“QuEChERS—氣相色譜法檢測食用林產品有機磷農藥殘留技術研究

王宵+李暉+杜業云+辜忠春

摘要：用QuEChERS方法對板栗樣品中10種有機磷農藥進行前處理優化，建立了板栗有機磷殘留量的快速前處理方法，并進行驗證。通過對比不同的提取溶劑、取樣量、除水劑用量、凈化劑用量確定板栗QuEChERS前處理的最佳組合，凈化完成后用GC/MS檢測。10種有機磷農藥的線性相關系數均>0998， 最低檢出限為0010～34 mg/kg，平均回收率為801%～1054%，相對標準偏差值為35%～89%。該方法準確、快速、凈化效果好，適用于板栗中多種有機磷農藥殘留的快速檢測。

關鍵詞：板栗；有機磷；QuEChERS

中圖分類號：S48文獻標識碼：A文章編號：1004-3020（2017）05-0047-06Determination of 10 Organophosphorus Psticide Residues in Chestnut by QuEChERSGC/MSWang XiaoLi HuiDu YeyunGu Zhongchun

（Hubei Academy of ForestryWuhan430075）

Abstract： An analytical method for quick determination of 10 organophosphorus pesticide residues in chestnut by using QuEChERSGC/MS was proposed. By comparing the different amount of extraction solvent， quantity of sample， water removal agent and adsorbent， the best combination of chestnut pretreatment was selected. Extraction of chestnuts after purification was detected by GC/MS. All of the pesticides linearity was more than 0.998. The detection limits were from 0.010 mg /kg to 0.034 mg /kg.The average recovery rates were from 80.1% to 105.4% with relative standard derivations of 3.5% to 8.9%. This method was rapid， simple， accurate and reliable. It can be applied to determine the organophosphorus pesticide multiresidues in chestnut.

Key words：chestnut； organophosphorus pesticides； QuEChERS

由于環境污染及其農藥的大量使用，食用林產品質量安全問題日益突出，而農藥殘留是影響食用林產品質量安全的重要因素之一[1]。板栗是我國的重要食用林產品，也是我國重要的出口堅果產品[23]。有機磷農藥是目前農藥使用中較為常見的一種農藥，毒性強且易被植物吸收，對消費者的健康安全造成潛在威脅[4]。日本、美國、歐盟等發達國家對板栗等食品中有機磷農藥殘留的標準要求愈發嚴格，使我國板栗出口遭受較大的沖擊[5]。因此，建立快速、有效、靈敏、可靠的食品農藥殘留檢測方法對于防治農藥危害，發展快速、可靠、靈敏和實用的農藥殘留分析技術無疑是控制農藥殘留、保證食用者安全和避免貿易爭端的基礎，具有現實意義[6]。

由于板栗樣品基質較為復雜，含有較高含量的蛋白質、糖類和油脂等雜質，基質干擾較大，易污染色譜柱和影響儀器的使用壽命，因此，樣品的前處理不僅步驟繁冗，消耗的試劑耗材成本也較高。QuEchERS前處理方法能在凈化中有效除去有機酸、植物色素和其它潛在污染物，可以獲得干凈的色譜圖譜。QuEchERS前處理方法主要用于水果和蔬菜的分析，它也可以作為許多食品樣品，如蜂蜜，堅果，肉，大豆以及其他食品等的制備方法。本研究將其運用于板栗有機磷農殘檢驗。

1試驗

1.1試劑

乙腈（色譜純），丙酮（色譜純），乙酸乙酯，醋酸，無水醋酸鈉，氯化鈉（140 ℃烘烤4 h），無水硫酸鎂，固相吸附劑PSA（乙二胺-N-丙基硅烷），GCB（石墨化碳黑）。

10種常用有機磷農藥標準品：甲胺磷，敵敵畏，敵百蟲，氧化樂果，樂果，殺螟硫磷，馬拉硫磷，倍硫磷，毒死蜱，喹硫磷。這10種農藥濃度均為100 μg/mL，溶劑為丙酮，購于國家標準物質中心。

根據各農藥在儀器上的響應情況，將己知濃度的農藥標準儲備溶液配成混合農藥標準品（包含10種有機磷農藥），根據需要用丙酮將混合農藥標準品稀釋成不同濃度的系列標準儲備液備用，標準品及儲備液需在黑暗條件下保存于-4～0℃冰箱中。

1.2儀器

賽默飛氣相色譜TRACE1310，賽默飛質譜ISQ，高速離心機，超聲波震蕩器，氮吹儀，食品粉碎機，漩渦震蕩儀。

1.3色譜質譜條件

1.3.1氣相色譜條件

色譜柱：TG5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）。

程序升溫：初始溫度60 ℃，保留2 min，以25 ℃/min升至150 ℃，再以5 ℃/min升至200 ℃，保留2 min后，以8 ℃/min升至250 ℃，保留3 min。

