顶空固相微萃取快速分析苹果中氯杀虫剂的方法学研究

摘 要：利用顶空固相微萃取电子捕获气相色谱分析方法，建立了一种快速、灵敏、可靠的分析苹果中有机氯杀虫剂残留的方法。所得标准工作曲线在1-100 ng/mL的浓度范围均呈现良好的线性关系，相关系数r2范围为0.9951-0.9999。检测限、定量限范围分别为0.05-0.2 mg/L和0.20-0.5 mg/L。方法高效、简便，适用于蔬果中有机氯杀虫剂残留的快速检测。

关键词：顶空固相微萃取；电子捕获气相色谱；有机氯杀虫剂；苹果

有机氯杀虫剂（Organochlorine Pesticides， OCPs）的难降解性和突出的致癌、致畸、致突变危害所引发的环境污染问题已成为全球共同关注的焦点。针对目前我国食品中OCPs监测所急需改进的分析技术，利用电子捕获气相色谱（Gas Chromatography - Electron Capture Detector， GC-ECD）分析卤素化合物的高灵敏优势和顶空固相微萃取（Headspace Solid Phase Microextraction， HS-SPME）快捷、经济进行样品前处理的特点，建立了一种快速、简便分析有机氯杀虫剂的HS-SPME-GC-ECD分析方法，并基于所建立的方法对苹果果皮、果肉、果荚和种子中OCPs残留进行分析。

1 实验

1.1 仪器

GC-ECD：美国安捷伦7890B型气相色谱仪配备ECD检测器；HS-SPME：瑞士CTC 在线Combi PAL；Integal 5型超纯水机：美国Millipore公司；搅拌机：韩国日进精工食品搅拌器QN 999。

石英毛细管柱：DB-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 mm）石英玻璃纤维萃取头：聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane，PDMS，美国 Supelco 公司）。涂层厚度为100 mm最高承受温度为280 ℃，长度10 mm。

1.2 试剂与标样配制

OCPs标准样品（20种OCPs浓度均为2.5 mg/mL组成的5 mL正己烷混标溶液，美国Accustandard公司）；甲醇（光谱纯，LiChrosolv）；正己烷（光谱纯，J&K CHEMICAL LTD）；实验用水为二次超纯水（18.2 MΩ）。

OCPs混标标准溶液配制：准确量取2 mL OCPs混标母液，加正己烷至25 mL容量瓶中配制成200 ng/mL混标溶液，然后用正己烷逐级稀释成浓度分别为100 ng/mL、80 ng/mL、60 ng/mL、40 ng/mL、20 ng/mL、10 ng/mL、1 ng/mL 7个不同浓度标准溶液。

实验用玻璃仪器（必要时于酸洗液中浸泡过夜）依次经超声清洗、水洗、超纯水洗、丙酮淋洗、烘干后备用。

1.3 样品采集与处理

2017年3月，在深圳超市购买产自中国山东的红富士苹果约20 kg。采集的样品经自来水、超纯水洗净，室温下晾干，分为果皮、果肉、果荚和种子四部分5。

1.4 分析条件

HS-SPME活化、吸附與脱附：新的石英玻璃纤维先在270 ℃活化30 min备用。活化后的萃取头采用在线自动HS-SPME萃取模式，在270 ℃、摇床转速500 rpm的条件下，萃取30 min。然后经在线自动进样系统于GC进样口气化室 270 ℃下热脱附5 min，进行GC-ECD 色谱分析。同时，进样后的石英玻璃纤维被置入净化室于270 ℃净化1 min后，等待下一个样品的萃取。

GC-ECD分析条件：程序升温至80 ℃，保持1min，然后以20 ℃/min升到160 ℃，保持2 min，接着以7 ℃/min升到200 ℃，保持3 min，再以3 ℃/min升到230 ℃，保持1 min，最后以10 ℃/min升到270 ℃，保持1 min。进样口温度270 ℃，检测器温度300 ℃。载气为高纯氦（99.999 %），流速1.0 mL/min，不分流进样，进样量1 mL，尾吹气为高纯氮（99.999 %），流速为0.5 mL/min。

