也經(jīng)常發(fā)生嚴(yán)重乳化現(xiàn)象而使操作過(guò)程變得繁瑣。

本工作在標(biāo)準(zhǔn)方法和前人研究[8]基礎(chǔ)上,采用振蕩提取,酸性硅膠柱凈化,氣相色譜-雙柱雙電子捕獲檢測(cè)器(ECD)測(cè)定魚(yú)類(lèi)樣品中的HCHs、DDT和六氯苯等10種有機(jī)氯農(nóng)藥。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 7890A型氣相色譜儀(雙柱雙ECD);HY-4型調(diào)速多用振蕩器;DS-1型高速組織搗碎機(jī);NVC-2200型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀;ZGDCY-12SL型氮吹儀;14/23型層析柱。

有機(jī)氯農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液;國(guó)家有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW(E) 100129和BW 3710。

正己烷、硫酸為分析純;無(wú)水硫酸鈉為分析純,于350 ℃烘4 h;中性硅膠(粒徑0.063～0.100 mm)為分析純,使用前在550 ℃條件下烘12 h,冷卻后裝入密封的玻璃瓶中,并于干燥器中存放。

酸性硅膠:稱(chēng)取烘過(guò)的中性硅膠56 g,加入硫酸44 g,充分混勻后變成粉末狀。將所有制成的硅膠裝入試劑瓶中密封,保存在干燥器中。

1.2 氣相色譜條件

DB-35MS色譜柱(30 m×320 μm,0.25 μm),DB-5色譜柱(30 m×250 mm,0.25 μm)。升溫程序:初始溫度70 ℃,保持1 min;以20 ℃·min-1速率升溫至210 ℃;再以2 ℃·min-1速率升溫至240 ℃,保持2 min。色譜柱流量1.5 mL·min-1,進(jìn)樣口溫度250 ℃,檢測(cè)器溫度300 ℃,進(jìn)樣量1 μL,進(jìn)樣方式為不分流進(jìn)樣。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 提取

稱(chēng)取3.000 0 g魚(yú)肉樣品于磨口錐形瓶中,加入20 g無(wú)水硫酸鈉并用玻璃棒研磨攪拌至樣品變干,成松散沙粒狀。加入30 mL正己烷振蕩提取40 min,提取液通過(guò)填裝有無(wú)水硫酸鈉的短頸漏斗轉(zhuǎn)移至圓底燒瓶中,再重復(fù)提取1次,合并提取液。

1.3.2 酸性硅膠柱凈化

在填充柱底部充填一小團(tuán)石英棉,用少許正己烷沖洗內(nèi)壁。依次裝填中性硅膠1 g、酸性硅膠8 g、中性硅膠1 g、無(wú)水硫酸鈉6 g,加入70 mL正己烷淋洗酸性硅膠柱。然后將提取的樣品溶液濃縮至1～2 mL,轉(zhuǎn)移至已活化好的酸性硅膠柱上凈化,最后用90 mL正己烷洗脫,調(diào)節(jié)洗脫速率為2～3 mL·min-1,將洗脫液濃縮定容至1 mL,供氣相色譜分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜柱的選擇

對(duì)于有機(jī)氯農(nóng)藥樣品的分析,電子捕獲檢測(cè)器具有靈敏度高、檢出限低的優(yōu)勢(shì),而且該檢測(cè)方法簡(jiǎn)便、儀器普及率高,但是對(duì)于基質(zhì)復(fù)雜的樣品,干擾因素較多。為了避免干擾物質(zhì)影響測(cè)定結(jié)果,試驗(yàn)中采用DB-35MS和DB-5兩種不同極性的毛細(xì)管色譜柱對(duì)魚(yú)肉樣品中的10種有機(jī)氯農(nóng)藥進(jìn)行雙柱分析。在一次進(jìn)樣的條件下,可以同時(shí)收集兩套數(shù)據(jù)供定性和定量分析,使得定性、定量結(jié)果更準(zhǔn)確。10種有機(jī)氯農(nóng)藥的在兩種不同極性色譜柱中的色譜圖見(jiàn)圖1和圖2。

1-六氯苯;2-α-666;3-γ-666;4-β-666;5-七氯;6-δ-666;7-p,p′-DDE;8-o,p′-DDT;9-p,p′-DDD;10-p,p'-DDT圖1 10種有機(jī)氯農(nóng)藥混合標(biāo)準(zhǔn)溶液在DB-35MS色譜柱上的色譜圖Fig. 1 Chromatogram of the mixed standard solution 10 OCPs on DB-35MS column

1-α-666;2-六氯苯;3-β-666;4-γ-666;5-δ-666;6-七氯;7-p,p′-DDE;8-p,p′-DDD;9-o,p′-DDT;10-p,p′-DDT圖2 10種有機(jī)氯農(nóng)藥混合標(biāo)準(zhǔn)溶液在DB-5色譜柱上的色譜圖Fig. 2 Chromatogram of the mixed standard solution of 10 OCPs on DB-5 column

