雙柱雙進(jìn)樣氣相色譜法測定花椰菜中的5種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留

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(1. 山西省分析科學(xué)研究院, 太原 030006; 2. 山西省食品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院, 太原 030006)

花椰菜,又稱菜花、花甘藍(lán)、球花甘藍(lán),是一種十字花科蔬菜,為甘藍(lán)的變種。2016年5月24日安全信息網(wǎng)發(fā)表文章《蔬菜農(nóng)殘排行,前五都是常吃的！去毒方法要記牢》將花椰菜農(nóng)藥殘留列為第3名。目前有機(jī)磷農(nóng)藥的測定方法主要有氣相色譜法[1-2]、氣相色譜-質(zhì)譜法[3-4]、氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法[5-6]和液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法[7-8]。氣相色譜法作為一種更為普遍的檢測方法,在檢測中應(yīng)用更為方便,但是有文獻(xiàn)報(bào)道檢測有機(jī)磷農(nóng)藥殘留過程中發(fā)現(xiàn)花椰菜基質(zhì)效應(yīng)造成色譜圖干擾峰多[9-11],這有可能導(dǎo)致定性定量不準(zhǔn)確。

本工作以雙柱雙進(jìn)樣方式氣相色譜法測定花椰菜中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留。采用脈沖不分流大體積進(jìn)樣5 μL、以DB-17色譜柱初篩,發(fā)現(xiàn)疑似陽性樣品再用不分流進(jìn)樣1 μL,以HP-5色譜柱佐證,兩者檢驗(yàn)結(jié)果一致,可排除測定中共出峰的干擾,以解決氣相色譜法測定花椰菜中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留時(shí)存在的基質(zhì)干擾問題。

1 試驗(yàn)部分

1．1 儀器與試劑

Agilent 7890B型氣相色譜儀,配Agilent改進(jìn)型火焰光度檢測器(FPD+)和7693型全自動(dòng)樣品進(jìn)樣器;N-EVAP-12型氮吹濃縮裝置;IKA-T25型勻漿機(jī);KQ-500E型超聲波清洗器;HL-200型粉碎機(jī);20 mL螺口圓底帶刻度的玻璃試管;0.22 μm有機(jī)濾膜;XW-80A型漩渦混合器。

滅線磷、甲拌磷、甲拌磷砜、甲拌磷亞砜、三唑磷標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液:1.000 g·L-1,使用前用丙酮配制成混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。

乙腈、丙酮為色譜純;氯化鈉為分析純。

1．2 儀器工作條件

DB-17毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.32 mm,0.25 μm),固定相為50%苯基50%甲基聚硅氧烷。柱升溫程序:初始溫度80 ℃,保持3 min;以8 ℃·min-1速率升溫至180 ℃,保持5 min;以10 ℃·min-1速率升溫至280 ℃,保持12 min。柱流量5 mL·min-1;脈沖不分流進(jìn)樣,脈沖壓0.552 MPa,開閥時(shí)間0.75 min;進(jìn)樣量5 μL。

HP-5毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.32 mm,0.25 μm),固定相為5%苯基甲基聚硅氧烷。柱升溫程序:初始溫度80 ℃;以15 ℃·min-1速率升溫至150 ℃,保持3 min;以10 ℃·min-1速率升溫至280 ℃,保持5 min。柱流量4 mL·min-1;不分流進(jìn)樣;進(jìn)樣量1 μL。

載氣為氮?dú)?進(jìn)樣口溫度220℃ ;檢測器溫度300 ℃;氫氣流量60 mL·min-1;空氣流量60 mL·min-1,尾吹氣流量60 mL·min-1。

1．3 試驗(yàn)方法

將花椰菜樣品可食部分粉碎,于-20 ℃保存過夜去生物活性,稱取25 g于150 mL燒杯中,加乙腈50 mL高速勻漿2 min,用錫箔紙蓋好,超聲提取10 min,用濾紙過濾到裝有5 g氯化鈉的100 mL具塞量筒中,劇烈振蕩1 min,靜置30 min使乙腈相和水相分層,移取乙腈相20 mL于玻璃試管中,于70 ℃水浴中氮吹濃縮至近干,用丙酮定容至5 mL,漩渦振蕩混勻,過0.22 μm有機(jī)濾膜,按儀器工作條件進(jìn)行測定。

