張曉婷，潘建君，鐘 蕓，莊逸飛，馮青青，葉樹娟

(1.湖州出入境檢驗(yàn)檢疫局，浙江 湖州 313000；2. 湖州師范學(xué)院,浙江 湖州 313000)

我國(guó)是世界上栽培水稻歷史最悠久、水稻遺傳資源最豐富的國(guó)家之一，同時(shí)也是水稻產(chǎn)量最大的國(guó)家，全國(guó)約有60%的人口以大米為主食. 因此，稻谷的質(zhì)量關(guān)乎全國(guó)一半以上人口的生命安全. 然而，在水稻的種植過程中，盲目追求產(chǎn)量而過量、頻繁、不合理地使用農(nóng)藥的問題，成為了影響稻谷質(zhì)量安全的一個(gè)重要影響因素，嚴(yán)重影響人民群眾生命健康. 因此，建立高效、可靠的稻谷中農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)，對(duì)提高稻谷安全質(zhì)量、保證人類健康、保護(hù)環(huán)境資源都有重要的意義[1-3].

目前，農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)主要集中有：毛細(xì)管電泳法、液相色譜法、液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法、氣相色譜法和氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法等. 其中氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法是應(yīng)用最廣泛的一種分析方法，幾乎70%以上的農(nóng)藥殘留都可以采用該方法進(jìn)行測(cè)試[4-5].

稻谷中農(nóng)藥的提取方法主要有：超聲波輔助提取[6]、索氏提取[7]以及加速溶劑萃取[7-8]等. 其中索氏提取回收率較高，但工作量大、耗時(shí)長(zhǎng)、且有機(jī)溶劑的消耗量大；超聲波輔助提取方法簡(jiǎn)單、快速，但是相對(duì)萃取效率不高，回收率偏低[9-10]；加速溶劑萃取是一項(xiàng)新的提取技術(shù)，兼具速度快、效率高、有機(jī)溶劑使用量少、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥殘留檢測(cè)等領(lǐng)域[10-13].

本文以乙腈為提取溶劑，使用加速溶劑萃取儀對(duì)稻谷樣品中殘留的農(nóng)藥進(jìn)行提取，再通過自制復(fù)合填充物(無水硫酸鈉+弗羅里硅土活性炭)[9,14]凈化，最后利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀測(cè)試分析. 試驗(yàn)結(jié)果表明，該方法萃取速度快、靈敏度好、回收率高，可用于稻谷中18種農(nóng)藥殘留的測(cè)試.

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(7890A-5975C)，美國(guó)安捷倫公司；加速溶劑萃取儀(ASE350)，戴安(中國(guó))有限公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(R210)，瑞士BUCHI公司；旋渦混合器(XW-80A)，上海醫(yī)大儀器廠.

自制復(fù)合柱(FHZ)：200 mm×15 mm(內(nèi)徑)玻璃柱，底部墊約5 mm 脫脂棉和約20 mm 無水硫酸鈉，中間層為5 g弗羅里硅土和0.2 g活性炭混合物，頂端加約20 mm 無水硫酸鈉，使用前用20 mL 正己烷淋洗.

固相萃取小柱：cleanert S C18，博納艾杰爾(Agela)公司.

18種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)包括：禾草敵、甲拌磷、異稻瘟凈、甲基毒死蜱、甲基嘧啶磷、毒死蜱、嘧啶磷、稻瘟靈、三唑磷、生物芐呋菊酯、聯(lián)苯菊酯、氯氟氰菊酯、氯菊酯、氟氯氰菊酯、氟氰戊菊酯、氰戊菊酯、苯醚甲環(huán)唑、溴氰菊酯(100 μg/mL，農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所)；乙腈、正己烷、丙酮(均為色譜純，德國(guó)CNW公司)； 純水：艾利浦AWL-1001-P型超純水機(jī)制備，電導(dǎo)率小于0.10 μS/cm；無水硫酸鈉：分析純，浙江中星化工試劑有限公司；弗羅里硅土：色譜純，150～250 μm ，ASTM，德國(guó)CNW公司；活性炭：G-60，德國(guó)CNW公司.

實(shí)際樣品及陰性稻谷樣品：采購于湖州市糧油市場(chǎng)，實(shí)際樣品編號(hào)為2017LY001-2017LY002；陰性樣品編號(hào)為2017LY003.

1.2 樣品前處理

1.2.1 試樣制備

將稻谷試樣經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后，樣品全部過380 μm的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)篩，混勻，制備好的試樣均勻分成兩份，裝入潔凈的盛樣容器內(nèi)，密封并做好標(biāo)記.

1.2.2 提取

稱取10 g左右試樣(精確至0.01 g)與10 g硅藻土混合均勻，一并移入加速溶劑萃取儀的萃取池(池體積為34 mL)中，在壓力為10.34 MPa、溫度為80 ℃條件下，加熱5 min，再用乙腈靜態(tài)萃取3 min，循環(huán)2次，然后用池體積60%的乙腈(20.4 mL)沖洗萃取池，并用氮?dú)獯祾?00 s. 萃取完畢后，將萃取液混勻，取萃取液體積的十分之一(相當(dāng)于1 g試樣量)，待凈化.

