尹麗穎 曹勁宏 宋 洋 馬 靜 吳 迪
(1.北京市懷柔區(qū)農產品質量安全綜合質檢站,北京 101400;2.北京市植物保護站,北京 100029)
在農產品質量安全檢測體系中,農藥殘留模型樣品對整個檢測質量控制體系起到核心作用,被廣泛應用于儀器性能驗證、實驗室質量控制、實驗室間比對、檢測技能競賽、農藥殘留研究等方面。蔬菜農藥殘留模型樣品制備一般有兩種方法,分別是自然機體污染法和空白基質加標法。前者是將藥物直接噴施于蔬菜上,得到含有藥物的陽性樣品,后者是將藥物標準溶液添加至空白樣品中。兩種方法得到的樣品存在很大差別,前者目標檢測物是與整個蔬菜相結合,符合現(xiàn)實蔬菜生產中噴施農藥實際情況,后者是目標檢測物僅在勻質后的蔬菜糜中。蔬菜中農藥殘留檢測的實施按流程可分為樣品制備、提取、凈化、測定、數(shù)據(jù)分析與結果報告等環(huán)節(jié)[1]。其中,樣品制備是檢測的關鍵環(huán)節(jié)之一,該環(huán)節(jié)采用空白基質加標法制備質控樣品,雖然具有制備操作過程簡單、可以任意設計樣品的加標濃度、可制備多種濃度的農藥殘留模型等優(yōu)點[2],但從檢測環(huán)節(jié)上不能做到對樣品制備環(huán)節(jié)的質量控制,且容易出現(xiàn)樣品不均勻的問題。另外,其他一些對樣品處理、制備等環(huán)節(jié)需要有所質控的實驗研究,如研究不同清洗方法、不同儲存時間對蔬菜農藥殘留的影響等,均需要采用自然機體污染法制備蔬菜農藥殘留模型樣品。
蔬菜基質復雜,研制以實物為基質、均勻性與穩(wěn)定性好的農藥殘留模型樣品對農藥殘留檢測具有重要意義[3],同時樣品中目標物的殘留濃度對實驗質量控制和研究也有重要影響,目標物殘留濃度太高或者太低都達不到質控和研究的目的。有研究表明,采取浸泡方式獲取的農藥殘留模型樣品要優(yōu)于噴施方式,可以滿足重復性、均勻性的需要[4]。但是在浸泡的過程中,最佳浸泡時間為多少,浸泡濃度與目標藥物殘留濃度水平的關系如何,如何實現(xiàn)農藥殘留模型樣品需要的藥物殘留濃度等卻鮮有報道。本研究分別選擇有機磷類、有機氯類、擬除蟲菊酯和氨基甲酸酯類農藥中常見的毒死蜱、腐霉利、高效氯氟氰菊酯和克百威作為殘留對象,以櫻桃番茄和菠菜為基質,以浸泡方式制取這2種蔬菜中4種農藥的蔬菜農藥殘留模型樣品,采用氣相色譜法、高效液相色譜法測定蔬菜中農藥殘留量[1],分析比較不同浸泡時間下2種蔬菜中的農藥殘留量,研究不同浸泡濃度與目標藥物殘留濃度水平之間的關系,為實現(xiàn)制備所需目標濃度的蔬菜農藥殘留模型樣品提供指導依據(jù)。
(一)主要儀器與試劑
1.主要儀器。GC-2010 Plus氣相色譜儀(配FPD檢測器,日本島津公司);Nexis GC-2030氣相色譜儀(配ECD檢測器,日本島津公司);LC-20AD高效液相色譜儀(配柱后衍生系統(tǒng)和熒光檢測器,日本島津公司);YP502N電子分析天平(上海菁海儀器有限公司);EP3010組織搗碎機(德國博朗公司);T18高速組織分散器(德國IKA公司);ASE-24固相萃取裝置(天津奧特賽恩斯儀器有限公司);MTN-2800W-24氮吹儀(天津奧特賽恩斯儀器有限公司);Vortex3000渦漩式混合器(德國普邁公司);RE52-99旋轉蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠)。
