氣相色譜-質(zhì)譜法測定食品和農(nóng)產(chǎn)品中乙草胺

唐詩 胡江濤 俞凌云

摘要[目的]采用氣相色譜-質(zhì)譜法（gas chromatographymass spectrometry，GC-MS），測定食品和農(nóng)產(chǎn)品中乙草胺的含量。[方法]采用乙腈提取，固相萃取柱凈化，氣相色譜-質(zhì)譜法測定食品和農(nóng)產(chǎn)品中乙草胺;并進行條件優(yōu)化，建立乙草胺的高效檢測方法。[結(jié)果]方法的檢出限分別為谷類、豆類、水果、蔬菜、草本植物、茶為5 μg/kg，蜂蜜和動物源食品為10 μg/kg;線性范圍為0.010～0.500 mg/L。方法的回收率為700%～112.0%，RSD為4.7%～11.5%。[結(jié)論]該研究建立的方法能快速、準確、簡便地測定食品和農(nóng)產(chǎn)品中乙草胺含量。

關(guān)鍵詞食品;農(nóng)產(chǎn)品;乙草胺;氣相色譜-質(zhì)譜法;檢測

中圖分類號TS207.5文獻標識碼A?文章編號0517-6611（2020）15-0216-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.15.061

開放科學（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

Determination of Acetochlor in Food and Agricultural Products by Gas Chromatographymass Spectrometry

TANG Shi1， HU Jiangtao2， YU Lingyun2

（1. University of Glasgow， Glasgow， UK G128QQ; 2. Technical Center of Chengdu Customs， Food Safety Detection Key Laboratory of Sichuan Province， Chengdu，Sichuan 610041）

Abstract[Objective]To determine acetochlor in foods and agricultural products by gas chromatographymass spectrometry （GCMS）.[Method]Acetonitrile extraction， solid phase extraction and GCMS were used to determine acetochlor in food and agricultural products. The conditions were optimized to establish an efficient detection method for acetochlor.[Result]The detection limits of the method were 5 μg/kg for cereals， beans， fruits， vegetables， herbs and tea， and 10 μg/kg for honey and animalderived food;the linear range was 0.010-0.500 mg/L. The recovery rate of the method was 70.0%-112.0%， and the RSD was 4.7%-11.5%.[Conclusion]The method is rapid， accurate and simple for the determination of acetochlor in food and agricultural products.

Key wordsFood;Agricultural products;Acetochlor;Gas chromatographymass spectrometry;Detection

基金項目四川省科技項目（2017SZ0091）。

作者簡介唐詩（1992—），女，四川成都人，碩士研究生，研究方向：營養(yǎng)學。

*通信作者， 高級工程師， 碩士，從事消費品安全檢測研究。

收稿日期2020-01-05

乙草胺（acetochlor）是酰胺類最具代表性的除草劑品種之一，是選擇性芽前除草劑，目前主要用于花生、玉米、大豆、棉花、油菜、芝麻、馬鈴薯、甘蔗、向日葵、果園及豆科、十字花科、茄科、菊科和傘形花科等多種蔬菜田防除一年生禾本科雜草、部分闊葉雜草等。乙草胺也是我國使用最多的3種除草劑（草甘膦、乙草胺和丁草胺）中的一種。據(jù)報道，乙草胺原藥在我國的使用量已超過1萬t。在國外，自1994年美國環(huán)保局EPA批準乙草胺有條件注冊使用以來，乙草胺在美國的使用量也迅速增加，從1996年以來乙草胺使用量已達到1.3萬t以上。

