基于QuEChERS-GC-ECD法分析大米中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留

李福敏，邵林*，劉曉云，楊艷華，趙海云

1. 大理州食品檢驗(yàn)檢測(cè)院（大理 671000）；2. 昆明學(xué)院（昆明 650214）；3. 云南中檢檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)有限公司（昆明 650223）

有機(jī)氯類農(nóng)藥因具有致癌性、致畸性和致突變性而被大多數(shù)國(guó)家禁止使用。這類農(nóng)藥因不易降解而長(zhǎng)期存在于環(huán)境中，一旦通過食物鏈進(jìn)入人體，其生物蓄積性會(huì)對(duì)肝臟、腎臟和神經(jīng)系統(tǒng)等造成嚴(yán)重?fù)p害[1]。大米作為我國(guó)最主要的糧食作物和食品原料之一，在生產(chǎn)和流通環(huán)節(jié)中易被污染，因此，開展大米中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留檢測(cè)的研究具有十分重要的意義。

目前，大米中農(nóng)藥殘留分析的前處理技術(shù)主要有固相萃取、液液萃取、凝膠滲透色譜以及QuEChERS等技術(shù)[2-4]。QuEChERS法作為一種方便、快捷的樣品前處理技術(shù)，能有效地改善前3種前處理技術(shù)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、操作繁瑣、環(huán)境不友好等問題[5]。目前文獻(xiàn)報(bào)道大米中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留檢測(cè)的主要方法有氣相色譜法[6-7]、氣相色譜質(zhì)譜法[8]、液相色譜質(zhì)譜法[2,9]。基于氣相色譜儀在基層實(shí)驗(yàn)室普及性較廣，且ECD檢測(cè)器對(duì)有機(jī)氯農(nóng)殘檢測(cè)靈敏度高的特點(diǎn)，試驗(yàn)采取以丙酮為萃取溶劑，超聲提取，QuEChERS法前處理凈化，結(jié)合氣相色譜ECD檢測(cè)器分析技術(shù)，建立了大米中六六六、滴滴涕等32種有機(jī)氯農(nóng)藥多殘留同時(shí)檢測(cè)的方法，旨在為大米中有機(jī)氯農(nóng)藥多殘留的快速、準(zhǔn)確檢測(cè)提供參考。

1 材料與方法

1.1 儀器與設(shè)備

2030氣相色譜儀（日本SHIMADZU公司）；IKA VORTEX 2混勻器（德國(guó)IKA公司）；QUINTIX-1CN分析天平（德國(guó)Sartorius公司）；移液器（德國(guó)Brand公司）；TGL 1650高速冷凍離心機(jī)（湖南滬康離心機(jī)有限公司）。

1.2 試劑與材料

α-六六六、β-六六六、γ-六六六、δ-六六六、狄氏劑、艾氏劑、七氯、α-硫丹、β-硫丹、五氯硝基苯、敵稗、六氯苯、四氯硝基苯、環(huán)氧七氯、滅蟻靈、五氯苯胺、甲氧滴滴涕、氯硝胺、氧氯丹、異狄氏劑醛、異狄氏劑酮與異狄氏劑農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品，均購(gòu)于農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所；乙烯菌核利、P, P’-DDD、O, P’-DDT、P, P’-DDE、P, P’-DDT、順-氯丹、反-氯丹、西瑪津、莠去津與硫丹硫酸酯農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品，均購(gòu)于壇墨質(zhì)檢-國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心，上述標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)量濃度均為100 μg/mL。

PSA吸附劑（60 μm）、C18吸附劑（60 μm），美國(guó)Agilent公司；丙酮，色譜純，德國(guó)Merck公司；氯化鈉和無水硫酸鎂，分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。大米，市售。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品混合儲(chǔ)備液：移取100 μg/mL農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品，各0.1 mL，置于10 mL容量瓶中，用丙酮定容至刻度，配成質(zhì)量濃度均為1.0 μg/mL農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品混合儲(chǔ)備液，于4 ℃冰箱避光保存。

空白系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：移取適量農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品混合儲(chǔ)備液，經(jīng)丙酮稀釋，配成質(zhì)量濃度為0.01，0.02，0.04，0.06，0.08和0.10 μg/mL的空白系列標(biāo)準(zhǔn)工作液，現(xiàn)用現(xiàn)配。

