QuECHERS-GC-FPD法測定蔬菜水果中的 12種有機磷農(nóng)藥殘留

石亞亭，謝明杰，常建中，韓亞梅

（1. 臨汾市堯都區(qū)綜合檢驗檢測中心，山西 臨汾 041000；2. 臨汾市水利機械工程局，山西 臨汾 041000）

有機磷農(nóng)藥（oragnophosphorus pesticides,OPs）通常是指磷酸酯或硫代磷酸酯類有機化合物，種類很多，根據(jù)其毒性強弱分為高毒、中毒、低毒三類。OPs因種類多、藥效高、用途廣、易分解等特點成為近年來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用最廣泛的一類農(nóng)藥，約占農(nóng)藥使用量的近40%。OPs主要用于防治農(nóng)作物的病蟲害和草害，例如樂果、毒死蜱、倍硫磷、甲基對硫磷等，這些有機磷農(nóng)藥應用十分廣泛，但實際的使用效率并不高，大部分的農(nóng)藥未發(fā)揮實際功效，多殘留在土壤、水、農(nóng)產(chǎn)品中[1]。因此，隨著OPs的過量及不規(guī)范使用，農(nóng)藥殘留的問題越來越突出，由此造成的環(huán)境污染和食品安全、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問題也成為社會廣泛關注的話題。

目前，常用于OPs殘留檢測前處理的方法有固相萃取技術（SPE）、固相微萃取技術（SMPE）、分子印跡固相萃取（MI-SPE）、凝膠滲透色譜技術（GPC）、基質(zhì)固相分散萃取技術（MSPD）、QuECHERS技術[2-3]等。在這些方法中，QuECHERS技術在保證回收率的情況下，操作步驟更為簡單，檢測成本更加低廉，有機試劑使用量少，綠色環(huán)保，適用范圍很廣[4-5]。因此采用QuECHERS方法，對基質(zhì)相對復雜的水果、蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品中的多種OPs殘留進行前處理是現(xiàn)代農(nóng)殘分析檢測領域的一個趨勢。

本文采用QuECHERS方法與氣相色譜法聯(lián)用，用于蔬菜、水果中12種國家限制使用的OPs的檢測，建立了一種快速（Quick）、簡便（Easy）、廉價（Cheap）、高效（Effective）、可靠（Rugged）、安全（Safe）[6]的農(nóng)藥殘留檢測方法（QuECHERS-GC-FPD），并取得了令人滿意的結果。

1 實驗

1.1 試劑及藥品

100 μg/mL的OPs標準品（甲胺磷、乙酰甲胺磷、滅線磷、特丁硫磷、樂果、甲基對硫磷、毒死蜱、倍硫磷、水胺硫磷、殺撲磷、硫環(huán)磷、三唑磷）（99.99%）購自北京壇墨質(zhì)檢有限公司，色譜級乙腈、丙酮購自百靈威科技有限公司（中國北京）。以提前制備好的不含被測目標分析物的陰性樣品基質(zhì)溶液（制備方法見2.3）為溶劑配制10 μg/mL農(nóng)藥混合標準儲備液，并避光冷藏儲存于4℃環(huán)境中。標準工作液通過陰性樣品基質(zhì)溶液稀釋標準儲備液制得，一周一制。

QuEChERS 萃取鹽包購自迪馬科技有限公司，N-丙基乙二胺吸附劑（PSA）、石墨化碳黑（GCB）、十八烷基鍵合硅膠吸附劑（C18）購自（美國Supelco 公司），分析純無水硫酸鎂購自國藥集團化學試劑有限公司，實驗用水為 Milli-Q 超純水。

1.2 儀器和氣相色譜條件

樣品粉碎機（Multiquick 3，德國博朗公司）、分析天平（梅特勒-托利多國際貿(mào)易有限公司，中國上海）、離心機（HC-3018，中科中佳科學儀器有限公司，中國安徽）、渦旋混勻儀（MX-S，京君龍實驗儀器有限公司，中國北京）、氮吹儀（SPT-24，斯伯特科技有限公司，中國北京）、超聲清洗器（KQ-5000DV，昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司，中國昆山）等儀器用于進行樣品前處理。

