气相色谱法测定活泥鳅中硫丹及其硫酸盐残留
2012-01-08孙慧宇陈君义高翔蒋琰王云飞
孙慧宇 ,陈君义 ,高翔 ,蒋琰 ,王云飞
(1.徐州出入境检验检疫局,江苏徐州 221006; 2.张家港出入境检验检疫局,江苏张家港 215600)
气相色谱法测定活泥鳅中硫丹及其硫酸盐残留
孙慧宇1,陈君义2,高翔1,蒋琰1,王云飞1
(1.徐州出入境检验检疫局,江苏徐州 221006; 2.张家港出入境检验检疫局,江苏张家港 215600)
建立了检测活泥鳅中α-硫丹、β-硫丹及硫丹硫酸盐残留量的气相色谱法。泥鳅样品经过正己烷-丙酮混合液提取后,转溶至乙腈中,冷冻去脂,再经中性氧化铝小柱净化处理,用丙酮-正己烷(体积比1∶2)洗脱,洗脱液用气相色谱-电子捕获检测器检测,外标法定量。标准曲线的线性范围为10~100 ng/mL,相关系数不小于0.998,硫丹定量限为3.3 μg/kg,检出限为1.0 μg/kg。进行4.0,8.0和10.0 μg/kg 3个浓度水平的加标回收试验,回收率为91.3%~105.4%。该方法分析成本低,测定结果准确,能满足常规检测及食品安全监控的需要。
气相色谱;硫丹;泥鳅
硫丹是一种非内吸性高毒有机氯类杀虫、杀螨剂,有触杀和胃毒作用,作为一种高效广谱杀虫剂被广泛用于果树、茶叶等农作物的杀虫、杀螨。硫丹毒性较高,性质稳定,不易分解,残效期长,能在水域、土壤和生物体内富集并长期储存,从而导致严重的污染[1]。硫丹主要损害人体中枢神经系统的运动中枢、小脑、脑干以及肝、肾、生殖系统等,可引起惊厥,对人有致基因突变和致癌作用。最近研究表明,硫丹具有雌激素作用,是一种环境内分泌干扰物[2-3]。
硫丹是α,β两种异构体的混合物,在泥鳅体内的主要代谢物为硫丹硫酸盐。近年来,随着泥鳅等水产品在国际市场上的畅销,硫丹残留问题也显得尤为突出。日本自2006年5月开始实施《肯定列表制度》以来,在同年的7月份从我国出口的数种水产品中检出硫丹残留超标,涉及的货物被销毁或退回,日本也因此启动了对从中国进口的水产品实施硫丹监控的检查程序,给我国的水产品出口造成了严重的影响。日本肯定列表中要求泥鳅中硫丹的最大残留量(MRL)为4 μg/kg。目前我国国家标准及行业标准中还没有关于泥鳅中硫丹残留量的检测方法,为了打破对外贸易技术壁垒,水产品中硫丹残留的快速、灵敏检测方法的研究和建立势在必行。
目前对于硫丹残留量的检测方法主要集中在植物类农产品方面,对于含有脂肪等油脂性物质的动物类产品不适用。近年来,国内外已陆续有对鸡蛋[4]、鸡肉、猪肉[5]、鳗鲡[6]、水产品[7]、鱼组织[8-9]及土壤[10]中的硫丹残留量进行检测的报道,但对泥鳅样品的研究不多。文献中样品前处理主要是采用凝胶渗透色谱(GPC),定量主要采用气相色谱(电子捕获检测器)法 (GC-ECD)[7,8,11]和气相色谱-质谱法(GC-MS)[12],这些方法都各有其优点。鉴于我国许多地方实验室尚未装备凝胶渗透色谱、气质联用仪等设备,这些方法在我国的应用受到一定限制。笔者选取水产品中基质较为复杂的活泥鳅作为样本,采用冷冻法去除脂肪,再经过固相萃取净化后采用气相色谱测定其中硫丹及其硫酸盐的残留量,该方法简便易行,结果准确,能满足各国的限量要求。
1 实验部分
1.1 主要仪器与试剂
气相色谱仪:Agilent 6890型,配ECD检测器,美国安捷伦科技有限公司;
低温高速离心机:CFL6RXⅡ型,日本HITACH公司;
旋转蒸发仪:Buchi-R-210型,瑞士BUCHI公司;
SUPELCO固相萃取仪:12位,德国CNW公司;
氮吹仪:12位N-EVP型,美国Organomation公司;
中性氧化铝小柱:1 g/(3 mL),德国CNW公司;
α-硫丹、β-硫丹及硫丹硫酸盐标准品:德国Dr.Ehrenstorfer 公司,用色谱级正己烷配成适当浓度的标准工作溶液;
乙腈、丙酮、无水硫酸钠:分析纯;正己烷:色谱纯。
1.2 样品前处理
1.2.1 样品的提取与去脂
称取绞碎的均匀样品3.00 g,置于50 mL具塞离心管中,加入丙酮-正己烷(体积比为1∶1)的混合液20 mL,涡旋2 min,混匀,振荡30 min,以4 000 r/min离心5 min,取上层正己烷提取液,过无水硫酸钠,重复上述步骤两次,合并提取液,于40℃下旋转蒸发至近干。