基質(zhì)系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：移取適量農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品混合儲(chǔ)備液，用大米空白基質(zhì)溶液定容，配成質(zhì)量濃度為0.01，0.02，0.04，0.06，0.08和0.10 μg/mL的基質(zhì)系列標(biāo)準(zhǔn)工作液，現(xiàn)用現(xiàn)配。

1.3.2 色譜條件

色譜柱：Rtx-5毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；進(jìn)樣量：1 μL；分流進(jìn)樣，分流比10∶1；色譜柱流量：1 mL/min；進(jìn)樣口溫度：250 ℃；檢測(cè)器溫度：300 ℃；升溫程序：80 ℃（保持1 min），先以40 ℃/min升溫到160 ℃（保持5 min），再以5 ℃/min升溫到220 ℃（保持6 min），繼而以2 ℃/min升溫到240 ℃（保持3 min），最后以40 ℃/min升溫到280 ℃（保持2 min）。

1.3.3 樣品處理

稱取2.0 g（精確到0.000 1 g）均質(zhì)大米樣品于50 mL塑料離心管中，加入10 mL丙酮、0.5 g NaCl，渦旋30 s，超聲提取5 min后，以8 000 r/min離心5 min。取2 mL上清液置于預(yù)先裝有25 mg PSA、50 mg C18、300 mg無水硫酸鎂的5 mL塑料離心管中，渦旋30 s，再以8 000 r/min離心5 min；上清液經(jīng)0.22 μm有機(jī)系濾膜過濾后供GC分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 提取溶劑的選擇

農(nóng)藥殘留分析過程中，前處理的提取溶劑有正己烷、乙腈和丙酮等[10-11]。正己烷因極性較弱對(duì)極性較大農(nóng)藥的提取效果不佳；乙腈作為QuEChERS法普遍使用的提取溶劑，由于會(huì)對(duì)毛細(xì)柱造成較大的損害而不能直接進(jìn)樣，所以用乙腈提取時(shí)往往采取氮吹濃縮、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)等方式換相后才能上機(jī)分析。綜合考慮大米基質(zhì)相對(duì)簡(jiǎn)單等因素，該方法以丙酮為提取溶劑，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)流程，同時(shí)避免了農(nóng)藥在濃縮與換相過程中的損失。

2.2 色譜柱的選擇

分別用Rtx-5色譜柱和DB-5色譜柱對(duì)質(zhì)量濃度均為0.08 μg/mL的32種有機(jī)氯類農(nóng)藥混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，采用Rtx-5色譜柱時(shí)，所有目標(biāo)物在37.920 min內(nèi)出峰完全且分離效果較好，采用DB-5色譜柱時(shí)，所有目標(biāo)物在34 min內(nèi)出峰完全，但順-氯丹和α-硫丹重合，莠去津和β-六六六、P, P’-DDD和O, P’-DDT分離效果不佳。因此，采用Rtx-5色譜柱對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行分離。32種農(nóng)藥混合標(biāo)準(zhǔn)品的色譜圖見圖1。

圖1 32種有機(jī)氯農(nóng)藥混合標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖

2.3 基質(zhì)效應(yīng)

農(nóng)藥殘留分析中基質(zhì)效應(yīng)（matrix effect，ME）普遍存在，為提高分析方法的可靠性，須對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行基質(zhì)效應(yīng)評(píng)估，并采取有效措施予以補(bǔ)償或消除[12]。通常利用“基質(zhì)校準(zhǔn)曲線斜率/溶劑校準(zhǔn)曲線斜率”評(píng)價(jià)基質(zhì)效應(yīng)。比值介于0.8～1.2之間，基質(zhì)效應(yīng)可忽略；比值＜0.8，存在基質(zhì)抑制效應(yīng)；比值＞1.2，存在基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)[13-14]。結(jié)果表明，除莠去津存在基質(zhì)抑制效應(yīng)外，其余農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)均介于0.8～1.2之間，結(jié)果見表1。為最大限度降低基質(zhì)效應(yīng)影響，方法采用基質(zhì)校準(zhǔn)曲線進(jìn)行分析。

表1 32種農(nóng)藥的保留時(shí)間、校準(zhǔn)曲線、相關(guān)系數(shù)、檢出限、定量限、回收率、精密度和基質(zhì)效應(yīng)

2.4 超聲提取時(shí)間選擇

為考察超聲時(shí)間對(duì)提取效果的影響，進(jìn)行了提取時(shí)間（5，10，15和20 min）的平行試驗(yàn)。結(jié)果表明，超聲時(shí)間對(duì)提取效果的影響不明顯，為了提高試驗(yàn)效率，超聲時(shí)間為5 min。

