頂空氣相色譜法測定15 種中藥材、 中藥飲片中磷化鋁殘留量

周 恒， 苗 水， 陳 銘， 蘭 嵐， 曹依敏， 季 申

（上海市食品藥品檢驗(yàn)所， 上海 201203）

磷化鋁是國內(nèi)外糧食貯藏中普遍使用的高效殺蟲劑，近年來也廣泛應(yīng)用于部分中藥材倉庫貯存[1-3］， 它遇水或酸可產(chǎn)生磷化氫， 是殺蟲有效成分， 對霉菌也有抑制作用，但其屬于劇毒易燃?xì)怏w， 穿透性強(qiáng)， 易揮散， 在磷化鋁熏蒸過程中如處理不當(dāng)會造成嚴(yán)重后果， 如引起人體中樞神經(jīng)損害， 心、 肝、 腎等重要器官衰竭等[4-5］。 磷化鋁用于中藥材熏蒸防蟲防霉時， 其殘留安全性缺乏系統(tǒng)研究， 檢測手段也較匱乏， 可能會對中藥材安全造成較大影響。

目前， 磷化鋁尚無直接檢測的方法， 通常是將其轉(zhuǎn)化成磷化氫后再進(jìn)行測定， 主要有鉬藍(lán)比色法、 滴定法、 離子色譜法等[6-8］， 但這些方法的前處理操作均較復(fù)雜， 靈敏度相對較低， 并且需要較大取樣量。 近幾年來， 有文獻(xiàn)報(bào)道頂空氣相色譜法應(yīng)用于煙草、 水果等基質(zhì)中磷化氫的檢測， 但由于前處理方法為固態(tài)測定法， 僅適合磷化氫， 不能完整體現(xiàn)磷化鋁殘留水平[9-12］， 同時中藥材中磷化鋁殘留分析的研究仍十分有限[13］。 因此， 本實(shí)驗(yàn)擬建立頂空氣相色譜法測定15 種中藥材、 中藥飲片中磷化鋁殘留量， 并通過殘留數(shù)據(jù)積累科學(xué)評價該成分熏蒸對中藥安全性的影響。

1 材料

1.1 儀器 Agilent 7890A 氣相色譜儀 （美國Agilent 公司）， 配置火焰光度檢測器； CTC 進(jìn)樣系統(tǒng)（瑞士CTC 公司）； Milli-Q 超 純 水 儀 （美 國 Millipore 公 司）； Mini Vortexer 渦旋儀（美國Thermo Fisher Scientific 公司）； 10、25、 50、 100、 250、 500 μL 氣密針（瑞士Hamilton 公司）；Tedlar 氣體采樣袋（美國SKC 公司）。

1.2 試藥 硫酸（純度98%）、 鹽酸（含氯化氫36% ～38%） 為分析純（國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）； 磷酸（純度85%） 為分析純（上海凌峰化學(xué)試劑有限公司）； 去離子水（美國Millipore 公司）； 標(biāo)準(zhǔn)磷化氫氣體由德國Linde 公司提供（75 mL／m3磷化氫／氮?dú)饣旌蠚猓?磷化氫含有量108.126 μg／L）。 15 種中藥材、 中藥飲片為上海市場抽檢樣品， 經(jīng)上海市食品藥品檢驗(yàn)所楊新華主管藥師鑒定為正品， 具體見表1。

表1 中藥材、 中藥飲片基本信息

2 方法與結(jié)果

2.1 對照品溶液制備 精密吸取5% 硫酸10 mL， 置于20 mL頂空進(jìn)樣瓶中， 迅速密封。 將標(biāo)準(zhǔn)磷化氫氣體填充至Tedlar 氣體采樣袋， 氣密針精密吸取5、 10、 20、 50、 100、200 μL （分別約相當(dāng)于0.5、 1、 2、 5、 10、 20 ng）， 注入頂空進(jìn)樣瓶中， 渦旋10 s， 即得。

2.2 供試品溶液制備 精密稱取樣品細(xì)粉（過3 號篩） 約0.5 g， 置于20 mL 頂空進(jìn)樣瓶中， 精密加入5% 硫酸10 mL， 迅速密封， 渦旋10 s， 即得。

