基于QuEChERS-GC-FPD法對5種蔬菜中18種有機磷農(nóng)藥殘留基質(zhì)效應(yīng)的研究

文/楊志敏 馮翀 潘秀麗 張婕 張?zhí)m 通訊作者/吳福祥

蔬菜作為重要的農(nóng)產(chǎn)品，是日常開展農(nóng)藥殘留檢測的主要分析對象，其種類豐富、組成各異。有機磷農(nóng)藥在農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留檢測中占比70%[1]，氣相色譜法檢測果蔬中有機磷農(nóng)藥殘留是儀器分析中常用的痕量和微量分析技術(shù)[2-3]，在色譜分析中樣品基質(zhì)干擾普遍存在，但隨著對農(nóng)藥殘留分析標準化程度的不斷深入，基質(zhì)效應(yīng)的干擾問題越來越受到檢測人員的重視?；|(zhì)效應(yīng)是指樣品中非待測組分對待測物測定值的干擾和影響[4]。對待測物響應(yīng)值的影響情況可分為基質(zhì)增強效應(yīng)和基質(zhì)減弱效應(yīng)?；|(zhì)效應(yīng)的產(chǎn)生會使檢測結(jié)果偏離實測值，給分析結(jié)果帶來誤差[5]。常見消除基質(zhì)效應(yīng)的方法有內(nèi)標法[6-7]、基質(zhì)匹配標曲法[8]、分析保護劑補償法[9]等?；|(zhì)匹配標曲法在實際檢測中常常涉及多種樣品，若每種樣品匹配相對應(yīng)的一種基質(zhì)，這樣實驗室的前處理工作量會很大，基于QuEChERS法具有快速簡單、廉價高效、安全可靠的特點，目前成為檢驗檢測機構(gòu)較為常用的一種樣品前處理技術(shù)[10]。因此，本文結(jié)合日常檢驗工作，采用QuEChERS前處理方法研究5種蔬菜中18種有機磷農(nóng)藥殘留的基質(zhì)效應(yīng)具有十分重要的意義，為蔬菜中多種農(nóng)藥殘留檢測的基質(zhì)效應(yīng)校正提供科學(xué)依據(jù)，使檢測結(jié)果更為準確可靠。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

芹菜、小油菜、辣椒、黃瓜、娃娃菜均購自當(dāng)?shù)厥袌?。供?8種有機磷農(nóng)藥標準品（純度≥98.5%），購于Dr.Ehrenstorfer GmbH 公 司；乙腈（色譜純），批號：1975-5-8，Merck；正己烷（色譜純），批號 ：110-54-3，Merck；QuEChERS鹽包（醋酸鈉、硫酸鎂、氯化鈉），批號：5982-5650，均購于Agilent公司；凈化管（N -丙基乙二胺PSA、石墨化炭黑GCB、硫酸鎂），批號：5982-5256CH，均購于Agilent公司。

7890B氣相色譜儀，Agilent；ME204電子天平，METTLER TOLED ；5810R高速低溫離心機，Eppendorf；EVA32多功能樣品濃縮儀，北京普立泰科儀器有限公司；KS501圓周震蕩搖床，IKA；VORTEX-5渦旋混勻器，其林貝爾；A11BS025刀式研磨儀，IKA。

1.2 方法

1.2.1 標準溶液制備

分別稱取各供試標準品，用丙酮制備成1.00 mg/ml的標準儲備液，4℃冷藏避光，備用；臨用前用正己烷或基質(zhì)溶液稀釋成0.025～0.400 mg/L的混合標準工作溶液。

1.2.2 基質(zhì)的制備

精密稱定樣品5 g于高速離心管中，加入10 ml乙腈，劇烈振蕩 10 min，放入冰箱中 -18℃冷藏10 min，加入QuEChERS萃取鹽包6.5 g，渦旋 1 min，混均，室溫下靜置 5 min 后，于4℃、4000 r/min 離心 5 min，移液器移 取 7 ml上 清液于QuEChERS凈化管中，渦旋1 min，混勻后于4℃、4000 r/min 離心 5 min，移液槍量取2.00 ml上清液于離心管中，40℃水浴中氮氣吹至近干后，加入2.00 ml正己烷渦旋溶解，溶液過0.2 μm濾膜，氣相色譜儀測定。

