氣相色譜法檢測果蔬中３０種有機磷類農(nóng)藥殘留的基質(zhì)效應

鮑忠贊 鄧昭浦

摘要：應用NY/T 761-2008標準，考察氣相色譜法（GC-FPD）同時測定水果和蔬菜基質(zhì)中有機磷農(nóng)藥殘留的基質(zhì)效應。選用15種水果和蔬菜上機液作為溶劑，將30種有機磷農(nóng)藥配制成4個不同濃度水平的混合標準溶液，與同等質(zhì)量濃度的溶劑標準溶液進行比較，得出各種有機磷農(nóng)藥在不同濃度水平下不同基質(zhì)中的絕對基質(zhì)效應。結(jié)果表明，15種果蔬對30種有機磷農(nóng)藥均存在不同程度的基質(zhì)效應，多數(shù)農(nóng)藥表現(xiàn)為基質(zhì)增強效應，不同基質(zhì)對有機磷農(nóng)藥的基質(zhì)效應影響存在明顯的差異，除少數(shù)有機磷農(nóng)藥隨著濃度的增加，基質(zhì)效應的影響有先強后弱的趨勢外，大部分有機磷農(nóng)藥與濃度之間沒有明顯的關聯(lián)性。因此，檢測果蔬中有機磷農(nóng)藥殘留時，建議采用基質(zhì)配制的標準品進行定量檢測;瓜類和芽菜類蔬菜受基質(zhì)效應影響較小。推測可根據(jù)含水量高低劃分果蔬種類，選用通用基質(zhì)替代不同種類蔬菜進行標準溶液配制，可減少基質(zhì)帶來的干擾，提高檢測效率和準確性。

關鍵詞：有機磷農(nóng)藥;果蔬;氣相色譜法;基質(zhì)效應

中圖分類號：S132? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）20-0152-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.20.036? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Matrix effects on GC determination of 30 organophosphorus

pesticides residues in fruits and vegetables

BAO Zhong-zan，DENG Zhao-pu

（Pingyang Center for Food and Drug Control，Wenzhou 325400，Zhejiang，China）

Abstract： Application of agricultural standard method NY/T 761-2008，matrix effects of organophosphorus pesticides have been studied in fruits and vegetables by GC-FPD in this research. 15 kinds of samples determined to have no pesticides by GC-FPD were selected，and 30 kinds of organophosphorus pesticides standard were mixed in the 15 kinds of samples matrix at 4 different concentrations levels.And they were compared with the same concentration levels of pesticide standard solution with pure acetone as solvent. Results showed that 15 kinds of samples had different degree of matrix enhancement effect or weakened effect on 30 kinds of organophosphorus pesticides，The intensity of matrix effect were bound up with the types of sample and pesticide.The strength of the polarity and had no obvious linear relationship with the concentration of pesticide， but a small number of the matrix effect of pesticide has a tendency to first increased and then decreased with the increase of mass concentration. It is recommendable to apply the matrix-matched external standard method on the determination of organophosphorus pesticides in real samples; Melons and bud vegetables have less. It is speculated that according to the moisture content to categorize fruits and vegetables and selects the general matrix instead of different kinds of vegetables to prepare standard solution. This method would greatly reduce matrix interference and improve the efficiency and accuracy of inspection.

Key words： organophosphorus pesticides; fruit and vegetable; gas chromatography; matrix effect

基質(zhì)效應是指樣品中除目標分析物以外的其他成分對待測物測定值的影響，即基質(zhì)對分析方法準確測定分析物能力的干擾[1]，可分為基質(zhì)增強效應和抑制效應。在色譜分析過程中，基質(zhì)效應對方法的檢出限、定量限、準確度等有不容忽視的影響[2，3]，無論是氣相色譜、液相色譜、氣質(zhì)聯(lián)用還是液質(zhì)聯(lián)用測定農(nóng)藥殘留時基質(zhì)效應普遍存在[4-6]。