2.5 凈化方式的選擇

PSA作為一種弱陰離子交換劑，能除去糖類、脂肪酸、有機(jī)酸等極性物質(zhì)，C18能除去油脂和非極性物質(zhì)。大米是脂肪酸、糖類含量相對(duì)較高，水分含量相對(duì)較低的基質(zhì)。方法以凈化劑PSA、C18對(duì)樣品凈化，采取單因素試驗(yàn)，在空白樣品中加標(biāo)，分析回收率確定凈化劑的最佳用量。為防止可能存在的水分對(duì)毛細(xì)管柱固定相造成損傷，參考AOAC 2007.01[15]，凈化劑里加入300 mg無水MgSO4。

2.5.1 PSA用量對(duì)回收率的影響

在2 mL上清液中均加入300 mg無水MgSO4和50 mg C18時(shí)，再分別加入10，25，50，75和100 mg PSA，結(jié)果表明，隨PSA用量增加，異狄氏劑醛回收率（見圖2）先增大后減小，但PSA用量對(duì)其余農(nóng)藥回收率無明顯影響。因此，該方法中PSA用量為25 mg。

圖2 PSA用量對(duì)異狄氏劑醛回收率影響

2.5.2 C18用量對(duì)回收率的影響

在2 mL上清液中均加入300 mg無水MgSO4和25 mg PSA，再分別加入10，25，50，75和100 mg C18，結(jié)果表明，隨C18用量增加，莠去津回收率（見圖3）先增大后減小，但C18用量對(duì)其余農(nóng)藥回收率無明顯影響。因此，該方法中C18用量為50 mg。經(jīng)試驗(yàn)優(yōu)化，凈化劑用量為：每2 mL上清液中加入300 mg 無水MgSO4、25 mg PSA和50 mg C18。

圖3 C18用量對(duì)莠去津回收率影響

2.6 線性范圍、檢出限與定量限

對(duì)基質(zhì)系列標(biāo)準(zhǔn)工作液在優(yōu)化的試驗(yàn)條件下分析，以各農(nóng)藥的峰面積對(duì)其質(zhì)量濃度進(jìn)行線性回歸，繪制校準(zhǔn)曲線，考察線性關(guān)系。用空白大米樣品加標(biāo)的方法，分別以信噪比S/N≥3時(shí)的含量定義為檢出限（LOD），信噪比S/N≥10時(shí)的含量定義為定量限（LOQ）。結(jié)果顯示，各目標(biāo)物在0.01～0.10 μg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)（r）為0.993 7～0.999 9。各目標(biāo)物的LODs為1.0～20.0 μg/kg，LOQs為2.0～25.0 μg/kg，結(jié)果見表1。結(jié)果說明該方法適用于大米中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留的分析。

2.7 回收率與精密度

選取空白大米樣品，在50.0，200.0和500.0 μg/kg添加水平下進(jìn)行添加回收試驗(yàn)，每一添加水平平行分析6次，考察方法的回收率和精密度。結(jié)果顯示，在3個(gè)不同添加水平下，目標(biāo)物的平均加標(biāo)回收率分別在71.8%～110.7%，87.2%～113.8%和76.5%～112.2%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（SRSD）分別在0.62%～8.6%，0.28%～6.2%和0.19%～3.1%之間，具體結(jié)果見表1。該方法的準(zhǔn)確度和精密度較好，能滿足大米樣品中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留的檢測(cè)要求。

2.8 實(shí)際樣品測(cè)定

將建立的方法用于當(dāng)?shù)厥惺?0例大米樣品檢測(cè)，其中2個(gè)大米樣品檢出七氯和氧氯丹，其余農(nóng)藥均未檢出。檢出樣品中七氯含量分別為8.7和15.9 μg/kg；氧氯丹含量分別為11.4和18.7 μg/kg。典型陽(yáng)性樣品譜圖見圖4。

圖4 典型陽(yáng)性樣品色譜圖

3 結(jié)論

試驗(yàn)建立了QuEChERS-GC-ECD檢測(cè)大米中32種有機(jī)氯農(nóng)藥殘留的分析方法，并對(duì)凈化條件、基質(zhì)效應(yīng)等關(guān)鍵因素進(jìn)行了考察評(píng)價(jià)。與傳統(tǒng)樣品處理法對(duì)比，該方法具有快速準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，可為大米中有機(jī)氯類農(nóng)藥多殘留的檢測(cè)提供新路徑。