1.2.2 凈化

用10 mL乙腈預(yù)洗cleanert S C18柱，然后將其放入固定架上，下端接雞心瓶，移入上述萃取液，并用15 mL乙腈洗滌cleanert S C18柱，收集萃取液及洗滌液，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上將收集的液體濃縮至近干，備用.

將上述樣品濃縮液用9 mL正己烷-丙酮(體積比為3∶1)分三次溶解洗滌后轉(zhuǎn)移至自制復(fù)合柱(FHZ)中，收集流出液，再用75 mL正己烷-丙酮(體積比為3∶1)混合溶劑洗脫. 流速約為3 mL/min，收集全部洗脫液，在40 ℃以下水浴減壓濃縮至約1 mL，用5 mL正己烷交換兩次，轉(zhuǎn)移入離心管中，用吹氮濃縮儀吹干，加入1.0 mL 正己烷溶解，供氣相色譜-質(zhì)譜儀測(cè)定.

1.3 檢測(cè)

1.3.1 氣相色譜條件

色譜柱為HP-5ms(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；不分流進(jìn)樣；進(jìn)樣量為1 μL；純度不低于99.999%的氦氣作為載氣，流速為1.0 mL/min；進(jìn)樣口溫度：270 ℃；GC-MS接口溫度：280 ℃；色譜柱升溫程序：70 ℃保持1 min，然后以20 ℃/min程序升溫至240 ℃，再以2 ℃/min升溫至270 ℃保持2 min，再以10 ℃/ min 升溫至300 ℃，保持5 min.

1.3.2 質(zhì)譜條件

電離方式為EI模式，電離能量為70 eV；離子源溫度為230 ℃；四級(jí)桿溫度為150 ℃；選擇離子監(jiān)測(cè)模式(SIM).

上述氣相色譜/質(zhì)譜條件下，18種農(nóng)藥的保留時(shí)間以及選擇離子參數(shù)如表1所列，標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖如圖1所示.

表1 GC-MS分析的18種農(nóng)藥名稱、保留時(shí)間及定性、定量離子參數(shù)Table 1 Pesticide, retention time, qualitative and quantitative selected ions parameters for GC-MS analysis

2 結(jié)果與討論

2.1 提取條件的優(yōu)化

2.1.1 提取方法的選擇

殘留農(nóng)藥的提取方法主要有索氏提取、超聲提取以及加速溶劑萃取等. 其中，索式提取法耗時(shí)長(zhǎng)，對(duì)農(nóng)藥的熱穩(wěn)定性有要求，對(duì)環(huán)境有較高控制要求. 超聲提取法雖操作簡(jiǎn)單，但一般適用于含水量較高的新鮮樣品. 如應(yīng)用于干燥的糧谷類樣品時(shí)，還需要加入水同時(shí)提取，然后經(jīng)液液萃取提取化合物. 由于糧谷類樣品中碳水化合物含量較高，一般離心操作達(dá)不到分離沉淀雜質(zhì)的要求，因此增加了提取凈化難度. 加速溶劑萃取是一種自動(dòng)萃取技術(shù)，具有時(shí)間短、溶劑用量少和提取效率高等特點(diǎn)，也是美國(guó)環(huán)保署選定的標(biāo)準(zhǔn)方法(EPA3545)，所以本文選擇該方法進(jìn)行稻谷樣品中農(nóng)藥的提取.

圖1 18種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖(0.5 μg/mL)Fig.1 Total ion chromatogram of 18 pesticides in standard solution(0.5 μg/mL)(1)禾草敵,(2)甲拌磷,(3)異稻瘟凈,(4)甲基毒死蜱,(5)甲基嘧啶磷,(6)毒死蜱,(7)嘧啶磷,(8)稻瘟靈,(9)三唑磷,(10)生物芐呋菊酯,(11)聯(lián)苯菊酯，(12)氯氟氰菊酯,(13)氯菊酯,(14)氟氯氰菊酯,(15)氟氰戊菊酯,(16)氰戊菊酯,(17)苯醚甲環(huán)唑,(18)溴氰菊酯

2.1.2 提取溶劑的選擇

殘留農(nóng)藥的提取效率與農(nóng)藥自身性質(zhì)以及提取溶劑的性質(zhì)都有直接關(guān)系. 本文分析的稻谷樣品屬于低脂肪干性樣品，比較適合采用丙酮或者乙腈作為提取溶劑. 經(jīng)試驗(yàn)比較發(fā)現(xiàn)，采用丙酮作為提取溶劑時(shí)，去除樣品中的色素效果不明顯，而且測(cè)試色譜圖中含有多種長(zhǎng)直鏈烴及類脂物雜峰，影響對(duì)18種農(nóng)藥目標(biāo)物的分析. 而采用乙腈為提取溶劑時(shí)，則沒有上述問題，能夠滿足分析要求，所以本文選取乙腈為提取溶劑.