氣相色譜系統(tǒng)為島津GC-2010（島津公司，日本東京）氣相色譜儀，配有不分流/分流進樣器及火焰光度檢測器（FPD），色譜柱為Rxi-17毛細管柱（30 m×0.25 mm i.d.,0.25 μm 膜厚，Restek，USA）。氣相色譜分析條件為：載氣為高純氮氣（99.99%），恒流方式，流量10 mL/min；進樣口溫度維持在220℃，進樣體積1 μL，不分流模式；檢測器溫度設為250℃，氫氣75 mL/min，空氣100 mL/min，尾吹氣3 mL/min。柱溫設置為程序升溫：起始溫度150℃，保持2 min；以8℃/min 升溫至250℃，保持12 min，一次樣品分析總時間設置為25 min。

1.3 QuECHERS過程[7]

黃瓜、蘋果購自當?shù)剞r(nóng)貿(mào)市場。將黃瓜、蘋果兩種樣品取可食部分，分別粉碎并攪拌均勻，備用。首先，分別稱取10 g黃瓜、蘋果樣品，置于50 mL 離心管中（做加標實驗時，此時應加入適量的標準混合液，制成一定濃度的加標樣品）；其次，在離心管中分別加入20 mL 乙腈，渦旋混勻；隨后，加入 Agilent QuEChERS 萃取鹽包（4g MgSO4＋1g NaCl＋1g 檸檬酸鈉＋0.5g 檸檬酸氫二鈉），放入一顆陶瓷均質(zhì)子，渦旋震蕩混勻3 min，進行充分萃??；然后，將離心管放入離心機中，4 000 r/min條件下離心5 min；取6 mL上清液于15 mL離心管中，加入400 mg PSA、400 mg C18、200 mg GCB和1 g MgSO4，渦旋均勻，4 000 r/min條件下離心5 min；最后，準確吸取2 mL離心后的上清液于10 mL試管中，于40℃水浴條件下氮吹至近干，加入1 mL陰性樣品基質(zhì)溶液復溶，并通過0.22 μm 有機濾頭過濾，供氣相色譜系統(tǒng)測定。（陰性樣品基質(zhì)溶液制備方法除最后氮吹后采用丙酮進行復溶外，其余同上述過程）

2 結果與討論

2.1 前處理方法的選擇

我國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準《NY/T 761-2008 蔬菜和水果中有機磷、有機氯、擬除蟲菊酯和氨基甲酸酯類農(nóng)藥多殘留的測定》[8]采用的是傳統(tǒng)萃取和凈化預處理方法。本文同時采用兩種前處理方法對黃瓜、蘋果樣品進行處理，進行對比。傳統(tǒng)的萃取和凈化方法過程繁瑣，操作復雜，耗時耗力，而且有機試劑使用量較大，不適宜綠色環(huán)保的生態(tài)理念；而目前比較流行的QuECHERS方法則完全克服了這些弊端，而且該方法的檢出限、回收率等結果更令人滿意。因此，本文采用QuECHERS技術與氣相色譜法相結合，用于蔬菜和水果中OPs多殘留的定量檢測，有效地改善和提高了有機磷農(nóng)藥的檢測范圍。

2.2 基質(zhì)效應的影響

基質(zhì)效應是復雜樣品進行痕量分析的一個重要影響因素[9,10]。基質(zhì)是指樣品中除目標分析物以外的組分，常常對分析物的分析過程有顯著的干擾，并影響分析結果的準確性，這些影響和干擾被稱為基質(zhì)效應。由于基質(zhì)成分的存在減少了色譜系統(tǒng)活性位點與待測物分子作用的機會，使得更多的待測物進入色譜系統(tǒng)從而使檢測信號增強[11]。基質(zhì)效應不能被完全消除，但可以通過一定的方法消除其影響。本方法采用不含被測目標分析物的陰性樣品基質(zhì)溶液配制混合標準溶液，而對于實際樣品，則在前處理過程中（氮吹近干后），用陰性樣品基質(zhì)溶液進行復溶，以此來減弱基質(zhì)效應對測定結果的影響。