1.2.3 氣相色譜條件

DB-1701色譜柱（30 m×0.32 mm×0.25 μm），進樣口溫度：200℃，不分流進樣，進樣量1 μl，流量：2 ml/min，程序升溫：初始溫度80℃，以20℃/min 升溫至 150℃，再以10℃/min升溫至 180℃，保持7 min，以5℃/min升溫至220℃，保持 5 min，再以40℃/min 升溫至 250℃保持 2 min，F(xiàn)PD 溫度：270℃，空氣流量100 ml/min：氫氣流量：75 ml/min。

1.2.4 基質(zhì)效應(yīng)計算

以正己烷純?nèi)軇┡渲频臉藴势啡芤簽閷φ諛藰樱苽涞氖卟嘶|(zhì)配制的標準品溶液為基質(zhì)標樣，同條件下基質(zhì)標樣的峰面積與對照標樣的峰面積之比為該種基質(zhì)的基質(zhì)效應(yīng)，當(dāng)比值大于等于1時為基質(zhì)增強效應(yīng)，比值小于1時為基質(zhì)減弱效應(yīng)。

2 結(jié)果與分析

2.1 色譜條件的優(yōu)化

將正己烷配制的18種有機磷農(nóng)藥的混合標準溶液注入氣相色譜儀，通過調(diào)整程序升溫條件，經(jīng)FPD檢測后最終得到峰形和分離效果好的色譜圖（圖1、表1），解決了倍硫磷、馬拉硫磷和殺螟硫磷，殺撲磷和丙溴磷的色譜峰重疊分不開的問題，建立了同時測定多種有機磷的檢測方法。

圖1 18種有機磷農(nóng)藥（0.40 mg/L）的標準溶液色譜圖

表1 18種有機磷農(nóng)藥（0.025 mg/l）系統(tǒng)適用性參數(shù)

續(xù)表

2.2 基質(zhì)干擾效應(yīng)

2.2.1 蔬菜種類和農(nóng)藥種類的基質(zhì)效應(yīng)

以1.2.2方法制備成5種蔬菜基質(zhì)溶液，用正己烷和基質(zhì)溶液分別配制成0.10 mg/L的對照標液和基質(zhì)標液，每個處理重復(fù)3 次，結(jié)果如圖2所示。從圖2可知，5種蔬菜基質(zhì)對18種有機磷農(nóng)藥化合物的基質(zhì)效應(yīng)強度有所差異，除芹菜基質(zhì)對甲拌磷、二嗪磷和馬拉硫磷有輕微的基質(zhì)減弱效應(yīng)，其他蔬菜基質(zhì)對18種有機磷農(nóng)藥均呈基質(zhì)增強效應(yīng)，且趨勢具有相似性。其中黃瓜基質(zhì)的總體基質(zhì)效應(yīng)較突出；小油菜和娃娃菜的基質(zhì)效應(yīng)相當(dāng)，可能是由于它們同屬于葉菜類；辣椒基質(zhì)除了氧樂果和甲胺磷的基質(zhì)效應(yīng)強于小油菜和娃娃菜，其余農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)都較其略低；芹菜的基質(zhì)效應(yīng)影響最為穩(wěn)定，由此可見，基質(zhì)效應(yīng)與基質(zhì)種類存在著一定的關(guān)聯(lián)性，同一類別的蔬菜基質(zhì)產(chǎn)生的基質(zhì)效應(yīng)相當(dāng)。

圖2 5種基質(zhì)對18種有機磷農(nóng)藥基質(zhì)效應(yīng)的比較

2.2.2農(nóng)藥種類的基質(zhì)效應(yīng)

