QuEChERs-气相色谱法测定蔬菜中的有机氯农药残留

姚昊宇，朱陆华，范文莹，沈珊珊，李欢欢

（湖北文理学院食品科学技术学院，湖北 襄阳 441053）

0 引言

目前，蔬菜上已经取得农药登记的制剂近9 000种，大量农药的使用会造成蔬菜作物中农药残留超标，并直接危害到人体健康[1]。有机氯农药（Organochlorine pesticide，OCPs）是一种广谱杀虫剂，在农田土壤中理化性质稳定且不易降解，会通过食物链富集造成蔬菜中有机氯农药的残留，从而产生致癌、致畸、致突变等生物毒性，因此有机氯农药现已被禁用[2-4]。

气相色谱法[5-7]、气相色谱-质谱法[8-10]和液相色谱-质谱法[11-12]是目前用于有机氯农药残留检测的主要方法，其中气相色谱法（GC）是针对易挥发且不分解的化合物进行分离与分析的色谱技术，具有分离效果好、定量准确等特点。而电子捕获检测器（ECD）是一种对卤素类有机物高灵敏的检测器，且成本低廉，在有机氯农药分析领域应用广泛[13-15]。

为避免蔬菜样品的基质干扰，提高仪器检测灵敏度，需要预先对蔬菜样品进行分离净化等样品处理操作[14-19]。QuEChERs（Quick，Easy，Cheap，Effective，Rugged，Safe）技术是一种新型药物多残留的样品制备方法，因具有快速、简单、廉价、有效、可靠和安全的特点而得名，在水果和蔬菜中的农兽残分析中已有广泛应用[14-15]。研究采用QuEChERs技术分离净化市售蔬菜中的有机氯农药残留，进而用气相色谱-电子捕获检测器进行分离检测，建立一种快速、灵敏、高效的蔬菜中有机氯农药残留分析方法。将该方法用于不同渠道市售蔬菜的有机氯农药残留检测，并依据国标《食品中有机氯农药多组分残留量的测定》[20]对检测结果进行评价。

1 试剂与仪器

1.1 材料与试剂

有机氯混合标准品（内含α-666，β-666，γ-666，δ-666，p,p'-DDE，p,p'-DDD，o,p'-DDT，p,p'-DDT）（100 μg/mL），深圳市环科检测技术有限公司提供；正己烷（分析纯），上海展云化工有限公司提供；乙腈（色谱纯）、丙酮、石油醚、二氯甲烷（均为分析纯），西陇科学股份有限公司提供。

萃取盐包（无水硫酸镁4 g、氯化钠1 g、柠檬酸钠1 g和柠檬酸氢二钠0.5 g）；净化管（内含900 mg无水硫酸镁、150 mg PSA和45 mg GCB）。

试验用生菜、白菜、芹菜、油麦菜、菠菜等蔬菜，购自超市、菜场、网购平台等市售渠道。

1.2 仪器与设备

GC-2010Plus型气相色谱仪，配置ECD检测器，岛津企业管理（中国）有限公司产品；ME104E型托盘天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司产品；TDL-60B型低速台式离心机，上海安亭科学仪器厂产品；XW-80A型旋涡混合器，上海青浦泸西仪器厂产品；FD5-2.5型真空低温冷冻干燥机，GOLD-SIM公司产品；KQ-2200E型超声波清洗机，昆山市超声仪器有限公司产品；移液枪，西蒙国际生物公司产品；0.22 μm微孔滤膜，天津市津腾实验设备有限公司产品。

2 试验方法

2.1 有机氯标准工作溶液的配制

有机氯标准工作溶液是由100 μg/mL的有机氯混合标准品经乙腈逐级稀释配制而得的，质量浓度依次为5，10，50，100，250 ng/mL的系列混合标准溶液，现配现用。

