快速溶劑萃取-氣相色譜質(zhì)譜法聯(lián)用測(cè)定大米中6種甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑殘留

(北京吉天儀器有限公司，北京 100015)

1 引言

甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑是近10年來(lái)全球農(nóng)藥界最具有發(fā)展?jié)摿褪袌?chǎng)活力的一類低毒、高效、廣譜、內(nèi)吸性殺菌劑，對(duì)幾乎所有的真菌綱病害均有良好的活性，廣泛應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)中[1]，其在農(nóng)產(chǎn)品中的殘留不可避免，因此開(kāi)展農(nóng)產(chǎn)品中甲氧基丙烯酸酯類殘留的檢測(cè)方法研究很有必要。

農(nóng)產(chǎn)品中殺菌劑殘留的前處理方法一般采用固相萃取[2,3]、超聲提取[4]、均質(zhì)提取[5]等方法，快速溶劑萃取法(APLE)是通過(guò)增加溫度和壓力來(lái)提高萃取的效率，具有萃取效率高，平均萃取時(shí)間少，綠色環(huán)保等特點(diǎn)。此外，快速溶劑萃取技術(shù)廣泛應(yīng)用于分析沉積物、污泥等多個(gè)領(lǐng)域中的農(nóng)藥殘留、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯等污染物[6-8]，已被美國(guó)國(guó)家環(huán)保局(EPA)選為推薦的樣品前處理標(biāo)準(zhǔn)方法[9]。金黨琴[10]等人通過(guò)比較傳統(tǒng)的索氏提取、超聲提取、振蕩提取和加速溶劑萃取等方法對(duì)蔬菜中噻蟲嗪的提取效果發(fā)現(xiàn)，加速溶劑萃取方法提取效果明顯高于其它3種提取方法，回收率高于95%，且該方法提取時(shí)間短，溶劑用量少，簡(jiǎn)便快捷。

采用APLE進(jìn)行提取時(shí)，除了提取目標(biāo)化合物外，樣品基質(zhì)中的其它組分也同時(shí)被提取出來(lái)，通常在分析前需要進(jìn)一步的凈化處理。如果在萃取過(guò)程中加入合適的分散劑和吸附劑吸附干擾物質(zhì)，就能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)萃取和凈化，提高萃取效率。本實(shí)驗(yàn)以大米為例，使用快速溶劑萃取技術(shù)對(duì)大米中的6種甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑進(jìn)行萃取并對(duì)萃取液在線凈化，得到的萃取液直接進(jìn)行氣相色譜質(zhì)譜分析，快速高效。表1列舉了對(duì)不同基質(zhì)中甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑殘留的萃取凈化方法[4,5,11]，從表中可以得出快速溶劑萃取在線凈化與其他文獻(xiàn)中相關(guān)前處理方法比較，提取凈化省時(shí)高效，操作步驟簡(jiǎn)單。

表1 不同甲氧基丙烯酸酯殺菌劑萃取方式比較

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器與試劑

APLE-3500快速溶劑萃取儀(配11mL萃取池，北京吉天儀器有限公司)；GC-MS QP2010SE 氣相色譜質(zhì)譜儀(日本島津)；氮吹濃縮儀。

乙腈(色譜純)；丙酮(分析純)；乙酸乙酯(色譜純)；環(huán)己烷(分析純)；CNW分散固相萃取純化管(900mg MgSO4，300mg PSA，150mg C18)；乙腈中啶氧菌酯(100μg/mL，BePure?)；甲醇中醚菌酯(100μg/mL，壇墨質(zhì)檢)；甲醇中肟菌酯(100μg/mL，壇墨質(zhì)檢)；甲苯中吡唑醚菌酯(100μg/mL，壇墨質(zhì)檢)；乙腈中氟嘧菌酯(100μg/mL，BePure?)；乙腈中嘧菌酯(100μg/mL，BePure?)。