隨著乙草胺等除草劑普遍的使用，以及對該類藥物藥用性能研究的不斷深入，使得該類藥物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中開始受到重視。毒理學研究證明，乙草胺對人畜低毒，但在植物、土壤以及河水中具有較長的降解周期，對生態(tài)環(huán)境、人和動植物都有一定的危（毒）害作用。美國、歐盟、日本等發(fā)達國家早已對此類藥物進行殘留監(jiān)控。特別是在日本“肯定列表”實施后，先后從我國進口的松茸中查出2例乙草胺殘留超標，使我國農(nóng)產(chǎn)品出口受到一定影響，部分產(chǎn)品出口受阻，市場份額被擠占。目前，國內(nèi)外文獻資料檢測乙草胺的方法主要是氣相色譜法，有少量液相和液質(zhì)的方法[1-6]。建立乙草胺的精確檢測方法，將為我國食品中乙草胺殘留監(jiān)控和食品安全提供一項重要的技術(shù)保障，對促進我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)健康發(fā)展、保障人民的健康安全、保護生態(tài)環(huán)境、積極應對國外技術(shù)壁壘、促進國際貿(mào)易具有重大的社會效益。

1材料與方法

1.1材料與試劑

大米、玉米、黃豆、花生（仁）、獼猴桃、茶、豬（肌）肉、豬肝、蜂蜜（成都市超市市購）;

乙草胺（純度大于98.5%，德國Dr.Ehrenstorfer公司）;

正己烷、乙腈、丙酮（色譜純，德國MERCK公司）;氯化鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉（分析純，成都西隴化工有限公司）;試驗用水為Milli-Q超純水。

1.2儀器與設(shè)備

GCMS-QP2010 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（日本島津公司）;海道夫LR4000型試驗型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（德國海道夫公司）;T25basic粉碎勻漿器（德國IKA公司）;MF10 basic樣品粉碎機（德國IKA公司）;T25組織搗碎機（德國IKA公司）;Milli-Q去離子水發(fā)生器（美國Millipore公司）;B8500S-DTH超聲波清洗器（寧波新芝生物科技股份有限公司）;EBA21高速離心機（德國sigma公司）。

1.3試驗方法

1.3.1樣品前處理。

①大米、玉米、黃豆、花生（仁）：樣品粉碎后根據(jù)需要過樣品篩，于常溫下保存。

②獼猴桃：樣品切碎混勻，高速組織勻漿機勻漿。若不立即測定則需 -18 ℃下冷凍保存。

③茶：樣品粉碎后過樣品篩，于常溫下保存。

④豬（?。┤狻⒇i肝：樣品用組織搗碎機搗碎，充分混勻。取250 g粉碎樣用高速組織勻漿機勻漿至糊狀，若不立即測定則需 -18 ℃下冷凍保存。

⑤蜂蜜：對于無結(jié)晶的蜂蜜樣品，將其攪拌均勻。對于有結(jié)晶的樣品，再密閉的情況下，置于不超過60 ℃的水浴中溫熱，振蕩，待樣品全部融化后攪勻，迅速冷卻至室溫，于常溫下保存。

1.3.2樣品提取和凈化。

樣品經(jīng)乙腈提取后，加入氯化鈉和磷酸鹽緩沖液洗去部分水溶性雜質(zhì)，同時水和乙腈分離，然后通過固相萃取柱凈化，供氣相色譜-質(zhì)譜測定。

1.3.3氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）檢測條件。

1.3.3.1氣相色譜條件。

進樣口溫度：250 ℃;程序升溫：初溫70 ℃（保持1 min），以16 ℃/min升至220 ℃（保持5 min），再以50 ℃/min升至280 ℃（保持5 min）。

1.3.3.2質(zhì)譜條件。

電離方式：電子轟擊電離（electron impact ionization，EI）;離子源溫度：230 ℃;四級桿溫度：150 ℃;接口溫度：280 ℃;溶劑延遲時間：4 min;掃描方式：選擇離子掃描（selected ion monitor，SIM），選擇離子為m/z 146（定量）、162、174、223。

2結(jié)果與分析

2.1樣品提取和凈化

2.1.1提取。

以乙腈作為樣品提取液。乙腈可以與水任一比混溶，可更有效地與樣品組織細胞中待測物接觸，當加入鹽后又能迅速與水分層，且乙腈本身對樣品中的糖、脂肪和蛋白質(zhì)的溶解性較小，對蛋白有沉淀作用。經(jīng)驗證乙腈是萃取各種極性農(nóng)藥的最合適的試劑之一[7]。