進樣口溫度：220 ℃，載氣：氦氣（純度：99999%），柱流速：10 mL/min，不分流進樣。

1.3.2質譜條件endprint

EI源能量：70 ev；倍增器電壓1 200 V； MS接口溫度：280 ℃，離子源溫度：280 ℃；采樣模式：全掃描；質量掃描范圍：45～600 amu。

質譜先采用全掃描模式，待確定這10種有機磷農藥的保留時間之后，使用SIM模式掃描。

1.4樣品處理

板栗原材料采自于羅田縣，將板栗剝殼后用食品粉碎機粉碎，粉碎后的板栗樣品密封后保存至冰箱內。

湖北林業科技第46卷第5期王 宵，等：QuEChERSGC/MS法測板栗中10種有機磷農藥殘留2試驗方法

稱取板栗可食部分適量于50 mL離心管中，添加農藥標準品混標，添加量為05～1 mg/kg，靜置1 h以上。加入10 mL提取溶劑，密封勻質30 s，加入無水硫酸鎂（放入冰水中添加），1 g氯化鈉，05 g無水醋酸鈉，超聲5 min，5 000轉下離心5 min。 取5 mL上層提取液，加入到10 mL離心管中，加入PSA和GCB，勻質1 min，12 000轉離心5 min，取5 mL清液氮吹（45 ℃左右）至近干，用5 mL丙酮定容，過膜上機。

2.1提取溶劑的選擇

有機磷農藥殘留測定常用的提取溶劑有丙酮、乙酸乙酯和乙腈。分別以丙酮、乙酸乙酯、乙腈為提取溶劑，剩下的操作步驟保持一致，對比使用三種溶劑提取的平均回收率。

2.2取樣量的優化

當前很多QuEChERS試驗中，稱取的樣品重量都在10 g左右[7-8]，本試驗前期試驗選用10 g樣品進行前處理時，發現凈化后樣品顏色較深，要用較大量的GCB進行除色。由于GCB對有機磷農藥的吸附作用較強，會影響樣品的回收率，所以本試驗探索10 g以下不同樣品量對添加試驗回收率的影響，設置四個水平的取樣量：1、3、5、7 g，其他操作步驟保持一致，對比不同取樣量對應的回收率。

2.3超聲波提取時間

添加提取溶劑（本試驗中使用的是乙腈），分別超聲提取5、10、15、20 min，其余操作保持一致，對比不同提取時間對應的農藥回收率，確定最佳提取時間。

2.4除水劑的用量

無水MgSO4能有效地減少水相的體積從而促進極性分析物進入有機層實現分離并獲得高的回收率，特別是強極性化合物，如甲胺磷、高滅磷或者氧樂果[9]。根據板栗樣品的含水率，通過計算將除水劑無水硫酸鎂的用量設置為25、35、45、55 g這四個水平，其他操作保持一致，確定優化后的最佳用量。

2.5凈化劑的用量

板栗中含有豐富的糖、淀粉、蛋白質、脂肪及多種維生素等物質，常使用PSA和GCB這兩種凈化劑協同優化凈化效果。PSA可以去除樣品中的部分糖類、脂肪酸、極性有機酸和極性色素，對大部分農藥幾乎沒有吸附作用，但是除色素能力一般。GCB可以去除甾醇類和葉綠素等，去除色素的效果較好，但是會無選擇性吸附非極性農藥，降低大部分農藥的回收率[10]。

由于凈化劑成本較高，根據相關文獻資料[11-13]及平時工作經驗，將凈化劑的總用量設定為110mg，按比例分配各凈化劑的用量。本試驗中，這兩種凈化劑的用量參數設置為PSA+GCB（mg）∶110+0，100+10，90+20，80+30。其他步驟保持一致，通過對比農藥回收率確定凈化劑體系的最佳用量。

2.6優化試驗

完成21～25的優化試驗后，計算各農藥的標準曲線、相關系數和檢出限，添加濃度為001、005、010、020 mg/L這四種濃度的混合農藥工作液 ，確定最佳參數進行添加回收試驗。

3結果與討論

3.1提取溶劑的選擇

不同提取試劑對農藥回收率的影響結果如圖1所示。以丙酮為提取試劑時農藥的回收率最高，平均回收率為997%，但是丙酮易與水混溶，提取液中雜質較多，凈化比較困難。以乙腈為提取劑時， 回收率較低于丙酮，10種有機磷平均回收率為921%。以乙酸乙酯為提取劑時，回收率最低，而且乙酸乙酯微溶于水，不能讓水與強極性物質分開。

