基于QuEChERS凈化-氣相色譜法同時測定蔬菜中6種有機磷類農(nóng)藥殘留

鐘志凌,唐吉旺

(1. 長沙市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測中心，湖南 長沙 410003;2. 湖南省產(chǎn)商品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院，湖南 長沙 410007)

蔬菜是人們?nèi)粘Ｉ钪邢M最為廣泛、數(shù)量最大的重要農(nóng)產(chǎn)品之一. 據(jù)統(tǒng)計，我國居民每年新鮮蔬菜的食用率(消費量與生產(chǎn)量的比值)在90%上. 而當前蔬菜面臨最大的質(zhì)量問題就是農(nóng)藥殘留問題. 有機磷類農(nóng)藥作為一類高效、低毒、低殘留廣譜性殺蟲劑，被廣泛用于農(nóng)作物蟲害的防治. 農(nóng)藥的不合理使用，就會造成農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留污染問題，殘留的農(nóng)藥進入食物鏈中給人體身體健康帶來不利的影響. 因此，有必要加大蔬菜中這些農(nóng)藥殘留的檢測力度，并建立快速、靈敏的多農(nóng)藥殘留檢測方法.

目前有機磷農(nóng)藥測定方法主要有液相色譜法[1]、氣相色譜法[2-6]、氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法[7-9]和液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法[10-11]. 有機磷類農(nóng)藥殘留的傳統(tǒng)檢測方法是氣相色譜法，近年來也多使用氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法. 該方法雖然具有檢測通量、定性準確的優(yōu)點，但通常會受樣品基質(zhì)的影響，蔬菜樣品中復雜的樣品基質(zhì)會給檢測結(jié)果帶來較大的基質(zhì)效應，不利于準確定量. 據(jù)文獻報道，利用氣相色譜火焰光度檢測器(GC-FPD)法檢測有機磷農(nóng)藥時受基質(zhì)的干擾較少，有利于檢測結(jié)果的準確定量分析[6]. 有機磷農(nóng)藥殘留的檢測國家標準中主要也是以氣相色譜法為主，如農(nóng)業(yè)部標準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(nóng)藥多殘留的測定》、GB/T 5009.145-2003《植物性食品中有機磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥多種殘留的測定》及GB/T 5009.20-2003《食品中有機磷農(nóng)藥殘留量的測定》等. 但是國家標準中樣品前處理主要采用液液萃取法、固相萃取法和凝膠滲透色譜法等傳統(tǒng)的處理方法，不僅操作步驟較為繁瑣，費時費力,而且通常需要大量有機的試劑,不利于環(huán)保. 由美國化學家StevenJ.Lehotay和德國Michelangelo Anastassiadas提出的QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged and Safe) 方法, 具有快速、簡便、廉價、高效、耐用和可靠的特點，同時所需溶劑需要量少、污染低[12]. 該方法很好了解決了以上傳統(tǒng)前處理方法所存在的操作繁瑣、費時費力及污染程度大等問題. 本工作采用QuEChERS方法對蔬菜樣品中有機磷農(nóng)藥進行快速地提取凈化，氣相色譜法火焰光度檢測器測定蔬菜中6種有機磷農(nóng)藥.

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

GC-2010 PLUS氣相色譜儀(日本島津公司)，配火焰光度檢測器(FPD)，Neofuge 23R臺式高速冷凍離心機(上海力申科學儀器有限公司)，JX164841數(shù)顯型多管式旋渦混合器(美國Talboys公司)，DHS-220高速勻漿機(LabTech公司).

敵敵畏、甲胺磷、乙酰甲胺磷、滅線磷、氧樂果、三唑磷標準品，純度均高于99.0%，由安普公司提供. 乙腈、丙酮均為農(nóng)殘級；無水硫酸鎂(MgSO4)，分析純，使用前在馬弗爐里500 ℃烘烤3 h；無水醋酸鈉(NaAc)，N-丙基乙二胺(PSA)分析純. 其他試劑為分析純. 蔬菜樣品均采購于當?shù)厥袌?

1.2 儀器工作條件

氣相色譜條件：色譜柱，毛細管柱型號為DB-17(30 m×0.25 mm,0.25 μm)；進樣口溫度為230 ℃，進樣量為1.0 μL，進樣方式：分流進樣，分流比10:1. 火焰光度檢測器(FPD)溫度為250 ℃，載氣為高純氮氣(99.999%)，柱流量為 1.5 mL/min，氫氣流量為62.5 mL/min，空氣流量為90 mL/min, 尾吹氣流量為60 mL/min；程序升溫：初始溫度80 ℃，保持1 min，以20 ℃/min速率升溫至200 ℃；以5 ℃/min速率升溫至250 ℃，保持5 min.