2.2 样品处理

（1）样品制备。从超市、菜场、网购平台等市售渠道分别采购生菜、白菜、芹菜、油麦菜、菠菜等蔬菜样品。洗净后将其搅碎，预冷冻后置于冷冻干燥机中进行低温冻干处理。

（2）提取。准确称取10 g（精确至0.01 g）蔬菜样品，将其置于内含10.00 mL乙腈的50 mL离心管中，涡旋提取1 min。

（3）萃取。加入萃取盐包，涡旋1 min，振荡提取1 min，以转速4 000 r/min离心5 min，取上清液6 mL。

（4）净化。在净化管中加入丙酮2 mL，涡旋混匀，将提取的上清液6 mL倒入净化管中，涡旋1 min，以转速4 000 r/min离心5 min，取净化后的上清液1 mL，上清液用0.22 μm有机滤膜过滤，然后用气相色谱-电子捕获器分离检测。

2.3 气相色谱-电子捕获器条件

采用RTX-1型石英毛细管柱，30 m×0.25 mm×0.25 μm；进样口温度190℃；ECD检测器温度280℃；载气为氮气，载气流速3.0 mL/min；尾吹气流量30.0 mL/min；分流进样，分流比10∶1；进样体积1.0 μL。

程序升温条件为：初始温度190℃，保持7 min后，以20℃/min速率升温至240℃，保持8 min，再以10℃/min速率升温至250℃，保持1 min。

3 结果与分析

3.1 定性分析

将8种有机氯农药混合标准品按照2.3的气相色谱-电子捕获器条件分离检测，所得有机氯农药气相色谱图如图1所示。根据保留时间对8种有机氯农药进行定性分析，通过标准物质的保留时间可知，8种有机氯农药出峰的先后顺序为α-666，β-666，γ-666，δ-666，p,p'-DDE，p,p'-DDD，o,p'-DDT，p,p'-DDT。

8种有机氯农药的气相色谱图见图1。

图1 8种有机氯农药的气相色谱图

3.2 样品处理方法的选择

为避免蔬菜样品基质干扰，对低浓度有机氯农药残留进行富集，以提高分析结果的准确性和灵敏度，需要在仪器检测前选择合适的样品前处理技术对蔬菜中的有机氯农药残留进行分离富集。QuECh ERs技术操作简单快速，基体净化能力强，主要分别以下步骤：①提取。用有机溶剂对样品中的分析物进行提取。②萃取。加入无水硫酸镁除去提取液中的水分，加入氯化钠（或乙酸钠）、柠檬酸钠-柠檬酸氢二钠提高萃取效率。③净化。向萃取液中加入净化剂，除去萃取液中的共萃杂质，避免基质干扰。

（1）提取溶剂的选择。称取10 g（精确0.01 g）试样，置于离心管中，分别加入石油醚10.00 mL、乙腈、丙酮、二氯甲烷涡旋1 min，混合均匀，再加入QuEChERs萃取盐包，混合均匀，迅速涡旋1 min，振荡提取1 min，以转速4 000 r/min离心5 min，上清液经过0.22 μm有机滤膜过滤，然后用气相色谱-电子捕获器分离检测。比较了石油醚、乙腈、丙酮、二氯甲烷对蔬菜中有机氯农药的提取效果。其中，二氯甲烷密度比水大，提取分层后位于下层，不易后续分离净化操作；丙酮、石油醚的提取效果相对较差，且会提取样品基质中的色素杂质；乙腈对蔬菜中的有机氯农药提取效果最好，是目前蔬果中农药残留标准分析方法[8，21-22]中的常用提取溶剂。因此，该方法选择乙腈作为提取溶剂。

（2）萃取盐包的选择。乙腈提取过程会有少量水分溶解，需要加入无水硫酸镁用于吸附水分；为提高有机氯农药在乙腈溶剂中的分配比，需要加入氯化钠提高水相中的离子强度、加入柠檬酸钠-柠檬酸氢二钠缓冲盐以降低有机氯农药的极性，从而促进在乙腈溶剂中的萃取。称取10 g（精确0.01 g）试样，置于离心管中，分别加入10.00 mL乙腈涡旋1 min，混合均匀，再分别加入不同配比的QuEChERs萃取盐包，混合均匀迅速涡旋1 min，振荡提取1 min，以转速4 000 r/min离心5 min，取上清液经0.22 μm有机滤膜过滤后用气相色谱-电子捕获器分离检测。经优化可知，萃取盐包最佳配比为无水硫酸镁4 g、氯化钠1 g、柠檬酸钠1 g和柠檬酸氢二钠0.5 g。

