□ 李達(dá) 戶慶云 肇慶出入境檢驗(yàn)檢疫局

□ 張琦 吉林出入境檢驗(yàn)檢疫局

多壁碳納米管分散固相萃取凈化-氣相色譜三重四級(jí)桿質(zhì)譜聯(lián)用同時(shí)測(cè)定桂皮中10種有機(jī)磷農(nóng)藥

□ 李達(dá) 戶慶云 肇慶出入境檢驗(yàn)檢疫局

□ 張琦 吉林出入境檢驗(yàn)檢疫局

建立一種多壁碳納米管分散固相萃取凈化-氣相色譜三重四級(jí)桿質(zhì)譜聯(lián)用同時(shí)測(cè)定桂皮中10種有機(jī)磷農(nóng)藥的檢測(cè)方法。樣品經(jīng)乙腈提取，以MWCNTs、PSA和MgSO4凈化，離心、過(guò)濾后經(jīng)氣相色譜三重四級(jí)桿質(zhì)譜測(cè)定，外標(biāo)法定量。結(jié)果表明，10種有機(jī)磷農(nóng)藥在0.01~1.0μg/mL范圍內(nèi)具有良好的線性。加標(biāo)回收率為78.3%~105.2%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（n=5）為1.6%～9.2%，方法檢出限為0.001~0.010mg／kg。該方法操作簡(jiǎn)單快捷、準(zhǔn)確、檢測(cè)成本低，能滿足桂皮中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的檢測(cè)要求。

多壁碳納米管 分散固相萃取 氣相色譜三重四級(jí)桿質(zhì)譜 桂皮 有機(jī)磷農(nóng)藥

廣東肇慶被稱為“桂皮之鄉(xiāng)”，種植桂樹歷史悠久，肇慶桂皮品質(zhì)純、產(chǎn)量大，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷歐洲、美洲、南洋群島一帶及港澳地區(qū)。近年來(lái)，隨著國(guó)際貿(mào)易競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇以及各國(guó)對(duì)食品安全要求的提高，發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)此類產(chǎn)品制定了嚴(yán)格的農(nóng)藥殘留限量。由于農(nóng)藥殘留檢測(cè)項(xiàng)目的不斷增多，農(nóng)藥殘留問(wèn)題已成為我國(guó)桂皮出口的瓶頸。

桂皮是一種有芳香性氣味的香辛料，其基質(zhì)復(fù)雜且含有大量的干擾物質(zhì)，因此樣品的有效凈化前處理是實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確分析檢測(cè)的前提，同時(shí)也能避免儀器被污染的風(fēng)險(xiǎn)。目前，農(nóng)藥檢測(cè)常用的提取方法有固相萃取法[1]、加速溶劑萃取法[2]、微波萃取法[3]和固相微萃取法[4]等。2003年，Anastassiades等[5]提出了QuEChERS方法，該方法準(zhǔn)確、快速、簡(jiǎn)便、高效、成本低廉，在動(dòng)植物源食品農(nóng)獸藥殘留的檢測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用[6、7]。多壁碳納米管具備較大的比表面積和較多的吸附位點(diǎn)，極好地增強(qiáng)了吸附性能，其吸附性優(yōu)于C18、PSA和GCB等常用的吸附材料。此外，碳納米管具有特殊π電子產(chǎn)生的π-π共軛作用，因此多壁碳納米管擁有高選擇性。目前，已經(jīng)有多壁碳納米管凈化應(yīng)用到水質(zhì)[8]、土壤[9]、農(nóng)副產(chǎn)品中農(nóng)獸藥殘留[10、11]等領(lǐng)域中的相關(guān)報(bào)道，還未見應(yīng)用到桂皮的殘留檢測(cè)的報(bào)道。本文采用吸附性能好、凈化效率高的多壁碳納米管作為吸附劑，并結(jié)合多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式的氣相色譜-三重四級(jí)桿串聯(lián)質(zhì)譜法對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行測(cè)定，該方法操作方便、凈化效果好，極大的提高了復(fù)雜基質(zhì)中農(nóng)藥殘留物分析的準(zhǔn)確性。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 7890B/7000C氣相色譜三重四級(jí)桿質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國(guó)安捷倫公司)；3-18K高速離心機(jī)（德國(guó)SIGMA公司）；Turbovap LV氮吹儀（美國(guó)caliper公司）；IKA MS3渦旋混合器（德國(guó)IKA公司）。

農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品甲胺磷、乙酰甲胺磷、敵敵畏、甲拌磷、甲基對(duì)硫璃、殺螟硫磷、馬拉硫磷、倍硫磷、毒死蜱、乙硫磷（均為100mg/L）購(gòu)于國(guó)家環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)研究中心；乙腈、正己烷均為色譜純，購(gòu)于德國(guó)merck公司；無(wú)水硫酸鎂（MgSO4，分析純，使用前于650℃下灼燒4h，備用）和氯化鈉購(gòu)于廣州化學(xué)試劑廠；多壁碳納米管（直徑小于8nm，長(zhǎng)度為10~30μm，純度為98%）購(gòu)于北京德科島金科技有限公司；PSA購(gòu)于天津博納艾杰爾科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