對于茶葉等脫水試樣，必需加入適量水將樣品浸潤后，再加入乙腈提取。乙草胺能溶于水，有助于乙腈充分與動植組織細胞接觸，加水浸潤試樣能夠有效提高提取效率。

2.1.2凈化。

采用液-液萃取法和固相萃取法相結(jié)合，沒有增添任何特殊的凈化設(shè)備。采用C18固相萃取柱、石墨碳/氨基復合型固相萃取柱（graphitizedcarbonblacks/NH2，GCB/NH2）和N-丙基乙二胺（primary secondary amine，PSA）固相萃取柱凈化，減少了試劑的用量以及對環(huán)境的危害，增強了方法的實用性。

2.1.2.1植物性樣品。

C18小柱是一種非極性吸附劑，可以吸附高分子量的非極性干擾物質(zhì)，特別適用于低脂類水果蔬菜的凈化，對樣品中的蛋白、脂質(zhì)物質(zhì)、部分維生素、色素和甾醇等雜質(zhì)也有一定的吸附作用[8]。

NH2基和PSA是一類性質(zhì)相同的固相萃取填料，常用來消除各種有機酸、部分色素以及蛋白質(zhì)、糖類和脂肪酸。石墨碳（GCB）主要是用來去除類甾體、葉綠素等色素。研究NH2類填料和GCB的實際效果發(fā)現(xiàn)，NH2可去除90%以上的脂肪酸和50%左右的色素;GCB可去除90%以上的色素，但對脂肪酸的凈化能力僅有10%左右。對于一些含色素高的樣品，將兩者聯(lián)合使用，可凈化絕大多數(shù)的色素和脂肪酸。因此方法選擇了石墨碳/氨基復合型小柱對植物性樣品進行凈化。

考查了C18小柱、GCB/ NH2復合型小柱和PSA小柱對乙草胺的吸附作用。吸取濃度為1 000 μg/L的乙草胺標準液20 μL，用95%乙腈水溶液稀釋至3 mL。分別進行3種固相萃取柱的洗脫效率試驗。收集全部流出液，每管3 mL，共收集5管。分別濃縮、定容至1 mL，洗脫試驗結(jié)果見表1。

由表1可知，乙草胺在3種固相萃取柱中吸留較小，樣品提取液過柱后，C18小柱再用3 mL洗脫液即可完全洗脫;GCB/NH2復合型小柱和PSA小柱再用10 mL洗脫液即可完全洗脫。過量的洗脫液會將小柱吸附的雜質(zhì)洗脫。

2.1.2.2動物性樣品。

樣品經(jīng)過乙腈飽和正己烷提取后，加入氯化鈉分離乙腈和水相后，肌肉及內(nèi)臟組織采用乙腈飽和的正己烷去除提取液中的脂肪。試驗過程中發(fā)現(xiàn)雜質(zhì)去除不完全，所以采用了過PSA固相萃取小柱進一步除去雜質(zhì)。PSA固相萃取小柱洗脫效率見表1。

從理論上講，乙草胺是一種極性化合物，非極性的正己烷對其溶解性很差。試驗考查了正己烷對待測物乙草胺的影響，試驗方案如下：吸取0.02 μg的乙草胺標準品于20 mL乙腈中（作平行樣），加入20 mL乙腈飽和正己烷，渦旋2 min，靜置分層，分別將乙腈和正己烷層濃縮至近干，用丙酮-正己烷（1∶1，V/V）溶液定容至1 mL，進樣分析。2個平行樣試驗結(jié)果顯示，乙腈層分別為19.55、20.40 μg/L，正己烷層均為0，表明提取液經(jīng)正己烷萃取后，乙草胺仍保留在乙腈層里，正己烷對待測物測定結(jié)果沒有影響。

2.2儀器條件優(yōu)化

2.2.1色譜柱的選擇。

乙草胺的極性相對較弱，選用弱極性色譜柱較合適。選用填充材料均為5%苯基+95%甲基聚硅氧烷的Rtx-5MS、DB-5MS、HP-5MS 3個品牌毛細管柱進行比較，結(jié)果顯示，乙草胺均在11～12 min出峰，峰型與響應強度大致相當。這3個品牌色譜柱均是色譜分析實驗室常規(guī)的氣相色譜柱，3種色譜柱均可，該試驗選擇的是Rtx-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）。