2.主要試劑與耗材。農藥標準品[毒死蜱1 000 μg/mL、腐霉利1 000μg/mL、高效氯氟氰菊酯1 000 μg/mL、克百威1 000μg/mL,農業(yè)農村部環(huán)境質量測試中心(天津)];乙腈、丙酮、甲醇、正己烷(均為色譜純,美國霍尼韋爾公司);氯化鈉(分析純,140℃烘烤4 h,國藥集團化學試劑上海有限公司);濾膜(0.22μm,有機溶劑膜,日本島津公司);固相萃取柱(弗羅里矽柱1 000 mg/6 mL、氨基柱500 mg/6mL,日本島津公司);0.05 mol/L氫氧化鈉溶液(英國Pickering公司);OPA稀釋溶液(英國Pickering公司);鄰苯二甲醛、巰基乙醇(均為色譜純,英國Pickering公司);腐霉利原藥(純度95.0%)、毒死蜱原藥(純度98.8%)、高效氯氟氰菊酯原藥(純度97.0%)、克百威原藥(純度98.4%),均為東莞市泓信生物科技有限公司生產。
3.樣品采集。櫻桃番茄、菠菜采樣于北京市懷柔區(qū)某蔬菜生產基地,生產過程中未噴施過任何農藥。
(二)實驗方法
1.浸泡時間對蔬菜農藥殘留的影響。將高效氯氟氰菊酯原藥用丙酮溶解后,經自來水(16℃)稀釋制成農藥浸泡液。將櫻桃番茄和菠菜分別分成6份,去除泥土和腐爛部分,同時完全浸泡至上述農藥浸泡液中,浸泡時每5 min取出1份,置于通風櫥中瀝干表面水分。每取出1份蔬菜時,將其余浸泡的蔬菜翻動一次,確保蔬菜完全染毒,浸泡過程中室溫保持在20℃左右。全部浸泡結束后,將染毒后瀝干表面水分的蔬菜分別用保鮮袋包裝密封后放置于4℃冰箱中冷藏24 h,用組織搗碎機打碎,混勻,待測。
2.蔬菜農藥殘留模型樣品制備。將高效氯氟氰菊酯、腐霉利、毒死蜱、克百威原藥用丙酮溶解后,經自來水(16℃)稀釋制成不同濃度的混合農藥浸泡液。將同樣質量(50 g)的菠菜、櫻桃番茄去除泥土和腐爛部分,同時完全浸泡至上述混合農藥浸泡液中,浸泡20 min,浸泡過程中每5 min翻動一次蔬菜,確保蔬菜完全染毒,室溫保持在20℃左右。浸泡結束后,將蔬菜撈出,置于通風櫥中瀝干表面水分,用保鮮袋包裝密封后放置于4℃冰箱中冷藏24 h,用組織搗碎機打碎,混勻,待測。
3.蔬菜農藥殘留含量與浸泡濃度線性關系的建立。根據(jù)測得的櫻桃番茄和菠菜中各農藥殘留含量(y)和已知初始農藥浸泡濃度(x),分別建立2種蔬菜中農藥殘留含量與浸泡濃度的線性關系(y=kx)。
4.樣品前處理。分別準確稱取對照組(空白)樣品和待測樣品(浸泡后樣品)25.0 g放入勻漿機中,加入50 mL乙腈,高速勻漿2 min后用濾紙過濾,濾液收集到裝有5~7 g氯化鈉的100 mL具塞量筒中,收集濾液40~50 mL,蓋上蓋子,劇烈振蕩1 min,在室溫下靜置30 min。
從具塞量筒中分別吸取3份10 mL上層處理液,分別放入150 mL茄形瓶中,在旋轉蒸發(fā)儀45℃水浴加熱,蒸發(fā)至近干,1份加入2mL丙酮,備用;1份加入2 mL正己烷,待凈化;1份加入2 mL甲醇-二氯甲烷(1∶99,V∶V)溶解殘渣,待凈化。
