頂空固相微萃取快速分析蘋果中氯殺蟲劑的方法學研究

摘 要：利用頂空固相微萃取電子捕獲氣相色譜分析方法，建立了一種快速、靈敏、可靠的分析蘋果中有機氯殺蟲劑殘留的方法。所得標準工作曲線在1-100 ng/mL的濃度范圍均呈現良好的線性關系，相關系數r2范圍為0.9951-0.9999。檢測限、定量限范圍分別為0.05-0.2 mg/L和0.20-0.5 mg/L。方法高效、簡便，適用于蔬果中有機氯殺蟲劑殘留的快速檢測。

關鍵詞：頂空固相微萃取；電子捕獲氣相色譜；有機氯殺蟲劑；蘋果

有機氯殺蟲劑（Organochlorine Pesticides， OCPs）的難降解性和突出的致癌、致畸、致突變危害所引發的環境污染問題已成為全球共同關注的焦點。針對目前我國食品中OCPs監測所急需改進的分析技術，利用電子捕獲氣相色譜（Gas Chromatography - Electron Capture Detector， GC-ECD）分析鹵素化合物的高靈敏優勢和頂空固相微萃取（Headspace Solid Phase Microextraction， HS-SPME）快捷、經濟進行樣品前處理的特點，建立了一種快速、簡便分析有機氯殺蟲劑的HS-SPME-GC-ECD分析方法，并基于所建立的方法對蘋果果皮、果肉、果莢和種子中OCPs殘留進行分析。

1 實驗

1.1 儀器

GC-ECD：美國安捷倫7890B型氣相色譜儀配備ECD檢測器；HS-SPME：瑞士CTC 在線Combi PAL；Integal 5型超純水機：美國Millipore公司；攪拌機：韓國日進精工食品攪拌器QN 999。

石英毛細管柱：DB-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 mm）石英玻璃纖維萃取頭：聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane，PDMS，美國 Supelco 公司）。涂層厚度為100 mm最高承受溫度為280 ℃，長度10 mm。

1.2 試劑與標樣配制

OCPs標準樣品（20種OCPs濃度均為2.5 mg/mL組成的5 mL正己烷混標溶液，美國Accustandard公司）；甲醇（光譜純，LiChrosolv）；正己烷（光譜純，J&K CHEMICAL LTD）；實驗用水為二次超純水（18.2 MΩ）。

OCPs混標標準溶液配制：準確量取2 mL OCPs混標母液，加正己烷至25 mL容量瓶中配制成200 ng/mL混標溶液，然后用正己烷逐級稀釋成濃度分別為100 ng/mL、80 ng/mL、60 ng/mL、40 ng/mL、20 ng/mL、10 ng/mL、1 ng/mL 7個不同濃度標準溶液。

實驗用玻璃儀器（必要時于酸洗液中浸泡過夜）依次經超聲清洗、水洗、超純水洗、丙酮淋洗、烘干后備用。

1.3 樣品采集與處理

2017年3月，在深圳超市購買產自中國山東的紅富士蘋果約20 kg。采集的樣品經自來水、超純水洗凈，室溫下晾干，分為果皮、果肉、果莢和種子四部分5。

1.4 分析條件

HS-SPME活化、吸附與脫附：新的石英玻璃纖維先在270 ℃活化30 min備用。活化后的萃取頭采用在線自動HS-SPME萃取模式，在270 ℃、搖床轉速500 rpm的條件下，萃取30 min。然后經在線自動進樣系統于GC進樣口氣化室 270 ℃下熱脫附5 min，進行GC-ECD 色譜分析。同時，進樣后的石英玻璃纖維被置入凈化室于270 ℃凈化1 min后，等待下一個樣品的萃取。

