黃芪及其種植土壤中毒殺芬殘留量的測定方法

徐宜宏, 黃瑩瀅, 郭 松, 畢孝瑞, 張 敏, 付海濱, 陳富于, 陳麗靜

(1. 沈陽農業(yè)大學 工程學院, 沈陽 110866; 2. 沈陽出入境檢驗檢疫局, 沈陽 110016)

0 引 言

中國傳統(tǒng)中藥黃芪為豆科植物,是蒙古黃芪或膜莢黃芪植株的干燥根[1]。黃芪的治療與滋補作用已廣泛被國內外認可,制藥企業(yè)黃芪藥劑的生產量也日益加大。據(jù)近年統(tǒng)計,國內黃芪年需求量已達7.21萬噸,每年出口韓國、日本、香港等國家和地區(qū)的數(shù)量在9 000噸以上。由于黃芪在種植、生產和運輸過程都會造成農藥污染,黃芪及其制劑的農殘超標問題已成為制約中國黃芪出口的一個重要因素,因此對黃芪的農殘的檢測,已經被人們逐漸重視。其中,有機氯農藥毒殺芬(toxaphene)曾被廣泛施用,由于其持久性及生物蓄積性等特點,使其累積在土壤中,進而存在于植物體,成為國際公認的有機氯污染物之一[2]。許多國家和組織對其在食品中的最大殘留量做了嚴格規(guī)定,而我國還沒有毒殺芬在黃芪及其種植土壤中的殘留檢測標準方法和限量要求。本文旨在研究適合中藥及其種植環(huán)境中毒殺芬殘留的快速、簡便、環(huán)保的檢測技術。

本實驗采用了當前農藥殘留分析領域中的一種簡便、快速的樣品前處理方法----基質分散固相萃取法[3-4],并且參考中藥和土壤中毒殺芬等有機氯農藥檢測的前處理方法[5-8],對其進行改良,同時選用檢出毒殺芬殘留的黃芪和黃芪種植土壤為研究對象,建立改良基質分散固相萃取方法測定黃芪以及其種植土壤中的毒殺芬含量,該方法可有效去除黃芪及土壤中的多種雜質,快速、準確、安全且定量限低,可以滿足日常檢測需求。

1 實 驗

1.1 儀器與試劑

儀器:氣相色譜儀(Agilent 7890A-ECD);中藥粉碎機;分析天平;超聲機;真空快速濃縮系統(tǒng);氮吹儀和離心機。

試劑:固相萃取填料(石墨化炭黑,PSA);無水硫酸鎂(分析純);正己烷(色譜純)。

標準品:毒殺芬(天津環(huán)保所,100 μg/mL)。

1.2 儀器工作條件

色譜柱:DB-5毛細管柱(30 m×0.32 mm×0.25m);載氣:高純氮氣;流速:恒流1.1 mL/min;進樣口溫度:250 ℃;檢測器溫度:300 ℃;進樣量:1.0 μL;進樣方式:不分流進樣;柱溫:90 ℃保持1.0 min,以15 ℃每分鐘的速率升溫至290 ℃,保持16 min。

1.3 標準溶液配制

標準儲備液:將100 μg/mL的毒殺芬農藥標準物質,用正己烷稀釋成適合濃度的標準儲備液,0～4 ℃冰箱冷藏保存。

標準工作液:將毒殺芬標準儲備液,用正己烷稀釋成適合濃度的標準工作液。

1.4 分析步驟

1.4.1 樣品制備

1.4.1.1 黃芪:抽取黃芪樣品約500 g,放置陰涼通風處自然風干后,選取250 g左右,用中藥粉碎機粉碎,0～4 ℃保存,備用。

1.4.1.2 土壤:抽取一定數(shù)量的土壤樣品,先去除石塊、動植物殘體等雜物,采用四分法縮分、過20目篩,放置陰涼通風處自然風干后,選取250 g左右0～4 ℃保存,備用。

1.4.2 前處理

圖1 毒殺芬標準品色譜圖Fig.1 Toxaphene standard chromatogram

稱取15 g已粉碎并混勻的樣品(精確至0.01 g),置于80 mL離心管中,加入30 mL正己烷,渦混5 min,超聲提取30 min,向離心管中加入無水硫酸鎂2.0 g,渦混1 min,超聲提取15 min,5 000 r/min離心3 min,取上清液10 mL于另一50 mL離心管,加入石墨化炭黑0.2 g,PSA 0.3 g,渦混3 min,5 000 r/min離心3 min;上清液轉入快速濃縮管中,于真空快速濃縮系統(tǒng)濃縮至近干,用1.0 mL正己烷定容,過0.45m濾膜,待測。

1.4.3 定性與定量

在上述氣相色譜條件下對樣品進行測定,根據(jù)標準品的保留時間定性,根據(jù)毒殺芬多個異構體混合物色譜峰峰面積的總和定量。毒殺芬標準品色譜圖如圖1,黃芪空白樣品添加毒殺芬回收色譜圖見圖2,土壤空白樣品添加回收色譜圖見圖3。

圖2 空白黃芪樣品添加回收色譜圖

圖3 空白土壤樣品添加回收色譜圖

2 結果與討論

2.1 提取溶劑的選擇

以黃芪和土壤為考察對象,根據(jù)其特性及文獻報道,分別考察了使用乙腈、丙酮和正己烷3種有機溶劑對樣品進行提取對回收率的影響。結果表明,正己烷的提取效果明顯好于乙腈和丙酮,這是因為毒殺芬本身屬于偏弱極性物質,在同樣是弱極性的正己烷中溶解性最好,故本實驗選用正己烷作為提取溶劑。

