5种基质中19种有机磷农药残留的基质固相分散-气相色谱法测定

薛 平，史惠娟，杜利君，林勤保,*

(1.山西出入境检验检疫局，山西 太原 030024；2.山西大学应用化学研究所，山西 太原 030006)

5种基质中19种有机磷农药残留的基质固相分散-气相色谱法测定

薛 平1，史惠娟2，杜利君1，林勤保2,*

(1.山西出入境检验检疫局，山西 太原 030024；2.山西大学应用化学研究所，山西 太原 030006)

采用基质固相分散法从5种基质中(白菜、梨、鸡肉、玉米、紫甘蓝)提取、净化常见的19种有机磷农药，用气相色谱-火焰光度检测器(GC-FPD)进行检测。通过对基质固相分散的条件——吸附剂、吸附剂与样品的用量比、洗脱剂、洗脱体积进行优化，建立5种基质中19种有机磷农药残留分析的基质固相分散-气相色谱(MSPD-GC)方法。利用所建立的方法进行3个水平(0.01、0.02、0.05mg/kg)的加标回收实验。结果表明，除了添加水平为0.01mg/kg时，乙拌磷、杀螟腈、水胺硫磷、硫线磷、三唑磷的回收率较差，其余有机磷农药中的回收率在75.0%～109.2%之间，相对标准偏差小于16%，方法的回收率和相对标准差满足农药残留检测中准确度和精密度的要求。

基质固相分散；有机磷农药；气相色谱

Abstract：Matrix solid-phase dispersion technique was used to extract and purify nineteen kinds of organophosphorous pesticide residues from five matrixes such as cabbage, pear, chicken, corn and purple broccoli. The contents of organophoshorous pesticide residues were determined by gas chromatography with a flame photometric detector (FPD). Through the optimization of absorbent, eluent and elution volume, a preparation method for determining organophosphorous pesticide residues was established. The recovery rates of monocrophos, cyanophos, isocarvophos, cadusafos and triazophos in spiked samples at concentrations of 0.02 mg/kg and 0.05 mg/kg, were between 75.0% and 109.2% with a relative standard deviation (RSD) of lower than 16%. Therefore, this method is suitable for pesticide residue analysis.

Key words：matrix solid-phase dispersion (MSPD)；organophosphorous pesticide；gas chromatography (GC)

农药残留是影响食品安全的最主要因素之一。建立快速、可靠、灵敏和实用的农药残留分析技术是监控农药残留的基础[1]。农药残留分析是一项对复杂混合物中痕量组分的分析技术，传统提取净化方法无法满足现代农药残留分析要求，已逐步被高效、快速的方法所取代。近年来，已报道或已取得广泛应用的前处理技术主要有固相萃取(solid-phase extraction，SPE)、固相微萃取(solid-phase micro-extraction，SPME)、超临界流体萃取(supercritical fluid extraction，SFE)、加速溶剂萃取(accelerated solvent extraction，ASE)、微波辅助萃取(microwave aided extraction，MAE)和凝胶渗透色谱(gel permeation chromatography，GPC)等[2-9]，这些前处理技术都符合对农药残留的提取要求。基质固相分散(matrix solid-phase dispersion，MSPD)与这些技术相比，避免样品均化、沉淀、离心、转溶、乳化、浓缩等造成的待测物的损失。

目前，对于农药残留的检测方法也很多，主要有气相色谱[连接电子捕获检测器(ECD)、火焰光度检测器(FPD)、质谱检测器(MS)]等、液相色谱[连接紫外吸收(UV)、质谱(MS)]等[9-15]。现阶段，大部分的报道都是用MSPD-GC对一种基质中的一种或多种有机磷农药进行检测[12,14,16-19]，而对多种有机磷农药在不同基质中的含量进行检测的报道较少。本实验用MSPD作为有机磷农药的前处理方法，GC-FPD对5种基质中的19种有机磷农药进行检测，旨在为我国有机磷农药的监控提供一定的参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

5种基质(白菜、梨、鸡肉、玉米、紫甘蓝) 市售。

中性氧化铝(100～200目)、丙酮、无水硫酸钠(均为分析纯) 天津科密欧化工试剂有限公司；弗罗里硅土(60～100目) 成都科龙化工试剂厂；硅胶(70～230目，色谱纯) 加拿大Silicycle；乙酸乙酯和正己烷(均为色谱纯) 美国Burdick & Jackson公司。

