GC-FPD測定蔬菜中5種有機磷農藥殘留的 基質效應研究

鄭澤陽，史宗海，賈 麗

（北京市工業技師學院，北京 100023）

水果和蔬菜是重要的農產品，其農藥殘留問題成為人們廣泛關注的內容。有機磷農藥是一種廣譜殺蟲劑，在我國農業生產中使用廣泛，具有高效、速效、殘留期短等特點[1]。在使用氣相色譜檢測果蔬中農藥殘留時，樣品中除分析物以外的組分常會干擾檢測，給實驗結果的準確性帶來很大影響，這種干擾和影響被稱為基質效應[2-4]。若校正質控樣品用純溶劑來配制標準溶液，所檢測的農藥值會高出添加值很多，回收率也超出方法允許范圍。如使用含有基質的溶劑進行配制，測定值則會接近添加值，回收率也在方法允許范圍內[5]。基質效應分為基質增強效應和基質減弱效應[6]，本文采取較為簡單、準確、易操作的空白基質匹配校準法，使用氣相色譜法研究了5種有機磷農藥（敵敵畏、甲拌磷、毒死蜱、馬拉硫磷和水胺硫磷）在4種果蔬（草莓、西紅柿、西葫蘆和圓白菜）中的基質效應，為蔬菜農藥殘留檢測中基質效應的粗判及校正提供科學依據[7-8]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

草莓、西紅柿、西葫蘆和圓白菜，均購自超市；敵敵畏、甲拌磷、毒死蜱、馬拉硫磷和水胺硫磷農藥標準品，均購自中國計量科學研究院，原始濃度為100 mg·L-1；乙腈（C2H3N），色譜純，美國MREDA；氯化鈉（NaCl），分析純，北京化工廠；丙酮（CH3COCH3），分析純，上海滬試；50 mL尖底離心管，海門科普順；0.22 μm疏水性微孔濾膜，上海安譜。

1.2 儀器與設備

氣相色譜儀（GC-2014C型，配FPD檢測器），Rxi-5MS色譜柱（5%二苯基95%二甲基聚硅氧烷毛細柱，30 m×0.25 mm×0.25 μm），日本島津；DT-200A電子天平（感量0.01 g），常熟恒佳；HY-4振蕩器，國華儀器；TDZ5-WS離心機（應用轉速 4 000 r·min-1），湖南湘儀；RE-52A旋轉蒸發儀，上海亞榮生化儀器廠。

1.3 實驗方法

1.3.1 實驗原理

本實驗參考NY/T 761—2008[9]的實驗方法，試樣采用乙腈提取，氯化鈉脫水分層。取乙腈相于旋轉蒸發儀上濃縮至近干，加丙酮溶解出。用氣相色譜火焰光度檢測器檢測，以保留時間定性，外標法定量。

1.3.2 樣品前處理

稱取經粉碎勻漿處理過的果蔬基質試樣15.00 g（±0.01 g）于50 mL離心管中，加入30 mL乙腈，振蕩15 min，離心10 min。另取一只新離心管，加入5～7 g氯化鈉，將離心好的上清液轉移至新管中，振蕩5 min，離心5 min。取10.00 mL上清液旋轉蒸發濃縮至近干，加入5.00 mL丙酮溶解。取1 mL過 0.22 μm疏水性微孔濾膜后收集到樣品小瓶中供氣相色譜檢測。

制取果蔬試樣的基質溶液前處理方法同上，試樣提取濃縮后，加入5.00 mL丙酮溶解，過0.22 μm疏水性微孔濾膜后收集到具塞試管內，供配制標準曲線做溶劑用。

1.3.3 標準溶液的配制

混合標準儲備液（1 mg·L-1）的配制：分別量取農藥標準品敵敵畏、甲拌磷、毒死蜱、馬拉硫磷和水胺硫磷100 μL置于10 mL容量瓶中，在20 ℃下用丙酮定容至刻線，蓋塞搖勻即得。

混合標準工作液（以果蔬試樣制取的基質溶液作為溶劑）的配制：分別量取混合標準儲備液60 μL、120 μL、240 μL于樣品小瓶中，對應加入940 μL、880 μL、760 μL 1.3.2中果蔬試樣的基質溶液，共配 制1 000 μL，對 應的濃度分 別 為0.06 mg·L-1、 0.12 mg·L-1、0.24 mg·L-1。

混合標準工作液（以丙酮作為溶劑）的配制：分別量取混合標準儲備液60 μL、120 μL、240 μL于樣品小瓶中，對應加入940 μL、880 μL、760 μL丙酮，共配制1 000 μL，對應的濃度分別為0.06 mg·L-1、 0.12 mg·L-1、0.24 mg·L-1。

1.3.4 氣相色譜條件

程序升溫：初始溫度150 ℃，保持2 min，以8 ℃·min-1升溫至260 ℃，保持6 min；進樣口溫度：200 ℃；檢測器溫度：280 ℃；色譜柱流量： 3 mL·min-1；進樣模式：分流進樣，分流比10∶1；進樣體積：2 μL；載氣：氮氣，純度≥99.999%，流速為10 mL·min-1；燃氣：氫氣，純度≥99.99%，流速為 75 mL·min-1；助燃氣：空氣，流速為100 mL·min-1。