在確定了提取溶劑種類的基礎上, 對提取溶劑的用量進行了比較, 分別用10、30和60 mL的正己烷對樣品進行提取。結果顯示,當溶劑用量從10 mL增加到30 mL時,毒殺芬的回收率逐漸提高,而繼續(xù)增加溶劑用量,毒殺芬的回收率并無明顯變化。因此,本試驗最終確定正己烷的用量為30 mL。

2.2 除水劑用量的選擇

中草藥樣品和土壤樣品中都含有一定的水分,只是量要少于蔬菜水果,因此本實驗考察了除水劑無水硫酸鎂的用量,最終確定無水硫酸鎂的用量為2.0 g。

2.3 凈化方法的選擇

中草藥樣品和土壤樣品中各種雜質含量較多,如色素、有機酸類、糖類等。實驗在傳統(tǒng)基質分散固相萃取法基礎上,對該方法的凈化步驟進行了適當?shù)膬?yōu)化,使其更符合黃芪和土壤樣品的凈化要求。分別選用PSA、Carb(石墨化炭黑)、C183種分散固體凈化填料進行凈化,對凈化效果及回收率進行考察,結果發(fā)現(xiàn)選用PSA和Carb填料對黃芪和土壤樣品的凈化效果接近,C18的凈化效果次于前兩者,故而不考慮C18進行凈化。進一步試驗發(fā)現(xiàn),選用PSA和Carb填料組合時,凈化效果要好于2種填料單獨使用的效果,且回收率并無明顯降低,分析認為PSA主要有效去除樣品基質中的有機酸和糖類雜質,Carb對樣品基質中的色素去除效果最好,2種填料在凈化過程中,存在互補性,因此,本試驗選用PSA和Carb填料組合凈化。

在此基礎上,對PSA和Carb(石墨化炭黑)的加入量進行了考察,實驗發(fā)現(xiàn),在加入0.2 g石墨化炭黑和0.3 g PSA粉末時,可以達到凈化效果和回收率的同時最佳狀態(tài)。

2.4 方法學數(shù)據(jù)考察

同時參考毒殺芬限量標準以及儀器的靈敏度,在0.1～2.0 μg/mL線性范圍內配制6個不同濃度的毒殺芬標準溶液,得到毒殺芬質量濃度(x)與其峰面積(y)的線性關系,其線性回歸方程為y=376 654x-57 689,相關系數(shù)為0.996。結果表明,毒殺芬在0.1～2.0 μg/mL范圍內,峰面積與濃度具有良好的線性關系。

選取空白黃芪和土壤樣品,分別設高(0.10 mg/kg)、中(0.02 mg/kg)、低(0.01 mg/kg)3個水平,每個水平平行測定6次,進行加標回收實驗,按上述實驗方法操作,同時做空白對照。所得到的毒殺芬的添加回收率、相對標準偏差見表1,以3倍信噪比確定毒殺芬檢出限(MDL)為0.005 mg/kg,10倍信噪比確定定量限(LOD)為0.01 mg/kg。

實驗結果表明,在所考察的范圍內,毒殺芬的相對標準偏差均小于5.3%,回收率為81%～98%,則該方法的精密度和準確度均可滿足分析要求。

表1 回收率與精密度試驗結果Tab.1 Recovery and precision test results

3 結 論

利用改良的基質分散固相萃取法作為前處理方法,建立了黃芪及其種植土壤樣品中毒殺芬殘留量的快速測定方法,具有定量準確、靈敏度高、簡單易行等特點,且對設備和試劑等要求低,可滿足黃芪及其種植土壤中毒殺芬農藥殘留的快速檢測需求。

參考文獻:

[1]國家藥典委員會. 中國藥典(一部)[S]. 北京:中國醫(yī)藥科技出版社, 2015.

[2]ZINDER S H. Anaerobic utilization of halohydrocarbons. handbook of hydrocarbon and lipid microbiology[M]. Berlin: Springer Berlin Heidelberg, 2010:2049-2064.

[3]李瑋,賈彥博,林偉杰,等. 分散固相萃取凈化-氣相色譜-質譜聯(lián)用法測定茶葉中7種殺螨殺蟲類農藥殘留[J]. 食品安全質量檢測學報, 2017,8(9):3485-3490.

[4]楊璐,代琳男,李麗,等. 基質分散固相萃取-高效液相色譜法測定板藍根中藥飲片中多菌靈的殘留量[J]. 海峽藥學, 2013,25(9):65-68.

[5]何睿,劉雪峰,劉海靜. 中藥材中20種農藥殘留的檢測方法研究[J]. 藥物分析雜志, 2011,31(11):2164-2167.

[6]陳驍鵬,葉慧,仇雅靜,等. 泰州地區(qū)7種中藥材中的有機氯農藥殘留量的測定[J]. 藥物分析雜志, 2012,32(7):1196-1204.

[7]田紹瓊,毛秀紅,苗水,等. 氣相色譜-串聯(lián)質譜法測定人參和黃芪中7種毒殺芬殘留量[J]. 色譜, 2012,3(1):14-20.

[8]王娜. 超聲提取-氣相色譜法測定土壤中的多種有機氯農藥殘留[J]. 環(huán)境化學, 2011,30(2):569-570.