用3 mL乙腈溶解提取物3次,合并乙腈提取液于15 mL具塞离心管中,于-18℃冷冻15 min,以4 000 r/min离心5 min,取上层乙腈提取液。加入3 mL乙腈于离心管中涡旋2 min混匀,冷冻,离心,取乙腈提取液。重复上述操作,合并乙腈提取液,于40℃下旋转蒸发近干。
1.2.2 样品的净化
用4 mL正己烷分两次溶解提取物,过预先用5 mL正己烷活化过的中性氧化铝SPE小柱,用6 mL丙酮-正己烷(体积比为1∶2)的混合液洗脱,收集洗脱液,用氮气吹干,以1 mL正己烷溶解定容。样品溶液经有机相滤膜过滤后,上机测定。
1.2.3 色谱条件
色谱柱:Agilent HP-5毛细管柱(30 m ×0.3 mm ,0.25 μm);氮气:纯度为 99.999%,流速为 1.0 mL/min;进样口温度:250℃;进样方式:不分流进样;检测器温度:300℃;进样量:1 μL。
升温程序:初始温度为45℃,保持1 min,以10℃/min升至200℃,再以2℃/min升至230℃,最后以10℃/min升至280℃,保持5 min。
2 结果与讨论
2.1 前处理条件的选择
硫丹属于中等极性农药,易溶于丙酮和正己烷,实验表明,采用丙酮-正己烷(体积比为1∶1)的混合溶剂萃取可获得理想效果,但这样会使泥鳅组织中高含量的油脂几乎同时全部被提取出来,因此要增加去油脂的过程。
考虑到脂肪和硫丹的熔点存在较大的差别,因此在提取后采用冷冻的方法使脂肪析出,保证硫丹仍溶于有机溶剂中,再使用中性氧化铝小柱净化,可去除残余的杂质。由于乙腈对大部分农药都有很好的溶解性,但对油脂的溶解性却很差,因此当丙酮与正己烷混合的提取溶剂被蒸干后,加入乙腈溶解,待测物可溶于乙腈中,而大部分油脂都沉淀在底部和壁上,通过冷冻进一步降低油脂在乙腈中的溶解度,使被测物与油脂分离。
实验结果表明,样品经冷冻去脂后再采用中性氧化铝小柱净化,不仅去除了残余脂肪和杂质,而且对回收率的影响也不大。硫丹标准品和泥鳅样品加标后的气相色谱图见图1。
图1 α-硫丹、 β-硫丹和硫丹硫酸盐标准品(a)及泥鳅样品(b)加标气相色谱图
2.2 线性关系及检测下限
实验采用外标法定量,将浓度为1 000 mg/L的硫丹标准储备液用色谱纯正己烷逐级稀释成浓度分别为 10,20,40,60,80,100 ng/mL 的系列混合标准溶液进行色谱测定,以浓度c(ng/mL)为横坐标,各组分峰面积A为纵坐标,绘制标准曲线,线性回归方程、相关系数(r)见表1。
表1 不同待测组分的线性方程及检出限
实验结果表明,硫丹及硫丹硫酸盐在10~100.0 ng/mL范围内线性关系良好,可以满足定量分析要求。按照式(1)计算样品中硫丹类物质的含量:
式中:X——硫丹类物质的含量,μg/kg;
c——样品提取液的质量浓度,ng/mL;
V——定容体积,mL;
m——样品质量,g。
按此方法检测,硫丹类物质在泥鳅中的定量限为 3.3 μg/kg,检出限为 1.0 μg/kg。
2.3 加标回收率和测量精密度
以阴性泥鳅样品作为测试样品,在4.0,8.0,10.0 μg/kg 3个浓度水平上进行添加回收试验,并按照上述方法进行提取、净化和测定,在相同条件下每个水平测试6个平行样,测定结果见表2。由表2可知,硫丹及其硫酸盐的回收率为91.3%~105.4%,相对标准偏差均小于7%。
表2 泥鳅样品中不同添加水平的回收率和相对标准偏差(n=6)
2.4 方法适用性
利用该方法对泥鳅样品进行检测,在150多批样品中检出阳性样品(含量超过4.0 μg/kg) 3批,其中检出α-硫丹1批,检出硫丹硫酸盐2批,回收率稳定。
3 结论
在不具备凝胶渗透色谱和质谱检测器的条件下,用气相色谱(电子捕获检测器)法检测活泥鳅中α-硫丹、β-硫丹及硫丹硫酸盐的残留量,该方法经济省时、结果准确,能满足大部分进口国对硫丹最大残留限量的检测要求。
[1]曾凡刚.凝胶渗透色谱净化-气相色谱法测定肉类食品中有机氯农药残留[J].食品与发酵工业,2006,32(5): 117-120.
