双柱双检测器气相色谱法同时测定烟草中28种有机磷农药

2011-01-15李乾坤杨奕南

烟草科技 2011年7期

李乾坤，杨奕南

1.广西壮族自治区亚热带作物研究所，南宁市邕武路22号530001

2.广西中烟工业有限责任公司，南宁市北湖南路18号530001

目前，国家烟草农药残留测定标准[1]只涵盖11种有机磷农药残留测定，没有涵盖烟草种植常用的有机磷农药，不能满足烟草中农药多残留分析。国内文献报道的烟草中有机磷测定的方法和种类也较少[2-7]，张洪非等[8]采用GC法测定的烟叶中有机磷农药残留也只有22种。因此，进行了本研究，旨在建立用气相色谱双毛细管柱双检测器测定烟草中28种有机磷农药残留的方法。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

乙腈(农残级，Fisher公司);丙酮(农残级，TEDIA公司);甲苯(AR，广东光华化学厂有限公司重蒸);氯化钠(AR，国药集团化学试剂有限公司);1000 mg/L“敌敌畏”/dichlorvos，“甲拌磷”/phorate，“乙拌磷”/disulfoton，“除线磷”/dichlofenthion，“甲基毒死蜱”/chlropyrifosmethyl，“甲基嘧啶磷”/pirimiphos-methyl，“甲基对硫磷”/parathion-methyl，“喹硫磷”/quinalphos，“杀扑磷”/methi-dathion，“三唑磷”/triazophos，“伐灭磷”/famphur，“苯硫磷”/EPN，“亚胺硫磷”/phosmet，“伏杀硫磷”/phosalone;“甲胺磷”/methamidophos，“速灭磷”/mevinphos，“乙酰甲胺磷”/acephate，“氧乐果”/omethoate，“百治磷”/dicrotophos，“乐果”/dimethoate，“皮蝇磷”/fenchlorphos，“马拉硫磷”/malathion，“杀螟硫磷”/fenitrothion，“毒死蜱”/chlorpyrifos，“水胺硫磷”/isocarbophos，“溴硫磷”/bromophos，“乙基溴硫磷”/bromophos-ethyl，“灭菌磷”/ditalimfos(纯度≥96%，天津中易嘉信科技公司);“真龙娇子”卷烟样品;去离子水。

6890N气相色谱仪(美国Agilent公司)，配备火焰光度检测器(FPD)，2683 Series100位盘和7683 Series自动进样器;HR 1727粉碎机(飞利浦公司);BS224S电子天平(感量0.0001 g，德国Sartorius公司);T18匀浆机(德国IKA公司);R-205V800旋转蒸发仪(德国Buchi公司);N-EVAP氮吹仪(美国OA-SYS公司);SK-1旋涡混合器(江苏金壇医疗仪器厂);500 mg/6 mL石墨炭黑-氨基串联柱(VARIAN公司)。

1.2 样品处理与分析

准确称取5.00 g 100目卷烟样品烟丝粉末，置于匀浆瓶中，加入10 mL去离子水，搅拌均匀，静置30 min，加入50 mL乙腈，在匀浆机上高速匀浆2～3 min，过滤，滤液收集于盛有3～4 g氯化钠(400℃下烘烤2 h)的100 mL具塞量筒中，收集35～40 mL，盖上塞子剧烈振荡2 min，静置20 min。

取25 mL乙腈萃取液(上层)，倾入蒸馏瓶中，温度50℃，压力45 kPa下旋转蒸发乙腈，至剩余约2 mL时取出蒸馏瓶。将乙腈浓缩液倾入预处理[依次用5 mL乙腈、5 mL乙腈甲苯混合液(体积比3∶1)淋洗，淋洗液面到达柱吸附剂层表面时]的石墨炭黑-氨基串联柱上，用150 mL烧杯接收洗脱液，用5 mL 3∶1乙腈甲苯混合液冲洗烧瓶，冲洗液淋洗石墨炭黑-氨基串联柱，重复5次。收集洗脱液的烧杯于氮吹仪上70℃氮吹，接近干时置于室温下冷却后用丙酮定容至2.5 mL，在旋涡混合器上混匀，倒入2个气相色谱进样小瓶进行GC分析。通过比较标样和未知组分色谱峰的保留时间定性，峰面积外标法定量。分析条件为:

色谱柱:DB-1701(30 m×0.53 mm i.d.×1.00 μm d.f.)毛细管柱和DB-XLB(30 m×0.53 mm i.d.×1.50 μm d.f.)毛细管柱(连接见图1);载气:氮气(≥99.999%)，10 mL/min;氢气(≥99.999%):75 mL/min;空气(无油干燥):100 mL/min;尾吹气:氮气(≥99.999%)，50 mL/min;进样口温度:220℃;进样方式:不分流进样;程序温度:(15 min);检测器温度:250℃;进样量:1.0 μL。

2 结果与讨论

2.1 洗脱剂的确定

图1 双色谱柱双检测器的连接

表1 不同比例和不同体积的乙腈甲苯混合液洗脱各有机磷农药的回收率①(%)

用乙腈和水混合提取样品，提取液中含有杂质，石墨炭黑-氨基串联柱净化后可减少GC进样口的污染和本底的基质效应[9]。用不同配比和体积的乙腈和甲苯混合液进行了洗脱试验。结果(表1)显示，用乙腈洗脱，洗脱体积超过20 mL时，“甲胺磷”、“乙酰甲胺磷”回收率无明显变化，其余农药回收率亦小于90%，洗脱体积至30 mL时色素稍微洗脱，洗脱液无基质效应。用甲苯洗脱，洗脱体积超过6 mL，除“敌敌畏”、“甲胺磷”、“速灭磷”、“乙酰甲胺磷”、“氧乐果”、“百治磷”外，其余完全洗脱出来，洗脱体积增大，色素反而被洗脱，溶液变为褐黄色，溶液的基质效应明显，大部分农药回收率超过100%。因此，选用3∶1乙腈甲苯混合液洗脱，洗脱体积25 mL。

2.2 GC分离条件的选择

2.2.1 色谱柱

用丙酮作溶剂，将28种有机磷农药标样配制成0.1 mg/L混合标准溶液，分别用DB-1701和DB-XLB柱进行GC分离。结果(图2)显示，这两根柱子都不能完全将这28种有机磷农药分开，都有部分成分色谱峰会重叠。其中，“伐灭磷”、“苯硫磷”、“亚胺硫磷”、“伏杀硫磷”用DB-XLB柱分离，保留时间长，峰形扁平，而用DB-1701柱分离效果好。“甲基嘧啶磷”+“甲基对硫磷”+“皮蝇磷”在DB-XLB柱上不能分开，而在DB-1701柱上能分开，故用DB-1701柱分离“甲基嘧啶磷”、“甲基对硫磷”。“甲基毒死蜱”+“乐果”、“杀螟硫磷”+“溴硫磷”、“乙基溴硫磷”+“喹硫磷”+“水胺硫磷”在DB-1701柱上不能分开，而在DB-XLB柱上能分开，用DB-XLB柱分离“乐果”、“溴硫磷”、“乙基溴硫磷”、“水胺硫磷”效果好。其余14种有机磷农药用DB-1701或DB-XLB柱分离对测定值均无明显影响。因此，将28种有机磷农药标样配制成混标1(“敌敌畏”、“甲拌磷”、“乙拌磷”、“除线磷”、“甲基毒死蜱”、“甲基嘧啶磷”、“甲基对硫磷”、“喹硫磷”、“杀扑磷”、“三唑磷”、“伐灭磷”、“苯硫磷”、“亚胺硫磷”、“伏杀硫磷”)和混标2(“甲胺磷”、“速灭磷”、“乙酰甲胺磷”、“氧乐果”、“百治磷”、“乐果”、“皮蝇磷”、“马拉硫磷”、“杀螟硫磷”、“毒死蜱”、“水胺硫磷”、“溴硫磷”、“乙基溴硫磷”、“灭菌磷”)两组，分别用这两根色谱柱分离。结果(图3)显示，混标1用DB-1701柱定量，混标2用DB-XLB柱定量效果较好。再用检出的农药样品在这两根色谱柱上的保留时间进行双柱定性，提高了定性的可靠性。