大米樣品購(gòu)于當(dāng)?shù)爻?，粉碎后低溫?chǔ)存。

2.2 儀器工作條件

快速溶劑萃取儀條件：乙腈為萃取溶劑，溫度100℃，加熱300s，靜態(tài)萃取時(shí)間240s，循環(huán)兩次，沖洗體積為60%，吹掃60s。

GC條件：Rtx-5MS毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；進(jìn)樣口溫度280 ℃；升溫程序：溫度 160℃，保持1 min，以15 ℃/min升至280 ℃，保持4 min，以10℃/min 升至300 ℃，保持10 min；載氣：氦氣，流速1.0mL/min；進(jìn)樣量1 μL；進(jìn)樣方式為不分流進(jìn)樣。

MS條件：電離方式：EI；電離能量：70 eV；四極桿溫度：150℃；離子源溫度：230℃；接口溫度：280℃；溶劑延長(zhǎng)時(shí)間：5min；離子選擇模式為SIM模式分段掃描。

2.3 實(shí)驗(yàn)方法

圖1為APLE萃取凈化示意圖，具體操作為稱取1.00g硅藻土并加入900mg MgSO4、300mg PSA以及150mg C18，混合均勻后裝入預(yù)先墊好纖維素濾膜的萃取池中，再稱取1.00g樣品，與1.00g硅藻土混合后裝填至萃取池吸附劑的上部，最上層加入1g硅藻土，并放置一片纖維素濾膜，將蓋擰緊密封萃取池，置于APLE萃取盤中，啟動(dòng)APL-3500快速溶劑萃取儀進(jìn)行萃取，萃取液收集于60mL收集瓶中，進(jìn)行氮吹濃縮至近干，乙腈定容到1mL，過(guò)0.45μm有機(jī)相濾膜后，待GC-MS上機(jī)檢測(cè)。

圖1 APLE萃取在線凈化示意圖

3 結(jié)果與討論

3.1 快速溶劑萃取條件的選擇

3.1.1 萃取溶劑的選擇

有文獻(xiàn)報(bào)道采用乙腈[12]、乙酸乙酯-環(huán)己烷[13]、乙酸乙酯[12,14]、丙酮[15]作為萃取甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑的溶劑。通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較了幾種萃取溶劑的萃取效果，使用乙腈作為萃取溶劑，基質(zhì)背景相對(duì)干凈，萃取效率高，同時(shí)與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道[1]相似。所以本實(shí)驗(yàn)采用乙腈作為萃取溶劑。

3.1.2 循環(huán)次數(shù)

按照2.3所述對(duì)稱取的空白樣品準(zhǔn)確加入一定量的6種殺菌劑混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，密封萃取池，在溫度為100℃，壓力10MPa，熱平衡時(shí)間為300s，萃取時(shí)間為300s，淋洗體積為60%的參數(shù)條件下，進(jìn)入APLE-3500序列模式，將方法中循環(huán)次數(shù)設(shè)置為3次，對(duì)空白大米樣品進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，通過(guò)軟件設(shè)置序列模式將3次循環(huán)后的收集液分別收集到3個(gè)收集瓶當(dāng)中，然后按照2.2色譜條件進(jìn)行6種殺菌劑的測(cè)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，第一次的回收率為95%，第二次回收率在2%～5%之間，第三次回收率幾乎為零。這說(shuō)明萃取條件優(yōu)化較好，兩次萃取基本能達(dá)到萃取充分。為了節(jié)省時(shí)間和資源，本實(shí)驗(yàn)選擇循環(huán)兩次。

3.2 凈化條件的優(yōu)化

目前，常用的吸附凈化劑主要包括石墨化炭黑(GCB)、C18和N-丙基乙二胺(PSA)等，其中GCB對(duì)色素有較好的吸附效果，大米基質(zhì)成分復(fù)雜，含有大量的淀粉、脂類物質(zhì)和蛋白質(zhì)，含有色素較少，PSA能夠吸附萃取液中的脂肪酸以及糖類物質(zhì)，C18可以去除樣品基質(zhì)中的非極性脂類物質(zhì)，所以本實(shí)驗(yàn)選擇PSA與C18作為快速溶劑萃取在線萃取凈化的吸附凈化劑。

