摘 要:建立氣相色譜質譜法測定貝類樣品中10種有機氯農(nóng)藥(包括六氯苯、α-六六六、β-六六六、γ-六六六、δ-六六六、七氯、p,p′-DDE、o,p′-DDT、p,p′-DDD、p,p′-DDT)含量的分析方法。樣品經(jīng)高速組織勻漿機勻漿后采用正己烷振蕩提取、自制酸性硅膠柱凈化,內(nèi)標法定量分析。10種有機氯農(nóng)藥在5.0~250.0 μg/L范圍內(nèi)線性相關性良好,相關系數(shù)均在0.99以上;方法檢出限為0.1~1.6 μg/kg;方法準確度高、可靠性好,低、中、高不同濃度水平樣品的加標回收率為62.3%~118%(n=7),相對標準偏差(RSD)為1.1%~21%。應用該方法對實際樣品扇貝和花蛤進行分析,加標回收率在61.5%~120%之間,結果滿意。
關鍵詞:有機氯農(nóng)藥;氣相色譜-質譜法;酸性硅膠柱;貝類
文獻標志碼:A 文章編號:1674-5124(2017)03-0053-05
Abstract: A method for the determination of 10 organochlorine pesticides in shellfish, including Hexachlorobenzen, α-BHC, β-BHC, γ-BHC, δ-BHC, Heptachlor, p, p′-DDE, o, p′-DDT, p, p′-DDD and p, p′-DDT, was proposed. Tested samples were homogeneousl mixing by high-speed tissue homogenate and extracted by Hexane, and then cleaned up by home-made acidic silic gel column, thus determined by GC-MS. The results showed that the liner ranges for 10 organochlorine pesticides were 5.0-250.0 μg/L, the linear dependence was good, with the correlation coefficients all above 0.99. The proposed method is accurate, reliable and sensitive. The method detection limits(MDLs) were in the range of 0.1-1.6 μg/kg, and the spiked recoveries were between 62.3%-118%(n=7), the relative standards(RSDs) were between 1.1%-21%. The method was applied to analysis of real samples including scallop and astarte, the spiked recoveries were between 61.5%-120%.
Keywords: organochlorine pesticides; GC-MS; acidic silic gel column; shellfish
0 引 言
有機氯農(nóng)藥(organochlorine pesticides,OCPs)是一種人工合成的廣譜性殺蟲劑,自1942年滴滴涕(dichlorodiphenyl trichloroethane,DDT)開始投放市場,各種有機氯農(nóng)藥陸續(xù)被廣泛應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。有機氯農(nóng)藥化學性質穩(wěn)定,在環(huán)境中難以降解,且有較強的脂溶性,可通過食物鏈的傳遞在生物體及人體的脂肪組織中積累并發(fā)生作用[1]。鑒于有機氯農(nóng)藥的環(huán)境污染效應和對人體健康造成的危害,1970年起美國、瑞典、加拿大等國停止生產(chǎn)和使用DDT;我國于1983年禁止在農(nóng)田使用DDT和六六六(hexachloro-cyclohexane soprocide,HCHs),2004年停止生產(chǎn)六氯苯。雖然有機氯農(nóng)藥被禁止生產(chǎn)和使用已有幾十年的時間,但是目前仍有在大氣、水體、土壤、底泥等不同環(huán)境介質中檢出的報道[2-3]。