從圖3可知，18種有機磷農(nóng)藥（相同濃度）在同一蔬菜基質(zhì)中的基質(zhì)效應(yīng)有所差異，但同一種農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)強度表現(xiàn)具有一致性，大都呈基質(zhì)增強效應(yīng)，其中氧樂果、甲胺磷和水胺硫磷基質(zhì)增強效應(yīng)表現(xiàn)突出，甲拌磷、二嗪磷和馬拉硫磷既表現(xiàn)出基質(zhì)增強效應(yīng)，又表現(xiàn)出輕微基質(zhì)減弱效應(yīng)，其他農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)均表現(xiàn)為輕微的增強效應(yīng)，可見，基質(zhì)效應(yīng)的影響與農(nóng)藥種類具有很大的關(guān)聯(lián)性，這可能與農(nóng)藥的結(jié)構(gòu)和極性有關(guān)，有機磷農(nóng)藥大多數(shù)含有P=O或P=S基團，更易被進樣口活性位點所吸附，從而引起不同程度的基質(zhì)增強效應(yīng)。

2.2.3 農(nóng)藥濃度與基質(zhì)效應(yīng)的關(guān)系

圖3 18種有機磷農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)比較

以黃瓜基質(zhì)為例，比較了同一基質(zhì)下18種有機磷農(nóng)藥在不同濃度下所產(chǎn)生的基質(zhì)效應(yīng)，結(jié)果見表2和圖3。由表2和圖3可以看出，同一基質(zhì)對同一農(nóng)藥在不同濃度水平下所產(chǎn)生的基質(zhì)效應(yīng)存在一定的差異，在低濃度水平下對甲胺磷、氧樂果和水胺硫磷產(chǎn)生的基質(zhì)效應(yīng)影響較大，對樂果、甲基對硫磷、殺螟硫磷的影響次之，隨著濃度的增大，基質(zhì)效應(yīng)的影響隨之減弱并趨于穩(wěn)定。

3 討論與結(jié)論

采用氣相色譜法檢測蔬菜中有機磷農(nóng)藥的殘留，其產(chǎn)生的基質(zhì)效應(yīng)的強弱與蔬菜種類、農(nóng)藥種類、農(nóng)藥濃度有關(guān)，其中受農(nóng)藥種類的影響最大，這可能是由于樣本基質(zhì)組成成分和每種農(nóng)藥化合物所含有的基團、特性不同，相互作用于進樣口活性位點，對活性位點結(jié)合力不同導(dǎo)致基質(zhì)效應(yīng)強度差異。

圖3 黃瓜基質(zhì)對 18種有機磷農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)比較

本實驗中含有P=O或P=S基團的甲胺磷、氧樂果、水胺硫磷的基質(zhì)效應(yīng)較強，這與徐美蓉[11]報道的含有不同基團或者同一功能基團化合物，由于其極性和理化差異的不同，在不同化學(xué)環(huán)境和色譜系統(tǒng)中所產(chǎn)生的基質(zhì)效應(yīng)會有較大差異的結(jié)果相一致。有機磷農(nóng)藥基質(zhì)效應(yīng)與樣品基質(zhì)有關(guān)，且特性相近同屬類樣品的基質(zhì)效應(yīng)相當(dāng)，這與余櫚[12]，楊燕燕[13]，李紅艷[14]，姚勇[15]報道的結(jié)果一致。農(nóng)藥濃度水平和基質(zhì)效應(yīng)的程度具有一定的關(guān)聯(lián)性，低濃度的總體基質(zhì)效應(yīng)大于高濃度，這與劉莉[16]報道黃瓜中甲胺磷、乙酰甲胺磷和氧樂果三種農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)隨著農(nóng)藥濃度的升高卻相對減小的結(jié)果相一致。因此，在日常實際工作中，用氣相色譜法檢測農(nóng)藥殘留，要特別重視基質(zhì)效應(yīng)對檢測結(jié)果準確度的影響，對于基質(zhì)干擾不大的樣品，可采用試劑配標進行定量，對于基質(zhì)干擾較大的樣品或農(nóng)藥種類，特別是限量邊緣樣品，最好采取有效方法消除其基質(zhì)效應(yīng)，QuEChERS法制備基質(zhì)溶液快速簡便，根據(jù)基質(zhì)各成分含量不同進行分類，選取一種或幾種基質(zhì)作為實際檢測過程中的基質(zhì)代表，優(yōu)先考慮用基質(zhì)配制標曲法的方法消除基質(zhì)效應(yīng)，提高檢測數(shù)據(jù)的準確性，為檢驗檢測工作的科學(xué)性、客觀性保駕護航。