板栗樣品中脂質含量較高，對比這三種提取試劑，乙腈對脂肪和色素的溶解能力最小，而且大多數有機磷農藥在乙腈中的溶解度較高[14]，通過鹽析作用，乙腈容易與水分離，因此，它是本試驗中優選的提取溶劑。

3.2取樣量的優化

不同取樣量對應的平均回收率如圖2所示。當取樣量為1 g時，10種有機磷農藥的平均回收率為1050%；當取樣量為3 g時，平均回收率為939%；取樣量為5 g時，平均回收率為909%；取樣量為7 g時，平均回收率為840%。

對比平均回收率可知，取樣量為1 g時回收率最高，但是在取樣量較少的情況下，樣品中農殘含量較少，不易于被準確檢出。且樣品量較低時，對于整個樣品代表性不強[15]。取樣量為3 g時，可滿足檢測需要，樣品既不稀釋也不濃縮，能最好的保證回收率，且不造成浪費。當取樣量為5 g和9 g時，平均回收率降低，同時提取液顏色較深，后期凈化比較困難。所以，本試驗的最佳取樣量為3 g。

3.3超聲波提取時間

超聲波提取5、10、15、20 min時各樣品中10種有機磷農藥殘留的平均回收率試驗結果如圖3所示。超聲時間為5 min時，農藥的平均回收率最低，當超聲時間從5 min增加至10 min時，有機磷農藥的平均回收率明顯增加，但當超聲時間從10 min增加至15、20 min時，農藥的平均回收率并沒有較大變化。

這是因為在一定范圍內增加超聲時間有利于有機磷農藥的提取，當超聲時間增加到一定程度后，提取溶劑已經充分萃取目標農藥，再增加超聲時間并不會對目標農藥的提取有影響。為節約操作時間，故本試驗選用超聲10 min作為優選。

3.4除水劑的用量endprint

無水硫酸鎂有比無水硫酸鈉高3倍的吸水能力，在處理樣品時對樣品有更好的脫水能力，也可使樣品粉碎更徹底，從而可更有效地提取農藥。但是無水MgSO4在除水的過程中會放熱，致使目標農藥揮發，影響回收率，應將樣品管放置于冰水中添加。不同用量的除水劑對回收率的影響如圖4所示。

由圖4可知，無水硫酸鎂用量在2.5g時就已滿足除水要求，隨著用量的增加，反而會吸附農藥導致回收率降低。所以無水硫酸鎂的優化用量是2.5g。

3.5凈化劑的用量

由圖5可知，隨著GCB用量的增加，10種有機磷農藥的回收率下降，這是因為GCB對目標化合物的吸附性較強，影響目標化合物的回收率。當PSA+GCB的用量為110+0時，目標農藥回收率最高，平均回收率能達到988%，但是凈化樣品顏色較深，凈化效果差。綜合考慮凈化效果和回收率，本試驗最終選定PSA用量為100 mg和GCB用量為10 mg的組合作為優化試驗的吸附劑組合。

3.6優化實驗

取板栗空白基質，添加005、01、02、05、1 mg/L農藥標準品混合工作溶液，每個水平重復測定5 次，測定時，先通過全掃描確定各農藥的保留時間，再根據目標農藥碎片離子的豐度確定定量離子，同時選擇特征離子組合（表1）進行SIM掃描。根據其標準物質和待測樣品的SIM離子流圖中的峰面積，外標法定量分析。

4結論

本試驗通過研究對比了提取溶劑、取樣量、除水劑用量以及凈化劑（PSA+GCB）用量對樣品中10種有機磷農藥回收效果的影響，確立了在試驗條件下的最佳提取溶劑、最優取樣量，最佳除水劑用量和最優凈化劑搭配，即提取溶劑為乙腈，取樣量為3 g，除水劑用量為25 g，凈化劑組合用量為100+10 mg。在確立的最優條件下研究建立了板栗中10種農藥殘留的QuEChERSGC/MS檢測方法，并驗證了該方法的準確度和精密度。試驗結果表明，在添加濃度為001～020 mg/kg的條件下，板栗中10種有機磷農藥的平均加標回收率為801% ～1054%，最低檢出限為0010～0034 mg/kg，相對標準偏差值為35%～89%，該方法的準確度和精密度均符合殘留分析的要求，靈敏度高并且準確性好。

本方法的回收率和相對標準偏差值都比較理想，均能符合農藥殘留分析的要求，可用于板栗中多種有機磷農藥殘留的快速篩查與檢測[16]，后期可更細化各試驗參數的取值范圍，利用響應面法更加深入全面的研究板栗的QuEChERS前處理方法。同時，可考察此方法對其他食用林產品的提取凈化效果，為更多的食用林產品的農殘檢測提供技術參考。

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