2.3 色譜條件 Agilent PoraPLOT／Q 色譜柱 （25 m×0.53 mm×20 μm）， 配置火焰光度檢測器、 磷濾光片； 檢測器溫度250 ℃； 升溫程序?yàn)槌跏?0 ℃保持12.5 min，30 ℃／min 升至200 ℃保持2 min； 進(jìn)樣口溫度220 ℃， 不分流進(jìn)樣； 載氣氦氣， 體積流量5.0 mL／min； 頂空進(jìn)樣，采用氣密針模式（溫度70 ℃）； 進(jìn)樣體積500 μL； 頂空瓶平衡溫度65 ℃， 平衡時間20 min。 色譜圖見圖1。

2.4 方法學(xué)考察

2.4.1 線性關(guān)系考察 精密吸取“2.1” 項(xiàng)下對照品溶液各500 μL， 注入氣相色譜儀， 在“2.3” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測定。 以進(jìn)樣量為橫坐標(biāo)（X）， 峰面積為縱坐標(biāo)（Y）進(jìn)行回歸， 得方程為Y= 348.157 75X-145.287 41 （r =0.999 74）， 在0.5～20 ng 范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系。

2.4.2 精密度試驗(yàn) 精密量取5%硫酸10 mL， 置于20 mL頂空進(jìn)樣瓶中， 迅速密封， 氣密針精密吸取標(biāo)準(zhǔn)磷化氫氣體100 μL （約相當(dāng)于10 ng）， 注入頂空進(jìn)樣瓶中， 渦旋10 s， 平行6 份， 在“2.3” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測定， 測得磷化氫峰面積RSD 為1.4%， 表明儀器精密度良好。

2.4.3 穩(wěn)定性試驗(yàn) 按“2.4.2” 項(xiàng)下方法制備20 份對照品溶液， 于0、 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、13、 14、 15、 16、 17、 18、 24 h 在“2.3” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測定， 測得溶液在10 h 內(nèi)基本穩(wěn)定（磷化氫峰面積RSD為1.3%）， 10 h 后有逐漸減小的趨勢， 可能是由于磷化氫被頂空瓶內(nèi)空氣緩慢氧化所致。

2.4.4 重復(fù)性試驗(yàn) 取5 號樣品， 按“2.2” 項(xiàng)下方法制備供試品溶液6 份， 在“2.3” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測定， 測得磷化鋁殘留量（以磷化氫計(jì)） RSD 為4.6%， 表明該方法重復(fù)性較好。

2.4.5 加樣回收率試驗(yàn) 取1、 7、 10 號樣品細(xì)粉（金銀花、 三七、 黃芪）， 按“2.2” 項(xiàng)下方法操作， 以4、 10、20 μg／kg 水平添加標(biāo)準(zhǔn)磷化氫氣體， 每個質(zhì)量濃度平行7份， 渦旋10 s， 在“2.3” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測定， 計(jì)算回收率。 結(jié)果， 金銀花中平均加樣回收率分別為61.2%

圖1 磷化氫氣相色譜圖

（RSD=2.5%）、 59.8% （RSD=0.75%）、 62.2% （RSD=2.1%）， 三七 中分別為58.6% （RSD = 4.6%）、 54.5%（RSD= 1.7%）、 59.9% （RSD = 3.5%）， 黃芪中分別為73.6% （RSD = 3.6%）、 78.5% （RSD = 4.0%）、 80.0%（RSD=3.5%）。

2.5 磷化鋁殘留量測定 取上海市場抽檢的15 種中藥材、中藥飲片， 共48 批， 按“2.2” 項(xiàng)下方法制備供試品溶液，平行2 份， 在“2.3” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測定， 標(biāo)準(zhǔn)曲線法計(jì)算磷化鋁殘留量（以磷化氫計(jì)）， 結(jié)果見表2。