1.4 基質效應實驗設計

以上4種果蔬試樣均未檢測出實驗用到的5種有機磷農藥，可作為空白基質用。用氣相色譜測定4種果蔬試樣制取的基質溶液為溶劑和用丙酮為溶劑配制的混合標準工作液，記錄峰面積，計算出4種果蔬試樣的基質效應值。

基質效應評價：當基質效應值為0.9～1.1時，基質效應不明顯；當基質效應值大于1.1時，為基質增強效應；當基質效應值小于0.9時，為基質減弱 效應[10]。

1.5 空白加標回收率實驗設計

在5種有機磷農藥中選擇敵敵畏配成0.12 mg·L-1的標準工作液，分別用丙酮和4種果蔬試樣制取的基質溶液作為溶劑定容，氣相色譜測定，記錄峰面積，計算回收率，驗證使用基質溶液作為溶劑的回收率范圍是否符合方法要求。

2 結果與分析

2.1 4種果蔬試樣中基質效應的分析

2.1.1 草莓試樣中5種有機磷農藥的基質效應分析

由表1可知，5種有機磷農藥在草莓試樣中的基質效應有所不同，其中敵敵畏、毒死蜱、馬拉硫磷、水胺硫磷基質效應值為1.18～2.48，表現為基質增強效應，在不同的濃度下差異不明顯；甲拌磷的基質效應值在不同的濃度下差異也不明顯。

表1 5種有機磷農藥在草莓試樣中的基質效應值

2.1.2 西紅柿試樣中5種有機磷農藥的基質效應分析

由表2可知，5種有機磷農藥在西紅柿試樣中呈基質增強效應，甲拌磷的基質效應較弱。馬拉硫磷和水胺硫磷的基質效應值為2.17～2.31，表現出明顯的基質增強效應，隨農藥殘留量的增加，基質效應未發生明顯的變化。

表2 5種有機磷農藥在西紅柿試樣中的基質效應值

2.1.3 西葫蘆試樣中5種有機磷農藥的基質效應分析

由表3可知，5種有機磷農藥在西葫蘆試樣中呈基質增強效應，在3個不同的濃度下基質效應值變化不明顯。與西紅柿試樣相似，馬拉硫磷和水胺硫磷基質效應值為2.57～2.66，呈現出明顯的基質增強效應。

表3 5種有機磷農藥在西葫蘆試樣中的基質效應值

2.1.4 圓白菜試樣中5種有機磷農藥的基質效應分析

由表4可知，5種有機磷農藥在圓白菜試樣中呈現基質增強效應，在3個不同的濃度下基質效應值變化不明顯。與另外3種果蔬試樣相似，甲拌磷在圓白菜試樣中的基質增強效應較弱。敵敵畏、毒死蜱的增強效應較為明顯，基質效應值為1.40～2.09。馬拉硫磷和水胺硫磷呈現出較強的基質增強效應，基質效應值為2.73～2.98。

表4 5種有機磷農藥在圓白菜試樣中的基質效應值

對比不同果蔬樣品測試結果，發現4種不同的樣品中，不同農藥基質增強效應從大到小的順序均為水胺硫磷、馬拉硫磷、敵敵畏、毒死蜱、甲拌磷。由于水胺硫磷分子內含氨基，并且具有氫鍵的受體及給體，是熱不穩定性化合物，造成水胺硫磷在4種不同的果蔬樣品中都體現出較強的基質增強效應；馬拉硫磷的基質效應均強于敵敵畏，是因為馬拉硫磷分子內的氫鍵受體多于敵敵畏；敵敵畏的基質效應強于毒死蜱及甲拌磷，是因為敵敵畏分子中含有P=O鍵，而毒死蜱及甲拌磷含P=S鍵，含P=O鍵的化合物中基質效應比含P=S鍵的化合物明顯[11]。

對比不同果蔬樣品測試結果，發現圓白菜和西葫蘆樣品的基質增強效應遠強于西紅柿和草莓樣品，是因為西紅柿和草莓樣品比圓白菜和西葫蘆樣品的含水量高，樣品中較多的水分可以在一定程度上稀釋基質共萃物的濃度，從而使基質效應降低[12]。

2.2 空白加標回收率實驗的分析

在檢測中，回收率是衡量實驗數據準確度的一項重要指標。由表5可知，用丙酮作為溶劑配制的敵敵畏標準工作液的回收率為162.0%～208.2%，遠超出農藥殘留檢測空白加標回收率70%～130%的要求。而使用果蔬試樣制取的基質溶液作為溶劑配制的敵敵畏標準工作液的回收率為94.2%～102.5%（表6），符合方法要求，也符合準確性的要求。

表5 丙酮作為溶劑配制敵敵畏標液的空白加標回收率測定結果

表6 基質溶液作為溶劑配制敵敵畏標液的空白加標回收率測定結果

3 結論

實驗結果表明，5種有機磷農藥在4種不同的果蔬試樣中大多呈現基質增強效應，部分農藥的基質效應表現不明顯。馬拉硫磷和水胺硫磷表現出明顯的基質增強效應；敵敵畏、毒死蜱的基質效應次之；甲拌磷的基質效應最弱。農藥分子內含氨基，易形成氫鍵，是熱不穩定性化合物基質增強效應較強的原因。含有P=O鍵農藥的基質效應強于含有P=S鍵的農藥。相同農藥在含水量少的樣品中基質效應強于含水量大的樣品。相同樣品中，基質效應的強弱與農藥殘留量無關。本研究為檢測人員對基質效應的粗判提供了依據，具有一定的實際應用價值。