貝類生活在近海海域,底棲貝類一般吸附在巖石、珊瑚礁或其他有機體上,通過捕食水體中的微小生物和有機碎屑生存,極易在脂肪組織內(nèi)富集海洋水體中殘留的DDT、HCHs和六氯苯等有機氯農(nóng)藥,通過食物鏈傳遞富集于人體內(nèi),危害人體健康。因此,快速高效分析貝類樣品有機氯農(nóng)藥殘留含量不僅對保障居民身體健康具有重要意義,同時也可反應監(jiān)測區(qū)域水體中有機氯農(nóng)藥殘留量水平。
我國建立的動物源性食品有機氯農(nóng)藥測定的標準分析方法中[4-6],主要采用振蕩提取或微波消解法提取樣品,硫酸磺化凈化后洗至中性對樣品進行分析。硫酸磺化法是一種破壞性的凈化方式,可有效分解去除大部分物質,降低基體干擾,對于分析HCHs、DDT等組分是一種較好的選擇。但硫酸凈化法對于強極性物質和酸性基質卻無能為力,而且操作過程需使用大量濃硫酸,如操作不慎可能會對操作者造成身體傷害,凈化后的樣品用硫酸鈉水溶液洗滌時經(jīng)常會發(fā)生嚴重乳化現(xiàn)象使操作過程變得復雜。
本文采用振蕩提取、酸性硅膠柱凈化、氣相色譜-質譜法測定貝類樣品中的有機氯農(nóng)藥。方法結合了硫酸凈化徹底和硅膠吸附強極性物質的優(yōu)勢,使得前處理操作簡單、凈化充分,避免了乳化現(xiàn)象的發(fā)生。
1 實驗部分
1.1 儀器和試劑
氣相色譜質譜聯(lián)用儀(日本Shimadzu QP2010);調(diào)速多用振蕩器(金壇市梅香儀器有限公司,HY-4);高速組織搗碎機(上海標本模型廠,DS-1);旋轉蒸發(fā)器(東京理化器械株式會社,EYEL4);層析柱(15 mm×200 mm)。
正己烷、濃硫酸、無水硫酸鈉(350 ℃烘4 h)均為分析純;中性硅膠,0.063~0.100 mm,使用前在550 ℃條件下活化12 h;10.0 mg/L 10種有機氯農(nóng)藥混標(AE-00051,純度≥97%,溶劑為環(huán)己烷),包括α-六六六、六氯苯、β-六六六、γ-六六六、δ-六六六、七氯、p,p′-DDE、o,p′-DDT、p,p′-DDD、p,p′-DDT;4 000 mg/L內(nèi)標氘代菲(Z-014J-6,溶劑為二氯甲烷);以上試劑均購自百靈威。貝類樣品購自北京某超市。
44%酸性硅膠:取烘過的硅膠56 g,加入濃硫酸44 g,充分混勻后變成粉末狀。將制成的酸性硅膠裝入試劑瓶密封,保存在干燥器中。
1.2 色譜和質譜條件
色譜柱: Rxi-5 MS(30 m ×250 μm×0.25 μm);程序升溫條件:70 ℃保持1 min,以20 ℃/min升溫到210 ℃,再以2 ℃/min升溫到240 ℃,保持2 min;載氣:高純氦氣;柱流量:1.5 mL/min;進樣口溫度:250 ℃;隔墊吹掃流量:3 mL/min;進樣方式:分流進樣,分流比14∶1;進樣量:2 μL。
全掃描范圍:m/z 50~450;掃描間隔:0.5 s;電離方式:EI;接口溫度:280 ℃;離子源溫度:230 ℃;掃描方式:SIM。
1.3 樣品處理
1.3.1 提取
準確稱取5.00 g經(jīng)高速組織勻漿機勻質好的貝類樣品于磨口錐形瓶中,加入25 g(視樣品含水量而定)無水硫酸鈉并用玻璃棒研磨攪拌至樣品變干成松散沙粒狀。加入30 mL正己烷振蕩提取40 min,提取液通過填裝有無水硫酸鈉的短頸漏斗轉移至圓底燒瓶中,如此重復2次,合并提取液。
1.3.2 凈化
在填充柱底部充填一小團石英棉,依次裝填中性硅膠1 g、44%酸性硅膠8 g、中性硅膠1 g,最后填充無水硫酸鈉6 g,70 mL正己烷淋洗酸性硅膠柱活化;將提取的樣品溶液旋轉蒸發(fā)濃縮至1~2 mL后轉移到已活化好的酸性硅膠柱上凈化,最后用90 mL正己烷洗脫。洗脫液氮吹濃縮定容至1.0 mL后上機測定。
2 結果與討論
2.1 色譜條件的優(yōu)化
OCPs標準物質的選擇離子流圖(目標物組分的質量濃度為100 μg/L)和5.00 g陰性貝類樣品中加入25 ng 10種OCPs目標組分的選擇離子流圖見圖1,內(nèi)標物質量濃度為200 μg/L。從圖中可以看出各組分與內(nèi)標物可得到較好的分離。生物體內(nèi)的有機氯農(nóng)藥含量屬于痕量,為提高方法的靈敏度,選用SIM模式對各組分進行定量分析。各化合物的定量離子見表1。
2.2 進樣量的選擇
進樣體積的大小直接影響測定結果。進樣體積過大會導致色譜峰峰型不對稱、分離度變小或響應信號值與進樣體積不成線性關系而導致無法準確定量;進樣體積太小又會降低方法靈敏度[7]。實驗發(fā)現(xiàn)對于5 μg/L的標液,當進樣體積設置為1 μL時,質譜基本無信號響應,靈敏度差;而當進樣體積設置為2 μL時,質譜響應信號明顯增強,靈敏度顯著提高。因此,本實驗選擇進樣體積為2 μL。
2.3 提取溶劑的選擇
