氣質(zhì)聯(lián)用法測(cè)定甜瓜中代森鋅

帕爾哈提·克依木，周曉龍，劉河疆

（新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所，農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室（烏魯木齊），新疆農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全實(shí)驗(yàn)室，新疆烏魯木齊830091）

氣質(zhì)聯(lián)用法測(cè)定甜瓜中代森鋅

帕爾哈提·克依木，周曉龍，劉河疆*

（新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所，農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室（烏魯木齊），新疆農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全實(shí)驗(yàn)室，新疆烏魯木齊830091）

建立一種氣質(zhì)聯(lián)用法快速測(cè)定甜瓜中代森鋅殘留量的方法。通過進(jìn)行正交試驗(yàn)優(yōu)化，采用超聲反應(yīng)提取方式，在密閉反應(yīng)瓶內(nèi)用氯化亞錫鹽酸溶液對(duì)甜瓜中殘留的代森鋅進(jìn)行還原反應(yīng)，將生成的二硫化碳用正己烷吸收，用氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜SIM模式采集數(shù)據(jù)，外標(biāo)法定量，間接測(cè)定甜瓜中代森鋅殘留量。樣品前處理優(yōu)化條件為正己烷做吸收溶劑，水浴超聲時(shí)間為45 min，超聲溫度為60℃，稱樣量為10 g，抗壞血酸添加量為0.1 g。該方法在0.3 mg/kg～20 mg/kg范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)大于0.991，在添加量范圍平均回收率為71.0%～90.8%，變異系數(shù)（RSD）為0.5%，最小檢出限在0.2 mg/kg，最小定量限為0.67 mg/kg。

代森鋅；正交試驗(yàn)；氣質(zhì)聯(lián)用；甜瓜

代森鋅（Dithane Z-78）是一種乙撐雙二硫代氨基 甲酸鹽（EBDCs）類保護(hù)性殺菌劑。對(duì)許多病菌如霜霉病菌、晚疫病菌及炭疽病菌等有較強(qiáng)觸殺作用。研究表明其在植物、土壤及動(dòng)物體內(nèi)的代謝物具有致癌[1]、誘導(dǎo)有機(jī)體突變和致畸性[2]。目前國內(nèi)外對(duì)代森鋅殺菌劑的安全性給予了很大關(guān)注，對(duì)其使用做出了限制，因此，在水果中代森鋅殘留量的檢測(cè)尤為重要。

對(duì)于氣質(zhì)聯(lián)用法測(cè)定代森鋅方面，目前前處理有兩種方式：①采用氯化亞錫的鹽酸溶液對(duì)樣品中代森鋅進(jìn)行還原，生成二硫化碳，然后直接頂空[3]，進(jìn)行分析；②采用有機(jī)溶劑吸收二硫化碳，吸取有機(jī)相進(jìn)行分析。本試驗(yàn)采用后一種方法，進(jìn)行快速測(cè)定甜瓜中代森鋅殘留量[4]。

1 材料、試劑與儀器

1.1 材料

甜瓜：產(chǎn)自吐魯番。

1.2 試劑

乙腈、正己烷、異辛烷、石油醚60-90：均為色譜純，F(xiàn)isher Scientific；濃鹽酸：北京旭陽化工技術(shù)研究院；氯化亞錫：天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；二硫化碳標(biāo)準(zhǔn)品：上海安譜公司。以上所有試劑，除特別注明者外，均為分析純?cè)噭?，試?yàn)用水應(yīng)符合GB/T 6682-2008《分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法》中規(guī)定的一級(jí)水。

二硫化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液：準(zhǔn)確稱取適量二硫化碳，用正己烷稀釋成濃度為1.0 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，根據(jù)需要再稀釋到適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)工作液；

鹽酸溶液（5 mol/L）：取濃鹽酸430 mL，用去離子水稀釋至1 000 mL；氯化亞錫鹽酸溶液：取15 g氯化亞錫，用鹽酸溶液稀釋至1 000 mL。

單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：將代森鋅等單個(gè)農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品，各稱?。?.050 0±0.000 1）g于 50 mL 容量瓶中，用乙腈定容至刻度，配制成1 000 mg/L的單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，低溫避光保存。根據(jù)需要，再用正己烷稀釋到適當(dāng)濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作液，需現(xiàn)用現(xiàn)配。

1.3 儀器

7000B型三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜儀、7890B型氣相色譜儀：美國安捷倫公司；KQ5200DE型數(shù)控超聲波清洗器（帶恒溫功能）：昆山市超聲儀器有限公司；CT18RT高速臺(tái)式冷凍離心機(jī)（15 000 r/min）：TECHCOMP；冷藏冰箱（4℃～10℃）：海爾公司；IKA MS 3 digital旋渦混勻器、IKA T18 digital高速均質(zhì)器：德國艾卡公司；PB303-E型電子天平：梅特勒-托利多儀器有限公司；60 mL玻璃反應(yīng)瓶：北京振翔公司。