2 結(jié)果與討論

2．1 色譜行為

混合標(biāo)準(zhǔn)溶液和花椰菜陽性樣品的色譜圖見圖1和圖2。

(a) DB-17色譜柱

(b) HP-5色譜柱 1-滅線磷;2-甲拌磷;3-甲拌磷砜; 4-甲拌磷亞砜;5-三唑磷圖1 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液在不同色譜柱上的色譜圖Fig. 1 Chromatograms of the mixed standard solution on different chromatographic columns

(a) DB-17色譜柱

(b) HP-5色譜柱 2-甲拌磷;3-甲拌磷砜;4-甲拌磷亞砜;5-三唑磷圖2 陽性樣品在不同色譜柱上的色譜圖Fig. 2 Chromatograms of positive samples on different chromatographic columns

2．2 色譜柱的選擇

化合物在不同極性的色譜柱中保留時(shí)間不同,根據(jù)此特點(diǎn)選用兩根極性不同的色譜柱進(jìn)行定性[12]。試驗(yàn)先后考察了5根具有不同長度、內(nèi)徑、液膜厚度的色譜柱,分別為非極性DB-1色譜柱(25 m×0.32 mm,0.12 μm)、弱極性HP-5色譜柱(30 m×0.32 mm,0.25 μm)、中等極性DB-17色譜柱(30 m×0.32 mm,0.25 μm)、DB-17色譜柱(30 m×0.53 mm,1.0 μm)和DB-1701色譜柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm)。進(jìn)樣1 μL加標(biāo)濃度為0.02 mg·L-1的空白樣品溶液,結(jié)果發(fā)現(xiàn):甲拌磷亞砜響應(yīng)值低,樣品基質(zhì)峰多,甲拌磷、甲拌磷砜和甲拌磷亞砜折算成甲拌磷后在蔬菜中的限量值是0.01 mg·kg-1[13],影響結(jié)果判定。對(duì)升溫程序、載氣流量、進(jìn)樣量、檢測器溫度等參數(shù)優(yōu)化后,能滿足樣品基質(zhì)峰和目標(biāo)物峰以及目標(biāo)物峰之間分離度大于1.5時(shí),測定下限小于限量值的只有DB-17色譜柱(30 m×0.32 mm,0.25 μm)和HP-5色譜柱(30 m×0.32 mm,0.25 μm)。

以脈沖不分流進(jìn)樣2 μL加標(biāo)濃度為0.02 mg·L-1的空白樣品溶液,甲拌磷亞砜在DB-17色譜柱上比HP-5色譜柱上峰面積大,因此試驗(yàn)選擇DB-17色譜柱采用脈沖不分流進(jìn)樣方式。在滿足檢出限的前提下,分析時(shí)間越長,分離效率越好。所以選擇DB-17色譜柱作為篩查目標(biāo)化合物的色譜柱?；ㄒ藰悠分械霓r(nóng)藥殘留可能不止5種,最好的分離效率能較容易檢出目標(biāo)以外的有機(jī)磷農(nóng)藥。

2．3 進(jìn)樣量的優(yōu)化

雖然進(jìn)樣量大可以提高靈敏度,但是也很容易造成色譜柱超載和襯管超載,色譜柱超載會(huì)減低分離度,使峰形畸變,影響柱性能。對(duì)于濃度很低的有機(jī)磷農(nóng)藥殘留,超載問題只與溶劑有關(guān)。所以只要有效地消除溶劑影響,就可以加大進(jìn)樣量,以提高靈敏度。FPD檢測器是高選擇性檢測器,測有機(jī)磷農(nóng)藥安裝的是磷濾光片,只對(duì)含磷的有機(jī)物有信號(hào)響應(yīng),本試驗(yàn)進(jìn)樣5 μL丙酮溶劑對(duì)定性定量不造成影響。襯管超載會(huì)造成精密度過低,影響試驗(yàn)穩(wěn)定性。毛細(xì)管色譜柱進(jìn)樣口的襯管體積都不超過1 mL,液體溶劑樣品通過進(jìn)樣口被注入襯管瞬間汽化體積膨脹近千倍,進(jìn)樣量超過1 μL容易造成襯管超載樣品外溢。脈沖不分流技術(shù)是在液體樣品進(jìn)樣的一瞬間汽化時(shí),關(guān)閉進(jìn)樣口分流閥,同時(shí)進(jìn)樣口載氣以脈沖壓力方式避免因汽化后的樣品外溢,防止襯管過載,當(dāng)樣品全部進(jìn)入色譜柱后打開分流閥,進(jìn)樣口載氣壓力恢復(fù)正常。