將0.5mL 100mg/L的各標(biāo)準(zhǔn)溶液轉(zhuǎn)移至10mL容量瓶中，用乙腈稀釋成質(zhì)量濃度均為5mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，置于4℃冰箱中保存。根據(jù)每種標(biāo)準(zhǔn)的靈敏度和儀器線性范圍，吸取一定量的混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，用乙腈稀釋成系列濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.2.2 樣品前處理

準(zhǔn)確稱取1.0g（精確至0.001g）樣品于50mL離心管中，加入5mL水，靜置10min，依次加入1g氯化鈉、10mL乙腈。用渦旋混合器渦旋振蕩提取3min，以10000r/min離心3min后取上清液至玻璃試管中，經(jīng)氮?dú)獯禎饪s至近干，加入1.0mL乙腈待凈化。

將上述提取液1.0mL轉(zhuǎn)移至已加入100mg無(wú)水MgSO4、50mg PSA和10mg MWCNTs的2mL離 心 管 中，渦旋30s，14000r/min離心1min，取上清液過(guò)0.22μm聚四氟乙烯微孔濾膜于進(jìn)樣小瓶，待測(cè)。

1.2.3 儀器的工作條件

色 譜 條 件： 色 譜 柱 HP-5ms（30m×0.25mm×0.25μm）；初始溫度：95℃保持1.5min，20℃/min升溫至200℃，5℃/min升溫至230℃，25℃/min升溫至280℃保持5min；載氣：氦氣；流速：1.2mL/min；進(jìn)樣口溫度：250℃，進(jìn)樣量：1μL；進(jìn)樣方式：不分流進(jìn)樣。

質(zhì)譜條件：電離電壓：EI 70eV；離子源：230℃；傳輸線溫度：280℃；MRM條件：根據(jù)不同的農(nóng)藥進(jìn)行分別優(yōu)化；相關(guān)的母離子、子離子和碰撞電壓見表1；10種有機(jī)磷農(nóng)藥的總離子流色譜圖見圖1。

2 結(jié)果與討論

2.1 萃取條件的優(yōu)化

分別考察了振蕩、渦旋、超聲3種提取方式對(duì)回收率的影響，確定渦旋提取方式最為省時(shí)且提取效率高。分別考察了丙酮、乙腈、乙酸乙酯3種提取溶劑對(duì)回收率的影響，發(fā)現(xiàn)乙酸乙酯和乙腈作為提取液時(shí)的回收率普遍高于丙酮的提取效率，但是乙酸乙酯提取液的雜質(zhì)較多，所以初步選定乙腈作為提取液。在提取溶劑用量和提取時(shí)間的條件優(yōu)化中，對(duì)比了提取溶劑分別為10mL、20mL、30mL，渦旋提取時(shí)間1~5min的回收率，發(fā)現(xiàn)提取溶劑為10mL，提取時(shí)間2min就可得到理想的提取效果。

圖1 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(1.0mg/L)在MRM模式下的總離子流圖

2.2 凈化條件的優(yōu)化

PSA作為弱陰離子交換吸附劑，可以有效去除樣品中的脂肪酸、有機(jī)酸和糖類，但其吸附色素的能力有限[12]。試驗(yàn)考察了只使用PSA對(duì)桂皮提取液的凈化效果，PSA用量從20mg增加至100mg，凈化液的顏色依然較為混濁。說(shuō)明PSA對(duì)色素的吸附能力較弱，需要與其他吸附試劑聯(lián)合使用。多壁碳納米管具有較大的比表面積及較強(qiáng)的吸附能力，試驗(yàn)考察了多壁碳納米管作為吸附劑除去色素的能力，同時(shí)與GCB相比較，相同用量下，多壁碳納米管的凈化效果明顯優(yōu)于GCB，并且只需少量，就可以較好的去除色素，因此本試驗(yàn)通過(guò)采用多壁碳納米管和PSA混合使用的方式，取得了較好的凈化效果。

為了確定多種吸附劑的使用量，本試驗(yàn)設(shè)計(jì)了正交實(shí)驗(yàn)—向1mL加標(biāo)提取液中分別加入不同比例的MWCNTs、PSA和MgSO4，渦旋后離心，上機(jī)測(cè)定，結(jié)果表 明100mg無(wú) 水MgSO4、50mg PSA和10mg MWCNTs作為吸附劑時(shí)，凈化效果和回收率最佳。