中性氧化铝和弗罗里硅土使用前在高温炉500℃烘4～5h，冷却后置于干燥器中备用。无水硫酸钠使用前在50℃烘烤4h，置于干燥器内备用。19种农药的标准品见表1，纯度均为99.9%，均购于德国Dr. Ehrenstorfer GamH公司，－4℃避光贮存。

表1 有机磷农药标品Table 1 Standard samples of organophosphorous pesticides

1.2 仪器与设备

Agilent 7890A气相色谱仪-FPD检测器、BPX608毛细管柱 美国Hewlett-Packard公司；旋转蒸发仪 瑞士Buchi公司；微量取样器 德国Eppendorf公司；搅拌机 美国Philips公司；SPE管(6mL) 美国Angela Technologies公司；N-EVAPTM112氮吹仪 美国Organomation Associates公司。

1.3 方法

1.3.1 混合标准溶液的配制

将1000mg/L的19种农药标准溶液用乙酸乙酯配成1mg/L的混合标准溶液，然后根据需要，用乙酸乙酯稀释成适当质量浓度的混合标准溶液。

1.3.2 样品的前处理方法

称量0.1g活性炭装于带有筛板和滤纸的6mL SPE柱中，用2mL乙酸乙酯洗脱，洗脱液弃去。称量0.5g样品于研钵中，加入2g无水硫酸钠混匀后，再加入2g吸附剂及适当体积的有机磷混合标准溶液，充分研磨。将研磨均匀的样品装入SPE柱中，用2mL乙酸乙酯洗涤研钵，转入SPE柱中，再用10mL乙酸乙酯洗脱，收集于10mL试管中，经氮吹仪吹至近干后，用乙酸乙酯定容到0.5mL，上机检测。

1.3.3 气相色谱条件

BPX608毛细管柱(30m×0.25mm，0.4μm)，载气为高纯氮气(99.999%)，流速20mL/min，检测器温度370℃，进样口温度250℃，氢气流速75mL/min，空气流速100mL/min，尾吹量60mL/min，不分流进样，进样量1μL。柱升温程序：初始温度50℃，以10℃/min的速度升温至200℃，再以5℃/min的速度升至300℃，并保持2min。

2 结果与分析

2.1 吸附剂的确定

表2 不同吸附剂对有机磷农药测定的影响(n=3)Table 2 Effect of absorbent on the determination of organophosphorous pesticide residues (n=3)

本实验研究3种吸附剂(中性氧化铝、弗罗里硅土、硅胶)对19种有机磷农药测定结果的影响。以白菜为例，农药添加量为0.05mg/kg，按照1.3.2节方法处理，气相色谱法测定，计算回收率，结果见表2。结果表明，当吸附剂为硅胶时，杀螟腈的回收率仅为12.07%；当吸附剂为中型氧化铝时，甲胺磷的回收率仅为56.62%，杀螟腈的回收率也仅为49.51%，但这些有机磷在吸附剂为弗罗里硅土时，回收率都较高。因此，本实验选择弗罗里硅土作为吸附剂。

2.2 吸附剂与样品质量比例的确定

吸附剂与样品的质量比例一般为3:1～4:1[12,20-23]。本实验选择吸附剂与样品比例为3:1和4:1，以白菜为例，农药添加量为0.05mg/kg，按照1.3.2节方法处理，作回收率实验。用MINITAB 15软件对结果进行处理，表明比例为4:1的回收效果比3:1的好。故在本实验中，吸附剂与样品的比例选用4:1。

表3 吸附剂与样品用量比例的选择(n=3)Table 3 Screening of the ratio between absorbent and sample (n=3)

2.3 洗脱剂的确定

将混合标准溶液加入白菜基质，添加水平达到0.05mg/kg，分别选择10mL乙酸乙酯和10mL正己烷:乙酸乙酯:丙酮=1:1:3(V/V)[22,24]进行洗脱剂的选择实验。结果表明，乙酸乙酯的洗脱效果较正己烷:乙酸乙酯:丙酮=1:1:3(V/V)好，其中，速灭磷、灭线磷、硫线磷、甲拌磷、特丁硫磷、久效磷、甲基嘧啶磷、杀螟硫磷的回收率均提高30.0%以上，三唑磷回收率提高16.0%。因此，本实验选用乙酸乙酯作洗脱剂。

表4 不同洗脱剂选择对结果的影响(n=3)Table 4 Effect of eluent kind on the determination of organophosphorous pesticide residues (n=3)