由圖1和圖2可知:在設(shè)定的儀器工作條件下,10種有機(jī)氯農(nóng)藥在兩種色譜柱上的出峰順序略有差別,在DB-35MS色譜柱上比在DB-5色譜柱上可獲得更好的分離效果,色譜峰形尖銳;而在DB-5色譜柱上p,p′-DDD與o,p′-DDT不能完全分開(kāi)。因此,試驗(yàn)以DB-35MS色譜柱作為定量柱,DB-5色譜柱作為輔助確認(rèn)柱。

2.2 提取溶劑用量的選擇

通過(guò)加標(biāo)回收試驗(yàn)考察正己烷的用量對(duì)提取效果的影響。稱(chēng)取3.000 0 g魚(yú)肉樣品,加入10種有機(jī)氯農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液,加標(biāo)量為0.1 μg,分別加入20,30,40 mL正己烷,振蕩提取40 min,并重復(fù)1次,測(cè)定10種有機(jī)氯農(nóng)藥的回收率,結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可知:用20 mL正己烷提取2次,回收率在91.0%～105%之間;當(dāng)用30 mL正己烷提取2次時(shí),目標(biāo)組分基本完全回收,表明已提取充分。因此,試驗(yàn)選擇提取溶劑正己烷的用量為30 mL。

表1 正己烷的用量對(duì)提取效果的影響Tab. 1 Effect of hexane dosage on extraction efficiency

2.3 洗脫劑用量的選擇

魚(yú)肉樣品經(jīng)酸性硅膠柱凈化后,用正己烷作為洗脫劑進(jìn)行淋洗,試驗(yàn)考察了洗脫劑的用量對(duì)提取效果的影響。稱(chēng)取3.000 0 g魚(yú)肉樣品,加入10種有機(jī)氯農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液,加標(biāo)量為0.1 μg,用30 mL正己烷振蕩提取2次,每次提取40 min。提取液濃縮后定量轉(zhuǎn)移至酸性硅膠柱上凈化,依次用30,15,15,15,15 mL等5份正己烷淋洗,淋洗液分段接收,分別測(cè)定5段接收液的有機(jī)氯農(nóng)藥回收率,平行測(cè)定3次,結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 5段洗脫液的洗脫效率Tab. 2 Elution efficiency of 5 segments eluant

由表2可知:30 mL正己烷淋洗液可將六氯苯、七氯、p,p′-DDE、o,p′-DDT、p,p′-DDT等組分完全淋洗出;大部分物質(zhì)在經(jīng)75 mL洗脫劑洗脫后,酸性硅膠柱中殘留量已低于5%;90 mL洗脫劑則可將10種有機(jī)氯農(nóng)藥完全淋洗出。因此,試驗(yàn)選擇洗脫劑正己烷的用量為90 mL。

2.4 樣品的凈化效果

魚(yú)肉樣品中的脂肪和蛋白質(zhì)含量高,此類(lèi)樣品分析的關(guān)鍵在于去除基質(zhì)中的脂肪、蛋白質(zhì)、著色物質(zhì)等對(duì)分析造成的干擾。圖3是樣品提取后未經(jīng)過(guò)凈化和經(jīng)酸性硅膠柱凈化后的色譜圖。

1-未經(jīng)凈化;2-經(jīng)酸性硅膠柱凈化圖3 樣品的色譜圖Fig. 3 Chromatograms of samples

由圖3可知:未經(jīng)凈化的色譜圖雜質(zhì)峰較多,不僅干擾樣品測(cè)定,而且長(zhǎng)時(shí)間的樣品分析會(huì)造成進(jìn)樣口、色譜柱、檢測(cè)器等部位污染,降低靈敏度;經(jīng)酸性硅膠柱凈化后的樣品色譜圖基線平穩(wěn)、雜質(zhì)峰較少,表明樣品經(jīng)自制酸性硅膠柱凈化后可以有效消除基質(zhì)干擾。

2.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限

采用正己烷作為溶劑配制質(zhì)量濃度分別為5.0,25,50,125,250 μg·L-1的10種有機(jī)氯農(nóng)藥混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,按試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定,以質(zhì)量濃度對(duì)色譜峰面積繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。10種有機(jī)氯農(nóng)藥的質(zhì)量濃度在5.0～250 μg·L-1內(nèi)與峰面積呈線性關(guān)系,線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表3。

美國(guó)EPA SW-846對(duì)方法檢出限(MDL)的描述為能夠被檢出并在被分析物濃度大于零時(shí)能以99%置信度報(bào)告的最低濃度。計(jì)算公式為:

式中,當(dāng)重復(fù)測(cè)定7次,置信水平為99%時(shí),t值為3.143;s為重復(fù)測(cè)定7次的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

在3.000 0 g陰性魚(yú)肉樣品中加入標(biāo)準(zhǔn)溶液,按試驗(yàn)方法平行測(cè)定7次,根據(jù)公式(1)計(jì)算方法的檢出限,結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 線性參數(shù)和檢出限Tab. 3 Linearity parameters and detection limits

由表3可知:10種有機(jī)氯農(nóng)藥的檢出限均滿(mǎn)足國(guó)家關(guān)于《食品中農(nóng)藥最大殘留限量》的要求[9]。

2.6 精密度和回收試驗(yàn)