2 结果与讨论

2.1 定性分析

定性分析采用色谱保留时间定性。标样通过CTC自动进样系统，用浓度为20 ng/mL标准溶液来进行色谱升温程序的优化，最终确立的GC-ECD色谱升温程序能使20种OCPs得到良好的分离，所有样品峰在32分钟内达到完全分离。

色谱分析灵敏度以信噪比3：1作为检测限（Limit Of Detection， LOD）。20种OCPs的 LOD范围为0.05-0.2 mg/L。

为控制分析过程可能带来的外源性污染，进行了全程空白实验。

2.2 定量分析

定量分析采用五点校正外标法定量。依据峰面积，采用最小二乘法分别建立了低浓度（0.1、1.0、5、10、20 mg/L）、高浓度（10、20、60、80、100 mg/L）两条线性校正标准工作曲线，以满足实际测量的需要。

工作曲线的质量控制采用2个已知浓度（5、60 mg/L）的混标标准溶液作为质量控制（Quality Control， QC）样品来评定。结果表明，2个QC浓度中20种OCPs的相对标准偏差均 < 9 %。同时，以1、5和20ng三个浓度水平加标，测定了加标回收率。结果显示，低浓度（1 ng）20种OCPs加标回收率范围为56-89 %，高浓度（5和20 ng）20种OCPs加标回收率范围为88-96 %。三个浓度下20种OCPs相对标准偏差范围为3.4-14.8 %，低于15 %，表明所建立的方法适用于实际样品的分析。

2.3 苹果中OCPs残留水平与分布

苹果实际样品中OCPs残留的HS-SPME-GC-ECD分析结果列于表2。结果显示苹果四部位OCPs残留呈种子>果皮>果荚>果肉的分布，检出的OCPs残留包括HCHs、DDTs、Heptachlor和Chlordanes，分别占OCPs残留总量的30-61 %、5-17 %、10-50 %和8-13 %。其中HCHs、DDTs残留量较1989年山东苹果样品的调查结果有大幅下降，显示自1983年我国禁用HCHs、DDTs以来，果园种植环境中的OCPs残留已得到良好改善。

苹果果皮、果肉、果荚、种子中DDTs呈p，p'-DDT>p，p'-DDE>p，p'-DDD的分布。

p，p'-DDT残留占DDTs总量的59-87 %，p，p'-DDT和p，p'-DDE之和更高达DDTs总量的95 %。苹果中显著高的p，p'-DDT残留可能与果园使用三氯杀螨醇防治果树螨类病虫害有关。

从苹果中检测到的11 种OCPs中不难发现，果皮中OCPs残留均高于果肉，因此，在我国目前的环境条件下，建议食用苹果时以去皮为宜。

3 结论

结合SPME和GC-ECD的优点，建立了一种快速、灵敏、准确分析OCPs的在线HS-SPME-GC-ECD方法，通过对苹果实际样品的分析，表明在线HS-SPME-GC-ECD分析方法是一种简便、经济、可靠的适用于实际样品OCPs检测的有效方法。

参考文献：

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[2]闫金金，袁方，吴世娟.检测苹果中有机氯农药残留量. [J].职业与健康.2000，16（8）：60-61

[3]余建新，胡小钟，邵俊杰，等.大口径毛细管气相色谱法测定油脂、果蔬中20种有机氯农药的残留量.[J]色谱.2000，18（4）：346-349

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作者简介：

陈深树（1983- ），男，汉族，广东深圳人，就职于广东南天司法鉴定所，任法医毒物、微量物证鉴定人。毕业于深圳大学化学与化工学院应用化学系专业，全日制本科学位，工学学士学位。现主要从事法医毒物、精麻类药物、有机杀虫剂、有机毒药物、微量物证等方面的司法鉴定工作。