姜黃中農(nóng)藥殘留量檢測的前處理方法研究與優(yōu)化

關(guān)鍵詞：姜黃，農(nóng)藥殘留，前處理，QuECHERS法，方法優(yōu)化

DOI編碼：10.3969/j.issn.1674-5698.2024.10.022

0 引言

姜黃，又名郁金、寶鼎香，為一種姜科植物的干燥根莖。姜黃的藥用價(jià)值、食用價(jià)值高，市場前景廣闊，肇慶市高要區(qū)多地均有規(guī)模種植，并多次入選廣東省“粵字號”農(nóng)業(yè)品牌，暢銷海外。隨著肇慶地區(qū)工、農(nóng)業(yè)的發(fā)展，周邊環(huán)境包括土壤、湖泊的污染已不容忽視，由于姜黃的主要食用為根莖部位，容易在生長過程中，通過土壤水質(zhì)吸收農(nóng)藥殘留。因農(nóng)殘檢測樣品時(shí)涉及到的農(nóng)藥類型多、含量低，樣品基體復(fù)雜，因此前處理技術(shù)在進(jìn)行農(nóng)藥殘留分析時(shí)尤為關(guān)鍵[1]。

近年來不斷出現(xiàn)一些新型前處理技術(shù)，主要有固相萃取法（SPE）、凝膠滲透色譜（GPC）、微波萃取法（MAE）、QuECHERS 法等，不同的前處理方法各有利弊，現(xiàn)階段主流的兩種前處理方法主要有，固相萃取法（SPE）和QuECHERS法。固相萃取法（SPE）凈化相對徹底，基質(zhì)效應(yīng)小，但溶劑使用量大；QuECHERS法，操作簡單便捷，檢測成本低，但凈化粗糙，基質(zhì)效應(yīng)大[2，3]。

本研究通過目前主流的前處理方法QuECHERS法基礎(chǔ)上，對其進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，通過比較不同參數(shù)的凈化效果；同時(shí)，優(yōu)化氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)儀的參數(shù)條件，建立一種準(zhǔn)確有效、簡單快捷、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的農(nóng)殘檢測方法。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

1.1.1 儀器

Trace1300-ISQ氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國賽默飛科技有限公司），AL204電子天平（梅特勒-托利多儀器公司），AS2060B超聲波清洗儀〔美瑞泰克科技（天津）有限公司〕，IKA渦旋混勻器〔艾卡（廣州）儀器設(shè)備有限公司〕，CT15RT臺式高速冷凍離心機(jī)（Hitachi日立公司），MPEva_DM36全自動(dòng)氮吹儀〔睿萊博儀器（廣州）有限公司〕。

1.1.2 試劑

農(nóng)殘標(biāo)準(zhǔn)品：標(biāo)準(zhǔn)樣品由上海安譜科技有限公司購得，鄰苯基苯酚、六氯苯、七氟聚酯、甲基毒死蜱、異丙草胺、甲基嘧啶磷、毒死蜱、丁苯嗎啉、聯(lián)苯菊酯、氧化氯丹、反式氯丹、丙酯殺螨醇、滅蟻靈、噠螨靈、氯苯胺靈、丁特硫磷、氯唑磷、殺螟硫磷、氯酞酸甲酯、三唑酮、水胺硫磷、順式氯丹、丙草胺（批號2102053）、噻嗪酮、抑草蓬、甲氰菊酯、氟氰戊菊酯、甲基對硫磷、滅草環(huán)、馬拉硫磷、環(huán)氧七氯B。實(shí)驗(yàn)試劑：乙腈，正己烷，異辛烷，乙酸乙酯，硫酸鎂，氯化鈉，檸檬酸鈉，檸檬酸二鈉，冰乙酸，凈化劑CNW（MgSO4；PSA；GCB；C18）。 姜黃樣品由肇慶宏志達(dá)農(nóng)副產(chǎn)品有限公司提供試驗(yàn)樣品，并對樣品切片、粉碎、研磨處理。

1.1.3 試劑配制

標(biāo)準(zhǔn)貯備液：取適量的上述1.1.2的標(biāo)準(zhǔn)溶液，用正己烷、乙酸乙酯等溶劑稀釋到10.0mg/L；標(biāo)準(zhǔn)工作液：取適量標(biāo)準(zhǔn)儲備液，并對其進(jìn)行分組，用姜黃空白基質(zhì)提取液配制成0.05mg/L、0.10mg/L、0.20mg/L、0.25mg/L、0.40mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L、2.0mg/L、2.5mg/L、3.0mg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)工作液。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 樣品前處理