將上述加入丙酮的備用液用約3 mL丙酮分3次沖洗,每次丙酮用量約1 mL,完全轉移至5 mL容量瓶內定容,在渦旋混合器上混勻后過0.22μm濾膜,濾液供氣相色譜儀(FPD檢測器)測定。將上述加入正己烷的備用液過活化后的弗羅里矽柱,用5 mL丙酮-正己烷(10∶90,V∶V)沖洗后過柱2次,收集洗脫液在水浴溫度50℃條件下氮吹蒸發(fā)至<5 mL,用正己烷定容至5.0 mL,在渦旋混合器上混勻,濾液供氣相色譜儀(ECD檢測器)測定。將上述加入甲醇-二氯甲烷的備用液過活化后的氨基柱,用2 mL甲醇-二氯甲烷(1∶99,V∶V)沖洗后過柱2次,收集洗脫液在水浴50℃條件下氮吹蒸發(fā)至近干,用甲醇定容至2.5 mL,在渦旋混合器上混勻后過0.22μm濾膜,濾液供高效液相色譜儀測定。
5.儀器檢測條件。 (1)氣相色譜(配FPD檢測器)檢測條件。柱升溫程序:150℃保持2 min,以30℃/min升至200℃保持5 min,以5℃/min升至240℃(不保持,達到溫度后立即執(zhí)行新的升溫程序繼續(xù)升溫),以50℃/min升至280℃保持3.53 min。進樣口溫度為280℃;檢測器溫度為300℃;色譜柱流量為10 mL/min;色譜柱為Intertcap 17(1.0μm×0.53 mm×30 m)。(2)氣相色譜(配ECD檢測器)檢測條件。柱升溫程序:150℃保持2 min,以6℃/min升至270℃保持18 min。進樣口溫度為250℃;檢測器溫度為300℃;色譜柱流量為1.40 mL/min;色譜柱為Intertcap 1(0.25μm×0.25 mm×30 m)。(3)高效液相色譜檢測條件。流動相:A相為甲醇;B相為純水;C相為OPA稀釋溶液(含0.1 g鄰苯二甲醛、2 g巰基乙醇);D相為0.05 mol/L氫氧化鈉溶液。柱溫箱溫度為50℃;水解溫度為100℃;激發(fā)波長為330 nm;發(fā)射波長為465 nm。
6.數(shù)據(jù)處理。實驗采用外標法定量,用Excel進行數(shù)據(jù)處理。參照NY/T 761-2008《蔬菜和水果中有機磷、有機氯、擬除蟲菊酯和氨基甲酸酯類農藥多殘留的測定》標準方法[1],將上述處理過的樣品經過測定,得到峰面積,計算樣品中被測農藥殘留量(w,單位以mg/kg表示),計算方法見公式(1)。
公式(1)中,ρ為標準溶液中農藥的質量濃度(mg/L);A為樣品溶液中被測農藥的峰面積;As為農藥標準溶液中被測農藥的峰面積;V1為提取溶劑總體積(mL);V2為吸取出用于檢測的提取溶液的體積(mL);V3為樣品溶液定容體積(mL);m為試樣的質量(g)。
7.質量控制。質量控制采取計算加標回收率的方法得出。稱取25.0 g櫻桃番茄和菠菜的勻質空白樣品(精確至0.1 g)于200 mL燒杯中,分別添加3個濃度梯度的4種農藥標準工作液250μL,工作液濃度分別為10.0、50.0、100.0 mg/L,對應添加濃度分別為0.1、0.5、1.0 mg/kg。在重復性條件下,對低中高水平加標的櫻桃番茄和菠菜樣品進行測定,按照上文“4.樣品前處理”的方法對樣品進行前處理。加標回收率計算方法見公式(2)。