3.3 質(zhì)譜條件的優(yōu)化

由于Scan模式通常不能提供痕量分析中必要的靈敏度，因此在Scan條件下根據(jù)目標(biāo)化合物保留時(shí)間和相應(yīng)的質(zhì)譜圖，確定SIM分析條件。6種甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑的保留時(shí)間、定性離子與定量離子見(jiàn)表2。6種殺菌劑分離情況良好，見(jiàn)圖2。

表2 6種殺菌劑保留時(shí)間、定量離子與定性離子

3.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線與檢出限

按照2.2的色譜條件，對(duì)6種殺菌劑的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列分別進(jìn)行測(cè)定，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果表明：6種殺菌劑的質(zhì)量濃度在0.05～1μg/mL范圍內(nèi)與其對(duì)應(yīng)的峰面積呈線性關(guān)系，其線性方程、相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表3。分別以信噪比S/N≥3確定檢出限(LOD)，S/N≥10確定定量限(LOQ)，結(jié)果如表3。

圖2 6種殺菌劑標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖(1 μg/mL)1.啶氧菌酯；2.醚菌酯；3.肟菌酯；4-1.吡唑醚菌酯；4-2.吡唑醚菌酯；5.氟嘧菌酯；6.嘧菌酯

化合物線性方程相關(guān)系數(shù)rLOD(μg/mL)LOD(μg/mL)啶氧菌酯Y=48.154X-414.420.99970.0050.017醚菌酯Y=93.766X-761.760.99970.0020.007肟菌酯Y=58.641X-1081.10.99970.0040.013吡唑醚菌酯Y=72.867X-1674.30.99920.0160.053氟嘧菌酯Y=10.421X+161.791.00000.0220.073嘧菌酯Y=84.488X-2842.90.99930.0740.246

3.4 重復(fù)性試驗(yàn)

取濃度為0.1μg/mL的 6種殺菌劑的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液， 在2.2色譜條件下進(jìn)行6次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表4，保留時(shí)間RSD在0.01～0.11%之間，峰面積RSD在0.9～3.4%之間，表明儀器的精密度良好。

表4 6種殺菌劑的儀器重復(fù)性

3.5 回收率和精密度實(shí)驗(yàn)

選取空白大米作為基質(zhì)樣品，根據(jù)2.3樣品制備和2.2萃取條件，并加入一定量的6種殺菌劑混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，考察加標(biāo)回收情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明加標(biāo)回收率均符合日常分析檢測(cè)的要求，6種殺菌劑的加標(biāo)回收率詳見(jiàn)表5。

表5 6種殺菌劑的加標(biāo)回收率及RSD(n=3)

續(xù)表5

3.6 實(shí)際樣品分析

應(yīng)用所建方法對(duì)不同超市采購(gòu)的4份大米樣品(1#、2#、3#、4#)進(jìn)行檢測(cè)，其中3份大米樣品檢出氟嘧菌酯，2#大米樣品中氟嘧菌酯的含量為0.083mg/kg，3#、4#大米樣品種氟嘧菌酯的含量分別為0.107mg/kg、0.154 mg/kg，超出加拿大規(guī)定糧谷中氟嘧菌酯殘留最大限值0.1mg/kg。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)分析條件的優(yōu)化，建立快速溶劑萃取-在線凈化與氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析大米中的6種甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑殘留的方法。6種殺菌劑在3個(gè)濃度加標(biāo)水平下回收率為84.7～95.6%，RSD為0.22～3.69%，該方法在實(shí)驗(yàn)中使用溶劑量少，操作簡(jiǎn)單，為大米中殺菌劑的提取及檢測(cè)提供有效的參考。