氣相色譜-電子捕獲檢測器同時檢測蔬菜中有機磷、有機氯、擬除蟲菊酯類農(nóng)藥

聶 鯤，趙建莊

（1.北京農(nóng)學院農(nóng)業(yè)部都市農(nóng)業(yè)（北方）重點實驗室，北京102206；2.北京市海淀區(qū)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所，北京100094）

氣相色譜-電子捕獲檢測器同時檢測蔬菜中有機磷、有機氯、擬除蟲菊酯類農(nóng)藥

聶 鯤1，2，趙建莊1*

（1.北京農(nóng)學院農(nóng)業(yè)部都市農(nóng)業(yè)（北方）重點實驗室，北京102206；2.北京市海淀區(qū)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所，北京100094）

通過采用改進QuEChERS法提取凈化、氣相色譜-電子捕獲檢測器（GC-ECD）檢測，建立蔬菜中有機磷、有機氯、擬除蟲菊酯類共53種農(nóng)藥殘留同時測定的方法，以提高農(nóng)殘檢測效率和準確度。樣品用乙腈進行超聲輔助提取，提取液經(jīng)N-丙基乙二胺（PSA）和石墨化炭黑（Carb）凈化后，采用GC-ECD進行分析測定，外標法定量。結(jié)果顯示，53種農(nóng)藥的檢出限為0.001～0.005 mg/kg，回收率為85.1%～102.6%，相對標準偏差為0.9%～4.5%。該方法的靈敏度、準確度和精密度均符合農(nóng)藥殘留測定的技術(shù)要求，同傳統(tǒng)方法相比，其具有節(jié)能環(huán)保、操作簡單、節(jié)約成本、省時高效的特點。

蔬菜；農(nóng)藥；同時測定；氣相色譜-電子捕獲檢測器

我國是蔬菜的生產(chǎn)和出口大國，蔬菜產(chǎn)業(yè)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟發(fā)展中都占據(jù)極其重要的地位，但每年抽檢都會發(fā)現(xiàn)部分蔬菜含有較高的農(nóng)藥殘留，對我國的蔬菜出口造成直接的沖擊，同時也給消費者帶來傷害。有機氯和擬除蟲菊酯類農(nóng)藥傳統(tǒng)的檢測方法有氣質(zhì)聯(lián)用（GC-MS）和氣相色譜-電子捕獲檢測器（GC-ECD），由于GC-MS靈敏度僅為0.1～0.01 mg/kg，且具有較高的基質(zhì)效應(yīng)，而GC-ECD的靈敏度通常在0.01～0.000 1 mg/kg，所以有機氯和擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的日常檢測更多使用GC-ECD。有機磷類農(nóng)藥殘留檢測的傳統(tǒng)方法是氣相色譜-火焰光度檢測器（GC-FPD），近年來也多使用GC-MS，然而FPD對樣品的檢出限較高，通常在0.5～0.03 mg/ kg，而GC-MS通常都具有較高的基質(zhì)效應(yīng)（50%～200%），對于樣品的定量會很不準確，而且蔬菜種類較多，不可能在實際檢測時，對每種樣品都制作基質(zhì)標準曲線［1-4］。由于有機磷類農(nóng)藥結(jié)構(gòu)式中多含有S、O等電負性較強的元素或者官能團，因而理論上也可以使用ECD進行檢測，進而使用ECD實現(xiàn)對蔬菜中有機磷、有機氯、擬除蟲菊酯3類農(nóng)藥一次性檢測，避免利用FPD和ECD分別檢測而增加時間與成本。為驗證該方法的可行性，利用改進的QuEChERS法對蔬菜樣品進行前處理，之后采用GC -ECD對其中擬除蟲菊酯類、有機磷類、有機氯類共53種農(nóng)藥進行同時檢測，提高了蔬菜中農(nóng)藥殘留的前處理效率和分析效率，可以節(jié)約大量試劑，重現(xiàn)性及可靠性好，完全滿足蔬菜中多組分農(nóng)藥殘留檢測工作的要求。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 試劑 乙腈、正己烷為色譜純；氯化鈉、無水硫酸鈉、無水硫酸鎂均為分析純，在650℃下灼燒4 h后置于干燥器中備用；53種農(nóng)藥（氟樂靈、α-666、β-666、γ-666、δ-666、六氯苯、五氯硝基苯、八氯二丙醚、甲基毒死蜱、三氯殺螨醇、艾氏劑、環(huán)氧七氯、α-氯丹、β-氯丹、氧氯丹、2，4′-DDD、4，4′-DDE、2，4′-DDT、4，4′-DDD、異狄氏劑、狄氏劑、乙烯菌核利、三唑酮、殺螨酯、異菌脲、蟲螨腈、腐霉利、除螨酯、α-硫丹、β-硫丹、硫丹鹽酸酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯、聯(lián)苯菊酯、甲氰菊酯、氯氟氰菊酯、氯菊酯、氟氰戊菊酯、氟氯氰菊酯、氟胺氰菊酯、敵敵畏、谷硫磷、馬拉硫磷、甲基對硫磷、甲基嘧啶磷、殺螟硫磷、對硫磷、毒死蜱、水胺硫磷、甲基異柳磷、喹硫磷、丙溴磷）標準溶液（100μg/m L）均由農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護科研監(jiān)測所研制；N-丙基乙二胺（PSA）、石墨化炭黑（Carb）購自天津博納艾杰爾科技有限公司。