1.3 標準溶液的配制和標準曲線的繪制

分別準確稱取適量的每種農(nóng)藥標準品，用丙酮分別配制成100.0 mg/L的標準儲備液，于-20 ℃保存. 分別取1 mL標準儲備液于10 mL容量瓶中，用乙腈定容至刻度，配制成濃度均為10 mg/L的混合標準中間溶液. 再以此標準中間溶液，用乙腈逐級稀釋成0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 mg/L的系列混合標準工作溶液. 每個濃度用氣相色譜儀測定2次，以質(zhì)量濃度平均值(X)為橫坐標，峰面積(Y)為縱坐標，用儀器軟件自動繪制標準曲線，計算出每種有機磷農(nóng)藥的線性回歸方程及相關系數(shù).

1.4 樣品的提取

1.4.1 提取溶劑的優(yōu)化

稱取15.0 g空白蔬菜樣品(如菠菜)，加入質(zhì)量濃度均為10 mg/L 的混合標準溶液1.0 mL，充分混勻并放置過夜，以使農(nóng)殘充分吸附在樣品基質(zhì)里面. 然后，分別采用乙酸乙酯、丙酮及乙睛3種不同有機溶劑進行提取，每一種溶劑均提取3遍，每一遍提取溶劑體積均為15 mL. 然后合并提取溶劑并進行濃縮，最后用乙腈進行溶劑交換，并定容至1 mL，經(jīng)0.45 μm的有機濾膜過濾，進行氣相色譜測定.

1.4.2 氯化鈉鹽析體系提取法

稱取15.0 g勻漿好的蔬菜樣品于50 mL具塞塑料離心管中，加入15 mL乙腈溶液，高速勻漿2.0 min，然后分別加入6 g MgSO4(無水)、1.5 g無水NaCl. 再加入 4 顆玻璃珠，于自動渦旋振蕩器上渦旋振蕩1 min，8 000 r/min 離心 5 min，上清液待凈化.

1.4.3 乙酸鹽緩沖體系提取法

稱取15.0 g勻漿好的蔬菜樣品于50 mL具塞塑料離心管中，加入15 mL 1%乙酸乙腈溶液，高速勻漿2.0 min，然后分別加入6 g MgSO4(無水)、1.5 g無水NaAc. 再加入 4 顆玻璃珠，于自動渦旋振蕩器上渦旋振蕩1 min，8 000 r/min 離心 5 min，上清液待凈化.

1.5 樣品凈化

QuEChERS凈化步驟：移取1 mL上述待凈化液加入到裝有50 mgN-丙基乙二胺(PSA)、150 mg MgSO4(無水)的凈化離心管中，手動振蕩 1 min，8 000 r/min 離心 5 min，取上清液適量，經(jīng)0.22 μm 尼龍濾膜過濾，用于氣相色譜分析.

2 結(jié)果與討論

2.1 提取條件的選擇

試驗對比了乙酸乙酯、丙酮及乙睛3種不同提取有機溶劑的提取效果. 分別采用乙酸乙酯、丙酮及乙睛有機溶劑對空白加標樣品中的6種有機磷進行提取，并根據(jù)提取溶劑中目標物的含量，采用標準曲線外標法計算其回收率，試驗結(jié)果如圖1所示. 試驗結(jié)果表明，用乙酸乙酯提取時，甲胺磷、乙酰甲胺磷及敵敵畏的回收率均不太理想，僅為50%至70%之間. 丙酮的提取效果雖好，但是由于提取了較多的色素和一些脂溶性物質(zhì)，雜質(zhì)過多，給凈化帶來困難，容易污染儀器及色譜柱. 選用乙腈作為提取溶劑時，能夠有效提取蔬菜樣品中各種有機磷農(nóng)殘，提取回收率均可達90%以上，同時共萃取的雜質(zhì)量少，可與水有效分離，凈化也相對簡單. 因此，選用乙腈作為提取溶劑.

此外，試驗對比了氯化鈉鹽析和乙酸鹽緩沖體系對蔬菜中有機磷提取效率及穩(wěn)定性的影響. 分別采用兩種不同體系對同一個加標樣品的有機磷進行提取，按照1.5節(jié)對提取液進行凈化，并放置過夜，然后測定其有機磷的含量，并計算每一種有機磷的回收率. 試驗結(jié)果如圖2所示.

