固相微萃取與GC—MS聯(lián)用檢測(cè)白葡萄酒中三嗪類除草劑殘留

郭亞蕓　張宗磊　蔣錫龍　韓曉梅　史紅梅

摘要：為建立白葡萄酒中三嗪類除草劑的測(cè)定方法，以固相微萃?。⊿PME）為富集、凈化手段，采用氣相色譜-質(zhì)譜（ GC-MS） 聯(lián)用法檢測(cè)白葡萄酒中西瑪津、阿特拉津、特丁津和撲草凈等三嗪類除草劑的殘留量，應(yīng)用正交試驗(yàn)對(duì)萃取參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明，最適宜的萃取條件為： 85 μm PA作為萃取頭，萃取時(shí)間 40 min，萃取溫度 50℃，離子強(qiáng)度 100 g·L-1，此條件下西瑪津、阿特拉津、特丁津和撲草凈的檢出限分別為 0.82、0.74、0.51、0.42 μg·L-1，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（ n=5） 在3.2%～8.8% 之間，在0.0025、0.1、1.5 mg·L-1 3個(gè)添加水平下，西瑪津、阿特拉津、特丁津和撲草凈的添加回收率在82%～103%之間。

關(guān)鍵詞：三嗪類除草劑；固相微萃取；氣相色譜-質(zhì)譜法；白葡萄酒

中圖分類號(hào)：O657 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1001-4942（2018）11-0133-05

Abstract In order to establish a method for detecting triazine herbicides residual in white wine， an enrichment and purification method by solid-phase microextraction （SPME） was coupled with gas chromatography mass spectrometry （GC-MS） to detect the simazine， atrazine， terbuthylazine and prometryn residues in white wine samples. The key extraction parameters influencing extraction efficiencies were investigated and optimized by orthogonal experiments. The results showed that the optimized conditions were as follows： 85 μm PA was used as extraction head， extraction time was 40 min， extraction temperature was 50℃ and the concentration of NaCl was 100 g·L-1. Under the optimized conditions， the detection limits obtained for simazine， atrazine， terbuthylazine and prometryn were 0.82， 0.74， 0.51， 0.42 μg·L-1. The relative standard deviations were from 3.2% to 8.8% （n=5）. The recoveries of simazine， atrazine， terbuthylazine and prometryn were in the range of 82% to 103% at spiked levels of 0.0025， 0.1， 1.5 mg·L-1.

Keywords Triazine herbicides； Solid-phase microextraction； Gas chromatography-mass spectrometry； White wine

三嗪類除草劑是含3個(gè)氮原子的六元雜環(huán)化合物，化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，也稱作均三氮苯類除草劑。由于具有廣譜、高效和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，目前被廣泛應(yīng)用。此類除草劑通過(guò)抑制植物光合作用從而預(yù)防農(nóng)田雜草生長(zhǎng)[1]，葡萄園中常施用的三嗪類除草劑有西瑪津、阿特拉津、特丁津和撲草凈等，該類除草劑屬于內(nèi)吸性除草劑，可通過(guò)發(fā)酵進(jìn)入葡萄酒[2]。該類除草劑具有一定的致癌、致畸、致突變作用，對(duì)人體健康產(chǎn)生潛在威脅[3]。因此，必須建立一種有效的方法檢測(cè)葡萄酒中三嗪類除草劑殘留。

目前，常用的三嗪類除草劑殘留的檢測(cè)方法有高效液相色譜法[4，5]、氣相色譜-質(zhì)譜法[6]、高效液相色譜-質(zhì)譜法[7]、氣相色譜法[8，9]、毛細(xì)管電泳法[10]等，由于農(nóng)藥在葡萄酒中的殘留濃度較低，且葡萄酒基體成分復(fù)雜，因此，樣品的前處理過(guò)程，即富集和凈化過(guò)程顯得尤其重要。近年來(lái)，葡萄酒農(nóng)藥殘留分析中，樣品前處理技術(shù)得到迅猛發(fā)展，主要朝著“綠色”和微量化方向發(fā)展，與傳統(tǒng)的固相萃取[11]、基質(zhì)分散固相萃取[12]和液液萃取方法[13]相比，減少了有毒有害且具有揮發(fā)性有機(jī)試劑的使用，降低了對(duì)環(huán)境和人體健康的影響。固相微萃取技術(shù)是在固相萃取技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種無(wú)溶劑的環(huán)境友好型前處理技術(shù)[14]，并且具有操作簡(jiǎn)單、快速和易于與色譜技術(shù)聯(lián)用[15]等優(yōu)點(diǎn)。

本研究擬構(gòu)建固相微萃取與氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析白葡萄酒中西瑪津、阿特拉津、特丁津和撲草凈等三嗪類除草劑殘留的檢測(cè)方法，以期為白葡萄酒中三嗪類除草劑殘留國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

