GC聯(lián)合GC-MS測定果蔬汁中11種有機(jī)磷農(nóng)藥的殘留量

黃佳新

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GC聯(lián)合GC-MS測定果蔬汁中11種有機(jī)磷農(nóng)藥的殘留量

黃佳新

（中國檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán) 廣東有限公司番禺分公司，廣東 廣州 511400）

建立了氣相色譜儀(GC)與氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)結(jié)合測定果蔬汁中11種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量的分析方法。優(yōu)化了樣品前處理方法，同時優(yōu)化了GC與GC-MS分析條件。樣品以乙酸乙酯提取，添加氯化鈉與無水硫酸鎂優(yōu)化萃取條件，以GCB/PSA小柱凈化后供GC和GC-MS分析。該方法簡便、快速、準(zhǔn)確，11種有機(jī)磷農(nóng)藥在0.05~0.4 mg/L范圍內(nèi)，顯示了良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均大于0.995，平均加標(biāo)回收為81.29%~111.74%，回收實(shí)驗(yàn)的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD，=6）在1.9%~8.6%之間。

果蔬汁；有機(jī)磷農(nóng)藥；GC-MS；GC

隨著人們生活水平的提高，人們對日常飲品的營養(yǎng)安全健康愈發(fā)關(guān)注和重視。果蔬汁在口感和營養(yǎng)方面都接近新鮮果蔬，且食用更為方便，并且有一定的保健價(jià)值，受到各年齡階段人們的喜愛。然而這種以果蔬為原料的產(chǎn)品的安全性勢必受到果蔬原料質(zhì)量優(yōu)劣的威脅。

有機(jī)磷農(nóng)藥在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中使用量十分廣泛，因此果蔬中不可避地會有該類農(nóng)藥殘留[1]。使用農(nóng)藥殘留超標(biāo)的食品,雖然不一定會導(dǎo)致急性中毒,但很可能會導(dǎo)致人體慢性中毒,引起人體器官病變,誘發(fā)癌癥[2-4]。

目前，有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的檢測方法有氣相色譜法（GC）[5]、氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）[6,7]、超臨界流體色譜法[8]、氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法（GC-MS/MS）、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（LC-MS/MS）[9]等等。其中GC-FPD法具有靈敏度高，雜峰干擾少，成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，但由于只依靠保留時間定性，對某些無法分離開的有機(jī)磷分辨率較低；而GC-MS法則有高分辨率，高準(zhǔn)確性的優(yōu)點(diǎn)，但成本相對較高，針對個別有機(jī)磷響應(yīng)較低，難以準(zhǔn)確定量的缺點(diǎn)。

本實(shí)驗(yàn)方法依照實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件，將GC-FPD法與GC-MS法結(jié)合應(yīng)用，同時優(yōu)化前處理方法，建立以GC-FPD法初篩及最后定量，陽性樣以GC-MS法確證定性的方法。該法具有快速準(zhǔn)確，靈敏度和精密度高，重現(xiàn)性好，實(shí)用經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，可為食品中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的檢測與監(jiān)測提供參考與支持。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器試劑

氣相色譜儀（配有FPD火焰光度檢測器）（Agilent 7890A，美國安捷倫公司），氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（Agilent7890A-5975C，美國安捷倫公司），大容量冷凍離心機(jī)（Eppendorf 5810r，德國艾本德公司），旋蒸蒸發(fā)儀（Heidolph ML/G3B，德國海道夫公司），氮吹儀（I WILL T&D MTN-2008W，天津艾維歐公司）；

果蔬汁：市售；

11種有機(jī)磷農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品：敵敵畏，速滅磷，久效磷，甲拌磷，樂果，甲基對硫磷，殺螟松，馬拉硫磷，倍硫磷，對硫磷，克線磷(均為1ml濃度1g/L丙酮溶液，購自農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所)

乙酸乙酯，乙腈，正己烷，丙酮為色譜純（美國默克公司）；無水硫酸鎂、無水硫酸鈉、氯化鈉為分析純（廣州化學(xué)試劑廠）。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