對(duì)加標(biāo)濃度為0.02 mg·L-1的花椰菜空白樣品,進(jìn)樣量從1 μL增加到6 μL,各進(jìn)樣6次,考察目標(biāo)物分離度、峰面積及其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)。以滿足分離度大于1.5,RSD小于2%時(shí)峰面積最大的進(jìn)樣量作為優(yōu)化進(jìn)樣量,優(yōu)化進(jìn)樣量為5 μL。在兩種色譜柱條件下,選擇不同進(jìn)樣量可以互相佐證定量的準(zhǔn)確性。

2．4 標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限

移取標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液配制成質(zhì)量濃度分別為0.02,0.05,0.10,0.15,0.20 mg·L-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液系列,按試驗(yàn)方法進(jìn)行測定,以農(nóng)藥的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),相應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果表明:各農(nóng)藥的質(zhì)量濃度在0.02～0.20 mg·L-1內(nèi)與對(duì)應(yīng)的峰面積呈線性關(guān)系,其線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)見表1和表2。

以3倍信噪比計(jì)算得各農(nóng)藥的檢出限(3S/N)見表1和表2。

2．5 精密度和回收試驗(yàn)及顯著性檢驗(yàn)

分別使用DB-17和HP-5色譜柱,在花椰菜空白樣品中進(jìn)行不同濃度水平的加標(biāo)回收試驗(yàn),計(jì)算回收率和測定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差,結(jié)果見表3。

以兩根色譜柱定量測定的回收率為數(shù)據(jù)進(jìn)行配對(duì)樣本顯著性檢驗(yàn),結(jié)果見表3。

表1 使用DB-17色譜柱得到的線性參數(shù)及檢出限Tab. 1 Linearity parameters and detection limits by using DB-17 chromatographic column

表2 使用HP-5色譜柱得到的線性參數(shù)及檢出限Tab. 2 Linearity parameters and detection limits by using HP-5 chromatographic column

表3 精密度和回收試驗(yàn)結(jié)果及顯著性檢驗(yàn)結(jié)果(n=10)Tab. 3 Results of tests for precision, recovery and significance(n=10)

由表3可知:使用兩根色譜柱得到的加標(biāo)回收率在76.2%～119%之間,RSD均在8.8%以內(nèi),顯著性檢驗(yàn)結(jié)果P值均大于0.05,說明本方法用兩根色譜柱測定結(jié)果無顯著性差異,可以相互佐證測定結(jié)果,方法準(zhǔn)確可靠。

2．6 樣品分析

按試驗(yàn)方法對(duì)21批次花椰菜中5種有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行測定,其中一批是農(nóng)業(yè)部組織的2016年全國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測技術(shù)能力驗(yàn)證樣品,此樣品的測定結(jié)果滿意。其他批次樣品中滅線磷和甲拌磷砜未檢出,甲拌磷的最大檢出量為0.011 mg·kg-1,甲拌磷亞砜的最大檢出量為0.008 mg·kg-1,三唑磷的最大檢出量為0.12 mg·kg-1。

本工作采用雙柱雙進(jìn)樣方式的氣相色譜法測定花椰菜中5種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留,提高了色譜系統(tǒng)對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的選擇性,適合基質(zhì)峰多干擾測定的類似花椰菜的蔬菜中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留分析。方法操作簡單、選擇性強(qiáng)、重現(xiàn)性好,可為無公害檢測機(jī)構(gòu)、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測中心和食品檢測單位測定蔬菜中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留提供分析測試思路。

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