QuEChERs-氣相色譜法測定蔬菜中的有機氯農(nóng)藥殘留

姚昊宇，朱陸華，范文瑩，沈珊珊，李歡歡

（湖北文理學(xué)院食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北 襄陽 441053）

0 引言

目前，蔬菜上已經(jīng)取得農(nóng)藥登記的制劑近9 000種，大量農(nóng)藥的使用會造成蔬菜作物中農(nóng)藥殘留超標(biāo)，并直接危害到人體健康[1]。有機氯農(nóng)藥（Organochlorine pesticide，OCPs）是一種廣譜殺蟲劑，在農(nóng)田土壤中理化性質(zhì)穩(wěn)定且不易降解，會通過食物鏈富集造成蔬菜中有機氯農(nóng)藥的殘留，從而產(chǎn)生致癌、致畸、致突變等生物毒性，因此有機氯農(nóng)藥現(xiàn)已被禁用[2-4]。

氣相色譜法[5-7]、氣相色譜-質(zhì)譜法[8-10]和液相色譜-質(zhì)譜法[11-12]是目前用于有機氯農(nóng)藥殘留檢測的主要方法，其中氣相色譜法（GC）是針對易揮發(fā)且不分解的化合物進(jìn)行分離與分析的色譜技術(shù)，具有分離效果好、定量準(zhǔn)確等特點。而電子捕獲檢測器（ECD）是一種對鹵素類有機物高靈敏的檢測器，且成本低廉，在有機氯農(nóng)藥分析領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[13-15]。

為避免蔬菜樣品的基質(zhì)干擾，提高儀器檢測靈敏度，需要預(yù)先對蔬菜樣品進(jìn)行分離凈化等樣品處理操作[14-19]。QuEChERs（Quick，Easy，Cheap，Effective，Rugged，Safe）技術(shù)是一種新型藥物多殘留的樣品制備方法，因具有快速、簡單、廉價、有效、可靠和安全的特點而得名，在水果和蔬菜中的農(nóng)獸殘分析中已有廣泛應(yīng)用[14-15]。研究采用QuEChERs技術(shù)分離凈化市售蔬菜中的有機氯農(nóng)藥殘留，進(jìn)而用氣相色譜-電子捕獲檢測器進(jìn)行分離檢測，建立一種快速、靈敏、高效的蔬菜中有機氯農(nóng)藥殘留分析方法。將該方法用于不同渠道市售蔬菜的有機氯農(nóng)藥殘留檢測，并依據(jù)國標(biāo)《食品中有機氯農(nóng)藥多組分殘留量的測定》[20]對檢測結(jié)果進(jìn)行評價。

1 試劑與儀器

1.1 材料與試劑

有機氯混合標(biāo)準(zhǔn)品（內(nèi)含α-666，β-666，γ-666，δ-666，p,p'-DDE，p,p'-DDD，o,p'-DDT，p,p'-DDT）（100 μg/mL），深圳市環(huán)科檢測技術(shù)有限公司提供；正己烷（分析純），上海展云化工有限公司提供；乙腈（色譜純）、丙酮、石油醚、二氯甲烷（均為分析純），西隴科學(xué)股份有限公司提供。

萃取鹽包（無水硫酸鎂4 g、氯化鈉1 g、檸檬酸鈉1 g和檸檬酸氫二鈉0.5 g）；凈化管（內(nèi)含900 mg無水硫酸鎂、150 mg PSA和45 mg GCB）。

試驗用生菜、白菜、芹菜、油麥菜、菠菜等蔬菜，購自超市、菜場、網(wǎng)購平臺等市售渠道。

1.2 儀器與設(shè)備

GC-2010Plus型氣相色譜儀，配置ECD檢測器，島津企業(yè)管理（中國）有限公司產(chǎn)品；ME104E型托盤天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司產(chǎn)品；TDL-60B型低速臺式離心機，上海安亭科學(xué)儀器廠產(chǎn)品；XW-80A型旋渦混合器，上海青浦瀘西儀器廠產(chǎn)品；FD5-2.5型真空低溫冷凍干燥機，GOLD-SIM公司產(chǎn)品；KQ-2200E型超聲波清洗機，昆山市超聲儀器有限公司產(chǎn)品；移液槍，西蒙國際生物公司產(chǎn)品；0.22 μm微孔濾膜，天津市津騰實驗設(shè)備有限公司產(chǎn)品。

2 試驗方法

2.1 有機氯標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的配制

有機氯標(biāo)準(zhǔn)工作溶液是由100 μg/mL的有機氯混合標(biāo)準(zhǔn)品經(jīng)乙腈逐級稀釋配制而得的，質(zhì)量濃度依次為5，10，50，100，250 ng/mL的系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，現(xiàn)配現(xiàn)用。

