气相色谱法检测果蔬中３０种有机磷类农药残留的基质效应

鲍忠赞 邓昭浦

摘要：应用NY/T 761-2008标准，考察气相色谱法（GC-FPD）同时测定水果和蔬菜基质中有机磷农药残留的基质效应。选用15种水果和蔬菜上机液作为溶剂，将30种有机磷农药配制成4个不同浓度水平的混合标准溶液，与同等质量浓度的溶剂标准溶液进行比较，得出各种有机磷农药在不同浓度水平下不同基质中的绝对基质效应。结果表明，15种果蔬对30种有机磷农药均存在不同程度的基质效应，多数农药表现为基质增强效应，不同基质对有机磷农药的基质效应影响存在明显的差异，除少数有机磷农药随着浓度的增加，基质效应的影响有先强后弱的趋势外，大部分有机磷农药与浓度之间没有明显的关联性。因此，检测果蔬中有机磷农药残留时，建议采用基质配制的标准品进行定量检测;瓜类和芽菜类蔬菜受基质效应影响较小。推测可根据含水量高低划分果蔬种类，选用通用基质替代不同种类蔬菜进行标准溶液配制，可减少基质带来的干扰，提高检测效率和准确性。

关键词：有机磷农药;果蔬;气相色谱法;基质效应

中图分类号：S132         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2019）20-0152-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.20.036           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Matrix effects on GC determination of 30 organophosphorus

pesticides residues in fruits and vegetables

BAO Zhong-zan，DENG Zhao-pu

（Pingyang Center for Food and Drug Control，Wenzhou 325400，Zhejiang，China）

Abstract： Application of agricultural standard method NY/T 761-2008，matrix effects of organophosphorus pesticides have been studied in fruits and vegetables by GC-FPD in this research. 15 kinds of samples determined to have no pesticides by GC-FPD were selected，and 30 kinds of organophosphorus pesticides standard were mixed in the 15 kinds of samples matrix at 4 different concentrations levels.And they were compared with the same concentration levels of pesticide standard solution with pure acetone as solvent. Results showed that 15 kinds of samples had different degree of matrix enhancement effect or weakened effect on 30 kinds of organophosphorus pesticides，The intensity of matrix effect were bound up with the types of sample and pesticide.The strength of the polarity and had no obvious linear relationship with the concentration of pesticide， but a small number of the matrix effect of pesticide has a tendency to first increased and then decreased with the increase of mass concentration. It is recommendable to apply the matrix-matched external standard method on the determination of organophosphorus pesticides in real samples; Melons and bud vegetables have less. It is speculated that according to the moisture content to categorize fruits and vegetables and selects the general matrix instead of different kinds of vegetables to prepare standard solution. This method would greatly reduce matrix interference and improve the efficiency and accuracy of inspection.

Key words： organophosphorus pesticides; fruit and vegetable; gas chromatography; matrix effect

基質效应是指样品中除目标分析物以外的其他成分对待测物测定值的影响，即基质对分析方法准确测定分析物能力的干扰[1]，可分为基质增强效应和抑制效应。在色谱分析过程中，基质效应对方法的检出限、定量限、准确度等有不容忽视的影响[2，3]，无论是气相色谱、液相色谱、气质联用还是液质联用测定农药残留时基质效应普遍存在[4-6]。

在有机磷农药残留分析中，因硫磷检测器（FPD）对含硫、磷化合物具有高选择性和高灵敏度而被广泛应用。有研究发现在气相色谱检测中，有机磷农药残留多数表现为基质增强效应[7-10]，由于样品基质非常复杂，经过净化处理过的样品中还会含有某些基质成分，这些杂质与农药竞争进样口、毛细管柱头等活性位点，产生基质增强效应，使色谱峰变宽、响应值下降导致检测结果发生偏差等问题，通常回收率大于100%[5，11，12]。随着进样次数的增多，受基质效应的影响越大。另外，基质效应还受有机磷农药的结构、性质和浓度以及基质的类型和含量、进样过程、检测器类型等条件影响。目前基质效应的消除与补偿方法主要包括基质标配法、基质净化法、加入分析保护剂法、同位素内标法、校正因子校准法、微量叠加定量法等[13-16]。