2.3 儀器條件的優(yōu)化

針對(duì)復(fù)雜基質(zhì)的農(nóng)藥殘留檢測(cè)，使用GC-MS-MS多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式（MRM）比GC-MS選擇離子監(jiān)測(cè)模式（SIM）抗干擾能力更強(qiáng)，有效降低了基質(zhì)干擾，可以增加定性結(jié)果的可靠性，且由于定量時(shí)本底值降低，極大的提高了檢測(cè)的靈敏度。本試驗(yàn)對(duì)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液運(yùn)行全掃描，掃描離子的質(zhì)量范圍為50~500，選擇特征離子作為母離子后，進(jìn)行產(chǎn)物離子掃描，選擇豐度最強(qiáng)的子離子，確定子離子后設(shè)定碰撞電壓為10~30eV，每隔5eV進(jìn)行一次碰撞，選取最優(yōu)碰撞能量，10種有機(jī)磷農(nóng)藥的質(zhì)譜條件見表1。

2.4 精密度和準(zhǔn)確度

在最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)條件下，10種有機(jī)磷農(nóng)藥溶液在0.01~1.0μg/mL范圍內(nèi)有較好的線性，采用S/N=3計(jì)算方法的檢出限，S/N=10計(jì)算方法的定量下限，在低、中、高3個(gè)加標(biāo)濃度水平下，每個(gè)濃度水平重復(fù)測(cè)定5次。10種農(nóng)藥的平均回收率為78.3%～105.2%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為1.6%~9.2%，結(jié)果見表1。用本方法對(duì)50個(gè)不同產(chǎn)地的桂皮樣品進(jìn)行了檢測(cè)，其中一個(gè)樣品檢測(cè)出馬拉硫磷0.015mg/kg，一個(gè)樣品檢測(cè)出甲基對(duì)硫磷0.011mg/kg，其余樣品均未檢出。

表1 質(zhì)譜參數(shù)和方法的精密度及準(zhǔn)確度

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)以MWCNTs、PSA和MgSO4作為吸附劑，運(yùn)用氣相色譜三重四級(jí)桿質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測(cè)桂皮中10種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留。本方法快速高效、前處理成本低，符合桂皮中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的檢測(cè)要求，此方法也可應(yīng)用于其它香辛料產(chǎn)品的檢測(cè)。

[1] 周靜峰，施家威，李繼革等．固相萃取-三重串聯(lián)四極桿氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用分析蔬菜中45種農(nóng)藥殘留[J]．中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2011，21(12):2835-2839．

[2] 胡貝貞，沈國(guó)軍，邵鐵鋒等.加速溶劑萃取-氣相色譜-負(fù)化學(xué)源質(zhì)譜法測(cè)定茶葉中有機(jī)氯和擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留量[J].分析試驗(yàn)室，2009，28(1):80-83.

[3] 袁寧，余彬彬，張茂升等．微波輔助萃取-固相微萃取-氣相色譜法同時(shí)測(cè)定茶葉中的有機(jī)氯和擬除蟲菊酯農(nóng)藥殘留[J].色譜，2006，24(6):636-640．

[4] 崔艷華，姚偉宣，張素玲等．石墨烯/聚二甲基硅氧烷涂層頂空固相微萃取與氣相色譜聯(lián)用測(cè)定環(huán)境水和果汁中菊酯農(nóng)藥殘留[J].分析測(cè)試學(xué)報(bào)，2015，34(4):375-380．

[5] Anastassiades M,Lehotay S J,Stajnbaher D,et al.J AOAC Int.2003,86(2):412.

[6] 章晴，陳士恒，楊永壇.分散固相萃取-氣相色譜法測(cè)定茶葉中25種有機(jī)氯農(nóng)藥與擬除蟲菊酯農(nóng)藥殘留[J].分析儀器，2013，4:16-22.

[7] Hua Yan，Xin Liu，F(xiàn)engyun Cui，et a1. Determination of amantadine and rimantadine in chicken muscle by QuEChERS pretreatment method and UPLC coupled with LTQ Orbitrap mass spectrometry [J]. Journal of Chro-matography B，2013，938:8-13.

[8] 張玲金，謝文明.多壁納米碳管固相萃取測(cè)定水中的有機(jī)氯農(nóng)藥[J].分析測(cè)試學(xué)報(bào),2004，23(Z1):258-261.

[9] Min G，Wang S，Zhu H，et a1. Multi-walled carbon nanotubes as solid-phase extraction adsorbents for determ ination of atrazine and its principal metabolites in water and soil samples by gas chromatography-mass spectrometry [J]. Sci Total Environ, 2008, 396(1): 79-85.

[10] 劉曉亮，郭澤旺，黃璐璐等．多壁碳納米管分散固相萃取氣相色譜法檢測(cè)蔬菜中23種農(nóng)藥殘留[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016，47(3):401-406.

[11] 趙海香，劉海萍，閆早嬰等．多壁碳納米管固相萃取凈化-高效液相色譜法測(cè)定豬肉和雞肉中的磺胺多殘留[J].色譜，2014，32(3):294-298.

[12] 榮杰峰，韋航，李亦軍等．羥基化多壁碳納米管分散固相萃取凈化-氣相色譜-質(zhì)譜法測(cè)定茶葉中21種有機(jī)磷農(nóng)藥[J].色譜，201，34(2):194-201.