2 方法

2.1 樣品處理

保存：適量新鮮或冷藏的甜瓜，切碎勻漿，裝入樣品盒中，密封保存。

試樣制備：取適量新鮮或冷藏甜瓜樣品，混合并使均質(zhì)，取均質(zhì)后的供試樣品，作為供試試料。

2.2 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.2.1 萃取溶劑的提取率測(cè)定

代森鋅在酸性和加熱條件下產(chǎn)生的二硫化碳易溶于大多數(shù)有機(jī)試劑，本試驗(yàn)采用石油醚、異辛烷和正己烷作提取溶劑比較其提取率[5]。

2.2.2 加樣量對(duì)峰面積的影響

反應(yīng)瓶中的樣品量對(duì)色譜分析具有一定影響[6]，采用向60 mL反應(yīng)瓶里添加2、4、10、20 g的同一甜瓜樣品，平衡時(shí)間45 min、平衡溫度60℃、代森鋅添加濃度為2 μg/mL，按照色譜條件進(jìn)行分析測(cè)定。

2.2.3 平衡溫度對(duì)峰面積的影響

水浴超聲溫度對(duì)色譜分析具有一定影響[7]，試驗(yàn)采用 30、50、60、80℃，4個(gè)水平的溫度，在其他條件不變的情況下按照色譜條件進(jìn)行分析測(cè)定。

2.2.4 平衡時(shí)間對(duì)峰面積的影響

水浴超聲時(shí)間對(duì)色譜分析具有一定影響：試驗(yàn)選取 15、30、45、60 min，4 個(gè)水平[8]。在其他條件不變的情況下按照色譜條件進(jìn)行分析測(cè)定。

2.2.5 抗壞血酸添加量對(duì)峰面積的影響

在反應(yīng)瓶中添加抗壞血酸觀察對(duì)峰面積的影響，需對(duì)添加抗壞血酸進(jìn)行質(zhì)量梯度選擇。試驗(yàn)0.02、0.05、0.10、0.20 g 4個(gè)質(zhì)量梯度的抗壞血酸進(jìn)行提取效率比較。按照色譜條件進(jìn)行分析測(cè)定。

2.3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用SPSS Statistics17軟件處理數(shù)據(jù)，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)[9]上，以反應(yīng)瓶中樣品量、平衡溫度、平衡時(shí)間、抗壞血酸添加量作為考察因素，進(jìn)行L16（44）正交試驗(yàn)，以二硫化碳成分的峰面積之和作為參考指標(biāo)，篩選最佳分析條件，試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案見表1。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal test

2.4 樣品前處理

稱取試樣10 g（精確至0.01 g），于60 mL反應(yīng)瓶中，加入20 mL氯化亞錫溶液和10.00 mL正己烷，擰緊瓶蓋用封口膜密封，在（60±2）℃下水浴超聲波提取45 min，其間每隔15 min振搖一次。然后將試管置于4℃冷藏冰箱中冷卻10 min，靜置分層后，吸取上層正己烷提取液，過0.45 μm濾膜，裝入進(jìn)樣瓶，進(jìn)行氣相色譜分析[10]。

2.5 儀器條件

2.5.1 色譜參數(shù)

色譜柱：預(yù)柱（0.7 m×250 μm×0.25 μm）；HP-5MS UI柱（30 m×250 μm×0.25 μm）；柱箱程序：恒溫 40℃，保持5 min；然后30℃/min升溫速率，升至280℃，保持 17 min；進(jìn)樣量：1.00 μL；進(jìn)樣口溫度：160℃；進(jìn)樣模式：分流；分流比：20 ∶1；載氣：高純氮，純度＞99.999%；恒流模式，流量：0.5 mL/min。

反吹模式：恒壓；反吹壓力：20 685 Pa；后運(yùn)行時(shí)間：5 min；后運(yùn)行壓力：68 950 Pa；

2.5.2 質(zhì)譜參數(shù)

傳輸線：280℃；離子源：EI，離子源溫度：230℃；四級(jí)桿1：溫度150℃；四級(jí)桿2：溫度150℃；碰撞室：氦氣，2.25 mL/min；氮?dú)猓?.5 L/min；掃描模式 1 為全掃描：質(zhì)量數(shù)35～350；掃描模式2為SIM掃描；定性離子：76、78 定量離子 76。