分別吸取100 μL 1 g/L標(biāo)準(zhǔn)溶液至10 mL容量瓶中，用乙酸乙酯定容，配成10 mg/L單一標(biāo)準(zhǔn)溶液，再按需吸取100 μL 1g/L標(biāo)準(zhǔn)溶液至同一10 ml容量瓶中，定容后配置成所需10 mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，均保存至4°C環(huán)境中。測試時，將單一標(biāo)準(zhǔn)溶液及混合標(biāo)準(zhǔn)溶液按需求稀釋成單一及混合標(biāo)準(zhǔn)工作液。

1.3 樣品前處理

量取已混勻的果蔬汁樣品5 g于50 mL離心管中，加入15 mL乙酸乙酯，添加2 g氯化鈉及1 g無水硫酸鎂，渦旋混勻，超聲提取10 min，離心5 min，取上層有機(jī)相于100 mL旋蒸瓶中。再加入15 mL乙酸乙酯重復(fù)以上步驟提取一次，合并兩次提取液，旋蒸至2~3 mL。將濃縮液加入已用5 mL乙酸乙酯活化的GBC/PSA固相萃取小柱，再用6 mL乙酸乙酯洗脫小柱，收集所有濃縮液及洗脫液，35℃以下氮吹濃縮至近干，定容至1 mL上機(jī)分析。

1.4 儀器條件

1.4.1 氣相色譜（FPD檢測器）條件

色譜柱:HP-5MS毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.32 mm×0.25μm）；載氣為高純氮?dú)?，流速?.0 mL/min，進(jìn)樣口溫度260 ℃，進(jìn)樣方式為不分流進(jìn)樣，到分流口的吹掃流量為25 mL/min。色譜柱升溫程序：60 ℃保持2 min， 20 ℃/min程序升溫至120 ℃， 10℃/min程序升溫至180 ℃，再以2 ℃/min程序升溫至190 ℃，再以15 ℃/min程序升溫至升至300度，保持10 min。檢測器溫度245 ℃，氫氣流量75 mL/min,空氣流量100 mL/min，尾吹氣流量60 mL/min。

1.4.2 氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用條件

色譜柱:HP-5MS毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.32 mm×0.25μm）；載氣為高純氦氣，流速為1.0 mL/min，進(jìn)樣口溫度260 ℃，進(jìn)樣方式為不分流進(jìn)樣，到分流口的吹掃流量為25 mL/min。色譜柱升溫程序：60℃保持2 min， 20 ℃/min程序升溫至120 ℃， 10℃/min程序升溫至180 ℃，再以2 ℃/min程序升溫至195 ℃，再以5℃/min程序升溫至205 ℃，再以15 ℃/min程序升溫至升至300 ℃，保持10 min。質(zhì)譜條件：電子轟擊離子源；電子能量70 eV；GC-MS接口溫度280 ℃；離子源溫度230 ℃；MS四級桿溫度150 ℃。

2 結(jié)果與討論

2.1 前處理方法的優(yōu)化

依據(jù)“相似相溶”原則選取實(shí)驗(yàn)室常用的提取試劑，包括丙酮、乙酸乙酯、丙酮-正己烷（/, 1∶1）、乙腈等為待選試劑。丙酮為經(jīng)典的提取試劑選擇，石油醚與丙酮均為經(jīng)典的提取試劑，提取效果好，但針對性不強(qiáng)，提取過程會帶出許多雜質(zhì)，對后階段的凈化造成一定的困難。丙酮-正己烷（/, 1∶1）對極性較強(qiáng)的農(nóng)藥回收率較低[10],如敵敵畏、甲基對硫磷等。乙腈與乙酸乙酯極性均比丙酮弱，又比正己烷強(qiáng)，提取過程可避免許多雜質(zhì)干擾，選擇性較強(qiáng)?？紤]到果蔬汁為液體樣品，乙腈與水互溶，會導(dǎo)致大量水的引入提取液，且相對于乙酸乙酯來說，乙腈對人體毒性更強(qiáng)，故而參照可樂中有機(jī)磷農(nóng)藥測定國標(biāo)方法[11]，選用乙酸乙酯作為提取試劑。經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明，提取液中加入氯化鈉后能明顯改善分層效果，不加入氯化鈉會難以分離有機(jī)相。相比于無水硫酸鈉，加入適量無水硫酸鎂不會輕易造成結(jié)塊，而且加入無水硫酸鎂渦旋混勻后會輕微放熱，可提高提取效率。故而在加入提取試劑后添加2 g氯化鈉及1 g無水硫酸鎂。