1.1.2 主要儀器 美國Agilent 7890A氣相色譜儀，配電子捕獲檢測器，由美國Agilent公司生產(chǎn)；渦旋混合器由海門市其林貝爾儀器制造有限公司生產(chǎn)；超聲波清洗器由昆山市超聲儀器有限公司生產(chǎn)；離心機由美國Beckman公司生產(chǎn)；冷凍旋干機由美國Labconco公司生產(chǎn)。

1.2 方法

1.2.1 樣品的提取 準確稱取樣品（黃瓜）10.00 g于50 m L離心管中，精確加入10 m L乙腈和5 g氯化鈉后渦旋1 min，超聲振蕩提取10 min，以4 000 r/min離心15 min，將上清液轉(zhuǎn)移至另一只裝有7 g無水硫酸鈉的試管內(nèi)，渦旋混勻1 min后靜置20 min，待凈化［5］。

1.2.2 提取液的凈化 向2 m L離心管內(nèi)分別加入250 mg無水硫酸鎂、80 mg PSA和20 mg Carb粉末，然后加入1.2 mL樣品提取液，渦旋混勻15 min后，10 000 r/min離心5 min，取上清液1 m L置于1.5 m L離心管內(nèi)，進行冷凍旋干，用正己烷定容至1.0 m L，待測［5］。

1.2.3 色譜條件 氣相色譜柱：Agilent 19091J-413型HP-5毛細管色譜柱（30 m×0.32 mm×0.25μm）；載氣：氮氣（純度＞99.99%），流速1.0 m L/min；進樣口溫度250℃，升溫程序為：初始溫度50℃，保持1 min，以20℃/min的速率升至250℃，保持36 min；檢測器溫度300℃；不分流進樣，進樣量1μL。采用外標法定量。

1.2.4 色譜分析 采用自動進樣器進樣，將53種農(nóng)藥標準品分成3組和樣品分別注入氣相色譜儀中，在相同的色譜條件下，以保留時間定性，以樣品峰面積和標準品進行比較定量。其中，氟氯氰菊酯和氯氰菊酯的峰面積以各異構(gòu)體的峰面積之和計算。

2 結(jié)果與分析

2.1 提取條件的選擇

根據(jù)有機氯、有機磷和擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的極性和相關(guān)文獻報道，使用較多的提取溶劑有丙酮、乙腈、乙酸乙酯等或者它們的混合溶劑［6-10］。由于3類農(nóng)藥極性各不相同，乙酸乙酯雖然對有機氯和擬除蟲菊酯類的回收率達到79.0%～91.5%，但對有機磷類的回收率僅為50.0%～75.5%［6］。丙酮雖然可以將3類農(nóng)藥有效提取，但提取液色素較多，雜質(zhì)也相對較多，且難以和基質(zhì)中的水分有效分離［6-8］。乙腈不但穿透力強，可以有效提取樣品中的各種農(nóng)藥組分，而且其提取液中雜質(zhì)較少，凈化簡單，且與水可以有效分離，其平均回收率為94.5%，故選擇乙腈為提取溶劑［9-10］。原始QuEChERS法雖然簡單、高效、安全，但由于加入的無水硫酸鎂容易結(jié)塊，使提取液仍然含有大量水分，導致樣品平行性不佳，故本試驗改進為加氯化鈉，離心后再用無水硫酸鎂除去提取液中水分，使其除水效果和平行性提高［11-12］。采用乙腈溶劑和改進QuEChERS法提取53種農(nóng)藥的回收率在92.1%～97.5%（表1），滿足農(nóng)藥檢測的要求。

