气质联用法测定甜瓜中代森锌

帕尔哈提·克依木，周晓龙，刘河疆

（新疆农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，农业部农产品质量安全风险评估实验室（乌鲁木齐），新疆农产品质量安全实验室，新疆乌鲁木齐830091）

气质联用法测定甜瓜中代森锌

帕尔哈提·克依木，周晓龙，刘河疆*

（新疆农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，农业部农产品质量安全风险评估实验室（乌鲁木齐），新疆农产品质量安全实验室，新疆乌鲁木齐830091）

建立一种气质联用法快速测定甜瓜中代森锌残留量的方法。通过进行正交试验优化，采用超声反应提取方式，在密闭反应瓶内用氯化亚锡盐酸溶液对甜瓜中残留的代森锌进行还原反应，将生成的二硫化碳用正己烷吸收，用气相色谱串联质谱SIM模式采集数据，外标法定量，间接测定甜瓜中代森锌残留量。样品前处理优化条件为正己烷做吸收溶剂，水浴超声时间为45 min，超声温度为60℃，称样量为10 g，抗坏血酸添加量为0.1 g。该方法在0.3 mg/kg～20 mg/kg范围内具有良好的线性关系，相关系数大于0.991，在添加量范围平均回收率为71.0%～90.8%，变异系数（RSD）为0.5%，最小检出限在0.2 mg/kg，最小定量限为0.67 mg/kg。

代森锌；正交试验；气质联用；甜瓜

代森锌（Dithane Z-78）是一种乙撑双二硫代氨基 甲酸盐（EBDCs）类保护性杀菌剂。对许多病菌如霜霉病菌、晚疫病菌及炭疽病菌等有较强触杀作用。研究表明其在植物、土壤及动物体内的代谢物具有致癌[1]、诱导有机体突变和致畸性[2]。目前国内外对代森锌杀菌剂的安全性给予了很大关注，对其使用做出了限制，因此，在水果中代森锌残留量的检测尤为重要。

对于气质联用法测定代森锌方面，目前前处理有两种方式：①采用氯化亚锡的盐酸溶液对样品中代森锌进行还原，生成二硫化碳，然后直接顶空[3]，进行分析；②采用有机溶剂吸收二硫化碳，吸取有机相进行分析。本试验采用后一种方法，进行快速测定甜瓜中代森锌残留量[4]。

1 材料、试剂与仪器

1.1 材料

甜瓜：产自吐鲁番。

1.2 试剂

乙腈、正己烷、异辛烷、石油醚60-90：均为色谱纯，Fisher Scientific；浓盐酸：北京旭阳化工技术研究院；氯化亚锡：天津市光复精细化工研究所；二硫化碳标准品：上海安谱公司。以上所有试剂，除特别注明者外，均为分析纯试剂，试验用水应符合GB/T 6682-2008《分析实验室用水规格和试验方法》中规定的一级水。

二硫化碳标准溶液：准确称取适量二硫化碳，用正己烷稀释成浓度为1.0 mg/L的标准储备液，根据需要再稀释到适当的标准工作液；

盐酸溶液（5 mol/L）：取浓盐酸430 mL，用去离子水稀释至1 000 mL；氯化亚锡盐酸溶液：取15 g氯化亚锡，用盐酸溶液稀释至1 000 mL。

单个标准储备液：将代森锌等单个农药标准品，各称取（0.050 0±0.000 1）g于 50 mL 容量瓶中，用乙腈定容至刻度，配制成1 000 mg/L的单个标准储备液，低温避光保存。根据需要，再用正己烷稀释到适当浓度的标准工作液，需现用现配。