圖1 不同提取溶劑的提取效果Fig. 1 Extraction effect of different extraction solvents

圖2 不同提取體系的提取效果Fig. 2 Extraction effect of different extraction systems

由圖2可知，采用氯化鈉鹽析體系提取時，乙酰甲胺磷、甲胺磷、氧樂果及敵敵畏的回收率均不太理想，均在70%以下，敵敵畏的回收率只有30%左右. 而采用乙酸鹽緩沖體系提取時，敵敵畏、甲胺磷、乙酰甲胺磷、滅線磷、氧樂果和三唑磷6種有機磷的回收率均在90%以上. 經(jīng)分析，這可能由于一些穩(wěn)定差的農(nóng)藥殘留(如敵敵畏、甲胺磷及乙酰甲胺磷等)跟提取體系的pH值有關. 在乙酸鹽緩沖體系中, 無論何種蔬菜基質(zhì), 樣品提取液均處于pH為5的平衡緩沖狀態(tài)中，有利于對酸堿敏感的農(nóng)藥殘留的穩(wěn)定，從而使其獲得較高的回收率.

2.2 標準曲線及檢出限

按照1.3節(jié)可以獲得6種有機磷農(nóng)藥的標準曲線，求得線性回歸方程和相關系數(shù). 以3倍信噪比(S/N)計算方法的檢出限，試驗結(jié)果如表1所列. 圖3為質(zhì)量濃度為1.0 mg/L的混合標準溶液氣相色譜圖. 由表1可知，6種有機磷農(nóng)藥在0.2～10.0 mg/L之間線性關系良好，相關系數(shù)(R2)均大于0.999.

表1 線性回歸方程、相關系數(shù)和檢出限 Table 1 Linear regression equations, correlation coefficients and detection limits

圖3 混合標準溶液色譜圖(1.0 mg/L)Fig. 3 Chromatogram of mixed standard solution(1.0 mg/L)

2.3 方法的回收率及精密度

采用在空白樣品中添加標準溶液的方法，以基質(zhì)較為復雜的空白菠菜樣品為代表進行低、中、高3個不同濃度的添加回收率試驗，3個添加水平分別為0.02、0.05、0.5 mg/kg，每個濃度水平進行6次重復試驗. 平均回收率及精密度試驗結(jié)果如表2所列，空白菠菜樣品及其標準添加色譜圖分別如圖4、5所示. 由表2可知，在菠菜蔬菜介質(zhì)中敵敵畏、甲胺磷、乙酰甲胺磷、滅線磷、氧樂果和三唑磷6種有機磷的加標回收率在78.5%～106.3%之間，相對標準偏差在1.4%～6.3%之間, 加標回收和精密度均符合GB/T 27404—2008《實驗室質(zhì)量控制規(guī)范食品理化檢測》的要求.

2.4 實際樣品測定

采用本方法對市售50批次蔬菜樣品進行檢測.

表2 方法的回收率和精密度Table 2 Recoveries and precisions of method

圖4 空白菠菜樣品色譜圖Fig. 4 Chromatogram of blank spinach

圖5 空白樣品加標色譜圖(加標濃度0.5 mg/L)Fig. 5 Chromatogram of spiked sample (0.5 mg/L)

蔬菜品種有苦瓜、四季度、白菜、芹菜、菠菜、豆角、生菜、青椒、西紅柿和上海青等十余種. 其中有3批次芹菜樣品檢出氧樂果，質(zhì)量分數(shù)在0.05～2.9 mg/kg之間，超出了國家標準規(guī)定的標準限量值0.02 mg/kg. 另外，有2批次豆角樣品檢出甲胺磷，質(zhì)量分數(shù)在0.02～0.05 mg/kg之間.

3 結(jié)論

蔬菜中有機磷農(nóng)藥殘留在乙酸鹽緩沖體系中經(jīng)酸化乙腈提取，N-丙基乙二胺(PSA)和無水MgSO4分散固相萃取凈化后，直接供氣相色譜法火焰光度檢測器(FPD)檢測，建立了QuEChERS法-氣相色譜法測定蔬菜中6種有機磷農(nóng)藥殘留的檢測方法，著重探討了兩種不同提取體系(氯化鈉鹽析和乙酸鹽緩沖體系)對蔬菜中有機磷提取效率及穩(wěn)定性的影響. 本方法具有簡便、快速、可操作性強的特點，適合大批量樣品中的農(nóng)藥殘留檢測，半個工作日可處理幾十上百批次樣品，大大提供了檢測效率. 同時該方法靈敏度高，準確可靠，可推廣到其他基質(zhì)樣品中的其他諸多農(nóng)藥殘留的檢測應用當中.