气-质谱联用法测定罗汉果中有机磷农药残留
2017-09-04白红妍付明磊罗琴周先丽黄晓苏小建程柳李远远梁成钦
白红妍,付明磊,罗琴,周先丽,黄晓,苏小建,程柳,李远远,梁成钦,*
(1.桂林医学院广西高校生药学重点实验室,广西桂林541004;2.广西师范大学环境与资源学院,广西桂林541004;3.中国有色桂林矿产地质研究院有限公司,广西桂林541004)
气-质谱联用法测定罗汉果中有机磷农药残留
白红妍1,付明磊1,罗琴1,周先丽1,黄晓1,苏小建2,程柳3,李远远1,梁成钦1,*
(1.桂林医学院广西高校生药学重点实验室,广西桂林541004;2.广西师范大学环境与资源学院,广西桂林541004;3.中国有色桂林矿产地质研究院有限公司,广西桂林541004)
建立气相色谱-质谱联用法(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)测定罗汉果中11种常用有机磷农药残留量的方法。样品经石油醚-丙酮(体积比2∶1)超声提取,提取物通过活性炭净化后选用HP-5MS毛细管柱对11种有机磷农药进行分离,GC-MS检测,外标法计算含量。11种有机磷农药在线性范围内(10 μg/L~750 μg/L),相关系数均大于 0.999 0,检出限为 LOD 为 0.432 μg/L~3.901 μg/L。样品 3 个加标水平(0.125、0.25、0.375 μg/g)下,罗汉果中11种有机磷农药回收率均在83.3%~112.4%,相对标准偏差(RSD,n=6)为1.45%~8.28%。
气质联用法;有机磷农药;罗汉果
作为一种高效的杀虫剂,有机磷农药(organophosphorus pesticides,OPPs)是我国使用最多、应用最广的一类人工合成的磷酸酯类农药[1],在农作物种植和中药材栽培过程中广泛使用。这类农药品种多、药效高、用途广、易分解,大量使用会在农作物中产生蓄积作用,对人畜造成潜在的健康威胁的同时也会污染环境。随着绿色产品的关注,产品中农药残留越来越受到人们的重视,美国和欧盟等国家对产品中有机磷残留提出较高的限量要求[2]。罗汉果为广西的特产,主产于广西永福、临桂和龙胜等县,历史已久,被卫生部列为药食两用名单中,其性凉味甘,具有清热凉血、祛火止咳、润肠通便、抗炎镇痛、抑菌等功效[3]。罗汉果以优良品质和产量大而成为扬名国内外的广西特产[4]。因此,建立罗汉果中11种常见有机磷农残分析方法具有重要意义。有机磷农药残留的检测方法主要有气相色谱法[5-6],液相色谱法[7-8]、气相色谱-质谱联用法[9-11]、液相色谱-串联质谱法[12-13]和气相色谱串联质谱法[14-16]等。对于罗汉果中有机磷农药残留量分析有研究采用气色谱法[17]。而气相色谱法虽然灵敏度较高,但易受杂质干扰,给定性、定量带来一定的困难。气质联用法既具有气相色谱高效分离效果,又具有质谱准确鉴定化合物结构的特点,可达到同时准确快速测定样品中微量的多种残留农药及其衍生物[18],因此,气质联用法被广泛应用于农药残留的检测。本研究以广西罗汉果为研究对象,应用GC-MS对罗汉果中11种有机磷农药残留检测的结果。以期为罗汉果的应用研究提供基本的理论依据。
1 仪器与试剂
1.1 仪器
GCMS-QP2010气相色谱-质谱联用仪、AOC-20i型自动进样器:日本岛津公司;RE-5298A旋转蒸发器:上海亚荣生化仪器厂;DFY-400高速中药粉碎机:温岭市林大科技有限公司;B2200S-7台式超声清洗机:必能信超声有限公司;BT224S型电子分析天平:北京赛多利斯仪器系统有限公司;101A-2电热鼓风干燥箱:重庆银河试验仪器公司。
1.2 试剂
石油醚(60℃~90℃)(分析纯)、丙酮(分析纯):西陇化工有限公司,重蒸后使用;水为超纯水;活性炭储存于密闭容器中备用。
11种有机磷农药标准品为敌敌畏(dichlorvos)、甲胺磷(methamidophos)、甲拌磷(phorate)、氧化乐果(omethoate)、二嗪农(diazinon)、乐果 dimethoate)、甲基对硫磷(parathion-methyl)、马拉硫磷(malathion)、对硫磷(parathion)、水胺硫磷(isoscarbophos)、喹硫磷(quinalphos):农业部环境保护科研监测所,质量浓度为 50 μg/mL。
1.3 标准溶液的配制
精密量取有机磷混合标准溶液0.4 mL,置于20 mL容量瓶中,用丙酮定容至刻度,得到对质量浓度为1 μg/mL混合标准品储备液。分别精确吸取一定体积的混合标准品储备液于10 mL容量瓶中,用丙酮稀释至刻度并摇匀得到 10、50、100、250、500、750 μg/L 的一系列混合标准工作曲线。