在有機磷農(nóng)藥殘留分析中，因硫磷檢測器（FPD）對含硫、磷化合物具有高選擇性和高靈敏度而被廣泛應用。有研究發(fā)現(xiàn)在氣相色譜檢測中，有機磷農(nóng)藥殘留多數(shù)表現(xiàn)為基質(zhì)增強效應[7-10]，由于樣品基質(zhì)非常復雜，經(jīng)過凈化處理過的樣品中還會含有某些基質(zhì)成分，這些雜質(zhì)與農(nóng)藥競爭進樣口、毛細管柱頭等活性位點，產(chǎn)生基質(zhì)增強效應，使色譜峰變寬、響應值下降導致檢測結(jié)果發(fā)生偏差等問題，通?；厥章蚀笥?00%[5，11，12]。隨著進樣次數(shù)的增多，受基質(zhì)效應的影響越大。另外，基質(zhì)效應還受有機磷農(nóng)藥的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和濃度以及基質(zhì)的類型和含量、進樣過程、檢測器類型等條件影響。目前基質(zhì)效應的消除與補償方法主要包括基質(zhì)標配法、基質(zhì)凈化法、加入分析保護劑法、同位素內(nèi)標法、校正因子校準法、微量疊加定量法等[13-16]。

不同有機磷農(nóng)藥在不同的基質(zhì)種類間有基質(zhì)效應，在不同濃度水平產(chǎn)生的基質(zhì)效應也不盡相同。為了解每種有機磷農(nóng)藥在不同基質(zhì)中受基質(zhì)效應影響強弱，不同果蔬基質(zhì)對待測有機磷農(nóng)藥的影響大小以及待測有機磷農(nóng)藥在不同的濃度水平產(chǎn)生的基質(zhì)效應，本研究以15種果蔬基質(zhì)為試樣，在4個質(zhì)量濃度水平下，運用氣相色譜法探究30種有機磷農(nóng)藥在檢測時產(chǎn)生的基質(zhì)效應，以期為有機磷農(nóng)藥在果蔬檢測中準確定量分析提供補充和借鑒，避免檢測結(jié)果的誤判。

1? 材料與方法

1.1? 材料

1.1.1? 設備與試劑? Agilent7890A型氣相色譜儀配置FPD檢測器（美國Agilent公司），高速均質(zhì)機、漩渦振蕩器（德國IKA公司），DC-24型氮吹儀（上海安譜實驗科技股份有限公司），高速離心機（湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司），AR223CN型電子天平（上海奧豪斯儀器有限公司）;乙腈、丙酮（色譜級，上海安譜實驗科技股份有限公司），NaCl（分析純，浙江中星化工試劑有限公司），30種標準品（100 mg/L，農(nóng)業(yè)部環(huán)境質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心）。

1.1.2? 供試樣品與標準工作液? 梨、香蕉、西瓜、草莓、黃瓜、蒲瓜、大番茄、辣椒、大白菜、菠菜、包菜、花菜、四季豆、白蘿卜、豆芽購置于某農(nóng)貿(mào)市場。30種農(nóng)藥標準品分為3組（圖1），先用丙酮溶液配制成質(zhì)量濃度為10.0 mg/L的單標儲備液，再用丙酮溶液或空白基質(zhì)液稀釋至0.05、0.2、0.5、1.0 mg/L 4個濃度水平的混合標準工作液。

1.2? 方法

1.2.1? 氣相色譜條件? 色譜柱：Agilent DB-35毛細管柱（30 m×0.32 mm×0.25 μm）;載氣：氮氣（純度99.999%），流速為3 mL/min;檢測器溫度：220 ℃;進樣口溫度：250 ℃;尾吹氣、氫氣、空氣流速分別為60、75、100 mL/min;不分流進樣;進樣量1 μL;柱溫程序：45 ℃（保持2 min）至150 ℃（20 ℃/min，保持13 min）至250 ℃（8 ℃/min，保持8 min）;此檢測條件下，30種有機磷農(nóng)藥的保留時間見圖1。

1.2.2? 試驗設計? 基質(zhì)制備方法參照NY/T 761-2008第1部分：蔬菜和水果中有機磷農(nóng)藥多殘留的測定方法執(zhí)行。用空白基質(zhì)液作溶劑配制的標液，稱為基質(zhì)標液（B）。用丙酮溶液作溶劑配制標液，稱為試劑標液（A）。試驗采用兩者峰面積的相對比值來評價基質(zhì)效應（Matrix Effect，ME），ME=B峰面積/A峰面積×100%