公式(2)中,B為加標回收率(%);Y為空白試樣中被測組分的含量(mg/kg);Y1為加標試樣中被測組分的含量(mg/kg)。
(一)方法檢出限按照上述儀器條件建立的氣相色譜和液相色譜方法,以3倍信噪比所對應的濃度值確定4種農藥的檢出限,結果顯示,高效氯氟氰菊酯的檢出限為0.000 26 mg/kg,腐霉利的檢出限為0.000 30 mg/kg,毒死蜱的檢出限為0.004 70 mg/kg,克百威的檢出限為0.000 94 mg/kg。
(二)質量控制結果通過3次平行加標實驗,4種農藥在櫻桃番茄中的平均回收率為86.46%~104.47%,RSD均≤5%(見表1);4種農藥在菠菜中的平均回收率為83.82%~109.11%,RSD均≤5%(見表2)。該分析方法的準確性符合GB/T 27404-2008《實驗室質量控制規(guī)范 食品理化檢測》[5]的要求,實驗檢測結果可信。
表1 櫻桃番茄中4種農藥的加標回收率 (n=3)
表2 菠菜中4種農藥的加標回收率 (n=3)
(三)不同浸泡時間對蔬菜農藥殘留含量的影響將上文“一、材料與方法”中“1.浸泡時間對蔬菜農藥殘留的影響”的待測樣品按照上述前處理方法及儀器條件進行測定,實驗結果見表3。由表3可以看出,隨著農藥浸泡時間的增大,櫻桃番茄和菠菜中農藥殘留含量的變化趨勢基本一致,前15 min內,農藥殘留含量不穩(wěn)定,20 min后農藥殘留含量變化相對平緩,考慮到盡量減少浸泡時間和實驗結果的穩(wěn)定性,選擇20 min為最佳浸泡時間。
表3 浸泡時間對蔬菜農藥殘留含量的影響
(四)蔬菜農藥殘留含量與浸泡濃度之間的線性關系將上文“一、材料與方法”中“2.蔬菜農藥殘留模型樣品制備”的待測樣品按照上述前處理方法及儀器條件進行測定,實驗結果見表4。
表4 兩種蔬菜在不同濃度農藥浸泡處理后的農藥殘留含量
分別根據(jù)不同農藥浸泡濃度對應的櫻桃番茄和菠菜中農藥殘留含量,以浸泡濃度為橫坐標,農藥殘留含量為縱坐標,繪制農藥殘留含量與浸泡濃度之間的趨勢圖(見圖1)。如圖1所示,隨著農藥浸泡濃度的增大,櫻桃番茄和菠菜中農藥殘留含量均增大,且與農藥種類無關,增大趨勢呈線性關系,其中菠菜基質對應的線性方程為y=1.375x;櫻桃番茄基質對應的線性方程為y=0.035x;相關系數(shù)R2均>0.99,線性關系良好。
圖1 在不同浸泡濃度下菠菜和櫻桃番茄中農藥殘留量的變化趨勢
本研究分別選擇有機磷類、有機氯類、擬除蟲菊酯類和氨基甲酸酯類農藥中常見的毒死蜱、腐霉利、高效氯氟氰菊酯和克百威作為農藥殘留對象,以櫻桃番茄和菠菜為基質,以浸泡方式制取以上2種蔬菜中4種農藥的蔬菜農藥殘留模型樣品,采用氣相色譜法、高效液相色譜法測定蔬菜中農藥殘留量,得出最佳農藥浸泡時間為20 min;在浸泡時間為20 min的條件下,目標農藥殘留含量與浸泡濃度之間呈線性關系,線性方程分別為y=1.375x(菠菜)、y=0.035x(櫻桃番茄)。以浸泡方式制取農藥殘留模型樣品,在浸泡、翻動、晾干表面水分等環(huán)節(jié)有很大的主觀性,該方法適合大批量制取大致濃度的農藥殘留樣品,以用于快速檢測技能競賽、農藥殘留研究實驗等,若將其應用于能力驗證、質量控制等,還需要對樣品進行定值,并進行均一性和穩(wěn)定性實驗。