2.4 洗脱剂体积的确定

为了确定所用乙酸乙酯的洗脱体积，测定有机磷农药的洗脱曲线及其相应回收率，各种农药的洗脱曲线类似，下面以甲胺磷为例，基质为白菜，做洗脱曲线(图1)。结果显示，当淋洗体积为10mL时，可洗涤完全，故洗脱体积选择10mL。

图1 甲胺磷的洗脱曲线Fig.1 Elution profile of methamidophos

2.5 标准曲线和检出限

准确配制质量浓度分别为0.01、0.02、0.05、0.10、0.20、0.50、1.00mg/L的19种有机磷农药标准溶液，绘制标准曲线。根据质量浓度(x)和峰面积(y)计算的回归方程见表5。结果表明，19种有机磷农药标准曲线的相关系数在0.9822～0.9999，线性良好。实验以3倍信噪比计算19种有机磷农药的最低检出限。本研究建立的方法满足欧盟限量标准的要求。

表5 19种有机磷农药的标准曲线和最低检出限(n=3)Table 5 Standard curves and detection limits of 19 organophosphorous pesticides (n=3)

2.6 方法准确度、精密度

表6 回收率和精密度实验结果(n=3)Table 6 Results of recovery rate and precision experiments (n=3)

实验白菜中添加19种有机磷农药混合标准溶液使农药添加量分别为0.01、0.02、0.05mg/kg，重复3次，求平均值，结果见表6。

由表6可知，当农药添加量为0.02mg/kg和0.05mg/kg时，19种有机磷农药的回收率在77.38%～109.16%之间，RSD＜16.78%。当添加量为0.01mg/kg时，乙拌磷，杀螟腈，水胺硫磷都未检出，硫线磷的回收率为72.30%，三唑磷的回收率为62.00%，可能是基质效应的结果，其确切原因尚需进一步研究。

2.7 5种基质的检测

利用所建立的方法对来自超市的5种基质(白菜、梨、鸡肉、玉米、紫甘蓝)进行检测。结果表明，这5种样品中19种有机磷农药均小于检测限量，结果符合标准。

3 结 论

基质固相分散-气相色谱法测定5种基质中的19种有机磷农药中，3个水平的添加回收中，除了添加水平为0.01mg/kg时，乙拌磷、杀螟腈、水胺硫磷、硫线磷、三唑磷的回收率较差，其余有机磷农药中的回收率在75.0%～109.2%之间，相对标准偏差小于16%，该方法的回收率和相对标准差满足农药残留检测中准确度和精密度的要求；最低检出限为0.005～0.017mg/L，符合欧盟的标准。

基质固相分散是简单高效的萃取净化方法，节省试剂用量；使操作步骤简化，省去了离心、样品转移、超声提取等步骤；实验时间大大减少，提高了分析速度；提取、净化效率高。

[1] 段劲生, 王梅, 孙明娜, 等. 基质固相分散在农药残留分析中的应用研究进展[J]. 农药, 2006, 45(8):508-510.

[2] 张有会, 杨秀培, 史兵方, 等. 气相色谱法测定蔬菜中有机磷农药残留的前处理方法比较[J]. 云南环境科学, 2006, 25(2):47-49.

[3] 康长安, 何娟. 农药残留样品前处理技术研究进展[J]. 世界农业,2006, 10(1):47-49.

[4] 周昱, 林立毅. 水果中三唑酮残留量的气相色谱和气相色谱-质谱分析[J]. 分析化学, 1997, 25(5):510-514.

[5] 顾小红, 戴军, 汤坚. 分子印迹固相萃取技术在食品农药残留分析中的应用[J]. 食品与发酵工业, 2007, 33(9):156-169.

[6] 邵铁锋, 胡贝贞, 沈国军. 固相萃取-气质联用法测定啤酒中9种有机磷农药残留[J]. 化学分析计量, 2008, 17(1):35-37.

[8] CHEN Shubing, YU Xuejun, HE Xiaoyu, et al. Simplified pesticide multiresidues analysis in fish by low-temperature cleanup and solidphase extraction coupled with gas hromatography/mass spectrometry[J].Food Chemistry, 2009, 113:1297-1300.

[9] LEE J M, PARK J W, JANG G C, et al. Comparative study of pesticide multi-residue extraction in tobacco for gas chromatography-triple quadrupole mass spectrometry[J]. Journal of Chromatography A, 2008,1187:25-33.

