陳勁星
(福建中檢華日食品安全檢測有限公司,福建 福州 350008)
農藥,是農業(yè)中用于預防以及控制病、蟲、草的一類物質,農業(yè)生產過程中,農藥的作用極其顯著,是農業(yè)生產過程中的必需品。目前,常見的農藥有有機磷類、有機氯類和擬除蟲菊酯類等,每種農藥的作用不同化學成分也不同,在種植農作物時,通常會同時加入幾種農藥對農作物進行保護。農藥的使用會帶來農藥殘留的問題,從1997年的《農藥管理條例》到2015年的《中華人民共和國食品安全法》,我國的法律法規(guī)、標準體系逐漸完善,規(guī)定了農藥殘留限量標準,這使檢測分析有一定的參考標準[1]。
桂皮,一種常用中藥,廣東、廣西兩地是桂皮的主要生產地,在中醫(yī)行業(yè)以及食品行業(yè)有著廣泛地運用[2],添加適量的肉桂可使肉料理芳香美味,提高食欲[3]。
但是,國內外對其農藥殘留檢測的研究不足。目前,桂皮中有機磷農藥、有機氯農藥的殘留是分開檢測,要花費大量時間[1,2,5-8]。有研究表明,桂皮中成分復雜,基質較多,會影響檢測結果,因此在檢測過程中需要注意基質效應,使用合理的凈化過程以降低基質對目標物的影響,加入一定的分析保護劑即可降低桂皮中的基質作用[4]。
美國農業(yè)部研發(fā)的QuEChERS方法是目前最常使用的樣品前處理方法,由于其簡單、快速、廉價在實驗室中具有很高的價值。與經典的LSE和MSPD相比,QuEChERS具有顯著的優(yōu)勢,不僅大大降低了溶劑消耗,降低了成本和時間,而且回收率更好,所有分析物均被提取[9]。在國外,多種樣品、多種農藥的檢測都是采用此方法進行前處理,此方法縮短檢測時間,可以提高工作效率[10-14]。苗水等人使用改良的QuEChERS方法對中藥材進行前處理,測定三七中508種農藥殘留,在較短時間內檢測出多種農藥殘留[15]。
本文通過查閱與桂皮以及農藥殘留的相關文獻,選擇桂皮作為研究對象,樣品的前處理方法為QuEChERS方法,乙腈溶液為萃取溶劑,使用三重四級桿-氣相色譜法對桂皮中的22種農藥殘留進行檢測。
儀器:8890-7000D氣相色譜質譜聯(lián)用儀(美國Agilent );TG18G 臺式通用離心機;LT-ET氮吹儀;奧盛混勻器。
試劑:乙腈;丙酮;乙酸乙酯;MgSO4;PSA;C18;甲胺磷;敵敵畏;乙酰甲胺磷;氧樂果;甲拌磷;α-BHC;β-BHC;γ-BHC;δ-BHC;殺螟硫磷;甲拌磷亞砜;甲拌磷砜;水胺硫磷;丙溴磷;pp′-DDE;op′-DDT;pp′-DDD;pp′-DDT;聯(lián)苯菊酯;甲氰菊酯;氯氟氰菊酯;氟氯氰菊酯。
1.2.1 樣品預處理
稱取5.0 g粉碎成粉末的桂皮粉樣品置于50 mL聚苯乙烯具塞離心管中,加入20 mL乙腈溶液,渦旋混勻,靜置3 min,依次加入5g NaCl,蓋上離心管蓋,劇烈振蕩1 min,以4000 r/min離心5 min。取離心后的上清液5 mL置于預先裝有0.1 g MgSO4、50 mg PSA和50 mg C18的10 mL聚苯乙烯具塞離心管中,渦旋混勻1 min以4000 r/min 離心5 min,取上清液氮吹濃縮至近干,加丙酮和正己烷(V∶V,1∶1)定容至1 mL,供GC-MS/MS檢測。
1.2.2 樣品檢測
使用氣相色譜質譜聯(lián)用儀對樣品進行檢測。
氣相色譜條件:色譜柱:Hp-5 MS,30 m×250μm×0.25μm;碰撞氣和載氣:高純He(純度≥99.999%);進樣口溫度:250 ℃;進樣量:1μL;進樣方式:不分流進樣;流速:1.0 mL/min;柱溫程序:60 ℃保持1 min,然后以20 ℃/min 升溫至140 ℃,再以10 ℃/min 升溫至240 ℃,最后以15 ℃/min升溫至300 ℃保持5min。
