固相萃取氣相色譜_質(zhì)譜法測定蔬菜中含氮雜環(huán)農(nóng)藥殘留

1、第16卷第3期2010年09月分析測試技術(shù)與儀器ANALYS IS AND TESTI NG TEC HNOLOG Y AND I NS TRU MENTS Vol u m e 16Nu m ber 3Sep . 2010分析測試新方法(179184固相萃取氣相色譜-質(zhì)譜法測定蔬菜中含氮雜環(huán)農(nóng)藥殘留吳 芳1, 2, 段紅斌1, 張 蘭1(1. 福州大學(xué)食品安全分析與檢測教育部重點實驗室, 福建福州 350002;2. 福建醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院, 福建福州 350108摘 要:建立了固相萃取(SPE 氣相色譜-質(zhì)譜(GC-M S 同時測定蔬菜中敵菌靈、噻菌靈、氟蟲腈和噻嗪酮4種含氮雜環(huán)農(nóng)藥殘留量的分析

2、方法. 蔬菜樣品用乙腈勻漿提取后經(jīng)弗羅里硅(F l or isil 固相萃取柱凈化. 采用GC -M S 檢測, 在選擇離子檢測(SI M 模式下以特征離子定量, 用全掃描(SCAN 方法確證. 方法具有良好的線性關(guān)系(R 0. 9953 和重現(xiàn)性(峰面積RSD 9. 1%, 最低檢出限(S /N =3 在3. 61. 810-4L g /mL之間, 4種農(nóng)藥添加回收率在76. 1%116. 4%之間, RSD 9. 8%, 用于實際樣品菜心的檢測, 結(jié)果滿意. 方法操作簡單, 靈敏度高, 可作為測定各種蔬菜基質(zhì)中含氮雜環(huán)農(nóng)藥殘留量的確證方法. 關(guān)鍵詞:含氮雜環(huán)農(nóng)藥; 固相萃取; 氣相色譜-質(zhì)

3、譜; 蔬菜中圖分類號:O657. 3文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:100623757(2010 0320179206近年來, 農(nóng)藥殘留檢測領(lǐng)域中相繼出現(xiàn)一類新穎的雜環(huán)和稠雜環(huán)結(jié)構(gòu)的農(nóng)藥新產(chǎn)品. 在該類農(nóng)藥新產(chǎn)品中, 含氮雜環(huán)農(nóng)藥(n itrogen -conta i n i n g heterocyc li c pesticides 尤其重要, 氟蟲腈、噻嗪酮、敵菌靈和噻菌靈是使用最為廣泛的幾種氮雜環(huán)農(nóng)藥. 其中, 噻嗪酮、氟蟲腈是殺蟲劑, 敵菌靈、噻菌靈是廣譜殺菌劑, 具有高效、低毒、適用范圍廣等特點, 常用在糧食蔬菜等農(nóng)作物中. 但這些農(nóng)藥均具有強(qiáng)內(nèi)吸性與長持效性, 故殘留期較長, 大量使用后對

4、人、動物和環(huán)境產(chǎn)生的危害也日益嚴(yán)重. 隨著人們食品安全意識的增強(qiáng), 蔬菜中農(nóng)藥殘留問題也得到了更大的關(guān)注. 例如, 歐盟指令2076/2002中明確規(guī)定禁止在葉果類蔬菜中使用敵菌靈1; 我國農(nóng)業(yè)部也要求自2009年7月1日起, 除衛(wèi)生用、部分旱田種子包衣劑外, 我國境內(nèi)停止銷售和使用用于其他方面的含氟蟲腈成分的農(nóng)藥制劑2. 因此建立該類農(nóng)藥快速有效的分析方法, 以保證農(nóng)作物食品的安全性, 是很有必要的.目前, 國內(nèi)外有關(guān)食品中農(nóng)藥檢測方法的研究較多. 但是由于食品基質(zhì)的復(fù)雜性及農(nóng)藥性質(zhì)的差異, 研究主要集中于有機(jī)磷、有機(jī)氯等, 對含氮雜環(huán)農(nóng)藥殘留的研究較少, 針對蔬菜基質(zhì)中這幾種含氮雜環(huán)農(nóng)藥的