2.2 樣品處理

（1）樣品制備。從超市、菜場、網(wǎng)購平臺等市售渠道分別采購生菜、白菜、芹菜、油麥菜、菠菜等蔬菜樣品。洗凈后將其攪碎，預(yù)冷凍后置于冷凍干燥機中進(jìn)行低溫凍干處理。

（2）提取。準(zhǔn)確稱取10 g（精確至0.01 g）蔬菜樣品，將其置于內(nèi)含10.00 mL乙腈的50 mL離心管中，渦旋提取1 min。

（3）萃取。加入萃取鹽包，渦旋1 min，振蕩提取1 min，以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心5 min，取上清液6 mL。

（4）凈化。在凈化管中加入丙酮2 mL，渦旋混勻，將提取的上清液6 mL倒入凈化管中，渦旋1 min，以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心5 min，取凈化后的上清液1 mL，上清液用0.22 μm有機濾膜過濾，然后用氣相色譜-電子捕獲器分離檢測。

2.3 氣相色譜-電子捕獲器條件

采用RTX-1型石英毛細(xì)管柱，30 m×0.25 mm×0.25 μm；進(jìn)樣口溫度190℃；ECD檢測器溫度280℃；載氣為氮氣，載氣流速3.0 mL/min；尾吹氣流量30.0 mL/min；分流進(jìn)樣，分流比10∶1；進(jìn)樣體積1.0 μL。

程序升溫條件為：初始溫度190℃，保持7 min后，以20℃/min速率升溫至240℃，保持8 min，再以10℃/min速率升溫至250℃，保持1 min。

3 結(jié)果與分析

3.1 定性分析

將8種有機氯農(nóng)藥混合標(biāo)準(zhǔn)品按照2.3的氣相色譜-電子捕獲器條件分離檢測，所得有機氯農(nóng)藥氣相色譜圖如圖1所示。根據(jù)保留時間對8種有機氯農(nóng)藥進(jìn)行定性分析，通過標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的保留時間可知，8種有機氯農(nóng)藥出峰的先后順序為α-666，β-666，γ-666，δ-666，p,p'-DDE，p,p'-DDD，o,p'-DDT，p,p'-DDT。

8種有機氯農(nóng)藥的氣相色譜圖見圖1。

圖1 8種有機氯農(nóng)藥的氣相色譜圖

3.2 樣品處理方法的選擇

為避免蔬菜樣品基質(zhì)干擾，對低濃度有機氯農(nóng)藥殘留進(jìn)行富集，以提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和靈敏度，需要在儀器檢測前選擇合適的樣品前處理技術(shù)對蔬菜中的有機氯農(nóng)藥殘留進(jìn)行分離富集。QuECh ERs技術(shù)操作簡單快速，基體凈化能力強，主要分別以下步驟：①提取。用有機溶劑對樣品中的分析物進(jìn)行提取。②萃取。加入無水硫酸鎂除去提取液中的水分，加入氯化鈉（或乙酸鈉）、檸檬酸鈉-檸檬酸氫二鈉提高萃取效率。③凈化。向萃取液中加入凈化劑，除去萃取液中的共萃雜質(zhì)，避免基質(zhì)干擾。

（1）提取溶劑的選擇。稱取10 g（精確0.01 g）試樣，置于離心管中，分別加入石油醚10.00 mL、乙腈、丙酮、二氯甲烷渦旋1 min，混合均勻，再加入QuEChERs萃取鹽包，混合均勻，迅速渦旋1 min，振蕩提取1 min，以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心5 min，上清液經(jīng)過0.22 μm有機濾膜過濾，然后用氣相色譜-電子捕獲器分離檢測。比較了石油醚、乙腈、丙酮、二氯甲烷對蔬菜中有機氯農(nóng)藥的提取效果。其中，二氯甲烷密度比水大，提取分層后位于下層，不易后續(xù)分離凈化操作；丙酮、石油醚的提取效果相對較差，且會提取樣品基質(zhì)中的色素雜質(zhì)；乙腈對蔬菜中的有機氯農(nóng)藥提取效果最好，是目前蔬果中農(nóng)藥殘留標(biāo)準(zhǔn)分析方法[8，21-22]中的常用提取溶劑。因此，該方法選擇乙腈作為提取溶劑。

（2）萃取鹽包的選擇。乙腈提取過程會有少量水分溶解，需要加入無水硫酸鎂用于吸附水分；為提高有機氯農(nóng)藥在乙腈溶劑中的分配比，需要加入氯化鈉提高水相中的離子強度、加入檸檬酸鈉-檸檬酸氫二鈉緩沖鹽以降低有機氯農(nóng)藥的極性，從而促進(jìn)在乙腈溶劑中的萃取。稱取10 g（精確0.01 g）試樣，置于離心管中，分別加入10.00 mL乙腈渦旋1 min，混合均勻，再分別加入不同配比的QuEChERs萃取鹽包，混合均勻迅速渦旋1 min，振蕩提取1 min，以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心5 min，取上清液經(jīng)0.22 μm有機濾膜過濾后用氣相色譜-電子捕獲器分離檢測。經(jīng)優(yōu)化可知，萃取鹽包最佳配比為無水硫酸鎂4 g、氯化鈉1 g、檸檬酸鈉1 g和檸檬酸氫二鈉0.5 g。

