气相色谱质谱法检测食品有机磷农药残留的效果研究

孙翠玉，王跃武，曹虎

摘 要：目的：探讨气相色谱-质谱法（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）检测食品有机磷农药残留的效果。方法：使用GS-MS法检测有机磷农药残留，对比不同提取剂的提取效率，不同提取方式的净化效果。结果：15 min时农药残留提取率高于12～14 min（P＜0.05）；提取剂中乙腈提取率最高（P＜0.05）；QuEChERs与Carb/NH2两种提取法的提取率无显著差异（P＞0.05）。结论：GS-MS法能有效提取常见有机磷农药残留，提取剂种类中乙腈提取有效性较高，而提取方式可根据实际条件灵活选用。

关键词：食品检测；有机磷农药残留；气相色谱-质谱法

Determination of Organophosphorus Pesticide Residues in Food by Gas Chromatography-Mass Spectrometry

SUN Cuiyu1， WANG Yuewu2， CAO Hu3

（1.Zibo City Zhoucun District Inspection and Testing Center， Zibo 255300， China; 2.Zoucheng Inspection and Testing Center， Zoucheng 273500， China; 3.Yantai City Haiyang Inspection and Testing Center， Haiyang 265100， China）

Abstract： Objective： To explore the effect of gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS） on the detection of organophosphorus pesticide residues in food. Method： GS-MS method was used to detect organophosphorus pesticide residues， and the extraction efficiency of different extractants and the purification effect of different extraction methods were investigated. Result： The extraction rate of pesticide residues at 15 min was higher than that at 12～14 min （P＜0.05）. The extraction rate of acetonitrile was the highest （P＜0.05）. There was no significant difference between QuEChERs and Carb/NH2 extraction methods （P＞0.05）. Conclusion： GS-MS method can effectively extract organophosphorus pesticide residues. Among the extractants， acetonitrile extraction is more effective， and the extraction method can be flexibly selected according to the actual conditions.

Keywords： food detection; organophosphorus pesticide residue; gas chromatography-mass spectrometry method

有機磷农药是我国使用最广泛的农药种类，如对硫磷、内吸磷、马拉硫磷、乐果和敌敌畏等。食品上残留农药是导致食物中毒的主要原因之一[1]。在食品安全方面，实现有机磷农药残留的高质量管控是杜绝食品安全问题的重要保证，在管控工作中采用有效的检测办法十分必要。气相色谱-质谱法（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）是一种层析检测技术，本研究旨在探讨气相色谱质谱法检测食品中有机磷农药残留的应用效果，评价其应用价值。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料

本研究中所涉及的样品为猪肉、白菜、食用水和大米饭共4种，均采自某次食品安全现场。检测工作均由检测中心人员完成，人员均符合对应专业技术，知悉并同意本次研究。

1.1.2 试剂及仪器

正己烷（色谱纯），德国默克公司；氯化钠（规格2 g），国药化学试剂公司；乙腈（规格0.1 g），北京生物科技有限公司；三唑磷、马拉硫磷、甲胺磷、甲基对硫磷、杀螟松、敌敌畏和氧化乐果共7种标准溶液，浓度均为100 μg·mL-1。

DB-624色谱柱（30 m×0.5 mm×0.25 μm），美国Agilent公司；7890B/5977A气相色谱质谱联用仪，美国Agilent公司；TGL-16高度冷冻离心机，北京时代北利离心机有限公司；VORTEX-T涡旋振荡器、DC-12氮吹仪，美国Techne公司；LC02/8011S捣碎仪，北京中西华大科技公司。

1.2 方法

1.2.1 样品处理

本次4种样品接受处理，各样品均采集10 g（×6组），采集完成后，放置于离心管（规格50 mL，×6组）中，乙腈提取方法为（二氯甲烷及氯化钠提取剂办法相同）离心管中加入10 mL乙酸、乙腈混合液和15 mL水，加盖后混合，采用捣碎仪进行捣碎，捣碎样品倒入烧杯，加入2 g氯化钠、10 mL乙腈，用0.5 mg·kg-1进行加标实验，得到待测液，待测液提取方法分别为QuEChERs以及Carb/NH2两种，对应加入QuEChERs粉末（1.2 g无水硫酸镁）以及SA粉末0.4 g。随后用涡旋振荡仪处理10 min、超声提取30 min，最终得到上清液，吸取上清液加入50 mL离心管，再次加入10 mL乙腈重复提取，最终合并提取液，采用氮吹仪处理至接近干燥，采用正己烷复溶1.0 mL，待测。

1.2.2 气相色谱-质谱条件建立

色谱参数设置为恒流1.0 mL·min-1，氦气纯度不低于99.999%，温度控制以程序升温为准，初始温度设置60 ℃，持续时间2 min，随后以25 ℃·min-1升温至150 ℃，再以2 ℃·min-1升温至260 ℃（进样口为250 ℃），不分流进样。质谱参数四极杆温度为150 ℃，离子源温度230 ℃，电子能量70 eV；GS-MS传输温度为280 ℃[2]。

1.2.3 实验验证

使用农药标准液做对比，使用丙酮进行稀释，在已经建立的色谱条件下进行外标溶液定量，进行测定对比，利用GS-MS法对食品有机磷农药残留进行检测。

1.3 观察指标

观察指标分别为提取剂食品提取效率对比、提取方法食品提取率对比和农药残留时间及丰度比情况。

1.4 统计学方法

利用SPSS 23.0软件进行数据分析，计量资料比较采用t检验，并以（x±s）表示，计数资料采用χ2检验，并以率（%）表示，P＜0.05为差异显著，有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 农药残留时间及丰度情况