比較了正己烷單一溶劑和正己烷/丙酮(1∶1,ν∶ν)混合溶劑對提取效果的影響。稱取5.0 g赤貝樣品(加標水平為100 μg/5 kg,平行測定兩份),分別采用30 mL的正己烷溶劑和正己烷/丙酮(1∶1,ν∶ν)溶劑提取2次,每次提取40 min,凈化濃縮后上機測定。結果表明當采用正己烷作為提取溶劑時加標回收率在62.3%~102%之間,滿足分析要求;正己烷/丙酮混合溶劑的加標回收率與單一正己烷作為萃取溶劑的加標回收率相當。但后者提取液顏色明顯比正己烷提取的顏色要深,經(jīng)凝膠滲透色譜分離可發(fā)現(xiàn),正己烷/丙酮混合溶劑的提出物的分子量范圍分布較寬,基質更復雜,不利于凈化。因此,實驗選擇正己烷作為提取溶劑。
2.4 提取次數(shù)的優(yōu)化
通過加標回收試驗比較了提取次數(shù)對提取效果的影響。稱取5.00 g赤貝樣品(加標水平為100 μg/5 kg,平行測定兩份),加入30 mL正己烷分別提取1次、2次、3次,每次提取40 min比較不同提取次數(shù)的加標回收率,結果如圖2所示??梢钥闯?,提取2次與3次的加標回收率水平相當,考慮到節(jié)省溶劑及后續(xù)濃縮時間,選擇提取2次。
2.5 淋洗體積的優(yōu)化
赤貝樣品經(jīng)酸性硅膠柱凈化后,用正己烷作為洗脫溶劑淋洗,考察了最佳洗脫溶劑用量。稱取5.00 g勻漿后的貝樣品(加標水平為100 μg/5 kg,平行測定兩份),30 mL正己烷提取2次,每次提取40 min。樣品定量轉移至酸性硅膠凈化柱后,依次用30,45,60,
75,90 mL正己烷淋洗,不同淋洗體積的回收率見
圖3。從圖中可以看出,七氯、p,p′-DDD、六氯苯、p,p′-DDE、o,p′-DDT、p,p′-DDT組分經(jīng)30 mL正己烷淋洗后,回收率已達到83%以上,而4種六六六異構體由于與酸性硅膠柱之間的強吸附作用回收率僅在1%~53%之間。隨著淋洗體積的增加各組分的回收率明顯增加,當淋洗液正己烷用量達到90 mL時,所有組分均可完全淋洗出,因此實驗確定洗脫液正己烷的使用體積為90 mL。
3 方法性能評價
3.1 線性范圍和檢出限
在最佳實驗條件下對樣品采用內(nèi)標法定量,正己烷作為溶劑配制5,25,50,125,250 μg/L濃度系列的10種有機氯農(nóng)藥標準溶液(其中內(nèi)標物氘代菲質量濃度為200 μg/L)做標準曲線;取5.00 g陰性貝類樣品加標5 ng,平行做7組,根據(jù)下式計算方法檢出限(MDL):
MDL=t(n-1,0.99)×S(1)
方法的線性范圍、檢出限值及GB 2763——2014《食品中農(nóng)藥最大殘留限量》[8]允許量見表2。除標準未對水產(chǎn)品中六氯苯最大允許殘留限量作規(guī)定外,其余9種有機氯農(nóng)藥組分的檢出限值滿足標準要求。
3.2 加標回收率和精密度實驗
以5.00 g陰性貝樣品為基質加入不同質量濃度水平(5,25,100,200 ng)的目標物,每個濃度水平重復7組進行提取、濃縮、凈化和上機檢測,計算相對標準偏差(RSD)以檢驗方法精密度,計算樣品的平均加標回收率以檢驗方法的準確度。低、中、高濃度水平的加標回收率在62.3%~118%之間,除p,p′-DDT的高濃度樣品、p,p′-DDD的低濃度樣品以及o,p′-DDT的高濃度樣品的RSD是21%外,其余組分的RSD在1.1%~15%之間(見表3),結果表明方法有較好的準確度和精密度。
4 實際樣品分析
運用本方法對扇貝和花蛤樣品進行有機氯農(nóng)藥殘留測定。取5.0 g勻漿后的樣品,重復3組進行提取、濃縮和上機檢測。所測的扇貝中未檢出有機氯農(nóng)藥,花蛤中有六氯苯和p,p′-DDE檢出,質量濃度分別為0.37 μg/kg和1.38 μg/kg。在扇貝、花蛤樣品中添加25 μg/kg水平的目標物,平行測定5次的加標回收率在61.5%~120%之間,RSD在2.4%~20%之間,表明該方法可靠性好,可有效應用于實際樣品分析。
5 結束語
本文建立了正己烷振蕩萃取、酸性硅膠柱凈化、氣相色譜-質譜法分析貝類樣品中10種有機氯農(nóng)藥的檢測方法。酸性硅膠柱凈化不僅結合了濃硫酸凈化徹底和硅膠吸附性強的優(yōu)勢,同時有效避免了硫酸磺化法凈化過程中可能發(fā)生的乳化現(xiàn)象。方法加標回收率在62.3%~118%之間,除p,p′-DDT、o,p′-DDT、p,p′-DDD外,其他組份的RSD均小于15%。方法可有效應用于實際樣品分析,對花蛤和扇貝的測定結果滿意。
參考文獻
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(編輯:莫婕)