气相色谱法同时测定茶叶中有机磷农药残留的方法

2021-01-07王振峰

化工设计通讯 2021年5期

王振峰

（河南化工技师学院，河南开封 475000）

中国的“茶”文化历史悠久，从古至今人们都离不开茶，而茶叶种植也成为我国农作物生产的重要组成部分。随着时代的发展，人们越来越关注食品安全问题，对食品中的化学成分含量要求也越来越高，茶叶中也含有多种化学成分，因此，本文对茶叶中有机磷农药残留检测进行了一些探讨。

1 茶叶中有机磷农药残留检测的意义

茶叶在种植的过程中，为了防治病虫害会使用一些农药，多以杀虫剂为主。这些农药是含有磷成分的有机合成物，在杀虫的过程中，一部分农药残留会被茶叶吸收，在生长的过程中由于根茎的传导吸收作用使得茶叶受到药物侵蚀，这使得茶叶在长成以后具有多种化学残留，再加上茶叶本身也具有很多化学成分，其化学成分种类可高达上百种，给茶叶的有机磷农药残留检测带来很多困难。茶叶中有机磷含量检测是国家要求的食品安全检测工作，只有检测出茶叶中的有机磷含量，才能够确保茶叶对人体无害。

2 气相色谱法测定茶叶中有机磷农药残留的方法

2.1 全自动固相萃取

全自动固相萃取检测茶叶中有机磷农药残留，主要是使用全自动固相萃取仪器来进行，由于茶叶中除了有机磷农药残留还包含了色素等杂质，使用全自动固相仪器可以在检测前对样品茶叶进行净化处理，该仪器具有较高的自动性，在操作过程中也较为方便，降低了茶叶样品中的杂质干扰，使得测定的有机磷农药残留含量精准度上升，适合检测多种有机磷残留[1]。

2.1.1 取样品和仪器

在进行检测之前，首先要选取茶叶样品和仪器，对茶叶样品进行粉碎处理，粉碎后使用2mm的圆孔筛子进行过滤，将过滤后的样品均匀搅拌，然后分成两份用作实验试样，将两份试样装进干净的盛放容器内保存，保存的温度在0～4℃，避开高温条件。选择的实验仪器为全自动固相萃取仪器和带有FPD检测功能的气相色谱仪，还要选用不同规格的试管。

2.1.2 检测试剂

该检测方法所用到的试剂复杂，一般选用的色谱分析标准试剂为丙酮和正己烷；本次实验以四种有机磷农药残留作为检测目标，分别是水胺硫磷、杀螟硫磷、杀扑磷以及毒死蜱等四种有机磷，取该四种有机磷的标准溶液，规格为100mg/mL浓度；取规格为每250mg 3mL的活性炭固相萃取柱以及蒸馏水。

2.1.3 实验操作方法

选择规格为10mL的试管，称取0.5g处理后的茶叶样品粉末，这个过程中一定要保证称取样品量的准确度较高，然后在试管中加入1.5mL的蒸馏水，静置10min后向试管内加入1g无水硫酸钠。然后利用乙酸乙酯进行提取，提取过程中离心时间为3min，震荡时间为2min，一共提取两次，然后将样品上层的物质收集，将剩余残留物质再进行提取，取上层物质合并收集起来，收集的物质即为茶叶中的有机相。将有机相放入ASPE试管中，在活性炭固相萃取柱的上端填入无水硫酸钠进行处理，然后将试管内的有机相投放到萃取柱中，最后经过全自动固相萃取仪对有机相进行净化处理，将净化后的物质富集起来。

全自动固相萃取仪器的提取过程主要有三步，分别是清洗环节、活化环节以及上样收集环节。清洗环节使用乙酸乙酯和正己烷来进行，分别取4mL乙酸乙酯和2mL正己烷溶液进行操作；活化环节主要是使用4mL乙酸乙酯对活性炭固相萃取小柱进行活化处理，并保持仪器转速在100mL/min；上样收集环节就是将茶叶样品放在仪器中进行富集提取。使用仪器提取后将流出的全部样品液收集起来，使用氮吹浓缩的方法将流出液吹干，吹干过程的温度保持在40℃以下，然后使用乙酸乙酯试剂对垂感好的物质进行定容，定容规格为1mL，将提取实验过程重复操作6次[2]。

2.1.4 分析线性关系

取四种提前制备的有机磷溶液各0.1mL分别放在10mL的容量瓶中，然后使用丙酮试剂对四种溶液进行定容，定容到10mL标准刻度，使四种有机磷溶液的浓度达到1mg/L，将其作为标准液保存，保存的温度应当在－18℃以下，并且要避光进行保存。然后制备基质混合溶液，分别配制浓度规格为10ng/mL、20ng/mL、100ng/mL、160ng/mL、200ng/mL，利用基质混合溶液来分析四种有机磷物质的线性方程和相关系数。其中，水胺硫磷的相关线性方程为y=2.39x-1.641，其相关系数为0.999；杀螟硫磷的相关线性方程为y=2.11x-2.95，其相关系数为0.999；杀扑磷的相关线性方程为y=1.43x+0.934，其相关系数为0.997；毒死蜱的相关线性方程为y=2.29x-1.125，其相关系数为0.999。