1.3 仪器

7000B型三重四极杆串联质谱仪、7890B型气相色谱仪：美国安捷伦公司；KQ5200DE型数控超声波清洗器（带恒温功能）：昆山市超声仪器有限公司；CT18RT高速台式冷冻离心机（15 000 r/min）：TECHCOMP；冷藏冰箱（4℃～10℃）：海尔公司；IKA MS 3 digital旋涡混匀器、IKA T18 digital高速均质器：德国艾卡公司；PB303-E型电子天平：梅特勒-托利多仪器有限公司；60 mL玻璃反应瓶：北京振翔公司。

2 方法

2.1 样品处理

保存：适量新鲜或冷藏的甜瓜，切碎匀浆，装入样品盒中，密封保存。

试样制备：取适量新鲜或冷藏甜瓜样品，混合并使均质，取均质后的供试样品，作为供试试料。

2.2 单因素试验设计

2.2.1 萃取溶剂的提取率测定

代森锌在酸性和加热条件下产生的二硫化碳易溶于大多数有机试剂，本试验采用石油醚、异辛烷和正己烷作提取溶剂比较其提取率[5]。

2.2.2 加样量对峰面积的影响

反应瓶中的样品量对色谱分析具有一定影响[6]，采用向60 mL反应瓶里添加2、4、10、20 g的同一甜瓜样品，平衡时间45 min、平衡温度60℃、代森锌添加浓度为2 μg/mL，按照色谱条件进行分析测定。

2.2.3 平衡温度对峰面积的影响

水浴超声温度对色谱分析具有一定影响[7]，试验采用 30、50、60、80℃，4个水平的温度，在其他条件不变的情况下按照色谱条件进行分析测定。

2.2.4 平衡时间对峰面积的影响

水浴超声时间对色谱分析具有一定影响：试验选取 15、30、45、60 min，4 个水平[8]。在其他条件不变的情况下按照色谱条件进行分析测定。

2.2.5 抗坏血酸添加量对峰面积的影响

在反应瓶中添加抗坏血酸观察对峰面积的影响，需对添加抗坏血酸进行质量梯度选择。试验0.02、0.05、0.10、0.20 g 4个质量梯度的抗坏血酸进行提取效率比较。按照色谱条件进行分析测定。

2.3 正交试验设计

采用SPSS Statistics17软件处理数据，在单因素试验基础[9]上，以反应瓶中样品量、平衡温度、平衡时间、抗坏血酸添加量作为考察因素，进行L16（44）正交试验，以二硫化碳成分的峰面积之和作为参考指标，筛选最佳分析条件，试验设计方案见表1。

表1 正交试验因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal test

2.4 样品前处理

称取试样10 g（精确至0.01 g），于60 mL反应瓶中，加入20 mL氯化亚锡溶液和10.00 mL正己烷，拧紧瓶盖用封口膜密封，在（60±2）℃下水浴超声波提取45 min，其间每隔15 min振摇一次。然后将试管置于4℃冷藏冰箱中冷却10 min，静置分层后，吸取上层正己烷提取液，过0.45 μm滤膜，装入进样瓶，进行气相色谱分析[10]。

2.5 仪器条件

2.5.1 色谱参数

色谱柱：预柱（0.7 m×250 μm×0.25 μm）；HP-5MS UI柱（30 m×250 μm×0.25 μm）；柱箱程序：恒温 40℃，保持5 min；然后30℃/min升温速率，升至280℃，保持 17 min；进样量：1.00 μL；进样口温度：160℃；进样模式：分流；分流比：20 ∶1；载气：高纯氮，纯度＞99.999%；恒流模式，流量：0.5 mL/min。

反吹模式：恒压；反吹压力：20 685 Pa；后运行时间：5 min；后运行压力：68 950 Pa；

2.5.2 质谱参数

传输线：280℃；离子源：EI，离子源温度：230℃；四级杆1：温度150℃；四级杆2：温度150℃；碰撞室：氦气，2.25 mL/min；氮气：1.5 L/min；扫描模式 1 为全扫描：质量数35～350；扫描模式2为SIM扫描；定性离子：76、78 定量离子 76。