2.2 色譜柱凈化條件的選擇

蔬菜基質(zhì)較為復雜，對于GC-ECD來說，樣品提取液顯然不能達到檢測要求。采用Carb/NH2、Florisil SPE固相萃取柱進行凈化，樣品在旋蒸時經(jīng)常爆沸導致回收率欠佳，為81.2%～85.9%，而且消耗大量試劑，對人員和環(huán)境造成較大危害；原始的QuEchERS法僅使用PSA凈化，對于有機酸的凈化效果雖然較好，但對于色素等雜質(zhì)去除效果欠佳，而Carb對色素的凈化效果較好［13-14］，故本試驗選擇用Carb+PSA粉末進行樣品凈化。本試驗發(fā)現(xiàn)，吸附劑的用量不但決定凈化效果，對回收率也有一定影響，用量少時，凈化效果不明顯，有雜質(zhì)干擾，用量大時雖然凈化效果提高，可能會吸附部分目標物導致回收率降低，因此研究吸附劑用量對53種農(nóng)藥回收率的影響。將同一質(zhì)量濃度（0.1μg/mL）的標準品溶液中分別加入50、60、70、80 mg的PSA，得到的回收率為92.4%～98.7%，表明PSA對目標組分幾乎無吸附，故選擇加入80 mg的PSA。再向同一質(zhì)量濃度（0.1μg/m L）的標準品溶液中加入80 mg的PSA和10、20、30、40 mg的Carb，各農(nóng)藥的回收率見表2，平均分別為90.0%、92.7%、88.4%、76.4%，因此，選擇加入20 mg的Carb。最終選擇使用的吸附劑為80 mg的PSA和20 mg的Carb。

2.3 53種農(nóng)藥的線性關(guān)系與檢出限

將53種標準品分成3組分別配制為儲備液，稀釋成1、2.5、5、10、25、50、200 ng/m L的工作液，按1. 2.3測定條件進樣，色譜圖見圖1—3，以吸收峰面積對質(zhì)量濃度作標準曲線，線性方程相關(guān)系數(shù)均在0. 999以上，檢出限為0.001～0.005 mg/kg（表3），表明線性關(guān)系及靈敏度均滿足檢測要求。

2.4 53種農(nóng)藥檢測的準確度和精密度

準確稱取同一種蔬菜樣品（黃瓜）若干份（已測得此樣的農(nóng)藥殘留本底值為空白），分別加入53種農(nóng)藥標準品溶液，3個添加水平分別為0.05、0.10、0. 20 mg/kg，每個添加水平5個平行，充分混勻后按1.2操作進行測定，求平均回收率及相對標準偏差（RSD），結(jié)果見表4。53種農(nóng)藥的回收率為85.1%～102.6%，RSD為0.9%～4.5%，表明該方法的準確度和精密度均符合農(nóng)藥殘留測定的技術(shù)要求。

3 結(jié)論

本研究通過利用GC-ECD建立了蔬菜中有機磷、有機氯、擬除蟲菊酯類共53種農(nóng)藥殘留同時測定的方法。試驗中將傳統(tǒng)的QuEChERS法進行優(yōu)化改進，提高了蔬菜中農(nóng)藥殘留的前處理效率和分析效率。有機磷類農(nóng)藥傳統(tǒng)檢測使用FPD或者MS，檢出限較高，且需要與有機氯和擬除蟲菊酯類農(nóng)藥分別進樣檢測，然而使用GC-ECD檢測時，可將3類農(nóng)藥一次性上機檢測，不但減少了前處理的步驟，提高了工作效率，還提升了靈敏度，方法的檢出限為0.001～0.005 mg/kg，回收率為85.1%～102. 6%，相對標準偏差為0.9%～4.5%，能滿足國標中多組分農(nóng)藥殘留測定的要求，可為蔬菜中農(nóng)藥殘留檢測篩查及標準制定提供有力的參考。

［1］ 劉浩，周芳，李月娥.分散固相萃取法對果蔬中農(nóng)藥殘留前處理的優(yōu)化［J］.環(huán)境科學與管理，2008，33（5）：137-139，185.

［2］ 黃寶勇，歐陽喜輝，潘燦平，等.色譜法測定農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留時的基質(zhì)效應(yīng)［J］.農(nóng)藥學學報，2005，7（4）：299-305.

［3］ 曹殿潔，黃信龍.分散固相萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法快速檢測蔬菜中18種農(nóng)藥殘留［J］.食品科學，2013，34（10）：219-222.

