GC-MS 法检测定大米中马拉硫磷残留

2019-11-11杨卫花姜彩仙寸宇智彭飞进

云南化工 2019年9期

杨卫花，姜彩仙，寸宇智*，彭飞进

（1.大理州质量技术监督综合检测中心，云南大理 671000；2.大理大学农学与生物科学学院，云南大理 671003；3.云南华策检测认证有限公司，云南昆明 650217）

粮食是人类和畜禽赖以生存、繁衍的基础，其安全性对人类的重要性不言而喻。近年来，由于全球环境日益恶化导致气候条件异常，病虫害多发，用于粮食作物上的农药使用也不断地增加，加上农药使用的不规范，导致粮食中农药残留超标的情况时有发生[1,2]。另外，农药残留超标是影响我国农产品出口贸易的重要因素之一，我国的优势农产品常遭受发达国家的贸易壁垒[3]。因此，开发快速、准确的检测方法，加强粮食作物中马拉硫磷残留的检测，对正确使用农药，提高粮食的质量，有重要作用。

马拉硫磷，又名马拉松，是一种高效、低毒的接触性有机磷杀虫剂，广泛用于大米病虫害的防治。可用于拌粮作防护剂使用，也可以用于空仓、器材和加工厂等的消毒[4]。马拉硫磷的有效成分为O,O-二甲基-S- (1,2-二乙氧羰基乙基)二硫代磷酸酯[5]。尽管马拉硫磷被普遍认为是低毒的杀虫剂，但它的2 个代谢产物马拉氧磷和异马拉硫磷的毒性却很高[6]。Giri 等将成年大鼠暴露于常用剂量的马拉硫磷下，发现短期内不会产生明显的迹象，但长期会对神经有毒性，可诱发神经元显著病变[7]。因此，加强大米中马拉硫磷的检测具有重要意义。

在2014 年8 月1 日起开始实施的GB2763-2014《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》的国家标准中，大米中马拉硫磷的检测方法为 GB/T 5009.145、 GB/T 5009.20 和 GB/T 19649 规定的方法。其中，GB/T 5009.145 和GB/T 5009.20 中使用的检测技术为气相色谱（GC）。虽然气相色谱法具有简便快捷、灵敏性高、时间短等优势，但它对化合物的定性有一定局限性，因为使用GC 法检测时，如果在同一保留时间处出现杂峰干扰，则不能完全排除假阳性现象[8]。而气相色谱仪与质谱仪联用法（GC-MS），既具有气相、液相色谱法分离效率高、速度快的优点，又具有质谱法灵敏度高、定性能力强的特点。GB/T19649 虽然使用气相色谱-质谱联用技术[9]，但提取过程中用到加速萃取仪萃取池，同时为除去一些蛋白质及脂类的干扰，先用Envi-18 柱净化，再用Envi-carb 柱和Sep-Pak Nh2 串联柱净化，操作步骤繁复，试剂消耗多。为此，本项实验拟建立一种测定大米中马拉硫磷的方法，尝试用石墨化碳黑小柱及氟罗里硅结合净化样品，快速、高效去除杂质，达到简化实验操作程序、降低设备要求和减少试剂用量的目的。另外，将用新建的GC-MS 法调查大理市市售大米中马拉硫磷的残留情况。

2 材料与方法

2.1 材料

样品和试剂：随机购买的市售大米样品6个。马拉硫磷标准品（100mg/L，农业环境保护科研检测所）；丙酮（分析纯，科安隆博华医药化学有限公司）；正己烷（分析纯，上海试四赫维化工有限公司）；氮气(99.99%以上，昆明梅塞尔气体产品有限公司)、氦气(99.99%以上，昆明梅塞尔气体产品有限公司)；美国色谱科（SUPELCO）石墨化碳黑柱（容积3mL，250mg）；美国色谱科（SUPELCO）氟罗里硅柱（容积6mL，500mg）。

仪器：GCMS-QP2010Plus 气相色谱-质谱联用仪，带NIST 谱库（岛津公司）；Rxi-5MS 色谱柱（30m×0.25mm，0.25μm）；MTN-2800DW 氮吹仪；AS20500BDT 型超声波清洗仪（天津澳特赛恩斯仪器公司）；M37610-33CN 型MAXI-MIX II 涡旋振荡器（赛默飞世尔科技公司）；AB204-E 万分之一电子天平；其它实验室常设备。

2.2 方法

2.2.1 实验原理

大米样品中马拉硫磷用丙酮和超声辅助均质提取，经石墨化碳黑小柱和氟罗里硅柱双柱结合净化，用4∶1 正己烷/丙酮（体积比，下同）混合液洗脱，洗脱液经氮吹浓缩，4∶1 正己烷/丙酮混合液溶解定容后，用气相色谱-质谱联用仪测定。