不同有机磷农药在不同的基质种类间有基质效应，在不同浓度水平产生的基质效应也不尽相同。为了解每种有机磷农药在不同基质中受基质效应影响强弱，不同果蔬基质对待测有机磷农药的影响大小以及待测有机磷农药在不同的浓度水平产生的基质效应，本研究以15种果蔬基质为试样，在4个质量浓度水平下，运用气相色谱法探究30种有机磷农药在检测时产生的基质效应，以期为有机磷农药在果蔬检测中准确定量分析提供补充和借鉴，避免检测结果的误判。

1  材料与方法

1.1  材料

1.1.1  设备与试剂  Agilent7890A型气相色谱仪配置FPD检测器（美国Agilent公司），高速均质机、漩涡振荡器（德国IKA公司），DC-24型氮吹仪（上海安谱实验科技股份有限公司），高速离心机（湖南湘仪实验室仪器开发有限公司），AR223CN型电子天平（上海奥豪斯仪器有限公司）;乙腈、丙酮（色谱级，上海安谱实验科技股份有限公司），NaCl（分析纯，浙江中星化工试剂有限公司），30种标准品（100 mg/L，农业部环境质量监督检验测试中心）。

1.1.2  供试样品与标准工作液  梨、香蕉、西瓜、草莓、黄瓜、蒲瓜、大番茄、辣椒、大白菜、菠菜、包菜、花菜、四季豆、白萝卜、豆芽购置于某农贸市场。30种农药标准品分为3组（图1），先用丙酮溶液配制成质量浓度为10.0 mg/L的单标储备液，再用丙酮溶液或空白基质液稀释至0.05、0.2、0.5、1.0 mg/L 4个浓度水平的混合标准工作液。

1.2  方法

1.2.1  气相色谱条件  色谱柱：Agilent DB-35毛细管柱（30 m×0.32 mm×0.25 μm）;载气：氮气（纯度99.999%），流速为3 mL/min;检测器温度：220 ℃;进样口温度：250 ℃;尾吹气、氢气、空气流速分別为60、75、100 mL/min;不分流进样;进样量1 μL;柱温程序：45 ℃（保持2 min）至150 ℃（20 ℃/min，保持13 min）至250 ℃（8 ℃/min，保持8 min）;此检测条件下，30种有机磷农药的保留时间见图1。

1.2.2  试验设计  基质制备方法参照NY/T 761-2008第1部分：蔬菜和水果中有机磷农药多残留的测定方法执行。用空白基质液作溶剂配制的标液，称为基质标液（B）。用丙酮溶液作溶剂配制标液，称为试剂标液（A）。试验采用两者峰面积的相对比值来评价基质效应（Matrix Effect，ME），ME=B峰面积/A峰面积×100%

基质效应评价：认为ME大于100%称为基质增强效应，小于100%称为基质抑制效应，ME在80%～120%称为弱基质效应，受基质效应影响不显著;在70%～80%和120%～130%称为较强基质效应，受基质效应影响较显著;在以上范围之外称为强基质效应，受基质效应影响强显著。

2  结果与分析

2.1  标准曲线线性方程和相关系数

采用系列稀释法配制质量浓度范围在0.05～1.0 mg/L的农药混合标准溶液，按照研究确定的色谱条件进行测定，以峰面积为纵坐标y，浓度为横坐标x建立标准曲线，获得其线性方程及相关系数。结果表明，30种有机磷农药在研究的浓度范围内线性关系较好，相关系数均大于0.993。

2.2  15种果蔬中30种有机磷农药的基质效应比较分析

30种有机磷农药在不同果蔬基质中都存在不同程度的基质效应，既有极显著的强基质效应，也有不显著或较显著的基质抑制和增强效应，大部分表现为基质增强效应。由表1可知，15种果蔬基质对部分有机磷农药有显著基质增强效应，主要表现在乙酰甲胺磷、氧乐果、乐果、久效磷、甲基硫环磷、甲基毒死蜱，其中乙酰甲胺磷和氧乐果农药的基质增强效应最为显著，ME分别高达280%和302%。其他几种有机磷农药在不同浓度和部分基质中也表现出较显著或显著的基质效应，如二嗪磷仅在辣椒、花菜和四季豆基质中受基质影响较明显;毒死蜱仅在草莓、四季豆和白萝卜基质中呈现较显著的基质效应。因此，检测16种有机磷农药残留时应针对性考虑样品基质增强效应对结果的影响，从而保证检测结果的准确性和可靠性。另外，敌敌畏等14种有机磷农药在15种果蔬基质中4个浓度水平下受基质效应影响基本呈现弱基质效应，ME范围在80%～120%。