3 討論

3.1 溶劑酸考察 磷化鋁在酸性條件下的水解反應(yīng)較中性條件下更劇烈迅速， 為了使樣品中該成分能迅速轉(zhuǎn)換成磷化氫， 需要使用酸作為溶劑。 本實(shí)驗(yàn)考察了5%硫酸、 4%磷酸、 6%鹽酸（3 種溶劑的氫離子摩爾濃度近似）， 按“2.4.2” 項(xiàng)下制備， 平行3 份， 發(fā)現(xiàn)以鹽酸為溶劑時磷化氫峰面積相對較小， 其原因可能是鹽酸易揮發(fā)， 其揮發(fā)出的氯化氫與磷化氫可能發(fā)生反應(yīng)， 從而降低了磷化氫的濃度； 以硫酸或磷酸為溶劑時， 其峰面積基本一致， 均明顯高于以鹽酸為溶劑。 同時， 考慮到GB／T 25222—2010 鉬藍(lán)比色法及其他文獻(xiàn)中普遍選擇的溶劑是硫酸， 最終確定溶劑酸為5%硫酸。

3.2 溶劑體積考察 以5%硫酸為溶劑， 考察溶劑體積0、2.5、 5、 7.5、 10、 12.5、 15 mL 對磷化氫峰面積的影響，發(fā)現(xiàn)隨著溶劑體積增大， 磷化氫峰面積顯著升高， 這可能是由于磷化氫在水中的溶解度較差， 對于密封的20 mL 頂空進(jìn)樣瓶而言， 溶劑體積越大， 氣體所占體積越小， 磷化氫在頂空瓶內(nèi)氣相中的濃度越高， 故溶劑體積與磷化氫峰面積呈正相關(guān)。 考慮到實(shí)際進(jìn)樣情況， 溶劑體積過大時會影響到樣品稱量， 最終確定溶劑體積為10 mL。

表2 磷化鋁殘留量測定結(jié)果（以磷化氫計(jì)）

3.3 頂空平衡溫度考察 在頂空進(jìn)樣系統(tǒng)中， 最關(guān)鍵的影響因素是頂空瓶平衡溫度。 本實(shí)驗(yàn)考察50、 55、 60、 65、70、 75、 80 ℃對磷化氫峰面積的影響， 發(fā)現(xiàn)平衡溫度從50 ℃增至65 ℃時， 其峰面積逐漸上升， 在65 ℃時達(dá)到最大， 這可能是由于溫度升高增大了磷化氫在頂空瓶內(nèi)的氣液分配比例； 平衡溫度繼續(xù)上升時， 其峰面積反而開始減小， 這可能是由于磷化氫發(fā)生氧化反應(yīng)或其他副反應(yīng)的概率提高， 導(dǎo)致其響應(yīng)強(qiáng)度變?nèi)酢?/p>

3.4 影響加樣回收率因素考察 金銀花、 三七、 黃芪加樣回收率為55% ～80%， 基本滿足殘留實(shí)驗(yàn)要求， 但相對偏低， 這可能是由于中藥材基質(zhì)較復(fù)雜， 對磷化氫存在吸附作用； 同時磷化氫化學(xué)性質(zhì)活潑， 具有強(qiáng)還原性， 可與藥材基質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)或其他副反應(yīng)。 若樣品檢出陽性， 可考慮采用標(biāo)準(zhǔn)加入法或基質(zhì)對照品溶液， 以進(jìn)一步提升定量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.5 磷化鋁殘留情況 表2 顯示， 15 種中藥材、 中藥飲片中磷化鋁檢出率較低， 殘留量也低于中國食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)GB 2763—2016 及國際食品法典委員會針對干制蔬菜、 干制水果、 香料等中磷化氫殘留量的限量規(guī)定0.01 mg／kg[14-15］。

4 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)建立頂空氣相色譜法測定15 種中藥材、 中藥飲片中磷化鋁的殘留量， 該方法操作簡便， 耗時短， 樣品取樣量少， 重復(fù)性好， 靈敏度高， 適用于其他活潑金屬磷化物及磷化氫檢測， 也可以考慮作為中藥中磷化鋁殘留的快速篩選方法。