5、快速檢測方法未見報道. 檢測包括氣相色譜法3、液相色譜法4以及其他色譜聯(lián)用技術(shù)5-8. 其中, 氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS 具有高的檢測靈敏度和專屬性, 是公認(rèn)的復(fù)雜基質(zhì)中低濃度農(nóng)殘檢測的有效方法. 樣品前處理方法主要有液液萃取法9、柱層析法10和固相萃取(S PE 11-12等, 其中S PE 克服了液液萃取和柱層析法的缺點,具有高效、簡便、重現(xiàn)性好、易于自動化等優(yōu)點, 是目前較優(yōu)越的一種前處理方法, 被廣泛應(yīng)用于蔬菜、水果中的農(nóng)殘分析.本文采用自制的弗羅里硅(Florisil 固相萃取柱提取凈化蔬菜中4種含氮雜環(huán)農(nóng)藥, 建立了同時測定蔬菜中多種含氮雜環(huán)農(nóng)藥的GC-MS 分析方法, 方法簡

6、單可靠, 準(zhǔn)確度高, 成本低, 滿足蔬菜中農(nóng)殘監(jiān)控的需要.收稿日期:2010-03-10; 修訂日期:2010-05-21.作者簡介:吳芳(1975-, 女, 講師, 在讀博士, 主要從事色譜分析.通訊作者:張?zhí)m, 教授, 研究方向:色譜、食品安全及藥物分析. Te:l (0591 87893207, E -m a i:l zl an fzu . edu . cn分析測試技術(shù)與儀器第16卷1 實驗部分1. 1 儀器與試劑儀器:氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用儀(Agilent technol o gies 6890N -5973i, HGC-24A 型氮吹儀(廈門精藝興業(yè)科技有限公司, 控溫多用搗碎機(jī)調(diào)速機(jī)

7、79型(江蘇江陰保利科研器械有限公司. 試劑:敵菌靈、噻菌靈購于Sig ma 公司; 噻嗪酮、氟蟲腈購于國家農(nóng)藥質(zhì)檢中心. 丙酮(色譜純 、弗羅里硅(F l o risi, l 100350L m 購于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司; 實驗用水為去離子水, 其余試劑為分析純. 1. 2 實驗過程1. 2. 1 標(biāo)準(zhǔn)儲備液和工作液的配制稱取噻菌靈農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品10. 00mg , 用色譜純丙酮溶解并定容于10mL 容量瓶中, 即得1. 00mg/mL的噻菌靈標(biāo)準(zhǔn)儲備液, 在4e 冰箱保存?zhèn)溆? 使用時母液用丙酮稀釋至所需濃度. 其他農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品溶液按照噻菌靈的配制方法進(jìn)行配制, 標(biāo)準(zhǔn)儲備液濃度均為1. 00

8、mg /mL. 1. 2. 2 固相萃取小柱的制備預(yù)先將Florisil 在620e 下烘燒4h 后置干燥密閉容器儲存, 使用前在140e 下烘燒2h , 趁熱加入5%的水滅活后裝柱. 固相萃取柱為6mL 的注射針筒底部裝聚四氟乙烯篩板, 將F l o risil 填料均勻裝入壓實后即可13.1. 2. 3 樣品前處理取不少于1000g 的蔬菜樣品, 用干凈紗布輕輕擦去樣品表面的附著物. 將其切碎后采用對角線分割法, 取對角部分備用.準(zhǔn)確稱取25. 00g 上述蔬菜樣品于100mL 燒杯中, 加50mL 乙腈, 轉(zhuǎn)移到高速勻漿機(jī)中, 高速勻漿2m i n 后過濾到100mL 具塞刻度量筒并加入

9、57g NaC, l 劇烈振搖1m in , 靜置10m i n , 使乙腈相與水相分層. 準(zhǔn)確吸取10. 00mL 上層乙腈相溶液, 移至10mL 具塞刻度試管, 50e 氮吹到近干. 加1. 00mL 丙酮溶解殘渣, 渦旋混勻1m i n , 留待凈化.Florisil 固相萃取柱先經(jīng)5mL 乙腈和5mL 丙酮活化后, 將樣品提取液上柱, 用V (乙腈 B V (丙酮 =9B 1混合溶液10mL 分3次洗滌樣品試管并淋洗固相萃取柱, 收集洗脫液, 50e 氮吹到近干, 用丙酮定容到1. 00mL , 過0. 22L m 濾膜, 進(jìn)行GC-MS 分析. 1. 3 G C-M S 條件H p-