2.3  基质种类对基质效应的影响

4种浓度水平30种有机磷农药在15种果蔬基质中的基质效应，ME统计出受基质效应影响显著和极显著的数量，分析基质种类对基质效应的影响。由表1和表2可见，不同基质对农药的基质效应影响存在较大差异。其中，四季豆、草莓、番茄、辣椒和花菜对农药的基质效应影响较其他基质显著，存在较强的基质干扰，ME最高值分别为226%、300%、279%、312%、238%，达到基质效应显著和极显著影响范围的总数分别为51、48、48、46、38个，并且影响强显著的占比较大;而有机磷农药在黄瓜和豆芽基质中受基质效应影响较小，ME最高值分别为146%和141%，达到基质较显著和极显著影响范围的总数分别为5和9个，其次为蒲瓜基质。因此，在检测过程中对于产生较强基质效应影响的基质，应采用基质匹配标准曲线法来减弱或消除基质效应。

2.4  有机磷农药浓度对基质效应的影响

30种有机磷农药在4种浓度水平下15种基质中产生的显著基质效应影响的数量见表3。结果表明，4个浓度水平下出现显著基质效应的数量分别为133、149、100和116个。从总体分布来看，同一有机磷农药在不同质量浓度水平受基质效应影响的差异不显著，与有机磷农药浓度间没有显著的线性关系，结果与罗贵文等[9]、范君等[10]、罗俊霞等[17]、孙丹等[18]的研究结果基本一致;但从个体来看，部分有机磷农药的基质效应强弱与浓度呈现一定的關联性（图2）。乙酰甲胺磷和氧乐果在浓度为0.05～0.50 mg/L之间随着浓度的升高，ME有增大的趋势，在浓度为1.0 mg/L时开始呈现下降趋势，表明部分有机磷农药在低浓度水平受基质效应影响较小，随着浓度的增加，受基质效应影响呈现先增强后减弱趋势。

3  小结与讨论

研究了15种果蔬样品对30种有机磷农药的基质效应影响，乙酰甲胺磷等6种有机磷农药在15种果蔬中受基质效应影响均显著;毒死蜱等10种有机磷农药在不同浓度和部分基质中表现出较显著的基质影响;敌敌畏等14种有机磷农药在不同浓度和基质中受基质效应影响呈现弱基质效应，在允许偏差范围内。15种果蔬基质中，除黄瓜、豆芽和蒲瓜对有机磷农药产生的基质效应影响较弱外，其他12种基质对不同有机磷农药在不同浓度水平下均有不同程度的影响，其中四季豆等5种基质最为突出，有报道称豆中水分含量相对较低，糖、油脂和蛋白质等不易挥发性物质含量较高，易使仪器进样口活性点被占据，减少农药的吸附量，从而引起较强的基质效应[10]。对于有机磷农药浓度与基质效应影响强弱的关系，研究发现除部分有机磷农药有随着浓度的增加，基质效应影响有先增强后减弱的趋势，大部分有机磷农药并没有体现出与基质效应有强弱显著的关联性，有报道称有机氯和拟除虫菊酯类农药浓度对基质效应有较大影响，随着浓度的增加，基质效应逐渐减弱[19]，这可能与检测器的种类和农药性质或前处理过程差异有关。

建议在检测工作中，对受基质效应影响显著的农药，采用基质配制的标准品进行定量检测，能够减少基质带来的干扰，从而保证检测结果的准确性。瓜类和芽菜类蔬菜水分含量较高，不易挥发性物质含量较低，表现为受基质效应影响较小，推测可根据含水量高低划分果蔬种类，选用通用基质替代不同种类蔬菜进行标液配制，提高检测效率。此外，勤换隔垫、衬管及老化色谱柱，使有机磷农药不易被吸附，也可有效降低基质效应的影响。

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