2.2.2進樣口溫度和柱溫的選擇。

進樣口溫度為250 ℃，此溫度下既能使目標物充分汽化，又不會破壞其結(jié)構(gòu)。柱溫的起始溫度設(shè)為70 ℃，足以將溶劑汽化。該試驗中乙草胺大約在11.70 min出峰，通過多種基質(zhì)試驗，目標物在此位置能與雜質(zhì)峰完全分開，但在具體應用時，仍可根據(jù)實際情況對程序升溫進行調(diào)整。終溫設(shè)為280 ℃保持5 min以保證清潔色譜柱，特別是作動物組織樣品時，可以多保留幾分鐘。

2.2.3質(zhì)譜條件。

離子源溫度230 ℃，接口溫度280 ℃，溶劑延遲時間：4 min。

乙草胺的EI質(zhì)譜圖在NIST標準譜庫中檢索到，其特征碎片離子主要為m/z 59、132、117、146、162、174、223。由于m/z 59的碎片分子量過小，干擾比較大，所以棄去m/z 59離子。通過乙草胺檢測文獻[9-10]及對乙草胺的質(zhì)譜解析，選擇m/z 146為定量離子，確定m/z 146、162、174、223為定性離子。質(zhì)譜采用了SIM采集模式，得到較好的靈敏度。標準質(zhì)譜圖、選擇離子圖及標準總離子流圖見圖1～4。

2.3方法學考察

2.3.1標準曲線和線性范圍。

吸取標準貯備液，用丙酮+正己烷（1+1）稀釋成0.01、0.02、0.05、0.10、0.20、0.50 μg/mL標準溶液，在“1.3.3”色譜條件下檢測，用峰面積與濃度進行線性回歸來繪制標準曲線，得回歸方程和相關(guān)系數(shù)。結(jié)果顯示，乙草胺標準溶液線性范圍為0.010～0.500 μg/mL，標準曲線回歸方程Y=315.415 9X-36.671 9（R2=0.999 7）。

2.3.2檢出限。

以10倍信噪比（S/N>10）所對應的待測物濃度為最低定量濃度，根據(jù)樣品的濃縮倍數(shù)，確定該方法檢出限。

經(jīng)分析，該方法的檢出限谷類、豆類、水果、蔬菜、草本植物、茶為5 μg/kg，蜂蜜和動物源食品為10 μg/kg;線性范圍為0.010～0.500 mg/L。在線性范圍以外時，可適當增大樣品最終定容體積或減小樣品凈化體積。

2.3.3準確度和精密度。

樣品的準確度用標準添加，測定回收率來評價，精密度用多次平行試驗的相對標準偏差來評價。在“1.3.2”和“1.3.3”試驗條件下，根據(jù)已知各國的限量水平對樣品進行3個濃度標準添加，如表2所示。谷類、豆類、水果、蔬菜、草本植物、茶的回收率為72.4%～112.0%，相對標準偏差為4.7%～11.5%;蜂蜜、豬肌肉和豬肝的回收率為72.0%～105.0%，相對標準偏差5.0%～10.7%。

3結(jié)論與討論

該研究建立的GC-MS測定草乙胺的方法經(jīng)過詳細的條件優(yōu)化，選擇出最佳條件，并進行方法性能指標分析。結(jié)果表明，該方法的檢出限分別為谷類、豆類、水果、蔬菜、草本植物、茶為5 μg/kg，蜂蜜和動物源食品為10 μg/kg;線性范圍為0.010～0.500 mg/L。方法的回收率分別為谷類、豆類、水果、蔬菜、草本植物、茶為82.4%～94.3%，RSD為4.7%～115%;蜂蜜、豬肌肉和豬肝為82.8%～90.0%，RSD為5.0%～10.7%。由此可見，該方法穩(wěn)定、快速、準確，為實驗室檢測人員及技術(shù)研究人員提供了相應技術(shù)參考。

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