有机磷农药残留提取量受静置时间的影响，在15 min时提取率显著高于12～14 min（P＜0.05），见表1。

2.2 提取剂食品提取效率对比

本研究所涉及的3种提取剂（乙腈、氯化钠以及二氯甲烷）中，乙腈提取效率显著高于氯化钠以及二氯甲烷（P＜0.05）。①猪肉。乙腈为98.12%，氯化钠为92.44%，二氯甲烷为91.95%（χ2=15.041，P=0.001）。②白菜。乙腈为98.85%，氯化钠为91.40%，二氯甲烷为90.17%（χ2=16.418，P=0.001）。③食用水。乙腈为91.15%，氯化钠为89.42%，二氯甲烷为86.55%（χ2=29.216，P=0.001）。④大米饭，乙腈为90.55%，氯化钠为83.71%，二氯甲烷为81.17%（χ2=28.522，P=0.001）。

2.3 提取方法食品提取率对比

本研究所涉及的QuEChERs和Carb/NH2两种净化方法提取率中，对比无显著差异（P＞0.05）。①猪肉。QuEChERs为96.51%，Carb/NH2为96.65%（χ2=0.003，P=0.957）。②白菜。QuEChERs为97.33%，Carb/NH2为96.91%（χ2=0.031，P=0.859）。③食用水。QuEChERs为92.13%，Carb/NH2为90.98%（χ2=0.085，P=0.770）。④大米饭。QuEChERs为94.52%，Carb/NH2为94.16%（χ2=0.012，P=0.912）。

3 结论与讨论

有机磷农药是高效广谱类杀虫剂，品类较多，药效持续时间长，主要应用于水果、蔬菜等农作物的除草除虫工作，以保障农作物正常生长。该药滥用或使用不合理，可抑制或破损农作物生长因子，同时药物被吸收至土壤中还可导致土壤肥力降低，破坏一定区域内的土壤结构，若不及时处理还会二次转移至农作物组织内部，从而导致有机磷农药残留量增高[2]。多数有机磷农药属于高毒性农药，药物残留超标可蓄积于人体内，对身体健康造成极大危害。有调查显示，有机磷农药残留可致使急性中毒，还能引发慢性中毒[3]。另有研究指出，蔬菜中的有机磷农药残留与肿瘤疾病发病率上升存在相关性[4]。因此，从维护生态环境安全与人类身体健康视角而言，精准检测有机磷农药残留以及时干预具有重大意义。

在食品有机磷农药残留检测中，常见的检测方法有高效液相色谱法、分析气相色谱法、气相色谱质谱法以及薄层色谱法等，而常见的新方法为化学发光检测技术、传感器监测技术、采用发光菌检测方法等[5]。

在众多检测方法中，GC-MS法技术成熟，能有效简化样品提取流程，提升农药回收率，并縮短检测样品实验前的处理时间[6]。此次研究应用GC-MS法进行检测时，采用了乙腈、氯化钠以及二氯甲烷作为提取剂，同时选取QuEChERs以及Carb/NH2两种净化方式进行检测研究，均能有效提取到有机磷农药残留。研究发现，有机磷农药残留静置时间中，15 min时农药残留提取率高于12～14 min （P＜0.05），这说明GC-MS法检测食品有机磷农药残留时不同的静置时间均会影响结果。提取剂选用中，乙腈提取率显著高于二氯甲烷和氯化钠（P＜0.05）。可能是相较于二氯甲烷和氯化钠，乙腈提取受基质中脂肪、蜡质等亲脂性色素干扰较小，同时其具备沉淀蛋白的作用，使提取液中的杂质被有效剔除，因此其作为提取液应用于农药检测，可最大程度上提取出农药残留，提高检测结果的准确率[7]。此外，两种净化方式无显著差异（P＞0.05），但实验中发现QuEChERs净化速度快于Carb/NH2净化，更适用于食物样品的净化。可能是由于QuEChERS机制在于吸附杂质而实现除杂净化，而本次实验应用吸水机可更快地分离水与有机相，加之吸水时同步放热，有效调和萃取液温度，更利于提取有机磷农药残留，这与王艳丽[8]等学者研究结论较一致。

综上所述，GC-MS法能有效提取常见的有机磷农药残留，提取剂种类中乙腈提取率较高，而提取方法可根据实际条件灵活选用。

参考文献

[1]庄众，郭云昌，杨淑香，等.2002—2017年中国食源性农药中毒事件分析[J].中国食品卫生杂志，2021，33（3）：373-378.

[2]左蓓，秦国富，李永波.2014 --2017年西安市蔬菜有机磷农药残留状况调查[J].现代预防医学，2018，45（22）：4074-4077.

[3]王殿琳，朱照伟，张海青，等.791例有机磷农药中毒病例特征及预后影响因素分析[J].华南预防医学，2022，48（2）：227-229.

[4]丁浩东，万红友，秦攀，等.环境中有机磷农药污染状况、来源及风险评价[J].环境化学，2019，38（3）：463-479.

[5]杨杰，陈创钦，黄文锋，等.我国食品中有机磷农药残留检验方法标准现状[J].中国卫生检验杂志，2021，31（18）：2297-2300.

[6]王妍妍，宋金然，赵阳，等.气相色谱质谱法测定生活饮用水中12种有机磷农药[J].环境卫生学杂志，2022，12（3）：228-234.

[7]张晶，韩见龙，郑熠斌，等.气相色谱-串联质谱法检测蔬菜中8种氨基甲酸酯类农药残留[J].食品安全质量检测学报，2020，11（15）：5045-5051.

[8]王艳丽，李洁，李海霞，等.固相萃取-气相色谱-三重四极杆串联质谱法测定茶叶中45种有机磷农药残留[J].农药学学报，2020，22（4）：675-684.