10、5MS , 30m 0. 25mm 0. 25L m 彈性石英毛細(xì)管柱; 柱溫:程序升溫150e , 保持1m i n , 以30e /min 的速度升溫至200e , 保持7m i n 再以40e /mi n 的速度升溫至280e ; 載氣:高純氦(991999%, 柱流量:0. 8mL /mi n , 恒流. 進(jìn)樣口溫度:280e ; 接口溫度:300e ; 進(jìn)樣模式:不分流進(jìn)樣, 0. 75m in 打開purge 閥; 進(jìn)樣量:1L L ; 四極桿溫度:150e ; 離子源:E I 源; 電子能量:70e V ; 離子源溫度:200e . 全掃描(SC AN 模式, 掃描范圍45400

11、m /z . 數(shù)據(jù)采集方式:選擇離子檢測(SI M . 各農(nóng)藥選擇檢測離子和定量離子見表1.表1 含氮雜環(huán)農(nóng)藥的監(jiān)測離子與定量離子T ab le 1 M on itor i ng i ons and quan tita ti ve i on s of four nitr ogen -conta i n i n g heterocyc lic pesticides 分析物結(jié)構(gòu)式檢測離子/(m /z定量離子/(m /z敵菌靈(An ilazi ne178239241239 噻菌靈(Th i abendazole 174201202201 氟蟲腈(F ipronil 213255367367 噻嗪酮

12、(Buprofezi n 105172305305180 第3期吳芳, 等:固相萃取氣相色譜-質(zhì)譜法測定蔬菜中含氮雜環(huán)農(nóng)藥殘留2 結(jié)果與討論2. 1 GC -M S 監(jiān)測模式的選擇蔬菜基質(zhì)復(fù)雜, 當(dāng)樣品中被測物質(zhì)濃度較低時, SCAN 模式下的總離子流圖(T I C 中的樣品峰容易被掩蓋. 采用SI M 模式, 能有效地去除基質(zhì)干擾, 且靈敏度得到了顯著提高, 有利于定量. 因此, 本方法采用SI M 模式初篩及定量, 采用S CAN 模式獲得質(zhì)譜全圖, 并將其與標(biāo)準(zhǔn)品的譜圖進(jìn)行對照, 使檢測結(jié)果更為準(zhǔn)確. 4種含氮雜環(huán)農(nóng)藥混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的氣相色譜如圖1所示. 從圖可知, 在S CAN 模式下4

13、種農(nóng)藥峰交錯在一起, 因此采用SI M 模式, 針對單個離子分別進(jìn)行提取, 從而使得4種物質(zhì)得到很好的定性和定量. 圖1 4種農(nóng)藥的總離子流圖(a 和提取離子流圖(b F ig . 1 SCAN chr o m a togr am (a and SI M -E IC ch ro m a togr am s (b of fou r pe stic i des2. 2 提取方法和提取劑的選擇食品中殘留農(nóng)藥常用的提取方法有浸漬法、震蕩法、超聲波提取法、勻漿法等. 其中勻漿法操作簡單, 提取的分析物用鹽析法使兩相分離, 不僅減少了有機(jī)溶劑的用量, 而且節(jié)約了時間, 提取效果好, 能更好的實現(xiàn)快速檢測.

14、 本實驗采用勻漿法提取, 并且比較了丙酮、乙腈的提取效果, 結(jié)果表明50mL 的丙酮為提取劑時回收率低于30. 2%, 而采用乙腈提取, 回收率在85. 9%103. 7%之間, 因此選擇乙腈.2. 3 固相萃取條件優(yōu)化2. 3. 1 吸附劑用量的選擇由于F l o risil 通用性好, 對極性和非極性農(nóng)藥都有很好的萃取能力, 常用于農(nóng)藥殘留的凈化且其價格低廉, 具有很高的推廣應(yīng)用價值. 實驗選擇F l o risil 為吸附劑. 由于吸附劑的質(zhì)量是影響吸附容量的關(guān)鍵因素, 吸附劑越多, 吸附容量越大, 因此考察了不同質(zhì)量的F l o risil(200、500mg 對農(nóng)藥的萃取效果. 結(jié)果

