氣相色譜質譜法測定蘋果和番茄中11種農藥殘留

晁桂梅,趙舒景,陳 懇,馬 莉,金博艷

(上海市崇明食品藥品檢驗所,上海市崇明區食品安全檢測中心,上海202150)

食品安全是最基本的民生問題,與人民群眾的切身利益密切相關。近些年來隨著食品安全問題的頻繁發生和人民生活水平的不斷提高,食品安全、食品質量問題越來越被人們所重視,而農藥殘留是影響食品安全和食品質量的重要因素[1-3]。農藥雖然對農作物具有一定的保護作用,但農藥殘留現象較為普遍,農藥殘留量超標則會對食用者的身體健康產生一定危害,我國對食品中農藥的最大殘留限量也制定了相應的標準[4]。因此,農藥殘留成為了國家監督部門對食用農產品安全抽檢與風險監控重要指標,尤其是果蔬類食用農產品。

目前,水果和蔬菜中農藥殘留分析多采用氣相色譜法[5-6]、氣相色譜-質譜法[7-8]、液相色譜法[9-10]、液相色譜-質譜法等[11-12]。蘋果和番茄作為消費者日常生活中食用最多的水果和蔬菜之一,各類殺蟲劑、殺菌劑等在蘋果、番茄種植過程中普遍使用,其農藥殘留多為有機氯、有機磷以及菊酯類等[13-15],多采用氣相色譜法[16]、氣相色譜-質譜法[17-18]、液相色譜-質譜法等[14,19]檢測方法,其中氣相色譜-質譜聯用測定法因其分離度好、靈敏度高、分析范圍廣等優勢而得到了廣泛的應用。

本研究以蘋果、番茄兩種基質作為實驗材料,選擇本區域蘋果、番茄常用的11種農藥,建立采用氣相色譜-質譜聯法同時檢測11種農藥殘留的分析方法,旨在優化樣品前處理過程,提高檢測效率,降低檢測成本。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

蘋果、番茄 超市自購;11種農藥標準品 100 μg/mL,中國農業部環境保護科研監測所;乙腈(色譜純)、甲苯(色譜純)、正己烷(色譜純)、氯化鈉(優級純) 上海安普;無水硫酸鈉 分析純,天津化工。

7890B-7000C型氣相色譜-質譜聯用儀 美國Agilent公司;SPE NH2柱1 g/6 mL、0.22 μm有機相濾頭 上海安譜;PowerGen125型高速勻漿機 美國Fisher Scientific公司;MAXQ 4450型低溫振蕩儀、Sorvall ST 8R型低溫高速離心機、TS-18823型氮吹儀 美國Thermo Scientific:R-100型旋轉蒸發儀 瑞士Buchi。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理 分別以蘋果、番茄作為基質,稱取10.00 g試樣(全果,去柄)(精確至0.01 g)于50 mL離心管中,加入20 mL乙腈,用均質器在15000 r/min勻漿提取1 min,加入5 g氯化鈉,振搖10 min,3000 r/min離心5 min,收集上清液于50 mL雞心瓶中。于殘渣中再加入10 mL乙腈,重復上述提取步驟,收集上清液于同一雞心瓶中。將收集液在40 ℃水浴中旋轉濃縮至約1 mL,備用。在SPE NH2柱中加入約2 cm高無水硫酸鈉,用4 mL乙腈-甲苯溶液(3+1)預洗柱,下接雞心瓶,將樣品濃縮液轉移至凈化柱上,每次用2 mL乙腈-甲苯溶液(3+1)洗滌樣液瓶三次,將洗滌液一并移入柱中。在凈化柱上串聯50 mL貯液器,加入25 mL乙腈-甲苯溶液(3+1)洗滌凈化柱,收集所有流出物于雞心瓶中,在40 ℃水浴中旋轉濃縮至約0.5 mL,將濃縮液置于氮吹儀上吹干,迅速加入1 mL正己烷,混勻,經0.22 μm濾膜過濾后進行氣相色譜-質譜測定。

1.2.2 標準溶液配制 分別移取相應體積的濃度100 μg/mL農藥標準溶液,用甲苯定容至5 mL,作為混合標準儲備液。再分別移取混合標準溶液50、100、150、200、250 μL,用番茄樣品空白基質提取液定容至1 mL,混勻,配制成濃度為ST1、ST2、ST3、ST4、ST5的基質混合標準系列工作溶液。各標準溶液的移取體積、混合標準儲備液濃度及基質混合標準系列工作溶液濃度如表1所示。

表1 各標準溶液的移取體積及基質混合標準系列工作溶液濃度Table 1 Removal volume of standard solution and concentration of matrix mixed standard series working solution