基質(zhì)效應評價：認為ME大于100%稱為基質(zhì)增強效應，小于100%稱為基質(zhì)抑制效應，ME在80%～120%稱為弱基質(zhì)效應，受基質(zhì)效應影響不顯著;在70%～80%和120%～130%稱為較強基質(zhì)效應，受基質(zhì)效應影響較顯著;在以上范圍之外稱為強基質(zhì)效應，受基質(zhì)效應影響強顯著。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 標準曲線線性方程和相關系數(shù)

采用系列稀釋法配制質(zhì)量濃度范圍在0.05～1.0 mg/L的農(nóng)藥混合標準溶液，按照研究確定的色譜條件進行測定，以峰面積為縱坐標y，濃度為橫坐標x建立標準曲線，獲得其線性方程及相關系數(shù)。結(jié)果表明，30種有機磷農(nóng)藥在研究的濃度范圍內(nèi)線性關系較好，相關系數(shù)均大于0.993。

2.2? 15種果蔬中30種有機磷農(nóng)藥的基質(zhì)效應比較分析

30種有機磷農(nóng)藥在不同果蔬基質(zhì)中都存在不同程度的基質(zhì)效應，既有極顯著的強基質(zhì)效應，也有不顯著或較顯著的基質(zhì)抑制和增強效應，大部分表現(xiàn)為基質(zhì)增強效應。由表1可知，15種果蔬基質(zhì)對部分有機磷農(nóng)藥有顯著基質(zhì)增強效應，主要表現(xiàn)在乙酰甲胺磷、氧樂果、樂果、久效磷、甲基硫環(huán)磷、甲基毒死蜱，其中乙酰甲胺磷和氧樂果農(nóng)藥的基質(zhì)增強效應最為顯著，ME分別高達280%和302%。其他幾種有機磷農(nóng)藥在不同濃度和部分基質(zhì)中也表現(xiàn)出較顯著或顯著的基質(zhì)效應，如二嗪磷僅在辣椒、花菜和四季豆基質(zhì)中受基質(zhì)影響較明顯;毒死蜱僅在草莓、四季豆和白蘿卜基質(zhì)中呈現(xiàn)較顯著的基質(zhì)效應。因此，檢測16種有機磷農(nóng)藥殘留時應針對性考慮樣品基質(zhì)增強效應對結(jié)果的影響，從而保證檢測結(jié)果的準確性和可靠性。另外，敵敵畏等14種有機磷農(nóng)藥在15種果蔬基質(zhì)中4個濃度水平下受基質(zhì)效應影響基本呈現(xiàn)弱基質(zhì)效應，ME范圍在80%～120%。

2.3? 基質(zhì)種類對基質(zhì)效應的影響

4種濃度水平30種有機磷農(nóng)藥在15種果蔬基質(zhì)中的基質(zhì)效應，ME統(tǒng)計出受基質(zhì)效應影響顯著和極顯著的數(shù)量，分析基質(zhì)種類對基質(zhì)效應的影響。由表1和表2可見，不同基質(zhì)對農(nóng)藥的基質(zhì)效應影響存在較大差異。其中，四季豆、草莓、番茄、辣椒和花菜對農(nóng)藥的基質(zhì)效應影響較其他基質(zhì)顯著，存在較強的基質(zhì)干擾，ME最高值分別為226%、300%、279%、312%、238%，達到基質(zhì)效應顯著和極顯著影響范圍的總數(shù)分別為51、48、48、46、38個，并且影響強顯著的占比較大;而有機磷農(nóng)藥在黃瓜和豆芽基質(zhì)中受基質(zhì)效應影響較小，ME最高值分別為146%和141%，達到基質(zhì)較顯著和極顯著影響范圍的總數(shù)分別為5和9個，其次為蒲瓜基質(zhì)。因此，在檢測過程中對于產(chǎn)生較強基質(zhì)效應影響的基質(zhì)，應采用基質(zhì)匹配標準曲線法來減弱或消除基質(zhì)效應。

