气相色谱法测定西红柿中多种有机磷农药残留量

2018-08-22林朝晖阳春市疾病预防控制中心

食品安全导刊 2018年22期

□ 林朝晖阳春市疾病预防控制中心

随着我国农业经济的快速发展以及人们食品安全意识的不断增强，农作物的农药残留问题也越来越受重视。在农作物种植中，有机磷农药被广泛使用，因此，测定农作物中的有机磷农药残留量具有十分重要的意义。基于此，笔者对气相色谱法测定西红柿中多种有机磷农药残留量进行了介绍。

1 试验材料和方法概述

1.1 试验仪器与相关试剂

本次试验采用型号为SHIMADZU-GC2014C的气相色谱仪、自动进样器、FPD火焰光度检测器、TE612-L德国产电子天平、T25德国IKA产匀浆机、XH-C上海产旋涡混合器、R-210瑞士产旋转蒸发器、3-18k德国产冷冻离心机、低温冷却液循环泵外加SHB-3A循环水多用泵。在试剂方面，使用有机磷农药标准产品：毒死蜱、乙腈、100μg/mL甲基对硫磷、二嗪磷、氯化钠、甲拌磷、美国Fisher丙酮、0.45μm过滤器、250μL进样针，以及试验期间使用的相关玻璃仪器。

1.2 色谱

本次试验色谱条件包括：DB1701P石英毛细管柱，规格为30m×0μm、32mm×0.25μm；载气方面选择高纯氮，恒流模式下载气的流速为1.5mL/min，空气流速400mL/min，氢气流速40mL/min；检测器温度设置为250℃，氮气尾吹23mL/min。本次试验期间，进样口温度220℃，进样1μL，试验期间的程序升温：120℃（保持 2min）10℃ /min——220℃（保持 2min）40℃ /min——260℃（保持4min）。

1.3 溶液配制

本试验对二嗪磷、甲拌磷、甲基对硫磷农药以及毒死蜱分别进行100μg/mL的准确吸取，各吸取1mL随后将其放置在25mL的容量瓶中，使用丙酮定容，得出4μg/mL农药混合标准储备液。

1.4 试验前准备工作

准备一个样品盒，放入捣碎搅拌好的西红柿制样。称取15g西红柿制样放入盛有85mL聚四氟的离心管内，随后加入20mL乙腈和4g氯化钠，进行高速匀浆。以14000r/min的速度进行匀浆，高速提取1min。将离心管盖上后，再次进行15℃、7000r/min转速下的离心，离心时长5min。将水相和乙腈分层，在离心管中取100mL的上层有机相于茄型瓶中，在40℃温度下进行旋蒸，直至近干。使用丙酮4mL对茄型瓶进行3次冲洗，随后向10mL比色管中转移。最后将试验定容设置在5.0mL，再使用旋涡混合器进行混匀，过0.2μm滤头进行装瓶上机[1]。

2 试验结果讨论

2.1 对升温程序的参数进行优化

在开展试验的过程中，气相色谱仪有很多需要设置的参数，例如进样口的气化温度、载气流速度、柱温以及尾吹流量等等，在这些能够对试验结果造成影响的多项因素中，当属升温程序和柱温对结果影响最大。本次试验，首先开展恒温条件下的试验，分析试验结果发现，本次所采用的4种有机磷农药组成混合样，不适合在恒温条件下开展试验分析，不仅峰型较差，且每个组分的出峰时间很长，因此在本次试验决定在2℃/min、6℃/min、10℃/min、20℃/min这4种升温速度下，进行从120℃提升到220℃的试验。通过对第二次试验结果进行分析，发现在升温速度为2℃/min的过程中，峰型没有明显的改善效果；在柱温为6℃/min的情况下，虽然出现峰型变化，但仍需要很长的出峰时间。随后将柱温升到20℃开展试验，结果发现，甲基对硫磷与毒死蜱之间分离度依然不理想，最终判定以10℃/min升温速度开展试验最为合适。在充分考虑试验期间基质当中的高沸点杂质会对结果产生影响，就在4种物质出峰、分离之后，将柱温的温度快速提升到色谱柱可接受范围之内，同时保持一段时间之后，将色谱柱中高沸点的杂质残留逐渐减少，最终确定本次试验程序参数的优化为：120℃（保持2min）10℃/min——220℃（保持2min）40℃/min——260℃（保持4min）。本次试验的整个过程共计消耗时间20min，4种农药均在15min时间内全部出峰，同时全部具备很好的分离效果，图1展示的是混合4种农药色谱图。