3 结果与讨论

3.1 单因素试验结果

本试验采用完全随机化设计单因素试验，用来优化样品前处理条件，试验结果见图1～图5。

图1 萃取溶剂的提取率对比Fig.1 Extraction rate of different solvent

图2 称样量对峰面积的影响Fig.2 The influence of sample weight

3.1.1 萃取溶剂的选择

图3 平衡温度对峰面积的影响Fig.3 The influence of equilibrium temperature

图4 平衡时间对峰面积的影响Fig.4 The influence of equilibrium time

图5 抗坏血酸添加量对峰面积的影响Fig.5 The influence of ascorbic acid weight

试验证实异辛烷作溶剂，在气质联用检测器上测定二硫化碳，其溶剂峰干扰明显，故将石油醚和正己烷提取效率做对比，试验证明两者均对二硫化碳有很好的提取效果，且与水相互不相溶，分层后有机相提取二硫化碳后将大部分水溶性的杂质留在水相中，大大减少了样品本底干扰。但石油醚相对于正己烷挥发性更强，易造成试验结果准确度下降，故最终选择正己烷作为提取溶剂。

3.1.2 加样量的选取

试验证实随反应中样品量的增加，二硫化碳成分峰面积增大，样品量超过10 g后，二硫化碳峰面积增加幅度并不是很大，而且随着样品量增加，峰面积增加变缓，20 g时显著降低，该现象讨论结果为加样量过多易造成实验误差，因此从试验需求和样品需求量综合考虑，采用10 g作为试验样品量。

3.1.3 平衡温度的选取

试验证实升高温度可以增强二硫化碳成分的提取效果，当水浴温度低于60℃时，二硫化碳得率随着反应温度的升高而增加，这是因为在一定温度范围内，反应温度升高，物质扩散系数增大，提取剂的渗透能力也相应增强，使有效成分浸出率增大，目标物得率升高;继续升高温度至80℃，讨论得出温度过高瓶内压强增大，二硫化碳提取成分易挥发。综合考虑后，将60℃作为最佳平衡温度。

3.1.4 平衡时间的选取

二硫化碳随反应时间的延长而增加;当反应超过45 min后，二硫化碳得率趋平。这是因为反应时间过短提取不完全，且反应时间过长并不会增加得率，只会增加成本。综合组分的萃取效率变化情况，选择45 min为最佳平衡时间。

3.1.5 抗坏血酸添加量的选取

在反应瓶中添加抗坏血酸观察对峰面积的影响，产物二硫化碳随抗坏血酸的添加量的增加，峰面积有明显增高，当添加量为0.2 g时，峰面积明显降低，这是因为抗坏血酸浓度过高对二硫化碳的产生有抑制作用。综合考虑，选择抗坏血酸添加量0.1 g为最佳浓度。

综合3.1.1～3.1.5的结果，在保持单因素变化的情况下，按照2.5气相色谱条件进行峰面积测定，萃取溶剂中二硫化碳提取率正己烷高于石油醚9%；称样量在10 g时二硫化碳峰面积最高；二硫化碳峰面积随平衡温度、平衡时间的增加持续增大；抗坏血酸添加量为0.1 g对二硫化碳峰面积影响最大。

3.2 正交试验测定结果

L16（44）正交试验测定结果见表2。

表2 L16（44）正交试验测定结果Table 2Results of L16（44）orthogonal test

续表2 L16（44）正交试验测定结果Continue table 2Results of L16（44）orthogonal test

由表2可知，各因素的极差大小顺序为A>C>B>D，由此可以得出四因素对二硫化碳峰面积影响的先后顺序为抗坏血酸添加量>平衡时间>加样量>平衡温度。

方差分析见表3。

表3 L16（44）正交试验的方差分析表Table 3Results of L16（44）analysis of variance

由表3可知，方差分析F值大于F临界值，具有统计学意义，抗坏血酸添加量对峰面积的影响与其他组相比具有显著性差异。

从表2的K值中可以看出，最优的提取工艺条件为A3B3C3D3，即为正交表中第3种组合，加样量为10 g，平衡温度为60℃，平衡时间45 min，抗坏血酸添加量0.1 g，代森锌添加浓度2 μg/mL,以此为条件进行重复性试验6次，得平均峰面积为5 851 350，回收率平均结果为109.6%，相对标准偏差为8.3%，符合检测相关标准要求，结果令人满意。

