牛奶中双甲脒残留量气质联用测定方法研究*
2017-03-27霍燕燕郑艳金
霍燕燕,和 玉,郑艳金
(西安文理学院化学工程学院,陕西西安710065)
分析测试
牛奶中双甲脒残留量气质联用测定方法研究*
霍燕燕,和 玉,郑艳金
(西安文理学院化学工程学院,陕西西安710065)
研究了牛奶中双甲脒的气相色谱-质谱检测方法。实验结果表明:在酸性条件下,牛奶试样中的双甲脒水解生成2,4-二甲基苯胺,得到的产物加入碱性溶液NaOH(4 mol·L-1)后用适量正己烷萃取,过滤后供气相色谱质谱测定。在10~150μg·L-1浓度范围内,2,4-二甲基苯胺的浓度与其测得的峰面积有较好的线性关系,线性方程Y=39942Χ(μg·L-1)-223586,r=0.9988,检出限为3.0 ng·mL-1。在空白牛奶样品中,添加双甲脒标准溶液,做加标回收实验,结果表明平均回收率为104.1%~106.8%,相对标准偏差(RSD)为1.77%和3.08%。实验证明该方法快速,分离度较好,适用于牛奶中双甲脒含量的检测。
双甲脒;2,4-二甲基苯胺;气相色谱-质谱
双甲脒,含中等毒性的杀螨剂,一般常用于果树、蔬菜、茶叶、棉花等作物的螨害防治。它含有多种类型的毒杀机理,不仅如此,双甲脒可以利用食物链的传递,一层一层渗透或者会通过皮肤的接触、吸收后会引起中毒,对人体具有潜在的危害。双甲脒价格低廉,获得途径较为容易,所以曾经在全国内以及国外被农民大量使用,然而经研究发现其代谢产物2,4-二甲基苯胺具有致癌作用,因此我国农业部、卫生部根据最新发布的《农药安全使用规定》严格规定要禁止使用该杀螨剂。食品中农药残留物已广泛引起人们的关注,但对双甲脒残留物研究较少[1]。
迄今为止,牛奶中双甲脒残留量检测方法有气相色谱法[2-4]、液相色谱法[5]等。传统测定双甲脒方法是气相色谱法,它将牛奶中残留的双甲脒分解为2,4-二甲基苯胺,然后用七氟丁酸酐衍生之后,用电子捕获检测器进行测定。一方面,此方法加入衍生化试剂操作较复杂;另一方面,七氟丁酸酐属于剧毒试剂,对操作人员身体伤害较大。若以液相色谱法直接测定双甲脒含量,忽视了双甲脒在酸性条件下会水解为2,4-二甲基苯胺的特性,只测定双甲脒母体含量作为双甲脒的总残留量是不准确的,所以液相色谱法有一定的缺陷。
本文将牛奶中的双甲脒在酸性条件下水解为2,4-二甲基苯胺,其为碱性化合物,且在碱性条件下,溶于大多数有机溶剂。水解后,加入碱性溶液再加入正己烷萃取。用0.45μm的有机相滤膜过滤后,再用气相色谱-质谱进行定性、定量,结果是双甲脒和其代谢物的总残留量。该方法简单、快捷,用于检测牛奶中的双甲脒残留能得到令人满意的效果,且检出限远低于标准规定的双甲脒最大残留量0.05mg·kg-1。
1 实验部分
1.1 主要仪器与试剂
双甲脒标准品纯度≥95.0%(D-86199 Augsburg,Germany);2,4-二甲基苯胺标准品纯度≥95.0%(D-86199 Augsburg,Germany);
双甲脒标准储备液(100mg·L-1):准确称取10.0mg双甲脒,用正己烷稀释溶解并定容至100mL容量瓶中,储存在冰箱中备用;
2,4-二甲基苯胺标准储备液(100mg·L-1):准确称取10.0mg 2,4-二甲基苯胺,用正己烷稀释溶解并定容至100mL容量瓶中,储存在冰箱中备用。
1mg·mL-1标准中间液:分别准确移取双甲脒和2,4-二甲基苯胺标准储备液各1mL放到两个100mL容量瓶中,再用正己烷稀释定容至100mL,得到浓度为1 mg·L-1的标准中间液;
4mol·L-1NaOH(优级纯);1mol·L-1HCl(优级纯);无水Na2SO4(优级纯);正己烷(色谱纯)。
Trace 1300-ISQ气相色谱质谱联用仪(赛默飞世尔有限公司);DHG-9023A恒温干燥箱(上海齐欣科学仪器有限公司);TGL-16G离心机(上海安亭科学仪器厂);BS 224 S电子天平(赛多利斯科学仪器北京有限公司);色谱柱:TG-5MS(15m× 0.25mm×0.25μm)(Thermo Scientific);进样针:10μL(安捷伦科技有限公司)。