2.2.2 溶液配制

4∶1 正己烷/丙酮混合溶液：准确量取400 mL正己烷和10 mL 丙酮于试剂瓶中，震荡摇匀后静置备用。

马拉硫磷标准溶液：取1.0mL 的马拉硫磷标准溶液（100mg/L）倒入10mL 容量瓶中，加入正己烷定容到刻度，摇匀，得到10 mg/L 的马拉硫磷储备液，逐级再稀释至0.05mg/L，0.1mg/L，0.2mg/L，0.5mg/L，1.0 mg/L，得马拉硫磷标准溶液。

2.2.3 样品提取及净化

将大米样品粉碎，称取 5g（精确至0.0001g），放入50mL 具塞比色管中，加入丙酮溶液至刻度，摇匀，然后用超声波清洗仪超声30min，静置30min。移取5mL 提取液过石墨化碳黑小柱与氟罗里硅柱双柱结合（用前需用4∶1正己烷/丙酮混合溶液5mL 活化），再用4∶1 正己烷/丙酮混合溶液5mL 洗脱固相萃取小柱，收集过滤液。使用氮吹仪将滤液氮吹至近干，后准确加入1.0ml 4∶1 正己烷/丙酮溶液，涡旋摇匀，移至进样小瓶，待测。

2.2.4 仪器测定条件

GC 气相色谱条件：Rxi-5MS 气相色谱柱（30m×0.25mm，0.25μm）；升温程序：初始柱温55℃（保持2 min），后以30℃/min 升至220℃（保持2 min），再以10℃/min 升至270℃（保持10 min）。进样口温度60 ℃，不分流，流速1. 65 mL /min；进样量1 μL。进样口温度：280℃；进样方式：不分流进样；进样时间：1min；载气：He 气；流量控制方式：线速度控制；压力：76.2KPa；总流量：12.4mL/min；柱流量：1.30 mL/min；线速度：41.6 mL/min；吹扫流量：6.0mL/min。

MS 质谱条件：离子源温度：230℃；气相色谱/质谱接口温度：280℃；电离方式：EI 电离；电离能：70eV；溶剂延迟9 min；采集方式：Scan 全离子扫描模式；扫描质量范围：50 ～250amu；SIM 选择离子扫描：m/z 125、127、158、173；定量离子：m/z 127。

3 实验结果与讨论

3.1 标准曲线和检出限

对浓度梯度为0.1mg/L、0.2mg/L、0.4mg/L、0.5mg/L 和1.0mg/L 的马拉硫磷标准溶液进行测定，用标样浓度(mg/L) 和峰面积(Hz*s) 建立标准曲线，作为对实际添加样品的定量定性检测。根据检测时所得的信噪比（S/N）为3 时作为检出限。在设定的GC-MS 测定条件下，马拉硫磷标准浓度在0.1mg/L～1.0 mg/L 范围内与响应值有良好的线性关系，相关系数r=0.998，检出限达到0.05mg/kg（表1）。

表1 GC-MS 马拉硫磷回归方程、相关系数及检出限

3.2 色谱分离图

将马拉硫磷标准溶液、大米样品及标准添加样品（1.0 mg/kg）在选定的色谱条件下，得到图1 至5 的色谱图。对1.0mg/L 马拉硫磷标准溶液进行Scan 全离子扫描得到图1，对图1 中19.97min的色谱峰进行NIST 谱库检索，得到图2 质谱图。由于每种物质都有自己的特征性谱图，将所得的谱图与NIST 标准谱库中的质谱图进行对比，可以确定19.97min 的峰为马拉硫磷的色谱峰。

图1 马拉硫磷全扫描TIC 谱图

图2 马拉硫磷全扫描质谱图

通过图2 确定特征碎片为125、127、158、173。基于这些碎片建立SIM 选择离子扫描方法，同时确定定量离子为m/z 127。对马拉硫磷标准溶液、大米样品和标准添加大米样品进行检测分别得到图3 至5。从图4 中可见，大米样品中未检出马拉硫磷。

图3 1.0 mg/L 马拉硫磷标准样品选择离子扫描色谱图

图4 大米样品选择离子扫描色谱图

图5 标准添加样品（1.0 mg/kg）选择离子扫描色谱图

3.3 添加回收率及精密度实验

按照上述GC-MS 条件设置以及测定步骤，对一个空白大米样品进行了添加回收实验，3 个添加浓度分别为0.1mg/kg、0.4mg/ kg 和1.0mg/kg。添加回收实验要求马拉硫磷在所添加浓度范围内，回收率应在80%～120%之间，平行性要求相对标准偏差（RSD）＜10%。试验表明，此方法的回收率在91.8%～119.5%之间，相对标准偏差（RSD）＜10%（n =5），满足要求，见表2。