PSA固相萃取小柱具有弱陰離子交換、極性螯合作用，可清除極性基質(zhì)成分,而GCB石墨碳黑小柱能有效吸附色素,經(jīng)對比實(shí)驗(yàn)表明,相比單獨(dú)使用活性炭小柱或者使用Florisil/GCB小柱，PSA/GCB小柱在保證回收率的同時有更好的凈化效果，基線響應(yīng)更低。樣品凈化情況譜圖比較如圖1所示，基線最低的為使用Florisil/GCB小柱所得的圖譜。

由于所選測試的有機(jī)磷農(nóng)藥有易揮發(fā)的藥物敵敵畏，在旋蒸濃縮時不可蒸干，實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，旋蒸操作中蒸干溶液，會導(dǎo)致敵敵畏回收率大幅度降低。氮吹過程也需要控制好氣流強(qiáng)度和水浴溫度，不可吹干，溫度控制在35 ℃以下能保證較好的回收率。

圖1 三種固相萃取柱凈化效果

圖2 sim模式下11種有機(jī)磷農(nóng)藥(0.1 mg/L)的總離子流色譜圖

2.2 色譜質(zhì)譜條件的優(yōu)化

表1 11種有機(jī)磷農(nóng)藥的分組和特征離子

試驗(yàn)采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀選擇離子掃描模式進(jìn)行分析。先將11種有機(jī)磷農(nóng)殘混標(biāo)及單標(biāo)分別進(jìn)行全掃描分析，確定其保留時間及出峰順序，同時對每一種農(nóng)殘進(jìn)行單獨(dú)分析，分別選擇豐度大、特異性強(qiáng)的離子作為定量離子及定性離子。然后在SIM模式下，根據(jù)目標(biāo)組分的保留時間進(jìn)行分組掃描，以減少試樣中物質(zhì)干擾，提高靈敏度。表1列出了11種有機(jī)磷農(nóng)藥的分組和特征離子以及分離效果。圖2為SIM模式下0.1 mg/L 11種有機(jī)磷農(nóng)藥的選擇離子監(jiān)測總離子流色譜圖。在氣相色譜中無法分離的幾種有機(jī)磷在GC-MS圖譜中仍有相近的保留時間，但是在SIM模式下，由于選擇的定量離子不同，它們?nèi)阅鼙挥行Фㄐ浴?/p>

試驗(yàn)采用氣相色譜儀（FPD）進(jìn)行分析。將11種有機(jī)磷農(nóng)殘混標(biāo)及單標(biāo)分別進(jìn)樣，確定其保留時間及出峰順序。濃度為0.1 mg/L的11種有機(jī)磷混合標(biāo)準(zhǔn)溶液氣相色譜（FPD）色譜圖如圖3所示。

圖3 11種有機(jī)磷標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.1 mg/L)氣相色譜圖

可以看到，11種有機(jī)磷在此條件下都有良好的響應(yīng)，相比于氣質(zhì)聯(lián)用法，11種有機(jī)磷低濃度時在氣相法有更干凈的背景，更高的信噪比，個別有機(jī)磷的信噪比更是大幅度提高。但是甲拌磷與久效磷、倍硫磷磷與對硫磷無法很好的分離。嘗試通過優(yōu)化流速、升溫程序等等儀器條件仍無明顯改善。將11種有機(jī)磷農(nóng)殘分成兩組進(jìn)行單獨(dú)定量，甲拌磷與倍硫磷為一組，其余九種分為一組，可保證色譜峰的分離，保證定量結(jié)果的準(zhǔn)確性，但無法定性，需要采用氣質(zhì)聯(lián)用方法進(jìn)行陽性確證。所以本方法中氣相色譜法用于篩選及定量，陽性樣品采用氣質(zhì)方法進(jìn)行確證，可保證實(shí)驗(yàn)速度與實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線、相關(guān)系數(shù)、回收率及精密度