2.2 凈化方法的優(yōu)化

一般稻谷的成分組成：水分14%、蛋白質(zhì)8%～12%、脂肪2%、碳水化合物75%左右以及部分色素等. 根據(jù)這一試樣特性，本文選擇了兩種凈化方式進(jìn)行比較分析.

2.2.1 A法

萃取液先過cleanert S C18柱，并用乙腈洗滌，收集萃取液及洗滌液，濃縮至近干，再用正己烷-丙酮(體積比為3∶1)溶解洗滌后過自制復(fù)合柱(FHZ)中，并用正己烷-丙酮(體積比為3∶1)混合溶劑洗脫. 收集全部洗脫液，經(jīng)濃縮定容后上機(jī).

2.2.2 B法

萃取液先過cleanert S C18柱，并用乙腈洗滌，收集萃取液及洗滌液，濃縮至近干，再用乙腈-甲苯(體積比為3∶1)溶解洗滌后，連續(xù)過Envi-Carb柱和 Sep-PakNH2柱，并用乙腈-甲苯(體積比為3∶1)混合溶劑洗脫. 收集全部洗脫液，經(jīng)濃縮定容后上機(jī).

試驗(yàn)結(jié)果表明，B法連續(xù)過Envi-Carb柱和 Sep-PakNH2柱，增加了操作步驟和目標(biāo)物損耗，使得大部分目標(biāo)物的回收率低于A法，特別是三唑磷和生物芐呋菊酯，回收率明顯下降，不能滿足檢測(cè)需求. 而且從色譜圖來看，B法凈化后的殘留雜峰仍然多于A法，在9.8、12 min左右，有油酸、亞油酸和棕櫚酸等長(zhǎng)鏈雜質(zhì)，去除雜質(zhì)效果不如A法. 因此，本文確定選擇A法為凈化方法.

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線及線性關(guān)系

按確定的色譜條件，分別對(duì)0.05、0.1、0.25、0.5、1.0 μg/mL的18種農(nóng)藥混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定，以各農(nóng)藥化合物定量離子的峰面積為縱坐標(biāo)，以濃度為橫坐標(biāo)，做標(biāo)準(zhǔn)曲線. 結(jié)果表明，各農(nóng)藥化合物在0.05～1.0 μg/mL質(zhì)量濃度范圍內(nèi)均具有較好的線性關(guān)系，其18種農(nóng)藥化合物的線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)如表2所列.

表2 18種農(nóng)藥化合物的線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)Table 2 Linear regression equation and correlation coefficient(R2)of 18 pesticides

2.4 方法的檢出限及定量限

依據(jù)美國(guó)EPA524.2方法[9]，在較低質(zhì)量濃度(0.1 mg/L)下重復(fù)測(cè)定8次得出標(biāo)準(zhǔn)偏差(STD Dev)，以3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差確定為方法的檢出限(MDL)=3(STD Dev)，以8倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差確定為方法的定量限(MDQ)=8(STD Dev). 結(jié)果表明，18種農(nóng)藥的檢出限在0.104～0.647 mg/kg之間，定量限在0.276～1.724 mg/kg之間. 具體結(jié)果如表3所列.

2.5 方法的回收率和精密度

在陰性樣品中加入已知濃度的18種農(nóng)藥混標(biāo)溶液，做6次平行測(cè)試，得到各農(nóng)藥的平均回收率及精密度(相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差)情況，結(jié)果如表4所列.

2.6 實(shí)際樣品檢測(cè)

應(yīng)用該方法對(duì)湖州市糧油市場(chǎng)采購的10個(gè)水稻樣品進(jìn)行上述18種農(nóng)藥的檢測(cè)，其中檢出一份聯(lián)苯菊酯含量為0.53 mg/kg，其他農(nóng)藥未檢出. 與均質(zhì)提取或超聲萃取農(nóng)殘相比節(jié)約檢測(cè)前處理時(shí)間和試劑消耗，加速溶劑萃取所得提取液雜質(zhì)教少，農(nóng)藥提取率較高，檢測(cè)結(jié)果略高于上訴兩種傳統(tǒng)方法.

表3 18種農(nóng)藥化合物的檢出限及定量限Table 3 Detection limit and quantitative limit of 18 pesticides /(mg/kg)

表4 18種農(nóng)藥的回收率及精密度試驗(yàn)結(jié)果(n=6)Table 4 Recovery and precision test results of 18 pesticides in paddy(n=6)

3 結(jié)論

本文建立的加速溶劑萃取-固相萃取凈化-氣質(zhì)聯(lián)用法(ASE/SPE/GC-MS)測(cè)定稻谷中18種農(nóng)藥殘留方法，線性相關(guān)系數(shù)好，檢出限和定量限低，回收率以及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差等指標(biāo)均能滿足測(cè)試要求，操作簡(jiǎn)便，結(jié)果準(zhǔn)確，適用于稻谷中禾草敵等18種農(nóng)藥殘留的檢測(cè).

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