樣品提?。悍Q取2g已經(jīng)粉碎研磨后的試樣（精確至0.01g），于50mL離心管中，加入10mL超純水超聲混勻，靜置，加入20mL乙腈-冰乙酸（99：1），勻漿提取1min，后放入冰箱中冷凍5min，加入6g硫酸鎂，1.5g乙酸鈉，劇烈振搖1min，后再勻漿提取1min，4200r/min離心。

樣品凈化：取上層清液8mL，置于含600mg硫酸鎂，300mgPSA、300mgGCB、200mgC18的離心管中，渦旋混勻1min，42 0 0 r/min離心，準(zhǔn)確吸取2mL上層清液于試管中，洗脫液濃縮至近干，并用乙酸乙酯定容至1mL，期間加入內(nèi)標(biāo)環(huán)氧七氯B，混勻，上機(jī)測定。

2.2 儀器方法和條件

色譜柱：D B - 5 M S 石英毛細(xì)管柱，3 0 m×0 . 2 5m m×0 . 2 5μm；升溫程序：10 0℃（保持1min）→2 0℃/min 2 4 0℃（保持3min）→10℃/min 3 0 0℃（保持8min）；溫度：進(jìn)樣口：2 50℃；四極桿：2 5 0℃；離子源：3 0 0℃；進(jìn)樣：進(jìn)樣量1. 0μL；進(jìn)樣體積：1. 0μL；不分流，流速：1m L /min；載氣：高純氦氣。

3 結(jié)果與分析

3.1 樣品提取優(yōu)化

將姜黃研磨成粉末狀態(tài)，根據(jù)農(nóng)殘的特性，按相似相容原則使用丙酮、（1：1）丙酮正己烷、二氯甲烷、乙腈、乙酸乙酯，4%乙酸乙腈作為姜黃的提取溶劑，對姜黃中農(nóng)藥殘留量進(jìn)行提取實(shí)驗(yàn)，根據(jù)提取效果色素含量、脂肪含量、蛋白含量、基質(zhì)干擾等進(jìn)行比較，研究發(fā)現(xiàn)乙腈（1%冰乙酸）提取的提取效果最好，因?yàn)橐译鎸Σ煌瑯O性范圍的農(nóng)藥殘留都具有比較好的提前效果，有較好的水溶性，而加入1%的冰乙酸，主要作用是用來調(diào)節(jié)pH，使部分中性條件下容易降解的農(nóng)藥，如：水胺硫磷、殺螟硫磷不易降解。

影響農(nóng)殘?zhí)崛〉闹饕蛩貫闃悠贩鬯槎?、含水率、離心轉(zhuǎn)速、時(shí)間、提取次數(shù)、溫度、沖洗體積、分散萃取鹽的種類和用量等。本項(xiàng)目擬采用影響因素參數(shù)試驗(yàn)，分別對當(dāng)下主流的幾種方法進(jìn)行微波萃取、超聲萃取、固相萃?。⊿PE）、QuECHERS試驗(yàn)，確定出最大提取量的最佳參數(shù)。

研究人員研究發(fā)現(xiàn)，通過對空白基質(zhì)樣品加入1mL 單標(biāo)物質(zhì)濃度為0.20mg/ L的殺螟硫磷，直接上機(jī)測試，測試發(fā)現(xiàn)其中固相萃取，固相萃取（SPE）重復(fù)提取次數(shù)為3次，提取溫度為4 0℃，加入鹽5g時(shí)，提取的效果最好，回收率為97.3%；QuECHER S法重復(fù)提取次數(shù)為2次，提取溫度為40℃，無水硫酸鎂為6g，醋酸鈉為1.5g時(shí)，次之，而微波萃取、超聲萃取均不如前兩種。但前處理過程中，固相萃取提取時(shí)使用的總量為150mL乙腈，使用了大量的有機(jī)溶劑，在凈化和蒸發(fā)濃縮過程，耗時(shí)過長，操作復(fù)雜，而QuECHERS法具有操作簡單便捷，使用的溶劑少，對環(huán)境友好，檢測成本低的優(yōu)勢，研究人員主要使用了QuECHERS法進(jìn)行了優(yōu)化。通過調(diào)整兩種鹽試劑的配比，加入6g硫酸鎂，1.5g乙酸鈉，在乙酸鈉作用下能與水分離；加入硫酸鎂，可以吸收水份，增加農(nóng)殘?jiān)谟袡C(jī)相的溶解，過多過少的鹽對目標(biāo)物和水分離效果均不理想。