［4］ 張文成，宮洪景.果蔬中農(nóng)藥殘留快速檢測法研究進展［J］.食品科學，2008，29（12）：752-755.

［5］ 聶鯤.氣相色譜測定大米中53種農(nóng)藥殘留［J］.糧油食品科技，2016，24（4）：71-75.

［6］ 張麗，劉騰飛，楊代鳳，等.分散固相萃取-氣相色譜測定土壤中有機磷農(nóng)藥［J］.環(huán)境科學與技術(shù)，2015，38（10）：134-139.

［7］ 張潛，高玲，賴發(fā)偉，電子捕獲檢測器-氣相色譜法測定飲用水中多種有機磷殘留［J］.現(xiàn)代預防醫(yī)學，2007，34（14）：2715-2717.

［8］ 袁爍，曹之富，韋美蔓，等.氣相色譜法測定水和土壤中8種菊酯類農(nóng)藥殘留［J］.北京農(nóng)學院學報，2015，30（4）：63-68.

［9］ 蓋喜樂，崔新儀.應(yīng)用QuEchERS方法測定蘋果中有機磷蓋喜［J］.天津農(nóng)業(yè)科學，2015，21（8）：105-108.

［10］ 趙冬梅，趙文華，王俊.氣相色譜法快速測定草莓中8種有機磷類殘留［J］.山東化工，2015，44（13）：68-70，73.

［11］ 孫玉玉，孫浩，董振霖，等.QuEChERS-GC-MSMS法測定大米中20種農(nóng)藥殘留［J］.食品研究與開發(fā)，2015，36（3）：121-125.

［12］ 李海飛，聶繼云，徐國鋒，等.QuEChERS樣品前處理方法聯(lián)合在線GPC/GC-MS測定水果中15種三唑類農(nóng)藥殘留量方法評估［J］.分析測試學報，2015，34（12）：1331-1338.

［13］ 李艷芳，羅華建，葉瑜霏，等.氣相色譜-電子捕獲檢測器檢測白菜中有機磷、苯基吡唑、煙堿類農(nóng)藥殘留［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學，2010（11）：248-251.

［14］ 馬杰，李青，白梅，等.QuEChERS前處理技術(shù)與在線凝膠滲透色譜-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法測定蔬菜水果中20種農(nóng)藥殘留［J］.食品安全質(zhì)量檢測學報，2016，7（1）：20-26.

Determination of Organophosphorus，Organochlorine，Pyrethoid Pesticides Residues in Vegetable by Gas Chromatography with Electron Capture Detector

NIE Kun1，2，ZHAO Jianzhuang1*
（1.Key Laboratory of Urban Agriculture（North）of Ministry of Agricu lture，Beijing University of Agriculture，Beijing 102206，China；2.Haidian District Institute of Products Quality Supervision and Inspection，Beijing 100094，China）

QuEChERS and gas chromatography-electron capture detection（GC-ECD）methods were used to simultaneously detect 53 kinds of pesticides belonging to organophosphorus，organochlorine and pyrethroid in vegetable，to improve the detection efficiency and accuracy of pesticides residues.Samples were extracted by acetonitrile assisted with ultrasonics，and cleaned up by dispersive solid phase extraction combined with PSA and Carb.Targets were analyzed by GC-ECD and quantified using the external standard method.The detection limits and the average recoveries were 0.001—0.005 mg/kg and 85.1%—102.6%respectively，and the relative standard deviation（RSD）was between 0.9%and 4.5%.The proposed method is characterized by simplicity，higher sensitivity and accuracy，which could meet the daily inspection work of pesticide residue in vegetable.Compared to the traditional methods，it had characteristics of energy saving and environmental protection，simp le operation，cost saving and high efficiency.

vegetable；pesticides；simultaneous determination；GC-ECD

TQ450.2+63

A

1004-3268（2017）01-0076-07

2016-06-28

北京市農(nóng)委“菜籃子”新型生產(chǎn)經(jīng)營主體科技能力提升-北京軍都山紅蘋果專業(yè)合作社對接服務(wù)項目（2013217005）；北京市高層次創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才支持計劃領(lǐng)軍人才項目（G1040010）

聶 鯤（1987-），男，湖南瀏陽人，工程師，本科，主要從事食品質(zhì)量安全檢測工作。E-mail：niekun0557031@163.com

*通訊作者：趙建莊（1959-），男，河南洛陽人，教授，碩士，主要從事食品安全及農(nóng)藥殘留檢測研究。E-mail：zhaojianzhuang@263.net