2.3 方法性能分析

為評價本文建立的QuECHERS-GC-FPD分析方法的性能優(yōu)劣，對該方法的線性范圍、靈敏度、準確度及精密度等項目進行了研究。

2.3.1 線性關系

在前述色譜條件下，選取0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.4、0.8、1 mg/L八個濃度點，配制農(nóng)藥混合標準溶液，進行色譜測定。以標準溶液的濃度為橫坐標，目標分析物的色譜峰面積為縱坐標，繪制標準曲線如圖1（A），得到的線性關系和相關系數(shù)見表1。

圖1 12種有機磷農(nóng)藥氣相色譜圖

2.3.2 方法的靈敏度

靈敏度通過IUPAC方法[12-13]規(guī)定的檢出限（limits of detection,LOD）來評價，即信噪比最小為3時測定的最低濃度，定量限（limits of quantity,LOQ）定義為信噪比為10時測定的最低濃度。通過本方法得到的檢出限為6～10 μg/kg，定量限為18～30 μg/kg，均在國家規(guī)定的最大殘留量以下，具體數(shù)據(jù)結果如表1所示。

表1 12種有機磷農(nóng)藥的標準曲線、檢出限及定量限

2.3.3 實際樣品分析

采用本文所建立的QuECHERS-GC-FPD法，分別選取老百姓最常食用的一種蔬菜（黃瓜）和一種水果（蘋果）作為樣品，進行實際樣品測定、樣品加標回收和精密度實驗，以此來驗證該方法的可行性和準確度。實驗結果表明，采用本文所建立的分析方法，實際樣品黃瓜和蘋果中均未檢測到這12種有機磷類農(nóng)藥。通過進行加標回收實驗（空白黃瓜樣品及加標樣品的色譜圖如圖1B、1C），得到在黃瓜和蘋果樣品中，這12種OPs在10、20、50 μg/kg 3個不同加標水平的回收率范圍分別為80.25%～114.37%和80.06%～112.86%，相對標準偏差分別為1.53%～7.54%和1.34%～7.64%，說明該方法具有良好的準確度和精密度。

2.4 QuEChERS 方法與其他前處理方法的比較

本方法與文獻中報道的其他用于有機磷農(nóng)藥檢測的前處理方法進行了比較，結果總結在表2中。由表可知，本方法較其它方法有良好的線性、較低的檢出限和較好的回收率。首先，與SPE、SMPE、MISPE、MSPD、GPC、行業(yè)標準NY/T 761-2008等前處理方法相比，QuEChERS方法操作過程更為簡單，實驗過程中有機試劑的消耗量較少，也未用到甲苯、乙酸乙酯、環(huán)己烷等刺激性較強的試劑。其次，SPE、SMPE、MI-SPE、MSPD等技術需要用到不同材質(zhì)的填料或萃取小柱，相比較QuEChERS方法所用的萃取鹽包，填料和萃取小柱的價格更高，用量較大，所以實驗成本更高；而MSPE方法需要研發(fā)選擇性較強的新型磁性納米材料，這對實驗人員和實驗條件的要求較高，因此規(guī)?；瘧靡彩艿揭欢ǖ南拗疲涣硗?，對于GPC方法，其設備比較昂貴，不同組分收集時間段的選擇也需要前期進行大量實驗，因而 GPC技術在推廣應用上受到一定制約。因此，與其他方法比較，QuEChERS方法操作簡單，綠色環(huán)保，成本較低，更易于實際推廣。

表2 QuEChERS 方法與其他前處理方法的比較

3 結論

本文將QuECHERS技術與氣相色譜相結合，建立了一種操作簡便、價格低廉、節(jié)能高效、綠色環(huán)保的方法（QuECHERS-GC-FPD），用于蔬菜和水果中甲胺磷、乙酰甲胺磷、滅線磷、特丁硫磷、樂果、甲基對硫磷、毒死蜱、倍硫磷、水胺硫磷、殺撲磷、硫環(huán)磷、三唑磷等12種有機磷農(nóng)藥殘留量的測定。通過方法性能分析實驗，得到了令人滿意的結果，表明該方法靈敏度高、精密度好、檢測結果準確可靠，12種有機磷農(nóng)藥的檢出限、定量限均符合國標要求，適用于蔬菜、水果中這12種有機磷農(nóng)藥殘留量的同時測定，大大提高了有機磷農(nóng)藥的檢測效率。