凈化過(guò)程中所用的酸性硅膠填充柱是手工填裝的,自制填充柱多因其填料的來(lái)源、顆粒大小、表面積大小和裝填的密度難以控制,而通常被認(rèn)為重復(fù)性差,難以被廣泛的推廣使用[10]。

試驗(yàn)以3.000 0 g陰性魚(yú)肉樣品為基質(zhì)進(jìn)行低、中、高等3種濃度水平(25,125,225 μg·L-1)的加標(biāo)回收試驗(yàn),平行測(cè)定6次,計(jì)算加標(biāo)回收率和測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD),結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 精密度和回收試驗(yàn)結(jié)果(n=6)Tab. 4 Results of tests for precision and recovery

由表4可知:加標(biāo)回收率在85.7%～121%之間,RSD不大于16%,表明方法具有較好的準(zhǔn)確度和精密度,可應(yīng)用于實(shí)際樣品分析。

2.7 樣品分析

為進(jìn)一步驗(yàn)證該方法的準(zhǔn)確性,將該方法應(yīng)用于有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分析,結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的分析結(jié)果Tab. 5 Analytical results of certified reference material

本工作建立了氣相色譜-雙柱雙ECD測(cè)定魚(yú)肉樣品中10種有機(jī)氯農(nóng)藥的方法,勻漿后的魚(yú)肉樣品經(jīng)正己烷振蕩提取后經(jīng)自制酸性硅膠柱凈化,濃縮后上機(jī)分析。方法操作簡(jiǎn)單、凈化充分,且雙柱分析提高了分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。該方法的精密度、準(zhǔn)確度高,可用于魚(yú)肉樣品中有機(jī)氯農(nóng)藥的測(cè)定。

[1] 海洋污染及其防治編譯組.海洋污染及其防治[M].北京:石油工業(yè)出版社, 1981:108-110.

[2] 杜鵑.中國(guó)居民膳食中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留的污染水平研究[D].武漢:武漢輕工大學(xué), 2013.

[3] WANG H S, ZHAO Y G, MAN Y B, et al. Oral bioaccessibility and human risk assessment of organochlorine pesticides(OCPs) vial fish consumption using an invitro gastrointestinal model[J]. Food Chemistry, 2011,127(4):1673-1679.

[4] POON C K K, LEUNG C K C, WONG M H, et al. Polychlorinated biphenyls and organochlorine pesticides in human adpose tissues and breast milk collected in Hongkong[J]. Archives of Environment Contamination and Toxicology, 2005,49(2):274-282.

[5] SN/T 0127-2011 進(jìn)出口源性食品中六六六、滴滴涕和六氯苯殘留量的檢測(cè)方法 氣相色譜質(zhì)譜法[S].

[6] GB/T 9695.10-2008 肉與肉制品 六六六、滴滴涕殘留量測(cè)定[S].

[7] GB/T 14551-2003 動(dòng)、植物中六六六和滴滴涕測(cè)定的氣相色譜法[S].

[8] 劉秀芬,勞文劍,畢新慧,等.南極鮑魚(yú)樣品中有機(jī)氯農(nóng)藥的測(cè)定[J].分析化學(xué), 2002,30(9):1035-1037.

[9] GB 2763-2014 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量[S].

[10] 陳曉華,汪群杰.固相萃取技術(shù)與應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社, 2010.

Determination of Organochlorine Pesticides in Fish by GC with Dual-Column and Dual-ECD

CAO Fang-fang1, YU Jian-zhao2, FEI Jin-yan3, XU Xiu-yan2*, XU Ren-ji2, Lü Yi-bing2

(1.ShandongEnvironmentalMonitoringCenter,Jinan250101,China; 2.ChinaNationalEnvironmentalMonitoringCenter,Beijing100012,China;3.FushunEnvironmentalMonitoringCenter,Fushun113000,China)

GC with dual-column and dual-ECD was applied to the determination of 10 organochlorine pesticides in fish, including hexachlorobenzene,α-BHC,β-BHC,γ-BHC,δ-BHC, heptachlor,p,p′-DDE,o,p′-DDT,p,p′-DDD andp,p′-DDT. After the samples were extracted by oscillation with hexane, the extract was cleaned-up with self-made acidic silica gel column and the purified solution was analyzed by GC with dual-column (DB-35MS and DB-5) and dual-ECD system. The linearity ranges of 10 organochlorines were all 5.0-250 μg·L-1, with detection limits (3.143s) in the range of 0.2-1.2 μg·kg-1. Recovery rates obtained by standard addition method were in the range of 85.7%-121% and RSDs (n=6) were within 16%.

GC; Dual-column and dual-ECD; Organochlorine pesticides; Fish

10.11973/lhjy-hx201703003

2016-02-24

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41101476);流域水生 態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)研究(2013ZX07502001)

曹方方(1988-),女,山東濟(jì)寧人,碩士研究生,主要 研究方向?yàn)榄h(huán)境有機(jī)污染物監(jiān)測(cè)與分析。

* 通信聯(lián)系人。E-mail:xuxy@cnemc.cn

O657.7

A

1001-4020(2017)03-0258-05