島津GCMS-QP2010 Ultra及工作站（日本島津），SPME裝置：包括7 μm和100 μm 聚二甲基硅氧烷（PDMS）萃取頭、85 μm聚丙烯酸酯（PA）萃取頭、手柄、加熱攪拌器、磁攪拌子，15 mL 萃取瓶（美國(guó)Supelco 公司），萬(wàn)分之一電子天平（梅特勒-托利多儀器上海有限公司），雷磁pH計(jì)（儀電科學(xué)儀器）。

氯化鈉（AR），乙醇（AR），甲醇（色譜級(jí)），DL-酒石酸（AR），氫氧化鈉（AR）（以上藥品均購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司），超純水，分析標(biāo)準(zhǔn)品為西瑪津、阿特拉津、特丁津和撲草凈（純度99%，上海阿拉丁試劑有限公司），白葡萄酒（1#、2# 、3# 、4#） （購(gòu)于濟(jì)南某大型超市）。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液和模擬酒樣的配制

標(biāo)準(zhǔn)溶液：準(zhǔn)確稱取西瑪津、阿特拉津、特丁津和撲草凈4種三嗪類除草劑標(biāo)準(zhǔn)品各10.0 mg于50 mL容量瓶中，用甲醇溶解并定容，配成質(zhì)量濃度為0.2 g·L-1 的混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，于4℃保存?zhèn)溆谩?/p>

模擬酒樣：配制體積分?jǐn)?shù)為12% 的乙醇溶液，加入適量酒石酸，用NaOH調(diào)節(jié)pH至3.5。

質(zhì)量濃度為1.25 mg·L-1的樣品：準(zhǔn)確移取0.2 g·L-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液25 mL于100 mL容量瓶中，用模擬酒樣或白葡萄酒樣品稀釋定容，配制成質(zhì)量濃度為50 mg·L-1的樣品溶液；準(zhǔn)確移取50 mg·L-1的樣品溶液2.5 mL于100 mL容量瓶中，用模擬酒樣或白葡萄酒樣品稀釋定容，配制成質(zhì)量濃度為1.25 mg·L-1的樣品溶液。

1.3 GC-MS測(cè)定條件

GC條件：色譜柱為RXi-5ms毛細(xì)管色譜柱（30 m× 0.25 μm×0.25 mm），載氣為高純氦氣，分流進(jìn)樣，分流比為10∶1，進(jìn)樣口溫度 270℃；采用程序升溫：100℃以25℃·min-1升至160℃并保持2 min，再以1.5℃·min-1升至180℃，最后以25℃·min-1升至270℃并保持1 min；恒流模式，流量為1.0 mL·min。

MS條件：色譜-質(zhì)譜接口溫度：200℃，離子源溫度：200℃，電離模式：電子轟擊源（EI），轟擊能量：70 eV。選擇離子監(jiān)測(cè)待測(cè)農(nóng)藥的保留時(shí)間、定量離子和定性離子見(jiàn)表1。

1.4 固相微萃取試驗(yàn)過(guò)程

取8.0 mL加標(biāo)濃度為1.25 mg·L-1的模擬酒樣或白葡萄酒于15.0 mL樣品瓶中，加入磁力攪拌子和0.8 g氯化鈉，用帶聚四氟乙烯膠墊的瓶蓋封閉，將固相微萃取頭完全浸入液面以下，啟動(dòng)磁力攪拌器，設(shè)定轉(zhuǎn)速為900 r·min-1，在50℃下萃取40 min，立即插入270℃的GC進(jìn)樣口中解吸6 min，完成一次采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣和解吸過(guò)程。

1.5 數(shù)據(jù)分析

正交試驗(yàn)結(jié)果按無(wú)交互作用作方差分析，檢驗(yàn)各因素對(duì)目標(biāo)分析物的平均色譜峰面積的影響。所有正交試驗(yàn)中方差分析計(jì)算均通過(guò)正交小助手Ⅱv3.1數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 固相微萃取試驗(yàn)條件優(yōu)化

在單因素試驗(yàn)的分析基礎(chǔ)上，采用各因素相互獨(dú)立的L9（34）正交試驗(yàn)進(jìn)一步優(yōu)化各參數(shù)。萃取頭類型（A）、萃取時(shí)間（B）、萃取溫度（C）、離子強(qiáng)度（ NaCl的質(zhì)量濃度）（D）4個(gè)影響因素，各取3個(gè)水平（見(jiàn)表2），然后采用極差分析和方差分析確定最佳萃取因素。優(yōu)化這些試驗(yàn)參數(shù)是為了獲得良好萃取效率達(dá)到最佳分析條件，試驗(yàn)中采用目標(biāo)分析物的平均色譜峰面積來(lái)評(píng)價(jià)萃取效率。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

用目標(biāo)分析物的平均色譜峰面積作為響應(yīng)值，由試驗(yàn)結(jié)果（表3）可知，在各種不同組合的萃取條件下，西瑪津、阿特拉津、特丁津和撲草凈的平均色譜峰面積具有明顯差別，表明不同萃取條件對(duì)4種三嗪類農(nóng)藥的萃取效果影響很大。

