QuECHERS-GC-FPD法测定蔬菜水果中的 12种有机磷农药残留

石亚亭，谢明杰，常建中，韩亚梅

（1. 临汾市尧都区综合检验检测中心，山西 临汾 041000；2. 临汾市水利机械工程局，山西 临汾 041000）

有机磷农药（oragnophosphorus pesticides,OPs）通常是指磷酸酯或硫代磷酸酯类有机化合物，种类很多，根据其毒性强弱分为高毒、中毒、低毒三类。OPs因种类多、药效高、用途广、易分解等特点成为近年来农业生产中使用最广泛的一类农药，约占农药使用量的近40%。OPs主要用于防治农作物的病虫害和草害，例如乐果、毒死蜱、倍硫磷、甲基对硫磷等，这些有机磷农药应用十分广泛，但实际的使用效率并不高，大部分的农药未发挥实际功效，多残留在土壤、水、农产品中[1]。因此，随着OPs的过量及不规范使用，农药残留的问题越来越突出，由此造成的环境污染和食品安全、农产品质量安全问题也成为社会广泛关注的话题。

目前，常用于OPs残留检测前处理的方法有固相萃取技术（SPE）、固相微萃取技术（SMPE）、分子印迹固相萃取（MI-SPE）、凝胶渗透色谱技术（GPC）、基质固相分散萃取技术（MSPD）、QuECHERS技术[2-3]等。在这些方法中，QuECHERS技术在保证回收率的情况下，操作步骤更为简单，检测成本更加低廉，有机试剂使用量少，绿色环保，适用范围很广[4-5]。因此采用QuECHERS方法，对基质相对复杂的水果、蔬菜等农产品中的多种OPs残留进行前处理是现代农残分析检测领域的一个趋势。

本文采用QuECHERS方法与气相色谱法联用，用于蔬菜、水果中12种国家限制使用的OPs的检测，建立了一种快速（Quick）、简便（Easy）、廉价（Cheap）、高效（Effective）、可靠（Rugged）、安全（Safe）[6]的农药残留检测方法（QuECHERS-GC-FPD），并取得了令人满意的结果。

1 实验

1.1 试剂及药品

100 μg/mL的OPs标准品（甲胺磷、乙酰甲胺磷、灭线磷、特丁硫磷、乐果、甲基对硫磷、毒死蜱、倍硫磷、水胺硫磷、杀扑磷、硫环磷、三唑磷）（99.99%）购自北京坛墨质检有限公司，色谱级乙腈、丙酮购自百灵威科技有限公司（中国北京）。以提前制备好的不含被测目标分析物的阴性样品基质溶液（制备方法见2.3）为溶剂配制10 μg/mL农药混合标准储备液，并避光冷藏储存于4℃环境中。标准工作液通过阴性样品基质溶液稀释标准储备液制得，一周一制。

QuEChERS 萃取盐包购自迪马科技有限公司，N-丙基乙二胺吸附剂（PSA）、石墨化碳黑（GCB）、十八烷基键合硅胶吸附剂（C18）购自（美国Supelco 公司），分析纯无水硫酸镁购自国药集团化学试剂有限公司，实验用水为 Milli-Q 超纯水。

1.2 仪器和气相色谱条件

样品粉碎机（Multiquick 3，德国博朗公司）、分析天平（梅特勒-托利多国际贸易有限公司，中国上海）、离心机（HC-3018，中科中佳科学仪器有限公司，中国安徽）、涡旋混匀仪（MX-S，京君龙实验仪器有限公司，中国北京）、氮吹仪（SPT-24，斯伯特科技有限公司，中国北京）、超声清洗器（KQ-5000DV，昆山禾创超声仪器有限公司，中国昆山）等仪器用于进行样品前处理。

气相色谱系统为岛津GC-2010（岛津公司，日本东京）气相色谱仪，配有不分流/分流进样器及火焰光度检测器（FPD），色谱柱为Rxi-17毛细管柱（30 m×0.25 mm i.d.,0.25 μm 膜厚，Restek，USA）。气相色谱分析条件为：载气为高纯氮气（99.99%），恒流方式，流量10 mL/min；进样口温度维持在220℃，进样体积1 μL，不分流模式；检测器温度设为250℃，氢气75 mL/min，空气100 mL/min，尾吹气3 mL/min。柱温设置为程序升温：起始温度150℃，保持2 min；以8℃/min 升温至250℃，保持12 min，一次样品分析总时间设置为25 min。

1.3 QuECHERS过程[7]

黄瓜、苹果购自当地农贸市场。将黄瓜、苹果两种样品取可食部分，分别粉碎并搅拌均匀，备用。首先，分别称取10 g黄瓜、苹果样品，置于50 mL 离心管中（做加标实验时，此时应加入适量的标准混合液，制成一定浓度的加标样品）；其次，在离心管中分别加入20 mL 乙腈，涡旋混匀；随后，加入 Agilent QuEChERS 萃取盐包（4g MgSO4＋1g NaCl＋1g 柠檬酸钠＋0.5g 柠檬酸氢二钠），放入一颗陶瓷均质子，涡旋震荡混匀3 min，进行充分萃取；然后，将离心管放入离心机中，4 000 r/min条件下离心5 min；取6 mL上清液于15 mL离心管中，加入400 mg PSA、400 mg C18、200 mg GCB和1 g MgSO4，涡旋均匀，4 000 r/min条件下离心5 min；最后，准确吸取2 mL离心后的上清液于10 mL试管中，于40℃水浴条件下氮吹至近干，加入1 mL阴性样品基质溶液复溶，并通过0.22 μm 有机滤头过滤，供气相色谱系统测定。（阴性样品基质溶液制备方法除最后氮吹后采用丙酮进行复溶外，其余同上述过程）