[2]Bisson M,Hontela A. Cytotoxic and endocrine-disrupting potential of atrazine,diazinon,endosulfan,and mancozeb in adrenocortical steroidogenic cells of rainbow trout exposed in vitro [J].Toxicology and Applied Pharmacology,2002,180: 110-117.
[3]Sinha N,Adhikari N,Saxena D K. Effect of endosulfan during fetal gonadal differentiation on spermatogenesis in rats [J].Environmental Toxicology and Pharmacology,2002(10): 29-32 .
[4]Valsamaki V I, Boti V I, Sakkas V A, et al. Determination of organochlorine pesticides and polychlorinated biphenyls in chicken eggs by matrix solid phase dispersion [J]. Analytica Chimica Acta,2006,573-574: 195-201.
[5]Garrido F A, Martinez J L, Cruz A D, et al. Multiresidue analysis of organochlorine and organophosphorus pesticides in muscle of chicken, pork and lamb by gas chromatography-triple quadrupole mass spectrometry [J]. Analytica Chimica Acta,2006,558: 42-52.
[6]SC/T 3039-2008 水产品中硫丹残留量的测定 气相色谱法[S].
[7]陈树兵,俞雪钧,樊苑牧,等.冷冻去脂-固相萃取-气相色谱法快速测定水产品中硫丹、硫丹硫酸酯和溴氰菊酯残留量[J].分析试验室,2008,27(4): 80-83.
[8]Natalia F U, Giuseppe C,Elisa B G,et al. Solid-phase microextraction as a clean-up and preconcentration procedure for organochlorine pestcides determination in fish tissue by gas chromatography with electron capture detection [J]. Journal of Chromatography A,2003,1 017(1-2): 35-44.
[9]Hong J, Kim H Y, Kim D G, et al. Rapid determination of chlorinated pestcides in fish by freezing-lipid filtration,solid-phase extraction and gas chromatography-mass spectrometry [J]. Journal of Chromatography A,2004,1 038(1-2): 27-35.
[10]Hussen A,Westbom R,Megersa N,et al. Development of a pressurized liquid extraction and clean-up procedure for the determination ofα-endosulfan,β-endosulfan and endosulfan sulfate in aged contaminated Ethiopian soils [J]. Journal of Chromatography A,2006,1 103: 202-210.
[11]刘晓松,黄大新,卢声宇.毛细管气相色谱法测定南美对虾中硫丹的残留量[J].色谱,2007,25(3): 392-394.
[12]赵琼晖,靳保辉,谢丽琪,等.气相色谱-质谱法测定茶叶中的25 种有机氯农药残留[J].色谱,2006,24(6): 629-632.
Determination of Endosulfans and Their Metabolites Residues in Live Loach by Gas Chromatography
Sun Huiyu1, Chen Junyi2, Gao Xiang1, Jiang Yan1, Wan g Yunfei1
(1. Xuzhou Entry-Exit Inspection & Quarantine Bureau, Xuzhou 221006, China;2. Zhangjiagang Entry-Exit Inspection & Quarantine Bureau, Zhangjiagang 215600, China)
A gas chromatography method was developed for the analysis ofα-endosulfan,β-endosulfan and endosulfan sulfate residues in live loach. The target compounds were extracted byn-hexane-acetone (volume ratio was 1∶1) from samples,and then distributed in acetonitrile. After being frozen to remove fat and cleaned up with alumina-N column, the extract was eluted with a mixture ofn-hexane-acetone (volume ratio was 2∶1). The eluate was collected and concentrated to 1 mL for analysis. The determination was performed on gas chromatography with electron capture detector, and the external calibration standard was used for quantification. The compounds showed perfect linearity in the range of 10-100 ng/mL withr≥ 0.998,the quantification limit of endosulfans was 3.3 μg/kg, and the detection limit was 1.0 μg/kg. Spiked at levels of 4.0,8.0,10.0 μg/kg, the experiments
a recovery range of 91.3%-105.4%. This method provided accurate results with less time consuming and lower cost, which would meet the requirements of the routine testing and food safety monitoring.
gas chromatography; endosulfans; loach
O657.7
A
1008–6145(2012)05–0046–03
doi :10.3969/j.issn.1008–6145.2012.05.014
联系人:陈君义; E-mail: jylychen2819@163.com
2012-07-18