為了判斷各因素對(duì)目標(biāo)分析物平均色譜峰面積影響的主次，采用極差分析和方差分析對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。極差分析結(jié)果（表4）表明，不同萃取條件對(duì)平均色譜峰面積的影響程度從大到小分別為萃取頭類型、離子強(qiáng)度、萃取時(shí)間和萃取溫度。比較 K1、 K2、 K3 并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行趨勢(shì)分析，可得到最佳萃取條件為： A3B2C1D3，即85 μm PA作為萃取頭，萃取時(shí)間 40 min，萃取溫度 50℃，離子強(qiáng)度 100 g·L-1。

方差分析可以定量分析各個(gè)因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響程度。正交試驗(yàn)方差分析結(jié)果見(jiàn)表5，根據(jù)表中偏差平方和與F值進(jìn)行分析可知，萃取條件對(duì)目標(biāo)分析物平均色譜峰面積的影響大小順序?yàn)檩腿☆^類型、離子強(qiáng)度、萃取時(shí)間和萃取溫度，與極差分析結(jié)果一致。

2.3 方法學(xué)驗(yàn)證

配制一系列待分析物濃度均為0.01～6.5 mg·L-1的模擬酒樣，按照1.4試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定。以添加混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的模擬酒樣中目標(biāo)分析物的濃度（x， mg·L-1）為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)SIM掃描色譜峰峰面積（y）為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性方程如表6所示。西瑪津、阿特拉津、特丁津和撲草凈在0.0025～1.5 mg·L-1濃度范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，線性相關(guān)系數(shù)（r）分別為0.9998、0.9999、0.9998和0.9996。以3倍信噪比（S/N）計(jì)算得到以上4種三嗪類除草劑的檢出限，為0.42～0.82 μg·L-1之間。

為考察本研究建立的固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法的可行性和用于白葡萄酒測(cè)定時(shí)的準(zhǔn)確度，對(duì)白葡萄酒進(jìn)行添加回收試驗(yàn)，以白葡萄酒（1#、2#、3#和4#）作為空白基質(zhì)，在0.0025、0.1、1.5 mg·L-13個(gè)添加水平下，每個(gè)水平重復(fù)5次。結(jié)果（表7）表明：4種白葡萄酒中西瑪津、阿特拉津、特丁津和撲草凈的添加回收率在82%～103%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）（n=5）在3.2%～8.8% 之間。表明該方法有較高的準(zhǔn)確度和良好的穩(wěn)定性，可用于白葡萄酒樣中4種三嗪類農(nóng)藥（西瑪津、阿特拉津、特丁津和撲草凈）的殘留檢測(cè)。

3 討論與結(jié)論

早在1998年Vitali等[16]開(kāi)始以商品化的萃取頭（100 μm PDMS）進(jìn)行固相微萃取試驗(yàn)，并與氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用檢測(cè)葡萄酒中農(nóng)藥殘留。本研究在此基礎(chǔ)上與統(tǒng)計(jì)學(xué)模型相結(jié)合，建立白葡萄酒中農(nóng)藥殘留檢測(cè)的新方法。在對(duì)紅葡萄酒樣品進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，天然色素容易污染萃取頭，使萃取頭壽命縮短，這個(gè)問(wèn)題阻礙了此技術(shù)在日常大量葡萄酒樣品檢測(cè)中的廣泛應(yīng)用。當(dāng)前，如何減小葡萄酒中天然色素對(duì)萃取頭的影響，是今后固相微萃取技術(shù)應(yīng)用在葡萄酒農(nóng)藥殘留檢測(cè)上的一個(gè)難點(diǎn)。由于我國(guó)現(xiàn)行的有關(guān)葡萄酒質(zhì)量安全的標(biāo)準(zhǔn)中并未涉及農(nóng)藥殘留的限量規(guī)定[17]，此方法的建立為我國(guó)白葡萄酒中三嗪類除草劑殘留國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定提供理論參考。

本研究建立了固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定葡萄酒中西瑪津、阿特拉津、特丁津和撲草凈殘留的方法。采用正交試驗(yàn)對(duì)固相微萃取條件進(jìn)行優(yōu)化，得到最佳優(yōu)化條件為：85 μm PA作為萃取頭，萃取時(shí)間 40 min，萃取溫度 50℃，離子強(qiáng)度 100 g·L-1。該方法對(duì)市售的 4 種品牌葡萄酒中西瑪津、阿特拉津、特丁津和撲草凈顯示出良好的萃取效果，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在 10% 以內(nèi)，添加回收率在82%～103%之間，該方法準(zhǔn)確度高，穩(wěn)定性好，具有操作簡(jiǎn)單、成本低和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，可用于葡萄酒樣中西瑪津、阿特拉津、特丁津和撲草凈的殘留檢測(cè)。

參 考 文 獻(xiàn)：

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