1.2 测试条件
1.2.1 气相色谱条件色谱柱:TG-5MS(15m× 0.25mm×0.25μm);载气:He(纯度99.99%);采用恒流模式,柱流速:1mL·min-1;进样的模式:不分流进样,时间为1min;样品进样量:1μL;进样口的温度:260℃;柱温:初始温度50℃保持1min,以20℃·min-1升至250℃保持10min。
1.2.2 质谱条件电离需要的能量(EI):70 eV;离子源的温度:300℃;传输线温度:300℃;扫描方式:选择离子监测(SIM)模式,2,4-二甲基苯胺的定量离子为m/z121,参考特征离子为m/z120,m/z106。
1.3 牛奶样品前处理
移取0.5mL牛奶样品放于4mL离心管中→加入1 mol·L-1HCl溶液1mL→放到60℃恒温干燥箱中静置30min→冷却至室温→用10000 r·min-1离心机离心10min→取上清液于另一离心管中→加入1mL 4 mol·L-1NaOH溶液→2mL正己烷,混匀,静置5min→放入10000r·min-1离心机中离心10min→取上层正己烷液并加入0.1g无水Na2SO4除去水分→用0.45μm的有机相滤膜过滤后,供气相色谱质谱联用仪测定。
1.4 谱图
采用全扫描的方式进行检测2,4-二甲基苯胺标准溶液(1mg·L-1),扫描范围:m/z 41-m/z350,得到其质谱图和色谱图。利用2,4-二甲基苯胺的全扫描质谱图和保留时间,对2,4-二甲基苯胺的定性、定量特征目标离子进行选择,2,4-二甲基苯胺的保留时间为:4.54,定量离子选取:106,120,121。
图12 ,4-二甲基苯胺色谱图、质谱图(2,4-二甲基苯胺含量10-4μg)Fig.1 Chromatogram and Mass spectrogram of 2,4-dimethyl aniline
采用离子监测模式对2,4-二甲基苯胺进行定量检测得到对应的色谱图和质谱图。100μg·L-1的2,4-二甲基苯胺色谱图和质谱图(图1)。
从图1中可知,保留时间为:4.56min。浓度为100μg·L-1的2,4-二甲基苯胺的对应的峰面积为4013590。
2 结果与讨论
2.1 工作曲线与检出限
准确移取1 mg·L-1的2,4-二甲基苯胺适量,分别配制浓度为10、20、40、100、150μg·L-1标准溶液,用气相色谱-质谱测定。根据所得数据绘制峰面积-浓度工作曲线见图2。
图22 ,4-二甲基苯胺标准曲线Fig.2 Standard curve of 2,4-dimethyl aniline
由图2可知,在10~150μg·L-1的浓度范围内,峰面积与2,4-二甲基苯胺的浓度有较好的线性关系。线性方程Y=39942X-223586,r=0.9988,该方法的检出限为3.0 ng·L-1。
2.2 牛奶样品的检测
按照上述的前处理方法,对不同品牌、不同批号的牛奶进行水解、碱化,用正己烷萃取,用0.45μm的滤膜过滤后,用气相色谱-质谱仪测定,检测结果见表(3.1)。上述对于不同品牌牛奶的检测,均未能测出双甲脒及其残留量2,4-二甲基苯胺。
表1 牛奶样品的检测结果Tab.1 Detection results of milk samples
2.3 回收率及精密度试验
取两个空白牛奶样品(银桥原点牧场,生产批号20160101B062M45)各0.2mL,添加双甲脒1mL,浓度分别为150μg·L-1和176μg·L-1,再用1mL正己烷萃取,结果见表2。在10~150μg·L-1的线性范围内,两个添加浓度的双甲脒的平均回收率分别为106.8%、104.1%,相对标准偏差分别为3.08%、1.77%,回收率较好。
表2 加标回收率的测定Tab.2 Determination of recoveries of spiked standard
3 结论
上述不同品牌、不同批号的牛奶中均未检测出双甲脒。原因分析:双甲脒在低浓度下不稳定容易失效,低温条件下最多可保存7d左右,失效后就无法检测。已生产的牛奶中本来就没有双甲脒或含量非常低,当检测的时候,牛奶中少量的双甲脒已经部分失效或全部失效,含量更是少之又少,所以牛奶经前处理后进气质仪检测,未测出其代谢产物。