2 结果与讨论

2.1 前处理方法的选择

我国农业行业标准《NY/T 761-2008 蔬菜和水果中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留的测定》[8]采用的是传统萃取和净化预处理方法。本文同时采用两种前处理方法对黄瓜、苹果样品进行处理，进行对比。传统的萃取和净化方法过程繁琐，操作复杂，耗时耗力，而且有机试剂使用量较大，不适宜绿色环保的生态理念；而目前比较流行的QuECHERS方法则完全克服了这些弊端，而且该方法的检出限、回收率等结果更令人满意。因此，本文采用QuECHERS技术与气相色谱法相结合，用于蔬菜和水果中OPs多残留的定量检测，有效地改善和提高了有机磷农药的检测范围。

2.2 基质效应的影响

基质效应是复杂样品进行痕量分析的一个重要影响因素[9,10]。基质是指样品中除目标分析物以外的组分，常常对分析物的分析过程有显著的干扰，并影响分析结果的准确性，这些影响和干扰被称为基质效应。由于基质成分的存在减少了色谱系统活性位点与待测物分子作用的机会，使得更多的待测物进入色谱系统从而使检测信号增强[11]。基质效应不能被完全消除，但可以通过一定的方法消除其影响。本方法采用不含被测目标分析物的阴性样品基质溶液配制混合标准溶液，而对于实际样品，则在前处理过程中（氮吹近干后），用阴性样品基质溶液进行复溶，以此来减弱基质效应对测定结果的影响。

2.3 方法性能分析

为评价本文建立的QuECHERS-GC-FPD分析方法的性能优劣，对该方法的线性范围、灵敏度、准确度及精密度等项目进行了研究。

2.3.1 线性关系

在前述色谱条件下，选取0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.4、0.8、1 mg/L八个浓度点，配制农药混合标准溶液，进行色谱测定。以标准溶液的浓度为横坐标，目标分析物的色谱峰面积为纵坐标，绘制标准曲线如图1（A），得到的线性关系和相关系数见表1。

图1 12种有机磷农药气相色谱图

2.3.2 方法的灵敏度

灵敏度通过IUPAC方法[12-13]规定的检出限（limits of detection,LOD）来评价，即信噪比最小为3时测定的最低浓度，定量限（limits of quantity,LOQ）定义为信噪比为10时测定的最低浓度。通过本方法得到的检出限为6～10 μg/kg，定量限为18～30 μg/kg，均在国家规定的最大残留量以下，具体数据结果如表1所示。

表1 12种有机磷农药的标准曲线、检出限及定量限

2.3.3 实际样品分析

采用本文所建立的QuECHERS-GC-FPD法，分别选取老百姓最常食用的一种蔬菜（黄瓜）和一种水果（苹果）作为样品，进行实际样品测定、样品加标回收和精密度实验，以此来验证该方法的可行性和准确度。实验结果表明，采用本文所建立的分析方法，实际样品黄瓜和苹果中均未检测到这12种有机磷类农药。通过进行加标回收实验（空白黄瓜样品及加标样品的色谱图如图1B、1C），得到在黄瓜和苹果样品中，这12种OPs在10、20、50 μg/kg 3个不同加标水平的回收率范围分别为80.25%～114.37%和80.06%～112.86%，相对标准偏差分别为1.53%～7.54%和1.34%～7.64%，说明该方法具有良好的准确度和精密度。

2.4 QuEChERS 方法与其他前处理方法的比较

本方法与文献中报道的其他用于有机磷农药检测的前处理方法进行了比较，结果总结在表2中。由表可知，本方法较其它方法有良好的线性、较低的检出限和较好的回收率。首先，与SPE、SMPE、MISPE、MSPD、GPC、行业标准NY/T 761-2008等前处理方法相比，QuEChERS方法操作过程更为简单，实验过程中有机试剂的消耗量较少，也未用到甲苯、乙酸乙酯、环己烷等刺激性较强的试剂。其次，SPE、SMPE、MI-SPE、MSPD等技术需要用到不同材质的填料或萃取小柱，相比较QuEChERS方法所用的萃取盐包，填料和萃取小柱的价格更高，用量较大，所以实验成本更高；而MSPE方法需要研发选择性较强的新型磁性纳米材料，这对实验人员和实验条件的要求较高，因此规模化应用也受到一定的限制；另外，对于GPC方法，其设备比较昂贵，不同组分收集时间段的选择也需要前期进行大量实验，因而 GPC技术在推广应用上受到一定制约。因此，与其他方法比较，QuEChERS方法操作简单，绿色环保，成本较低，更易于实际推广。

表2 QuEChERS 方法与其他前处理方法的比较

3 结论

本文将QuECHERS技术与气相色谱相结合，建立了一种操作简便、价格低廉、节能高效、绿色环保的方法（QuECHERS-GC-FPD），用于蔬菜和水果中甲胺磷、乙酰甲胺磷、灭线磷、特丁硫磷、乐果、甲基对硫磷、毒死蜱、倍硫磷、水胺硫磷、杀扑磷、硫环磷、三唑磷等12种有机磷农药残留量的测定。通过方法性能分析实验，得到了令人满意的结果，表明该方法灵敏度高、精密度好、检测结果准确可靠，12种有机磷农药的检出限、定量限均符合国标要求，适用于蔬菜、水果中这12种有机磷农药残留量的同时测定，大大提高了有机磷农药的检测效率。