3 結(jié)果與討論

3.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

本試驗(yàn)采用完全隨機(jī)化設(shè)計(jì)單因素試驗(yàn)，用來優(yōu)化樣品前處理?xiàng)l件，試驗(yàn)結(jié)果見圖1～圖5。

圖1 萃取溶劑的提取率對(duì)比Fig.1 Extraction rate of different solvent

圖2 稱樣量對(duì)峰面積的影響Fig.2 The influence of sample weight

3.1.1 萃取溶劑的選擇

圖3 平衡溫度對(duì)峰面積的影響Fig.3 The influence of equilibrium temperature

圖4 平衡時(shí)間對(duì)峰面積的影響Fig.4 The influence of equilibrium time

圖5 抗壞血酸添加量對(duì)峰面積的影響Fig.5 The influence of ascorbic acid weight

試驗(yàn)證實(shí)異辛烷作溶劑，在氣質(zhì)聯(lián)用檢測(cè)器上測(cè)定二硫化碳，其溶劑峰干擾明顯，故將石油醚和正己烷提取效率做對(duì)比，試驗(yàn)證明兩者均對(duì)二硫化碳有很好的提取效果，且與水相互不相溶，分層后有機(jī)相提取二硫化碳后將大部分水溶性的雜質(zhì)留在水相中，大大減少了樣品本底干擾。但石油醚相對(duì)于正己烷揮發(fā)性更強(qiáng)，易造成試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確度下降，故最終選擇正己烷作為提取溶劑。

3.1.2 加樣量的選取

試驗(yàn)證實(shí)隨反應(yīng)中樣品量的增加，二硫化碳成分峰面積增大，樣品量超過10 g后，二硫化碳峰面積增加幅度并不是很大，而且隨著樣品量增加，峰面積增加變緩，20 g時(shí)顯著降低，該現(xiàn)象討論結(jié)果為加樣量過多易造成實(shí)驗(yàn)誤差，因此從試驗(yàn)需求和樣品需求量綜合考慮，采用10 g作為試驗(yàn)樣品量。

3.1.3 平衡溫度的選取

試驗(yàn)證實(shí)升高溫度可以增強(qiáng)二硫化碳成分的提取效果，當(dāng)水浴溫度低于60℃時(shí)，二硫化碳得率隨著反應(yīng)溫度的升高而增加，這是因?yàn)樵谝欢囟确秶鷥?nèi)，反應(yīng)溫度升高，物質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)增大，提取劑的滲透能力也相應(yīng)增強(qiáng)，使有效成分浸出率增大，目標(biāo)物得率升高;繼續(xù)升高溫度至80℃，討論得出溫度過高瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大，二硫化碳提取成分易揮發(fā)。綜合考慮后，將60℃作為最佳平衡溫度。

3.1.4 平衡時(shí)間的選取

二硫化碳隨反應(yīng)時(shí)間的延長而增加;當(dāng)反應(yīng)超過45 min后，二硫化碳得率趨平。這是因?yàn)榉磻?yīng)時(shí)間過短提取不完全，且反應(yīng)時(shí)間過長并不會(huì)增加得率，只會(huì)增加成本。綜合組分的萃取效率變化情況，選擇45 min為最佳平衡時(shí)間。

3.1.5 抗壞血酸添加量的選取

在反應(yīng)瓶中添加抗壞血酸觀察對(duì)峰面積的影響，產(chǎn)物二硫化碳隨抗壞血酸的添加量的增加，峰面積有明顯增高，當(dāng)添加量為0.2 g時(shí)，峰面積明顯降低，這是因?yàn)榭箟难釢舛冗^高對(duì)二硫化碳的產(chǎn)生有抑制作用。綜合考慮，選擇抗壞血酸添加量0.1 g為最佳濃度。

綜合3.1.1～3.1.5的結(jié)果，在保持單因素變化的情況下，按照2.5氣相色譜條件進(jìn)行峰面積測(cè)定，萃取溶劑中二硫化碳提取率正己烷高于石油醚9%；稱樣量在10 g時(shí)二硫化碳峰面積最高；二硫化碳峰面積隨平衡溫度、平衡時(shí)間的增加持續(xù)增大；抗壞血酸添加量為0.1 g對(duì)二硫化碳峰面積影響最大。

3.2 正交試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果

L16（44）正交試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果見表2。

表2 L16（44）正交試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果Table 2Results of L16（44）orthogonal test

續(xù)表2 L16（44）正交試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果Continue table 2Results of L16（44）orthogonal test

由表2可知，各因素的極差大小順序?yàn)锳>C>B>D，由此可以得出四因素對(duì)二硫化碳峰面積影響的先后順序?yàn)榭箟难崽砑恿?平衡時(shí)間>加樣量>平衡溫度。