加入10mL水超聲混勻，使姜黃粉被水更好地浸潤，能夠使農(nóng)藥殘留在液體介質(zhì)里更好地提取，同時(shí)可以提高乙腈的提取效率；因無水硫酸鎂吸水放出熱量，一方面升溫能夠提高萃取速率，但另一方面升溫容易使部分低沸點(diǎn)的農(nóng)殘揮發(fā)或分解，所以放置冰箱內(nèi)冷凍降低溫度，增加手動(dòng)振搖時(shí)間，提高提取效率。

3.2 樣品凈化優(yōu)化

姜黃中含有姜黃素、姜黃油、生物堿、甾醇類化合物等一種或多種物質(zhì)，在樣品凈化過程中，因添加了10mL水，雖然溶液中的提取效率提升了，但姜黃中的其他物質(zhì)隨著水的加入均被更多地提取出來了。若提取液中大量存在這些物質(zhì)，將會引起基質(zhì)效應(yīng)，影響儀器檢測的準(zhǔn)確性，因而研究人員采用了通過調(diào)整QuECHERS法中凈化材料的配比進(jìn)行試驗(yàn)：PSA（100、200、300、400、600mg）、C18（10 0、20 0、30 0、40 0、60 0mg）、GCB（60、80、10 0、20 0、30 0mg）等影響因素參數(shù)試驗(yàn)，通過加標(biāo)回收率確定最優(yōu)的參數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)硫酸鎂為600mg，PSA為300mg、GCB為300mg、C18為20 0mg，姜黃空白基質(zhì)溶液的色素和姜黃油等物質(zhì)能夠剛好被吸附褪去，適量提高P SA和GCB的含量以除去色素、生物堿、多糖類物質(zhì)，C18主要是用來除去固醇類和脂肪酸類物質(zhì)，通過對空白基質(zhì)樣品加入1mL單標(biāo)物質(zhì)濃度為0.20mg/L的殺螟硫磷，直接上機(jī)測試，發(fā)現(xiàn)樣品的回收率能達(dá)到95.2%，有較好的樣品回收率。通過氮吹濃縮至近干，盡管乙腈溶液的膨脹系數(shù)大，極性大，對分子涂膜柱不利，但它對不同極性范圍的農(nóng)殘都有很好的提取效果，尤其是加入1%冰乙酸之后，而濃縮近干這一步驟，恰好能夠除去樣品提取過程中的乙腈（1%冰乙酸），因此，加入C18，同時(shí)提高了PSA，GCB的含量，同時(shí)加入了環(huán)氧七氯B，能夠更好地除去姜黃樣品中的色素、生物堿多糖等的基質(zhì)干擾。

3.3 儀器條件優(yōu)化

儀器的穩(wěn)定性、精密度和重現(xiàn)性都會影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此使用優(yōu)化好的氣相質(zhì)譜儀的流速、柱溫、進(jìn)樣口溫度、檢測器溫度。研究人員首先使用了濃度為1μg/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，運(yùn)用Scan在定量離子50～550（m/z）范圍內(nèi)進(jìn)行全掃描，選擇豐度高及質(zhì)量數(shù)高的特征離子作為母離子，詳見表1，然后通過對比儀器數(shù)據(jù)庫中MD9BEzFKDmHjWVwVPT4ROg==的離子豐度，確認(rèn)15種農(nóng)殘的定量離子（m/z）以及定性離子。

3.4 方法的線性范圍

將混合標(biāo)準(zhǔn)溶液用姜黃基質(zhì)空白稀釋至適當(dāng)濃度進(jìn)行測定，以濃度為橫坐標(biāo)，對應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，通過計(jì)算，得出15種農(nóng)藥的線性回歸方程。得到標(biāo)準(zhǔn)曲線，見表1。結(jié)果表明，15種農(nóng)藥在0.05～3.0mg/L線性范圍內(nèi)，其相關(guān)系數(shù)均大于0.995，待測標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度與對應(yīng)的峰面積呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系。

3.5 方法的準(zhǔn)確度和精密度

準(zhǔn)確度以回收率來標(biāo)示，將15種農(nóng)殘劃分成3組進(jìn)行測定，重復(fù)測定3次為計(jì)算精密度，按不同組別，向空白姜黃的樣品添加標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：其中①組加標(biāo)量為0.0200mg/kg；②組加標(biāo)量為0.0400mg/kg；③組加標(biāo)量為0.100mg/kg，回收率和精密度見表1。結(jié)果表明農(nóng)殘數(shù)據(jù)按照不同的濃度添加量，回收率范圍均在80%～120%之內(nèi)，精密度均小于5%。

4 結(jié)論

綜上結(jié)果表明，此方法對姜黃中農(nóng)殘的前處理具有較高的準(zhǔn)確度和較好的重現(xiàn)性優(yōu)點(diǎn)，可有針對性地用于姜黃中多種農(nóng)藥殘留的分析測定。