1.4 原料
广西罗汉果:采集地点分别为永福百寿乡、永福堡里乡、临桂中庸乡、临桂茶垌乡、龙胜飘里乡,经广西中医学院药学院刘寿养副教授鉴定为葫芦科植物罗汉果的成熟果实,干燥、粉碎,过80目筛,保存于干燥器中备用。
2 方法与结果
2.1 GC-MS分析条件
气相色谱条件:AgilengtHP-5MS石英毛细管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);进样口温度为 220℃;载气为He(≥99.999%),流量3mL/min;分流进样,分流比 1∶1;程序升温:初始温度150℃,保持6 min,以20℃/min升至200℃,保持4 min,以20℃/min升至220℃,保持 10 min;进样量 1.0 μL;柱流速率为 1.46 mL/min。
质谱条件:接口温度为280℃;EI离子源,电子能量70 eV,离子源温度230℃;溶剂延迟时间1.5 min。定量方法为峰面积外标法;数据采集方式为全扫描模式(Scan),扫描范围 m/z 45 amu~500 amu,离子选择强度大、不受干扰的离子为定量离子,选用选择离子扫描模式(SIM)测定;各化合物定量离子及定性离子见表1。11种有机磷农药混合对照品的总离子流典型色谱图如图1。
表1 11种有机磷农药残留的保留时间和特征离子Table 1 The renention time and characteristic ions of 11 organophosphorus pesticides
2.2 样品溶液的制备
精密称取罗汉果粗粉2.0 g,置100 mL锥形瓶中,加入石油醚-丙酮(体积比为2∶1)20 mL,置冰浴中超声处理10 min滤过,滤渣及滤器用石油醚一丙酮(体积比为2∶1)10 mL洗涤,合并滤液,置50 mL烧杯中,加入0.2 g活性炭,放置5 min,振摇数次,直至颜色变浅,滤过,用提取溶剂洗涤滤渣及滤器,合并滤液,于40℃水浴上减压浓缩至近干,丙酮精密定容至10 mL溶解,待GC备用。
图1 11种有机磷农药混合标准液(750 μg/L)的总离子流色谱图Fig.1 Total ion chromatogram of a mixed of 11 organophosphorus pesticides standard solution(750 μg/L)
表2 11种有机磷农药线性方程、相关系数、检出限及定量限Table 2 Linear equations,correlation coefficients,limits of detection(LOD,S/N=3)and limits of quantification(LOQ,S/N=10)of 11 organophosphorus pesticides
表3 样品中3个加标水平下11种有机磷农药回收率和精密度(n=3)Table 3 Recoveries and precisions(RSDs)of 11 organophosphorus pesticides spiked at three levels in a sample(n=3)
2.3 线性考察
2.3.1 线性范围与检测限
采用上述条件对10 μg/L~750 μg/L质量浓度范围的11种有机磷混合标准溶液进行测定,每个浓度平行6次,以2.1的色谱条件分析,进样1 μL,以得到的各农药残留对照品定量离子的色谱峰面积为纵坐标(Y),对应的农药残留浓度为横坐标(X,μg/L)作图,绘制标准曲线,得到线性关系(见表2)。
由此可见11种有机磷农药测定标准曲线的线性关系良好,相关系数(r)为0.999 1~0.999 9。以样品中组分在仪器上产生3倍信噪比(S/N)和S/N=10所对应的分析物浓度分别计为方法的检出限(LOD)和定量限(LOQ),8 种有机氯的 LOD 为 0.432 μg/L~3.901 μg/L,LOQ 为 1.441 μg/L~13.001 μg/L。可见罗汉果中 8种有机磷农药均有较好的线性关系及较高的灵敏度。
2.3.2 重复性试验
准确称取9份样品粉末各2.0 g,按照2.2中方法制备所需溶液,2.1中色谱条件进行分析。结果表明,甲胺磷、敌敌畏、氧化乐果、甲拌磷、乐果、二嗪农、甲基对硫磷、对硫磷、马拉对硫磷、水胺硫磷和喹硫磷的平均RSD值分别为1.83%、1.54%、1.62%、3.27%、3.41%、3.10%、2.78%、2.70%、2.27%、3.83%和 3.23%,结果表明方法重现性良好。