2.1.5 加标准液回收率分析

将四种有机磷基质液分别加入茶叶的样品溶液当中，加入的规格分三种浓度，分别为40mg/kg、200mg/kg及300mg/kg，进行6次重复检测，最后测得茶叶样品中四种有机磷的RSD和平均回收率。其中，水胺硫磷的三次平均回收率为97.5%、101%、99.1%，三次RSD为4.77%、6.99%、2.17%；杀螟硫磷三次平均回收率为94.0%、101%、99.7%，三次RSD为4.13%、7.13%、5.58%；杀扑磷的三次平均回收率为94.8%、102%、99.7%，三次RSD为2.94%、5.20%、7.85%；毒死蜱的三次平均回收率为107%、93.5%、104%，三次RSD为6.02%、7.40%、5.35%。

2.2 超声波辅助提取

超声波辅助提取的气相色谱法，是针对测定茶叶有机磷残留的难点来进行提取的方法，它能够优化茶叶中的基质效应以及净化条件，使得提取溶液的质量更高，能够检测茶叶中多种有机磷残留，最高可检测9种残留物。

2.2.1 准备仪器

该实验同样需要准备配有FPD检测器的气相色谱仪器、低速离心机器、精度较高的电子天秤、回旋式振荡器、氮吹仪器、旋涡混合器以及高效粉碎机。核心仪器为超声波清洗仪器以及超纯水系统。

2.2.2 试剂药品

一般选用的色谱标准试剂为乙酸乙酯、丙酮以及正己烷，选用的分析试剂为无水硫酸钠、氯化钠以及乙醇，选用两种规格的活性炭固相萃取柱，规格分别为每6mL 500mg和每6mL 1 000mg。本实验监测茶叶中9种有机磷残留，因此分别杀螟硫磷、敌敌畏、甲胺磷、水胺硫磷、三唑磷、乐果、乙酰甲胺磷、喹硫磷以及毒死蜱标准药品。

2.2.3 色谱条件

色谱仪器的载气为氮气，其流速为3mL/min，色谱柱为30m×0.32mm×0.25μm，DB-17，色谱仪的进样口温度要保持在250℃，检测器的内部温度也要保持在250℃。使用氢气作为仪器的燃气，氢气的流速为75mL/min，空气作为仪器的助燃气，其流速为100mL/min，将氮气作为仪器尾部的吹气，其流速为30mL/min。升温程序为初始温度50℃，第一阶温度为220℃，并保持5min，第二阶温度为240℃，并保持13min。

2.2.4 制备标准工作液

取9种茶叶样品残留有机磷药品配制成浓度为100μg/mL的溶液，分别取0.1mL溶液放在棕色的容量瓶中，使用丙酮溶液进行定容，配制成浓度为1μg/mL的溶液进行保存，保存温度为0～4℃，注意避光保存。

2.2.5 样品制取和提取

选取茶叶在低温的条件下烘干去除水分，然后放入到粉碎机内粉碎处理，将粉碎后的茶叶通过1mm的圆孔筛进行过滤，将过滤后的茶叶作为实验样品。茶叶样品的提取工作主要运用低速离心机来完成，在15mL规格的离心管中加入1g茶叶样品，然后加入4mL正己烷溶液和4mL丙酮溶液，在离心机内进行充分搅拌，利用超声波进行快速提取，超声波仪器的提取时间为20min，转速保持在4 500r/min，再进行5min的离心工作，取出样品上层液体。继续使用4mL正己烷和4mL丙酮试剂进行提取，重复操作，将提取后的液体合并收集，利用温水浴氮将样品溶液吹到1mL，吹取的温度为40℃。

2.2.6 样品净化与定容

利用活性炭固相萃取柱进行样品净化，首先在活性炭固相萃取柱内加入2cm高的无水硫酸钠，使用2.5mL丙酮和2.5mL正己烷进行萃取柱清洗，将清洗液倒出，然后将样品溶液倒入活性炭固相萃取柱中，使用1mL丙酮和1mL正己烷配制液进行洗涤，再重复洗涤一次，再用丙酮和正己烷配制液（体积比为1∶1）将活性炭固相萃取柱洗脱，将洗脱液收集。利用水浴氮将洗脱液吹干，吹干温度保持在40℃，盛放在容量瓶当中，使用丙酮溶液对吹干后的洗脱液进行定容，定容规格为1mL，然后经过有机过滤器进行过滤，取得样品进行分析。

2.2.7 分析实验结果

利用基质标准溶液来分析茶叶中九种有机磷含量的线性方程和相关系数，分析结果为：敌敌畏的相关线性方程为y=4 851.54x+39.17，相关系数为0.995；甲胺磷的相关线性方程为y=7 152.6x+64.67，相关系数为0.997；乙酰甲胺磷的相关线性方程为y=4 319.2x+26.10，相关系数为0.994；乐果的相关线性方程为y=4 536.17x+60.63，相关系数为0.998；毒死蜱的相关线性方程为y=3 236.84x+52.38，相关系数为0.994；杀螟硫磷的相关线性方程为y=4 439.6x+38.45，相关系数为0.999；水胺硫磷的相关线性方程为y=3 883.7x+43.63，相关系数为0.997；喹硫磷的相关线性方程为y=2 2547.01x+39.17，相关系数为0.998；三唑磷的相关线性方程为y=3 488.8x+76.93，相关系数为0.999。分析回收率发现乙酰甲胺磷的回收率最高，其次是水胺硫磷和三唑磷[3]。