15、表明, 用5mL 的V(乙腈 B V (丙酮 =1B 1混合溶液進(jìn)行洗脫, Florisil 填料量為200mg 時, 4種農(nóng)藥的回收率在59. 3%76. 9%之間, 回收率偏低; 而在填料量為500mg 時, 噻菌靈、氟蟲腈、噻嗪酮的回收率均在90%以上, 敵菌靈的回收率為68. 9%, 已經(jīng)可以滿足實際樣品的分析. 因此選擇500mg 的Florisil 作為固相萃取填料. 2. 3. 2 洗脫劑的選擇洗脫劑是影響分析物SPE 洗脫行為的重要因素. 弱極性洗脫劑, 洗脫不完全, 回收率低; 強(qiáng)極性的洗脫劑往往會帶來其它雜質(zhì), 影響后續(xù)的色譜分離過程14. 對比研究了正己烷、二氯甲烷、V(

16、乙腈 B V(丙酮 =1B 1、V(二氯甲烷 B V (甲醇 =86B 14和甲醇5種洗脫劑對農(nóng)藥的洗脫效果, 結(jié)果見圖2. 實驗圖2 洗脫劑種類對洗脫效率的影響F ig . 2 E ffect of d iffer en t eluan ts on r ecover y表明, 二氯甲烷、正己烷對噻菌靈的洗脫效果偏低, 這可能是由于噻菌靈極性較大, 因而難于被極性小的溶劑洗脫. 而V(二氯甲烷 B V (甲醇 =86B 14和甲醇對敵菌靈的洗脫效果不佳. 采用V(乙腈 B V (丙酮 =1B 1混合溶劑洗脫時, 各分析物回收率在75. 9%85. 0%之間, 故選擇該溶液作為洗脫劑. 進(jìn)一步比

17、較不同體積比的乙腈/丙酮混合洗脫劑對, (3, 181分析測試技術(shù)與儀器第16卷 圖3 乙腈/丙酮混合洗脫劑配比對洗脫效率的影響F ig . 3 E ffect ofm a tching of e l uan t vol um e on recovery增加, 氟蟲腈、噻嗪酮的回收率基本保持不變, 敵菌靈、噻菌靈的回收率呈現(xiàn)上升的趨勢, 當(dāng)乙腈/丙酮的體積比為9B 1時, 各農(nóng)藥回收率更接近100%, 因此最終選擇洗脫劑為V(乙腈 B V (丙酮 =9B 1. 比較了不同體積的V(乙腈 B V (丙酮 =9B 1洗脫劑對洗脫效果的影響, 結(jié)果發(fā)現(xiàn), 隨著洗脫劑的用量從4mL 增加到10mL ,

18、 4農(nóng)藥的回收率均有所增加, 洗脫劑用量為10mL 時, 回收率在99. 3%102. 3%之間, 因此確定洗脫劑體積為10mL . 2. 4 方法的線性范圍及檢測限配制一系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液, 在選定的最優(yōu)化條件下進(jìn)行GC-MS 分析, 分別以選定的定量離子峰面積(y 對含量(x , L g/mL 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線. 結(jié)果表明, 4種目標(biāo)物有良好的線性關(guān)系(R 0. 9953 和重現(xiàn)性(峰面積RS D 9. 1%, 噻嗪酮最低檢測限(S/N=3 可達(dá)0. 18ng/mL(見表2, 可以滿足殘留定量分析的要求.2. 5 方法的回收率和精密度為了考察方法的可靠性, 分別在白菜、花菜、胡蘿卜、青椒等4種空