图2 28种有机磷农药标样在2种色谱柱上的色谱图

2.2.2 载气流量、初始温度和升温速率

火焰光度检测器(FPD)为质量型检测器，气体流量会影响检测器的信号响应值，信号与单位时间内进入检测器的农药质量成正比。选择不同流量分别进行试验。结果(图4)显示，不同的载气流量各峰都能分离，6 mL/min，DB-1701柱的“亚胺硫磷”和“伏杀硫磷”响应值偏低，各峰18 min内出峰完毕，DB-XLB柱的“乙酰甲胺磷”和“氧乐果响”应值较差，各峰12min内出峰完毕。10 mL/min，DB-1701柱的“亚胺硫磷”和“伏杀硫磷”响应值提高，各峰14 min内出峰完毕，DB-XLB柱的“乙酰甲胺磷”和“氧乐果”响应值明显提高，10 min内出峰完毕。14 mL/min，DB-1701柱的“苯硫磷”和“亚胺硫磷”分离稍差，各峰的响应值无明显提高，12 min内出峰完毕，DB-XLB柱的“马拉硫磷”和“杀螟硫磷”、“水胺硫磷”和“溴硫磷”分离反而变差，各峰响应值无明显提高，9 min内出峰完毕。载气流量10 mL/min提高了分离效果和响应值，减小了分析时间。因此，选择载气流量10 mL/min。

初始温度的高低，会影响低沸点农药的分离，对高沸点农药的分离几乎没有影响。选择不同的初始温度分别进行试验。结果(图5)显示，初始温度对灵敏度和分离度均无明显影响，初始温度120℃，DB-1701柱的“亚胺硫磷”出峰完毕需要16 min，DB-XLB柱的“灭菌磷”出峰完毕需要12 min。150℃，DB-1701柱的“亚胺硫磷”出峰完毕需要14 min，DB-XLB柱的“灭菌磷”出峰完毕需要10 min。180℃，DB-1701柱的“敌敌畏”受到溶剂的干扰，“亚胺硫磷”出峰完毕需要12 min，DB-XLB柱的“灭菌磷”出峰完毕需要8 min。初始温度150℃，分析时间短，“敌敌畏”无溶剂干扰。因此，选择初始温度150℃。

图5 两组有机磷农药标样不同初始温度在2种色谱柱上的色谱图

选择不同的升温速率分别进行试验。结果(图6)显示，升温速率对2种色谱柱的灵敏度无明显影响，各峰能分离，升温速率越大分析速度越快，升温速率10℃/min，DB-1701柱的“伏杀硫磷”16 min出峰完毕，DB-XLB柱的“马拉硫磷”和“杀螟硫磷”分离较差，“灭菌磷”12.5 min出峰完毕。升温速率15℃/min，DB-1701柱的“伏杀硫磷”14 min出峰完毕，DB-XLB柱的“马拉硫磷”和“杀螟硫磷”分离较好，“灭菌磷”10 min出峰完毕。升温速率20℃/min，DB-1701柱的“伏杀硫磷”12.5 min出峰完毕，DB-XLB柱的“皮蝇磷”、“马拉硫磷”、“杀螟硫磷”、“毒死蜱”分离稍差，“灭菌磷”9 min出峰完毕。升温速率15℃/min，分离效果高，分析时间短。因此，选择升温速率15℃/min。

2.3 标准曲线和检出限

图6 两组有机磷农药标样不同升温速率在2种色谱柱上的色谱图

移液管吸取1000 mg/L有机磷农药标样各0.5 mL，将“敌敌畏”、“甲拌磷”、“乙拌磷”等14种有机磷农药倾入一个50 mL容量瓶中，“甲胺磷”、“速灭磷”、“乙酰甲胺磷”等14种有机磷农药倾入另一个50 mL容量瓶中，用丙酮稀释定容，得浓度各10 mg/L混标1和混标2贮备液。再吸取0.05，0.1，0.5，1.0，2.0 mL混标1和混标2贮备液，分别用丙酮稀释定容至10 mL，得0.05，0.1，0.5，1.0，2.0 mg/L混标1和混标2标准工作溶液将不同浓度的混标1和混标2分别注入DB-1701柱DB-XLB柱进行GC分析，并对各农药的色谱峰面积(y)与其进样浓度(x)进行线性回归分析，得其工作曲线性方程和相关系数(表2)。

将28种有机磷标准溶液依次稀释，添加进烟草样本后进行GC分析，得检出限[10]，数据(表2)显示，在0.05～2.00 mg/mL浓度范围内，标准曲线具有良好的线性相关性，相关系数在0.99以上，检出限在0.009～0.029 mg/kg。

2.4 回收率和相对标准偏差

两组混标10 mg/L分别稀释为5 mg/L，吸取混标1和混标2各0.05，0.1，0.5 mL加入烟草样品中，添加浓度分别是0.05，0.1，0.5 mg/kg，根据加标量和加标后的测定量计算回收率，按式计算相对标准偏差(式中，xi——6次回收率的值——6次回收率的平均值)。结果(表3)显示，28种有机磷回收率在60.2%～114.8%，相对标准偏差(RSD)在0.83%～9.75%。