本文选择使用气质联用仪检测牛奶中的双甲脒及其代谢产物2,4-二甲基苯胺,样品中的双甲脒在酸性条件下水解得到2,4-二甲基苯胺,该产物碱化后萃取到正己烷中,再用气相色谱质谱仪检测和确证。该方法前处理步骤较为简单,无需衍生,实验的重复性好,灵敏度高。加标平均回收率为104.1%和106.8%。相对标准偏差(RSD)为1.77%和3.08%,能较好地满足牛奶中双甲脒残留的分析要求。
[1]赵婴荣.单甲脒在苹果中残留量的测定[J].农药,1991,30(50):26-30.
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[3]王元鸿,荣会,张莹,等.食品中双甲脒残留量气相色谱测定方法研究[J].中国食品卫生杂志,2001,13(6):20-22.
[4]杨容.气相色谱法检测茶叶中痕量双甲脒[J].食品科技, 2006,(2):94-95.
[5]赵增运,吴斌,沈崇钰,等.高效液相色谱法测定蜂蜜中的双甲脒残留[J].中国养蜂,2005,56(5):4-5.
Detection of amitraz pesticide residues in milk using GC-MS*
HUO Yan-yan,HE Yu,ZHEN Yan-jin
(School of Chemical Engineering,Xi′an University,Xi′an 710065,China)
This paper studied amitraz’s residues in milk by gas chromatography-mass spectrometry method. Under acidic conditions,the amitraz of milk sample hydrolyzes 2,4-dimethyl aniline,the obtained product was added sodium hydroxide solution(4 mol·L-1)and added an appropriate amount of n-hexane extraction,then use gas chromatography mass spectrometry to determine.In 10~150μg·L-1concentration range,the concentration of 2,4-dimethyl aniline and measured peak area has a good linear relationship,relationship equation Y=39942X(Mg· L-1)-223586,r=0.9988,the detection limit was 3.0ng·mL-1.Blank milk samples added 2,4-dimethyl aniline standard solution,do spiked recovery experiments,the results show that the average recovery rate was 104.1%and 106.8%,relative standard deviation(RSD)was 1.77%and 3.08%.The method is rapid,has a good separating degree for detecting milk amitraz content.
amitraz;2,4-dimethylaniline;gas chromatography-mass spectrometry
O625
A
10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20170320
2016-06-23
西安市科技计划项目(CXY1531WL34);陕西省教育厅项目(16JK2194)
霍燕燕(1983),女,硕士,实验师,从事现代光谱分析方面的研究。