3.3 单级质谱测定结果

以标准溶液中二硫化碳的保留时间为定性依据，按照2.5气相色谱条件测定样品和混合标准的工作溶液，以色谱峰面积外标法进行定量。相关色谱图参见图6、图7、图8，方法的精密度回收率线性方程见表4。

图6 二硫化碳标准物质的气质联用色谱图Fig.6 The chromatogram of CS2by GC-MS/MS

图7 代森锌还原反应生成的二硫化碳气质联用色谱图Fig.7 The chromatogram of CS2produced by dyson zinc

4 结论

本试验采用超声振荡提取方法，用氯化亚锡的盐酸溶液对试料中残留的代森锌进行还原测定，生成二硫化碳，然后将生成的二硫化碳用正己烷提取，进行气相色谱串联质谱选择离子SIM模式进行分析，通过试验得到二硫化碳最优提取条件：萃取溶剂为正己烷，称样量为10 g，平衡温度为60℃，平衡时间45 min，抗坏血酸添加量0.1 g。

图8 甜瓜样品添加代森锌反应生成二硫化碳的气质联用色谱图Fig.8 The chromatogram of CS2produced by dyson zinc in muskmelon by GC-MS/MS

表4 方法的精密度、回收率Table 4 Recovery，RSD of the method

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Determination of Dithane Z-78 Residues in Muskmelon by Gas Chromatography-tandem Mass Spectrometry

Paerhati·Keyimu，ZHOU Xiao-long，LIU He-jiang*
（Institute of Quality Standards&Testing Technology for Agro-Products，Xinjiang Academy of Agricultural Science，Laboratory of Quality and Safety Risk Assessment for Agro-Products（Urumqi），Ministry of Agriculture，Key Laboratory of Agroproducts Quality and Safety of Xinjiang，Urmqi 830091，Xinjiang，China）

A rapid determination method of Dithane Z-78 residues in muskmelon was established by gas chromatography-tandem mass spectrometry（GC-MS/MS）.Orthogonal experimental design，was used to reaction with the SnCl2-HCl solution in the sample bottle by ultrasonic extraction.Then CS2，was extracted by hexane，which，was detected by using SIM mode of the GC-MS/MS，external standards were used for quantitative determination.The results showed that the optimized conditions of pretreatment was using hexane as extraction solvent，ultrasonic time was 45 min，water temperature was 60 ℃，sample weight was 10 g，and ascorbic acid content was 0.1g.This method was showed good linearity in the range of 0.3 mg/kg to 20 mg/kg（r=0.991），the average recoveries of all the spiked levels were in the range of 71.0%to 90.8%，the RSD were 0.5%；The limit of detection（ LOD）was below 0.2 mg/kg and the limit of quantity was below 0.67 mg/kg.

Dithane Z-78；orthogonal experimental design；gas chromatography-tandem mass spectrometry；muskmelon

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.17.030

2017-06-05

新疆维吾尔自治区公益性科研院所基本科研业务经费资助项目（KY2017055）；新疆维吾尔自治区高技术研究发展计划项目（201517106）；新疆维吾尔自治区公益性科研院所基本科研业务经费资助项目（KYGY2016110）

帕尔哈提·克依木（1961—），男（维吾尔），高级实验师，硕士，研究方向：农产品质量安全及风险评估。

*通信作者：刘河疆（1981—），男，高级实验师，研究方向：农产品质量安全及风险评估。