2.3.3 加样回收试验
准确称取同一样品18份,分3水平加入混合标准品溶液,每个水平平行测定6次,进行回收率和重复性的测定。以2.2中方法制备样品,2.1节的色谱条件进行测定,计算回收率,结果见表3。
续表3 样品中3个加标水平下11种有机磷农药回收率和精密度(n=3)Continue table 3 Recoveries and precisions(RSDs)of 11 organophosphorus pesticides spiked at three levels in a sample(n=3)
结果表明,11种有机磷的加样平均回收率为83.3%~112.4%,相对标准偏差为1.45%~8.28%。本测定方法的准确度和精密度能满足测定的需要。
2.3.4 样品农药残留量测定
采用上述方法对广西永福百寿乡、永福堡里乡、临桂中庸乡、临桂茶垌乡、龙胜飘里乡等5个产地的罗汉果进行有机磷农药含量进行测定。对罗汉果样品随机分析,结果均未检出有机磷农药残留。说明这5个地区的罗汉果均未受到有机磷农药污染。
3 结论
该方法的前处理操作简便、快速,实现了罗汉果中11种有机磷农药残留的同时测定。该方法适合在实验室中进行,可满足罗汉果中有机磷农药残留的检测。对5个产区罗汉果样品中有机磷农药的检测结果表明,罗汉果种植过程中,农民对有机磷农药的使用已经得到了重视。同时加上有机磷农药化学结构不稳定,易受热、酸、碱影响而降解,以至于有机磷农药残留量极少以至检测不出。该方法可为罗汉果中有机磷有机磷农药污染状况研究提供可靠的检测技术支持。
[1]李顺.动物胆碱酯酶的制备及其在有机磷农药残留快速监测中的应用[D].沈阳:沈阳农业大学,2007:5-8
[2]吴岩,康庆贺,高凯扬,等.固相萃取-在线凝胶渗透色谱-质谱/质谱法测定板栗中44种有机磷农药残留[J].分析化学,2009,37(5):753-757
[3]黎海彬.王邕,李俊芳,等.罗汉果的化学成分与应用研究[J].食品研究与开发,2006,27(2):85-87
[4]谭颖,马少妹,韦冬萍,等.罗汉果种植业发展存在的问题及对策[J].黑龙江农业科学,2013(5):130-132
[5]王均,曹淑瑞,张雷,等.果实类中药材中20种有机磷农药残留量的同时测定[J].分析测试学报,2013,16(11):147-150
[6]Kiljanek T,Niewiadowska A,Semeniuk S.Determination of organophosphorus pesticide residues in the liver by gas chromatography with flame photometric detection[J].BullVetInstPulawy,2011,55:731-736
[7]Tan J,Liu X,Zhao L,et al.Simultaneous and Double-quick Analysis of Organophosphorus Pesticide Residues in Giseng by Matrix Solid-phase Dis-persion and High Pressure Liquid Chromatography[J].Acta Chimica Sinica,2009,67(20):2695-2699
[8]Wang Shu-ting,Mu Hui,Bai Yan-hong,et al.Multiresidue determination of fluoroquinolones,organophosphorus and N-methyl carbamates simultaneously in porcine tissue using MSPD and HPLCDAD[J].J chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci,2009,877(27):2961-2966
[9]李妮娜,王举涛.GC-MS在检测食品及中药材中农药残留的应用[J].广州化工,2013,41(20):9-11
[10]戴博,金红宇,张华峰,等.凝胶渗透色谱-固相萃取净化气相色谱-质谱法检测甘草、黄芪、人参和银杏叶中4种农药残留[J].药物分析杂志,2011,31(3):558-563
[11]孟晓萌,朱风涛,闫新焕,等.超声萃取-气相色谱-质谱联用法检测干制红枣中17种农药残留[J].食品科技,2015,40(11):282-287