图1 混合农药色谱示意图

2.2 回收率受提取液用量的影响分析

在选择提取液的过程中，首先要考虑农药的特性因素，即需要以农药极性的强弱来选择与其对应的、适合的提取液。本次试验中，提取液选择乙腈，因其具有很强穿透能力，使用盐就能够析出，同时乙腈具有很强的极性，可以很好的同水融合。依据相似相溶原理，使用乙腈对极性很强的机磷农药进行提取，效果十分理想，并且会过滤掉一些非极性杂质，例如叶绿素、蜡质物品等等，因此使用乙腈作为提取液，提取的纯度较高，杂质较少。在试验阶段，针对已经含有0.05mg/kg毒死蜱的西红柿，通过进样针添加187.5μL、4μg/mL的毒死蜱，根据上文提到的处理步骤进行处理，分别采用15mL、20mL、25mL、30mL、35mL用量开展试验，图2展示的为本次试验的结果示意图[2]。

图2 不同乙腈用量带来的回收率影响

通过观察图2可以发现，当乙腈用量从20mL提升到35mL期间，回收率为84.9%，相比20mL乙腈的83.2%回收率增加幅度仅仅为1.7%，变化很小，考虑到环保和成本因素，后续试验乙腈用量确定为20mL[3]。

2.3 回收率受相对离心力影响的分析

在试验过程中，乙腈同含水溶液是否可以快速分层，是由离心机的转速，即相对离心力以及含盐量所决定，同时，分层后的乙腈体积也由二者来决定。本次试验期间，使用4g氯化钠对西红柿本体的含水量进行盐析，在使用离心机开展高速离心之后，在水相层仍然可见未溶解的氯化钠沉淀，这说明实验可以满足对氯化钠水相溶液进行盐析期间提出的要求。再次以毒死蜱为例，在15g西红柿样品中，使用进样针加入187.5μL、4μg/mL毒死蜱添加液，将其制作为含有毒死蜱0.05mg/kg的制样，依据上文所提到的处理步骤进行处理，使用离心机开展5000r/min、6000r/min、7000r/min、8000r/min、9000r/min，RCF值依次为 2739g、3944g、5369g、7012g、8875g的离心5min。图3展示的为不同相对离心力对回收率的影响示意图。

图3 不同离心力回收率示意图

通过观察图3可以发现，随着相对离心力的提高，水相同乙腈之间的分离效果逐渐变好，在RCF=2739g、转速为5000r/min的情况下，水相、乙腈分离效果很差，回收率为49.2%，在离心机的转速提升到7000r/min期间，回收率也随之上升到83.8%。此后，即使随着转数逐渐增加到8000r/min、9000r/min，回收率也没有出现十分大的增加幅度，因此本次实验的最终离心转速采用7000r/min（RCF=5369g）进行高速离心[4]。

2.4 试验系数与检出限分析

在开展本次试验之前，使用西红柿空白样品基质液把4μg/mL的农药混合溶液稀释成为0.1μg/L、0.25μg/L、0.5μg/L、1μg/L、2.5μg/L的基质，将其加标做成曲线，并对稀释后的每一份工作液开展6次平行测定，利用峰面积对被测组分质量的浓度开展线性回归的分析工作，使用检测方法加上3倍信噪比来确定检出限（如表1所示）。

通过表1的数据可以推测出，在采用该方法开展试验期间，4种农药的最低检出限在0.02～0.04mg/kg范围内。

2.5 加标回收率与精密度分析

在经组织捣碎得到的西红柿制样中，将3个不同质量、不同浓度的农药混合标准溶液，在最佳试验条件下开展测定，针对每一个质量的浓度水平开展至少3次水平测定，通过表1显示的加标精密度、回收率试验数据可以得出，在使用气相色谱法开展试验期间，4种农药基质标液的标准曲线相关系数在0.9941～0.9988范围之内[5]。