[10] 王明林, 寇立娟, 张清芳, 等. 基质固相分散-气相色谱/质谱法测定蔬菜中的邻苯二甲酸酯[J]. 色谱, 2007, 25(4):577-580.

[11] 祁克宗, 施祖灏, 彭开松, 等. 基质固相分散萃取-高效液相色谱法检测鸡组织中均三嗪类药物残留[J]. 分析化学, 2007, 35(11):1601-1606.

[12] SILVA M G D, AQUINO A, DREA H S, et al. Simultaneous determination of eight pesticide residues in coconut using MSPD and GC/MS[J]. Talanta, 2008, 76:680-684.

[13] WU Rina, DANG Yali, NIU Le, et al. Application of matrix solid-phase dispersion-HPLC method to determine patulin in apple and apple juice concentrate[J]. Journal of Food Composition and Analysis, 2008, 21:582-586.

[14] UMRAN U, BERRIN S, HAMIT K. Dissipation of organophosphorus pesticides in wheat during pasta processing[J]. Food Chemistry, 2008,109:355-360.

[15] PRESTA M A, STRHER KOLBERG D I, WICKERT C, et al. High resolution gel permeation chromatography followed by GC-ECD for the determination of pesticide residues in soybeans[J]. Chromatographia,2009, 69:237-241.

[16] 张卓恒, 陈卫国, 奉夏平, 等. MSPD-PTV/GC/MS测定动物源性食品中的氯霉素[J]. 中山大学学报:自然科学版, 2005, 44(2):65-68.

[17] 程景, 李培武, 张文, 等. 基质固相分散-气相色谱法测定植物油中多种拟除虫菊酯类及有机磷类农药残留[J]. 中国油料作物学报, 2008,30(3):346-352.

[18] TOMAS C, JANA H, ONDREJ L, et al. Rapid analysis of multiple pesticide residues in fruit-based baby food using programmed temperature vaporiser injection-low-pressure gas chromatography-high-resolution time-of-flight mass spectrometry[J]. Journal of Chromatography A,2008, 1186:281-294.

[19] RAVELO-PEREZ L M, HERNANDEZ-BORGES J, BORGES-MIQUEL T M, et al. Pesticide analysis in tomatoes by solid-phase microextraction and micellar electrokinetic chromatography[J]. Journal of Chromatography A, 2008, 1185:151-154.

[20] 宫兆晶, 李培武, 张文, 等. 基质固相分散-气相色谱法测定油菜籽中多种有机磷农药残留[J]. 中国油料作物学报, 2007, 29(3):333-338.

[21] 奉夏平, 陈卫国, 王志元, 等. 一种快速测定蔬菜水果中多种有机氯农药的简易新方法[J]. 中国卫生检验杂志, 2004, 14(6):701-702.

[22] 李建科, 吴丽华, 孔祥虹. 基质固相分散-气相色谱法测定苹果中的多种农药残留[J]. 中国农业科学, 2008, 41(6):1767-1777.

[23] 朱学良, 戚向阳, 岳晶念, 等. 基质固相分散气相色谱电子捕获检测器测定葡萄酒中5种农药残留[J]. 分析化学, 2007, 35(2):259-262.

[24] 吴静静, 李建科, 胡秋辉, 等. 基质固相分散萃取-气相色谱法检测苹果浓缩汁中5种有机磷农药的残留[J]. 南京农业大学学报, 2005,28(2):111-115.

[25] Commission Regulation (EC) No 149/2008 of 29 January 2008[S].

[26] 林维宣. 各国食品中农药兽药残留限量规定[M]. 大连:大连海事大学出版社, 2002.

Determination of Organophosphorous Pesticide Residues by Matrix Solid-phase Dispersion-Gas Chromatography

XUE Ping1，SHI Hui-juan2，DU Li-jun1，LIN Qin-bao2,*
(1. Shanxi Extry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Taiyuan 030024, China；2. Institute of Applied Chemistry, Shanxi University, Taiyuan 030006, China)

TS207.53

A

1002-6630(2010)18-0227-05

2010-05-16

国家质检总局科技计划项目(2009IK164)

薛平(1967—)，女，高级工程师，硕士，研究方向为食品检测。E-mail：xuexueping@163.com

*通信作者：林勤保(1968—)，男，副教授，博士，研究方向为食品分析。E-mail：qblin@sxu.edu.cn