19、白蔬菜樣品中加入不同濃度的敵菌靈、噻菌靈、氟蟲腈和噻嗪酮混合標(biāo)準(zhǔn)溶液, 按照實驗方法測定回收率. GC-MS 各種基質(zhì)中高添加水平下的回收率在80. 3%103. 7%之間, 相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RS D , n =5 小于9. 8%.低添加水平下的回收率在76. 1%116. 4%之間, 相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RS D , n =5 小于9. 6%(表3.3 市售蔬菜的檢測利用所建立的方法, 對市場上的菜心進(jìn)行檢測.樣品經(jīng)過SI M 初篩后, 發(fā)現(xiàn)有噻嗪酮殘留. 對該樣品進(jìn)一步進(jìn)行SC AN 分析(見圖4, 所獲得的質(zhì)譜圖與標(biāo)準(zhǔn)品的質(zhì)譜圖進(jìn)行比對, 匹配度達(dá)99%, 從而可確定菜心樣品中含有農(nóng)藥噻嗪酮.

20、此外, 從圖4可知, 噻嗪酮農(nóng)藥的峰面積很大, 其SI M 實驗結(jié)果表2 4種農(nóng)藥的線性方程、線性范圍和相關(guān)系數(shù)T ab le 2 L inear equa tion , li nea r ran ge and cor r ela ti on coeff i c ien t of four pesticides分析物線性方程相關(guān)系數(shù)線性范圍/(L g/mL檢測限/(L g /mLR SD /%敵菌靈(Anil a zi ne y =2. 8106x-2. 01070. 99627. 2503. 69. 1噻菌靈(Th iabenda zole y =2. 2106x-4. 71050. 997

21、30. 32. 00. 29. 4氟蟲腈(F i pron ily =2. 0106x-3. 01030. 99531. 810-32. 410-24. 510-47. 8噻嗪酮(Buprofezi ny =6. 3105x -31. 10. 99927. 210-45. 010-31. 810-43. 1表3 蔬菜基質(zhì)中四種含氮雜環(huán)農(nóng)藥的回收率Tab le 3 R ecover i es of four n itrogen-con ta in i ng h eter ocyclic pe stic i des in va r iou s vegetab le sam p les 分析物添加水

22、平/(L g/kg回收率/%, n =5白菜花菜胡蘿卜青椒R SD /%, n =5白菜花菜胡蘿卜青椒敵菌靈80. 0082. 785. 391. 883. 64. 96. 58. 53. 840. 0091. 1109. 496. 392. 89. 37. 99. 17. 8噻菌靈80. 00103. 7101. 9103. 387. 37. 34. 59. 85. 340. 0099. 677. 5116. 496. 88. 16. 39. 67. 4氟蟲腈0. 8085. 9103. 699. 6102. 18. 65. 57. 55. 80. 4077. 176. 195. 181.

23、89. 17. 88. 57. 2噻嗪酮0. 32101. 680. 395. 299. 04. 53. 55. 11. 5182 第3期吳芳, 等:固相萃取氣相色譜-質(zhì)譜法測定蔬菜中含氮雜環(huán)農(nóng)藥殘留 圖4 最優(yōu)化條件下菜心實際樣品的GC -M S 總離子流色譜圖F ig . 4 T ota l ion cur r en t chr o m a togr amof flo w er i ng C h i n ese cabbage under op ti m a l cond itions已超出了本方法的線性范圍上限, 說明噻嗪酮在市售菜心中的殘留十分嚴(yán)重.4 結(jié)論本研究實現(xiàn)了蔬菜中多種含氮雜

24、環(huán)農(nóng)藥殘留的快速測定, 為蔬菜中多種含氮雜環(huán)農(nóng)藥殘留檢測提供了依據(jù). 方法采用GC-MS 分離檢測, 可靠性高, 定性定量分析準(zhǔn)確, 檢出限低, 能滿足實際樣品中氮雜環(huán)農(nóng)殘的檢出要求. 樣品前處理快速簡便, 采用自制的國產(chǎn)Florisil 柱凈化, 實驗成本低, 且可同時進(jìn)行批量化處理, 有利于推廣普及. 參考文獻(xiàn):1 CO MM ISSI ON REGULATI ON (EC No 2076/2002OL.(2002-11-20. h ttp :/eur-lex . europa . eu /LexU ri Serv/LexU riSe rv . do ? uri=OJ :L :2002:3