取甲拌磷、倍硫磷混合標(biāo)準(zhǔn)溶液及其余九種有機(jī)磷混合標(biāo)準(zhǔn)溶液分別稀釋成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25、50、100、200和400μg/kg的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，并上GC進(jìn)行測定。以各農(nóng)藥的濃度為橫坐標(biāo)，峰面積響應(yīng)為縱坐標(biāo)，分別繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線；選取空白的果蔬汁樣品，進(jìn)行了加標(biāo)量為0.05、0.1、0.2μg的加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，每個加標(biāo)水平進(jìn)行平行測定6次。11種有機(jī)磷農(nóng)藥的線性方程、相關(guān)系數(shù)、回收率及精密度如表2所示。

由表中可見，各化合物均有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均大于0.995；11種有機(jī)磷農(nóng)藥的平均回收率在81.29%~111.74%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD，=6）在1.9~8.6之間，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

表2 11種有機(jī)磷農(nóng)藥的線性方程、相關(guān)系數(shù)、回收率及精密度

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)建立了采用乙酸乙酯提取，GCB/PSA小柱凈化，結(jié)合GC及GC/MS，通過優(yōu)化前處理方法及儀器條件，建立針對所選11種有機(jī)磷農(nóng)藥的準(zhǔn)確定性及定量方法。本方法采取先由GC初篩，再由GC-MS進(jìn)一步定性，最后氣相色譜定量的方式，使有機(jī)磷定性定量更為準(zhǔn)確。該方法簡便經(jīng)濟(jì)，省時省力，定性定量更為準(zhǔn)確可靠，靈敏度高，適用于多有機(jī)磷農(nóng)藥的同時檢測，為有機(jī)磷農(nóng)藥的檢測提供一種有效的定性定量方法。

［1］ 吳燁，周倫敏，陸煜養(yǎng)，等．農(nóng)藥降解對蔬菜中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留檢測結(jié)果的影響［J］．中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2014，24(19): 2846．

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［11］中國人民共和國國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會，中華人民共和國農(nóng)業(yè)部，國家食品藥品監(jiān)督管理總局 GB 23200.40-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 可樂飲料中有機(jī)磷、有機(jī)氯農(nóng)藥殘留量的測定 氣相色譜法》［S］.2017-06-18．

Determination of 11 Kinds of Organophosphorus Pesticides Residues in Fruit and Vegetable Juice by GC and GC-MS

（China Certification & inspection group Guangdong Co., Ltd. Panyu branch, Guangdong Guangzhou 511400, China）

An analysis method was established for the determination of 11 kinds of organophosphorus pesticides residues in fruit and vegetable juice by using gas chromatograph(GC) and gas chromatograh-mass spectrometry(GC-MS). The GC and GC-MS analysis conditions and sample preparation methods were optimized. The samples were first extracted with acetate, sodium chloride and anhydrous magnesium sulfate were added to optimize the conditions of extraction, then they were purified by GCB/PSA column and detected by GC and GC-MS. The method is simple, fast and accurate.The results show that there is good linearity in the range of 0.05~0.4 mg/L，the correlation coefficients are higher than 0.995,the recoveries are in the range of 81.29% to 111.74% with the relative standard deviations (RSD,=6) of the recoveries between 1.9% and 8.6%..

Fruit and vegetable juice;Organophosphorus pesticides; GC-MS; GC

O 657

A

1671-0460（2017）08-1726-04

2017-06-14

黃佳新（1987-），男，廣東省廣州市人，實(shí)驗(yàn)員，2010年畢業(yè)于華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，研究方向：從事進(jìn)出口食品安全檢測。E-mail：157131700@qq.com。