GC-ECD分析條件：程序升溫至80 ℃，保持1min，然后以20 ℃/min升到160 ℃，保持2 min，接著以7 ℃/min升到200 ℃，保持3 min，再以3 ℃/min升到230 ℃，保持1 min，最后以10 ℃/min升到270 ℃，保持1 min。進樣口溫度270 ℃，檢測器溫度300 ℃。載氣為高純氦（99.999 %），流速1.0 mL/min，不分流進樣，進樣量1 mL，尾吹氣為高純氮（99.999 %），流速為0.5 mL/min。

2 結果與討論

2.1 定性分析

定性分析采用色譜保留時間定性。標樣通過CTC自動進樣系統，用濃度為20 ng/mL標準溶液來進行色譜升溫程序的優化，最終確立的GC-ECD色譜升溫程序能使20種OCPs得到良好的分離，所有樣品峰在32分鐘內達到完全分離。

色譜分析靈敏度以信噪比3：1作為檢測限（Limit Of Detection， LOD）。20種OCPs的 LOD范圍為0.05-0.2 mg/L。

為控制分析過程可能帶來的外源性污染，進行了全程空白實驗。

2.2 定量分析

定量分析采用五點校正外標法定量。依據峰面積，采用最小二乘法分別建立了低濃度（0.1、1.0、5、10、20 mg/L）、高濃度（10、20、60、80、100 mg/L）兩條線性校正標準工作曲線，以滿足實際測量的需要。

工作曲線的質量控制采用2個已知濃度（5、60 mg/L）的混標標準溶液作為質量控制（Quality Control， QC）樣品來評定。結果表明，2個QC濃度中20種OCPs的相對標準偏差均 < 9 %。同時，以1、5和20ng三個濃度水平加標，測定了加標回收率。結果顯示，低濃度（1 ng）20種OCPs加標回收率范圍為56-89 %，高濃度（5和20 ng）20種OCPs加標回收率范圍為88-96 %。三個濃度下20種OCPs相對標準偏差范圍為3.4-14.8 %，低于15 %，表明所建立的方法適用于實際樣品的分析。

2.3 蘋果中OCPs殘留水平與分布

蘋果實際樣品中OCPs殘留的HS-SPME-GC-ECD分析結果列于表2。結果顯示蘋果四部位OCPs殘留呈種子>果皮>果莢>果肉的分布，檢出的OCPs殘留包括HCHs、DDTs、Heptachlor和Chlordanes，分別占OCPs殘留總量的30-61 %、5-17 %、10-50 %和8-13 %。其中HCHs、DDTs殘留量較1989年山東蘋果樣品的調查結果有大幅下降，顯示自1983年我國禁用HCHs、DDTs以來，果園種植環境中的OCPs殘留已得到良好改善。

蘋果果皮、果肉、果莢、種子中DDTs呈p，p'-DDT>p，p'-DDE>p，p'-DDD的分布。

p，p'-DDT殘留占DDTs總量的59-87 %，p，p'-DDT和p，p'-DDE之和更高達DDTs總量的95 %。蘋果中顯著高的p，p'-DDT殘留可能與果園使用三氯殺螨醇防治果樹螨類病蟲害有關。

從蘋果中檢測到的11 種OCPs中不難發現，果皮中OCPs殘留均高于果肉，因此，在我國目前的環境條件下，建議食用蘋果時以去皮為宜。

3 結論

結合SPME和GC-ECD的優點，建立了一種快速、靈敏、準確分析OCPs的在線HS-SPME-GC-ECD方法，通過對蘋果實際樣品的分析，表明在線HS-SPME-GC-ECD分析方法是一種簡便、經濟、可靠的適用于實際樣品OCPs檢測的有效方法。

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作者簡介：

陳深樹（1983- ），男，漢族，廣東深圳人，就職于廣東南天司法鑒定所，任法醫毒物、微量物證鑒定人。畢業于深圳大學化學與化工學院應用化學系專業，全日制本科學位，工學學士學位。現主要從事法醫毒物、精麻類藥物、有機殺蟲劑、有機毒藥物、微量物證等方面的司法鑒定工作。