25、19:0003:0011:EN :PDF .2 M i n i stry of Agr i culture .No .1157Bu lleti n of t hedoc .3 Jos F, P ilar H, Car m en M M,et a l . M ultiresi duem e t hod for ana lysis of pestici des i n pepper and to m ato by gas chro m ato graphy w ith nitrogen -phosphorusde tecti onJ.Food Chem , 2007, 105:711-719.4

26、趙潔, 何強(qiáng), 孔祥虹, 等. 固相萃取分離-高效液相色譜法測定陳皮中噻菌靈殘留量J.理化檢驗.5Ji m nez J J , Berna l J L , Noza l M J , et a l . Sa mp le preparati on me t hods t o ana l yze fipronil i n honey by gas chro m atography with e l ectron -capt ure and m assspectro m etr i c detecti on J.J Chro m atogr A ,2008,1187:40-45.6 Stanisla

27、w W. Deve l op m ent of a mu lti-residue me t hodfor the dete r m ina tion of pesti c i des i n cereals and dry an i m a l feed usi ng gas chro ma to graphy -tandemquadrupol e m ass spectro me try II . I mprove m ent andextensio n t o new analytesJ.J Ch ro m a t ogr A, 2008,1208:202-214.7 R o me ro-

28、Gonz lez R, Garr i do F A , M art nez V J L .M u ltiresi due m ethod for fast de ter m i nati on of pestici des infru i tj u i cesbyultraperformanceliquidchro m atography coupled t o tandem m ass spectro m e try J.Ta l anta , 2008, 76:211-225.8 鄭軍紅, 龐國芳, 范春林, 等. 液相色譜-串聯(lián)四極桿質(zhì)譜法測定牛奶中128種農(nóng)藥殘留J.色譜, 2009,

29、 127(3:254-263.9 E l pini k iG A , T rianta fyll os A A . M u lti resi due me t hodfor de ter m i na ti on of 35pestici des i n virgi n oli ve oil by usi ng liqu i d-liquid extracti on techn i ques co upled w ith soli d -phaseextrac tionc l eanupandgaschro m atography with nitrogen phosphorus detect

30、io n and e lectro n capt ure detec tio n J.J Agr i c F oo d Che m,2006, 54:9642-9651.10 趙孝寧, 湯鋒, 唐俊, 等. 谷物及土壤中氟蟲腈殘留分析方法研究J.中國農(nóng)學(xué)通報, 2009, 25(16 :250-254.11 B i chon E, R ichard C A ,Le B B . Develop m ent andva li da ti on of a m et hod for fipronil res i due de ter m i nati on in ovi ne p las m a us

31、i ng 96-we ll plate soli d -phase extracti on and gas chro m a t ography -tandem m assspectro m etryJ.J Chro ma to gr A , 2008, 1201:91-99.12 鄭向華, 方恩華, 吳敏, 等. 氣相色譜-負(fù)化學(xué)離子源質(zhì)譜聯(lián)用法測定植物性產(chǎn)品中多組分農(nóng)藥殘留量J.分析試驗室, 2009, 28(9:99-102.13 陸萬平, 游飛明, 李鑫, 等. 茶葉中有機(jī)氯和擬除蟲菊酯多種農(nóng)藥殘留同時分析的樣品前處理研究J.分析測試技術(shù)與儀器, 2009, 15(2:101-105.

32、14 張卓, 陳金泉, 張?zhí)m. 固相萃取-高效液相色譜聯(lián)用分析蔬菜中5種有機(jī)磷農(nóng)藥J.分析測試技術(shù)與儀器, 2008, 14(2 :87-91.183184 分析測試技術(shù)與儀器 第 16卷 D eterm ina tion of N itrogen- con ta in ing H eter ocyclic Pesticide R esidues in V egetab les by Solid- phase Extr action Coup ling of G as Chrom atography- M ass Spectrom etry WU F ang , DUAN H ong- b i

33、n , Z HANG Lan 1, 2 1 1 (1. K e La bora tory of Ana lysis and Detection for F ood Safety, M inistry of Educa tion, F uzhou University, F uz y hou 350002, China; 2. C ollege of P harma cy, F ujian M e ica l University, F uzhou 350108, China d Abstr ac t A solid- phase extraction ( SPE co b ined w ith gas chrom atography- m ass spectrom etry ( GC- M S for the deter ina tion : m m of four n itrogen- cont