1.2.3 氣相色譜-質譜測定條件 色譜柱:HP-5 MS UI(0. 25 μm×0. 25 mm×30 m)毛細管柱;載氣:氦氣(純度99. 999%);流速:1.2 mL/min;色譜柱溫度程序:70 ℃保持2 min,然后以25 ℃/min的速率升溫至150 ℃,再以3 ℃/min升溫至200 ℃,再以8 ℃/min升溫至280 ℃,保持10 min;進樣口溫度:280 ℃;進樣體積:1 μL;進樣方式:不分流進樣;電子轟擊源:70 eV;離子源溫度:280 ℃;GC-MS 接口溫度:280 ℃。

1.3 數據處理

采用7890B-7000C自帶Mass Hunter化學工作站及Excel軟件進行數據處理。

2 結果與分析

2.1 監測離子和保留時間

先采用SCAN模式,對各農藥標準溶液進行掃描,確定各農藥的監測離子和保留時間,根據各農藥的出峰順序,每種化合物分別選擇一個定量離子,2個定性離子,采用SIM模式分時段分別檢測。根據保留時間和離子豐度比定性,根據定量離子的峰面積進行定量。11種農藥的離子參數和混標的總離子流圖見表2和圖1。

表2 11種農藥的保留時間及離子參數Table 2 Retention time and ion parameters of 11 pesticides

圖1 11種農藥混標總離子流圖Fig.1 Total ion chromatogram of 11 pesticide mixtures注:1～11分別是磷胺(Phosphamidon)、七氯(Heptachlor)、 水胺硫磷(Isocarbophos)、多效唑(Paclobutrazol)、 丁草胺(Butachlor)、稻瘟靈(Isoprothiolane)、噻嗪酮 (Buprofezin)、三唑磷(Triazophos)、聯苯菊酯(Bifenthrin)、 氯氟氰菊酯(Cyhalothrin)、噠螨靈(Pyridaben)。

2.2 線性方程、檢出限及定量限

采用SIM模式,依次測定濃度為ST1、ST2、ST3、ST4、ST5的基質混合標準系列工作溶液,以相應目標化合物的濃度為橫坐標,色譜峰面積為縱坐標,繪制11種農藥的標準曲線,得到各農藥的線性回歸方程和相關系數、檢出限和定量限(見表3)。結果表明,在各項目的定量限至五倍定量限標品濃度范圍內,11種農藥的線性方程的相關系數均達到0.998以上,檢出限和定量限范圍分別為0.0038～0.0300和0.0126～0.1000 mg/kg。

表3 11種農藥的線性方程、相關系數、檢出限及定量限Table 3 Linear equation,correlation coefficient,detection limit and quantitative limit of 11 pesticides

2.3 加標回收率和精密度

選擇不含上述11種農藥的空白蘋果和番茄樣品,準確添加質量濃度分別為定量限、2倍定量限和5倍定量限3個濃度點的混合標準溶液,做6份平行試樣,按1.2.1樣品處理方法進行處理,測定兩種基質、3個濃度、6個平行的加標回收試驗,表4為計算得到的加標回收率和精密度。

表4 蘋果、番茄兩種基質中11種農藥加標試驗回收率和相對標準偏差(n=6)Table 4 Recovery rate and relative standard deviation of 11 pesticides in tomato and apple(n=6)

由表4可知,兩種基質中11種農藥殘留3個濃度點6個平行的加標回收率平均值在81.4%～118.3% 之間,相對標準偏差0.1%～9.7%之間,其準確度和精密度均滿足測定要求。

通過本研究可見,樣品前處理只通過SPE NH2柱凈化處理時,雖然無法完全消除深色樣品中的顏色干擾,但對檢測結果的準確度和精密度無顯著影響,可以滿足檢測需求。與國家標準方法GB 23200.8-2016[20]以及段夏菲等[21]的研究相比,本試驗方法在樣品前處理過程中進行了優化,由國家標準方法中的3次過柱改為僅過一次SPE NH2固相萃取柱,大大縮短了處理時間,降低了檢測成本,提高了檢測效率;定量方法采取了與段夏菲等[21]相同的外標定量法,與國家標準方法中內標定量法相比更為簡便。但也存在著一些不足之處,由于本方法樣品前處理過程沒有經過Envi-18柱和Envi-Carb活性炭柱,這對于一些顏色較深或基質復雜的樣品來說,對其基質中色素等干擾物質的凈化效果較差,可能會在檢測過程中在色譜柱有吸附，長時間使用會導致靈敏度下降,所產生的影響有待進一步的考察確證。

3 結論

本試驗建立的分別檢測蘋果、番茄兩種基質中11種農藥殘留的氣相色譜-質譜法,處理過程相對來說更加簡便快捷,檢測成本相對較低,能有效去除基質干擾,其準確度、精密度、靈敏度等均可達到項目檢測要求,可以滿足氣相色譜-質譜法測定蘋果、番茄基質中多種農藥殘留的技術要求,特別適合顏色較淺、基質相對簡單的樣品,對其他蔬菜、水果及糧谷類等農產品中農藥殘留檢測也可提供一定的參考價值,為我國農產品的質量安全的檢驗檢測提供技術支撐。