離子源:EI;離子源溫度:220 ℃;電子能量:70 eV;傳輸線溫度:280 ℃;溶劑延遲時間:5.0 min;監(jiān)測方式:多反應離子監(jiān)測模式(MRM)。
相對于復雜基質來說,多反應離子監(jiān)測模式(MRM)相對于選擇性檢測模式(SIM)有更強的抗干擾能力,可增加結果的可靠性。本實驗檢測方式選擇多反應離子監(jiān)測模式(MRM),離子源使用電子轟擊源(EI),先對濃度為1μg/mL的22種混合標準液進行全掃描,找到22種化合物的保留時間,進行碰撞電壓,優(yōu)化后選擇響應較好的2對離子對,一對作為定量離子對,另外一對作為定性子離子。選用此儀器條件測定可獲得較好的分離效果,22種農藥的MRM色譜圖見圖1,儀器條件見表1。
圖1 22種農藥MRM 色譜圖
桂皮的成分復雜且含水量較低,農藥提取步驟是實驗的關鍵,提取溶劑影響提取效率,而提取效率在很大程度上取決于樣品的性質和殘留農藥佐劑的理化性質。丙酮、乙腈、乙酸乙酯、石油醚等有機溶劑是測定農藥殘留常用到提取溶劑。在實驗中,比較使用丙酮,乙酸乙酯和乙腈中的一種或兩種作為萃取溶劑,結果表明:丙酮和乙腈能與水互溶,提取效率優(yōu)于乙酸乙酯,但丙酮相對于乙腈來說,更容易提取其他雜質[16],故本實驗最終選擇乙腈作為萃取溶劑。
表1 22農藥的質譜參數
桂皮樣品非常復雜而且干擾化合物較多,含揮發(fā)性成分高,有大量的醛、醇類極性物質。PSA 和C18能去除有機酸、色素、糖類、油脂等干擾物,MgSO4不僅能吸水且吸水時會放熱,使得溫度更有利于農藥的提取[17]。本實驗對吸附劑用量進行優(yōu)化,采用50 mg PSA, 50 mg C18與0.1g MgSO4作為吸附劑時,加標回收率不低于70%且不高于120%,回收率結果令人較為滿意。
用空白桂皮基質配制系列標準工作液,在優(yōu)化后的GC-MS/MS條件下測定,以定量離子對的峰面積為縱坐標(y),質量濃度為橫坐標(x),繪制標準曲線。結果表明:在25~500μg/L濃度范圍內,22種農藥顯示較良好的線性,相關系數(R2)均>0.9902;根據S/N= 3計算22種農藥的檢出限(LODs),結果為0.53~2.92μg/kg,按照S/N = 10計算22種農藥的定量限(LOQs)結果是1.76~9.73μg/kg,具體細節(jié)如表2所示。
表2 桂皮中22種農藥的曲線的相關系數、檢出限、定量限及基質效應
表3 22種農藥桂皮基質的加標回收率和相對標準偏差
共同提取的雜質產生的基質效應會對實驗的檢測結果會有一定的影響?;|效應的相對強度(ME)=空白基質標準響應值/純溶劑標準響應值,當ME>1時,基質為增強效應,反之則為基質抑制效應[18]。實驗結果表明:除了甲胺磷、敵敵畏和乙酰甲胺磷有較強的抑制效應,大部分農藥增強基質效應。為了實驗結果的準確性,實驗采用基質匹配校準曲線對目標化合物進行定量分析。
將混合標準儲備溶液加入所測樣品桂皮中,含量分別為0.02、0.04和0.2 mg/kg使用加標的方法來確定分析檢測方法的回收率,使用相對標準偏差來確定分析檢測方法的精密度。在3個加標水平下,結果表明:22種農藥的平均回收率分別為74.3%~109.2%、80.8%~109.6%、79.8%~114.9%,相對標準偏差分別為1.2%~11.6%、0.3%~4.2%、1.2%~8.4%,詳見表3。在分析檢測這22種農藥殘留時,此方法的回收率與精密度較好,滿足并適用于桂皮中多種農藥殘留的分析檢測。
本文使用QuEChERS方法對樣品進行前處理,建立氣相色譜串聯(lián)質譜法對樣品進行分析檢測。此方法簡便、快速,縮短檢測時間,提高工作效率,其回收率與精密度均符合農藥檢測試驗的要求,可以適用于桂皮中多種農藥殘留的檢測。