（3）凈化劑的選擇。提取過程存在蔬菜樣品基質(zhì)中的色素、有機酸等雜質(zhì)干擾，需要對其進(jìn)行凈化處理。無水硫酸鎂是用于吸附提取液中的水分，PSA是用于吸附萃取液中的極性化合物、有機酸等極性化合物；GCB主要用于吸附萃取液中的色素類雜質(zhì)。分別在15 mL凈化管（含有不同配比的無水硫酸鎂、PSA與GCB的混合凈化劑）中加入丙酮溶液2 mL，混合均勻，將上清液倒入凈化管中，渦旋1 min，以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心5 min，取上清液經(jīng)0.22 μm有機濾膜過濾后用氣相色譜-電子捕獲器分離檢測。經(jīng)對3種凈化劑添加量的優(yōu)化得到，凈化劑最佳配比為無水硫酸鎂900 mg、PSA 150 mg和GCB 45 mg。

3.3 方法分析性能

對試驗的氣相色譜法檢測8種有機氯農(nóng)藥的分析性能進(jìn)行考查，包括線性方程、線性范圍、檢出限、精密度等。

氣相色譜-電子捕獲器方法分析性能見表1。

表1 氣相色譜-電子捕獲器方法分析性能

將配制好的有機氯標(biāo)準(zhǔn)工作溶液各取1 μL進(jìn)樣分析，重復(fù)3次檢測。以峰面積（Y）為縱坐標(biāo)，相對應(yīng)的質(zhì)量濃度（X）為橫坐標(biāo)，繪制工作曲線，擬合線性方程，結(jié)果可知，8種有機氯農(nóng)藥的線性相關(guān)系數(shù)（R2）在0.994 5~0.999 9，線性相關(guān)性良好。

根據(jù)國際理論和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會（IUPAC0的定義對方法檢出限進(jìn)行計算，將儀器信噪比（S/N）為3時的有機氯濃度作為檢出限（LOD），結(jié)果在0.21~0.48 ng/mL，滿足相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)[15]對有機氯農(nóng)藥殘留分析的限量要求。

對10 ng/mL的有機氯標(biāo)準(zhǔn)混合溶液進(jìn)行重復(fù)測定（n=6）以考查方法精密度，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為2.9%~5.8%，可見該方法重現(xiàn)性良好。

3.4 樣品回收率

取陰性樣品對其進(jìn)行加標(biāo)回收試驗，加標(biāo)質(zhì)量濃度分別為10，50，250 ng/mL，在最優(yōu)條件下對樣品進(jìn)行提取、萃取和凈化，并用氣相色譜-電子捕獲器進(jìn)行分析檢測，計算樣品中有機氯的含量及加標(biāo)回收率。

方法回收率見表2。

表2 方法回收率

由表2可知，加標(biāo)回收率在85.8%~106.1%，滿足《GB/T 27404—2008實驗室質(zhì)量控制規(guī)范》[23]要求，可用于蔬菜樣品中的有機氯農(nóng)殘檢測。

3.5 蔬菜樣品分析

目前，市售蔬菜采購渠道主要分為超市、菜場、網(wǎng)購平臺3種，該方法分別從上述3種渠道采購新鮮蔬菜，并對其有機氯農(nóng)藥殘留進(jìn)行分析檢測。結(jié)果表明，不同渠道采購的蔬菜中8種有機氯農(nóng)藥均未檢出，抽檢樣品符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 結(jié)論

建立了QuEChERs-氣相色譜-電子捕獲檢測器分析方法，用于檢測不同渠道蔬菜中的有機氯農(nóng)藥殘留含量。采購的蔬菜樣品先后用乙腈溶劑提取、無水硫酸鎂除去水分、PSA和GCB凈化，最后用氣相色譜-電子捕獲檢測器對樣品中的8種有機氯進(jìn)行分離檢測。該方法對8種有機氯農(nóng)藥的檢出限為0.21~0.48 ng/mL，相關(guān)系數(shù)（R2）為0.994 5~0.999 9，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為2.9%~5.8%。將該方法用于不同渠道蔬菜樣品分析，未有有機氯農(nóng)藥殘留檢出，樣品加標(biāo)回收率結(jié)果良好，該方法可滿足蔬菜樣品有機氯農(nóng)殘抽檢需要。