方差分析見表3。

表3 L16（44）正交試驗(yàn)的方差分析表Table 3Results of L16（44）analysis of variance

由表3可知，方差分析F值大于F臨界值，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，抗壞血酸添加量對(duì)峰面積的影響與其他組相比具有顯著性差異。

從表2的K值中可以看出，最優(yōu)的提取工藝條件為A3B3C3D3，即為正交表中第3種組合，加樣量為10 g，平衡溫度為60℃，平衡時(shí)間45 min，抗壞血酸添加量0.1 g，代森鋅添加濃度2 μg/mL,以此為條件進(jìn)行重復(fù)性試驗(yàn)6次，得平均峰面積為5 851 350，回收率平均結(jié)果為109.6%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為8.3%，符合檢測(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，結(jié)果令人滿意。

3.3 單級(jí)質(zhì)譜測(cè)定結(jié)果

以標(biāo)準(zhǔn)溶液中二硫化碳的保留時(shí)間為定性依據(jù)，按照2.5氣相色譜條件測(cè)定樣品和混合標(biāo)準(zhǔn)的工作溶液，以色譜峰面積外標(biāo)法進(jìn)行定量。相關(guān)色譜圖參見圖6、圖7、圖8，方法的精密度回收率線性方程見表4。

圖6 二硫化碳標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的氣質(zhì)聯(lián)用色譜圖Fig.6 The chromatogram of CS2by GC-MS/MS

圖7 代森鋅還原反應(yīng)生成的二硫化碳?xì)赓|(zhì)聯(lián)用色譜圖Fig.7 The chromatogram of CS2produced by dyson zinc

4 結(jié)論

本試驗(yàn)采用超聲振蕩提取方法，用氯化亞錫的鹽酸溶液對(duì)試料中殘留的代森鋅進(jìn)行還原測(cè)定，生成二硫化碳，然后將生成的二硫化碳用正己烷提取，進(jìn)行氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜選擇離子SIM模式進(jìn)行分析，通過試驗(yàn)得到二硫化碳最優(yōu)提取條件：萃取溶劑為正己烷，稱樣量為10 g，平衡溫度為60℃，平衡時(shí)間45 min，抗壞血酸添加量0.1 g。

圖8 甜瓜樣品添加代森鋅反應(yīng)生成二硫化碳的氣質(zhì)聯(lián)用色譜圖Fig.8 The chromatogram of CS2produced by dyson zinc in muskmelon by GC-MS/MS

表4 方法的精密度、回收率Table 4 Recovery，RSD of the method

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Determination of Dithane Z-78 Residues in Muskmelon by Gas Chromatography-tandem Mass Spectrometry

Paerhati·Keyimu，ZHOU Xiao-long，LIU He-jiang*
（Institute of Quality Standards&Testing Technology for Agro-Products，Xinjiang Academy of Agricultural Science，Laboratory of Quality and Safety Risk Assessment for Agro-Products（Urumqi），Ministry of Agriculture，Key Laboratory of Agroproducts Quality and Safety of Xinjiang，Urmqi 830091，Xinjiang，China）

A rapid determination method of Dithane Z-78 residues in muskmelon was established by gas chromatography-tandem mass spectrometry（GC-MS/MS）.Orthogonal experimental design，was used to reaction with the SnCl2-HCl solution in the sample bottle by ultrasonic extraction.Then CS2，was extracted by hexane，which，was detected by using SIM mode of the GC-MS/MS，external standards were used for quantitative determination.The results showed that the optimized conditions of pretreatment was using hexane as extraction solvent，ultrasonic time was 45 min，water temperature was 60 ℃，sample weight was 10 g，and ascorbic acid content was 0.1g.This method was showed good linearity in the range of 0.3 mg/kg to 20 mg/kg（r=0.991），the average recoveries of all the spiked levels were in the range of 71.0%to 90.8%，the RSD were 0.5%；The limit of detection（ LOD）was below 0.2 mg/kg and the limit of quantity was below 0.67 mg/kg.

Dithane Z-78；orthogonal experimental design；gas chromatography-tandem mass spectrometry；muskmelon

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.17.030

2017-06-05

新疆維吾爾自治區(qū)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)經(jīng)費(fèi)資助項(xiàng)目（KY2017055）；新疆維吾爾自治區(qū)高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（201517106）；新疆維吾爾自治區(qū)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)經(jīng)費(fèi)資助項(xiàng)目（KYGY2016110）

帕爾哈提·克依木（1961—），男（維吾爾），高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，碩士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

*通信作者：劉河疆（1981—），男，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。