2.4? 有機磷農(nóng)藥濃度對基質(zhì)效應的影響

30種有機磷農(nóng)藥在4種濃度水平下15種基質(zhì)中產(chǎn)生的顯著基質(zhì)效應影響的數(shù)量見表3。結(jié)果表明，4個濃度水平下出現(xiàn)顯著基質(zhì)效應的數(shù)量分別為133、149、100和116個。從總體分布來看，同一有機磷農(nóng)藥在不同質(zhì)量濃度水平受基質(zhì)效應影響的差異不顯著，與有機磷農(nóng)藥濃度間沒有顯著的線性關系，結(jié)果與羅貴文等[9]、范君等[10]、羅俊霞等[17]、孫丹等[18]的研究結(jié)果基本一致;但從個體來看，部分有機磷農(nóng)藥的基質(zhì)效應強弱與濃度呈現(xiàn)一定的關聯(lián)性（圖2）。乙酰甲胺磷和氧樂果在濃度為0.05～0.50 mg/L之間隨著濃度的升高，ME有增大的趨勢，在濃度為1.0 mg/L時開始呈現(xiàn)下降趨勢，表明部分有機磷農(nóng)藥在低濃度水平受基質(zhì)效應影響較小，隨著濃度的增加，受基質(zhì)效應影響呈現(xiàn)先增強后減弱趨勢。

3? 小結(jié)與討論

研究了15種果蔬樣品對30種有機磷農(nóng)藥的基質(zhì)效應影響，乙酰甲胺磷等6種有機磷農(nóng)藥在15種果蔬中受基質(zhì)效應影響均顯著;毒死蜱等10種有機磷農(nóng)藥在不同濃度和部分基質(zhì)中表現(xiàn)出較顯著的基質(zhì)影響;敵敵畏等14種有機磷農(nóng)藥在不同濃度和基質(zhì)中受基質(zhì)效應影響呈現(xiàn)弱基質(zhì)效應，在允許偏差范圍內(nèi)。15種果蔬基質(zhì)中，除黃瓜、豆芽和蒲瓜對有機磷農(nóng)藥產(chǎn)生的基質(zhì)效應影響較弱外，其他12種基質(zhì)對不同有機磷農(nóng)藥在不同濃度水平下均有不同程度的影響，其中四季豆等5種基質(zhì)最為突出，有報道稱豆中水分含量相對較低，糖、油脂和蛋白質(zhì)等不易揮發(fā)性物質(zhì)含量較高，易使儀器進樣口活性點被占據(jù)，減少農(nóng)藥的吸附量，從而引起較強的基質(zhì)效應[10]。對于有機磷農(nóng)藥濃度與基質(zhì)效應影響強弱的關系，研究發(fā)現(xiàn)除部分有機磷農(nóng)藥有隨著濃度的增加，基質(zhì)效應影響有先增強后減弱的趨勢，大部分有機磷農(nóng)藥并沒有體現(xiàn)出與基質(zhì)效應有強弱顯著的關聯(lián)性，有報道稱有機氯和擬除蟲菊酯類農(nóng)藥濃度對基質(zhì)效應有較大影響，隨著濃度的增加，基質(zhì)效應逐漸減弱[19]，這可能與檢測器的種類和農(nóng)藥性質(zhì)或前處理過程差異有關。

建議在檢測工作中，對受基質(zhì)效應影響顯著的農(nóng)藥，采用基質(zhì)配制的標準品進行定量檢測，能夠減少基質(zhì)帶來的干擾，從而保證檢測結(jié)果的準確性。瓜類和芽菜類蔬菜水分含量較高，不易揮發(fā)性物質(zhì)含量較低，表現(xiàn)為受基質(zhì)效應影響較小，推測可根據(jù)含水量高低劃分果蔬種類，選用通用基質(zhì)替代不同種類蔬菜進行標液配制，提高檢測效率。此外，勤換隔墊、襯管及老化色譜柱，使有機磷農(nóng)藥不易被吸附，也可有效降低基質(zhì)效應的影響。

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