[12]李娜,绍辉,刘磊.中药材黄芪中有机磷农药残留量的超高高效液相色谱-串联质谱法研究[J].药物分析杂志,2012,32(5):852-856
[13]李家春,伍静玲,秦建平,等.基于QuEChERS法-超高效液相色谱-串联质谱法的5种中药材中35中有机磷农药残留量的快速分析[J].药物分析杂志,2016,36(1):122-128
[14]刘毅,郑国灿,王晶,等.气相色谱-串联质谱法测定牛奶中20种有机氯农药残留[J].检验检疫学刊,2012,22(4):177-178
[15]张园,张琦,王贤亲.固相萃取-气相色谱串联质谱法测定温莪术中19种有机氯和有机磷农药残留[J].药物分析杂志,2013,14(1):131-133
[16]赵维良,祝明,陈碧莲,等.PSA-LC-MS/MS法测定菊花药材中12种农药残留[J].药物分析杂志,2014,34(3):447-452
[17]王承南,李斐,谷战英,等.罗汉果有机磷农药残留量分析及痕量标准的制定[J].经济林研究,2009,27(2):71-73
[18]苏建峰,林立峰,钟茂生,等.山药中146种农药残留的气相色谱-质谱分析方法快速研究[J].药物分析杂志,2010,30(2):339-345
Determination of Organophosphorous Pesticide Residues in Siraitiae Fructus by GC-MS
BAI Hong-yan1,FU Ming-lei1,LUO Qin1,ZHOU Xian-li1,HUANG Xiao1,SU Xiao-jian2,CHENG Liu3,LI Yuan-yuan1,LIANG Cheng-qin1,*
(1.Guangxi Key Laboratory of Pharmacognosy in University,Guilin Medical University,Guilin 541004,Guangxi,China;2.College of Environmental&Resources Science,Guangxi Normal University,Guilin 541004,Guangxi,China;3.China Nonferrous Metals(Guilin)Geology and Mining Co.,Ltd.,Guilin 541004,Guangxi,China)
A method for the determination of 11 organophosphorus pesticides in Siraitiae Fructus using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)was developed.Ultrasonic was used to extract the organophosphorous pesticides by petroleum and acetone (volume ratio=2:1).After the clean-up with active carbon,the extract was ready for GC-MS analysis with the external standard method.The linear equations were obtained in the concentration range of 10 μg/L-750 μg/L with correlation coefficients greater than 0.999 0.The limits of detection (S/N=3)were 0.432 μg/L-3.901 μg/L.The average recovery at the three spiked levels of 0.125,0.25,0.375 μg/g range from 83.3%to 112.4%with the relative standard deviation(RSD,n=6)from 1.45%to 8.28%.
GC-MS;organophosphoruspesticides;siraitiae fructus
10.3969/j.issn.1005-6521.2017.17.031
2016-12-19
广西科学研究与技术开发计划项目(桂科能14123006-21、桂科能 1598025-18)
白红妍(1988—),女(汉),助理实验师,硕士,主要从事有机污染物的研究。
*通信作者:梁成钦(1977—),男(汉),助理研究员,博士,主要从事天然药化研究。