（3）净化剂的选择。提取过程存在蔬菜样品基质中的色素、有机酸等杂质干扰，需要对其进行净化处理。无水硫酸镁是用于吸附提取液中的水分，PSA是用于吸附萃取液中的极性化合物、有机酸等极性化合物；GCB主要用于吸附萃取液中的色素类杂质。分别在15 mL净化管（含有不同配比的无水硫酸镁、PSA与GCB的混合净化剂）中加入丙酮溶液2 mL，混合均匀，将上清液倒入净化管中，涡旋1 min，以转速4 000 r/min离心5 min，取上清液经0.22 μm有机滤膜过滤后用气相色谱-电子捕获器分离检测。经对3种净化剂添加量的优化得到，净化剂最佳配比为无水硫酸镁900 mg、PSA 150 mg和GCB 45 mg。

3.3 方法分析性能

对试验的气相色谱法检测8种有机氯农药的分析性能进行考查，包括线性方程、线性范围、检出限、精密度等。

气相色谱-电子捕获器方法分析性能见表1。

表1 气相色谱-电子捕获器方法分析性能

将配制好的有机氯标准工作溶液各取1 μL进样分析，重复3次检测。以峰面积（Y）为纵坐标，相对应的质量浓度（X）为横坐标，绘制工作曲线，拟合线性方程，结果可知，8种有机氯农药的线性相关系数（R2）在0.994 5~0.999 9，线性相关性良好。

根据国际理论和应用化学联合会（IUPAC0的定义对方法检出限进行计算，将仪器信噪比（S/N）为3时的有机氯浓度作为检出限（LOD），结果在0.21~0.48 ng/mL，满足相关国家标准[15]对有机氯农药残留分析的限量要求。

对10 ng/mL的有机氯标准混合溶液进行重复测定（n=6）以考查方法精密度，相对标准偏差（RSD）为2.9%~5.8%，可见该方法重现性良好。

3.4 样品回收率

取阴性样品对其进行加标回收试验，加标质量浓度分别为10，50，250 ng/mL，在最优条件下对样品进行提取、萃取和净化，并用气相色谱-电子捕获器进行分析检测，计算样品中有机氯的含量及加标回收率。

方法回收率见表2。

表2 方法回收率

由表2可知，加标回收率在85.8%~106.1%，满足《GB/T 27404—2008实验室质量控制规范》[23]要求，可用于蔬菜样品中的有机氯农残检测。

3.5 蔬菜样品分析

目前，市售蔬菜采购渠道主要分为超市、菜场、网购平台3种，该方法分别从上述3种渠道采购新鲜蔬菜，并对其有机氯农药残留进行分析检测。结果表明，不同渠道采购的蔬菜中8种有机氯农药均未检出，抽检样品符合标准要求。

4 结论

建立了QuEChERs-气相色谱-电子捕获检测器分析方法，用于检测不同渠道蔬菜中的有机氯农药残留含量。采购的蔬菜样品先后用乙腈溶剂提取、无水硫酸镁除去水分、PSA和GCB净化，最后用气相色谱-电子捕获检测器对样品中的8种有机氯进行分离检测。该方法对8种有机氯农药的检出限为0.21~0.48 ng/mL，相关系数（R2）为0.994 5~0.999 9，相对标准偏差（RSD）为2.9%~5.8%。将该方法用于不同渠道蔬菜样品分析，未有有机氯农药残留检出，样品加标回收率结果良好，该方法可满足蔬菜样品有机氯农残抽检需要。