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GC-MS法测定红薯中克百威和3-羟基克百威的残留量

时间:2022-05-01 11:10:02 浏览量:


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摘 要:本文通过GC-MS联用技术建立了一种高效准确的检测红薯中克百威、3-羟基克百威残留的方法。样品经乙腈萃取、TPT固相萃取柱净化后,利用GC-MS 检测。结果表明:预处理后样品中克百威、3-羟基克百威GC-MS保留时间分别为5.758 min、8.542 min,在加标量分别为0.2、0.4、0.6 μg/mL 时,其平均回收率在80%~115% ,相对标准偏差(RSD)<10% 。该方法在0.1~0.5 μg/mL范围内具有较好的线性关系( R2>0.997) ,最低檢测限(LOD)为0.000 5 mg /kg,定量限(LOQ)为0.001 6 mg/kg。该研究为红薯中克百威、3-羟基克百威残留提供了一种简便快速有效的检测方法。

关键词:克百威;3-羟基克百威;GC-MS;红薯;残留

克百威又称呋喃丹,是一种氨基甲酸酯类杀虫剂和杀线虫剂[1]。按中国农药毒性分级标准,克百威为高毒农药,农业部199号公告禁止克百威在蔬菜、果树、茶叶和中草药材上使用[2]。《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》(GB 2763-2016)中规定,其残留物为克百威和3-羟基克百威之和,以克百威表示,在蔬菜水果中的最大残留限量为0.02 mg/kg[3]。

目前,对于克百威和3-羟基克百威残留检测已有诸多研究,罗俊凯等建立了气相色谱-质谱法同时检测烟叶和土壤中丁硫克百威及其代谢产物(克百威和3-羟基克百威)残留量的分析方法[4];赵桦林建立了加速溶剂萃取-液相色谱-串联质谱法同步检测白菜中丁硫克百威及其代谢物克百威、3-羟基克百威和3-酮基克百威[5]。李军采用高效液相色谱-紫外检测法同时测定了土壤中多菌灵、灭多威和克百威的残留量[6]。侯翠丽建立了浓缩菠萝汁中克百威及其代谢产物3-羟基克百威残留量的液相色谱串联质谱分析方法[7]。

检测基质包括了辣椒、黄瓜、豇豆、番茄、苹果、葡萄、草莓、蜂蜜、小麦、水稻和土壤等,其中红薯作为克百威主要施用的蔬菜之一,其残留的检测至今未有报道。测定克百威没有气相色谱-质谱国标方法,本试验建立了红薯中克百威和3-羟基克百威残留检测的气相色谱-质谱法,通过乙腈萃取样品,TPT固相萃取柱净化,利用GC-MS检测,以期为红薯中克百威及其代谢产物3-羟基克百威残留量检测提供一种快速有效的方法,并对梅州市及周边县区等25个超市及菜市场的红薯进行随机抽样检验,进行风险监测。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

红薯样品(梅州市喜多多、乐万家、华建市场等20多个超市及农贸市场);克百威标准品(农业部环境保护科研监测所GSB05-2300-2008);3-羟基克百威标准品(农业部环境保护科研监测所GSB05-1861-2016);乙腈、正己烷(Anaqua chemicals supply,色谱纯);丙酮(Honeywell,色谱纯);氯化钠(广州化学试剂厂,优级纯);无水硫酸钠(天津市科密欧化学试剂有限公司,优级纯)。

TPT固相萃取柱;岛津气相色谱仪(2010PLUS);岛津QP-2010质谱仪;气相色谱柱DB-1701(美国安捷伦公司);固相萃取仪、氮吹仪(北京莱伯泰科股份有限公司);漩涡仪(上海泸西分析仪器有限公司);摇床(金坛市宏华仪器厂);离心机(湘鹰TD5A-WS台式低速离心机)。

1.2 标准溶液的配制

准确吸取100 μg/mL的克百威和3-羟基克百威标准品,用丙酮定容至10 mL,配制成10 μg/mL标准储备液,置于-18 ℃保存。以空白红薯基质将标准储备液稀释成浓度分别为 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 μg/mL的克百威和3-羟基克百威标准工作溶液。

1.3 样品的提取和净化

1.3.1 样品提取

称取10.0 g(精确至0.001 g) 样品置于100 mL离心管中,加入40 mL乙腈后于振荡器上振荡提取30min,过滤至加有6.0~8.0 g NaCl的离心管中,旋涡1 min,4 000转离心5 min,取上清液于10 mL至氮吹管中,氮吹浓缩至近干,加入1 mL丙酮溶解待净化。

1.3.2 净化

用5 mL甲醇∶二氯甲烷(1∶99)活化TPT固相萃取柱,弃去淋洗液,将样品溶液转移至固相萃取柱中,用10 mL甲醇∶二氯甲烷(1∶99)分3次洗脱固相萃取柱,合并洗涤液于氮吹管中,氮吹至近干,加丙酮定容至1.0 mL,过0.22 μm 滤膜,上机。

1.4 仪器条件

载气为高纯氦气( 99.999 % );进样方式为不分流进样;色谱柱为DB-1701石英毛细管柱;接口温度220 ℃;进样口温度220 ℃。柱温箱:程序升温,初始120 ℃,再以每分钟10 ℃升至220 ℃,再以每分钟5 ℃升至250 ℃,保持8 min,再以每分钟20 ℃升至280 ℃,保持5min。进样量 1.0 μL。电子轰击电离源(EI),离子源温度250 ℃;溶剂延迟4 min。

1.5 回收率、检测限和定量限的确定

向空白红薯样品中分别添加0.2、0.4、0.6 μg/mL的克百威和3-羟基克百威标准溶液测定其回收率,重复3次并计算相对标准偏差(RSD)。以不含克百威和3-羟基克百威的空白红薯样品作为基质,配制不同浓度梯度的克百威和3-羟基克百威的标准溶液,以3倍的最低浓度比信噪比确定该方法的检出限,以10倍的最低浓度比信噪比作为定量限。

2 结果与讨论

2.1 样品前处理条件的优化

提取条件优化:本研究比较了振荡和均质2 种提取方式,分别为振荡提取30 min、均质提取1 min。结果表明:震荡提取与均质提取平均回收率均在80%~110 %,差异不显著(P> 0.05)。均质提取操作危险,耗时耗力。振荡提取操作简便,适合大批量样品,由此本研究选择振荡30 min作为克百威和3-羟基克百威的提取方式。

固相萃取柱的选择:本研究首先对Florisil、TPT和氨基柱3种固相萃取柱分离萃取克百威和3-羟基克百威的效果进行了对比。结果表明:TPT固相萃取柱去除杂质和色素的效果明显优于Florisil和氨基固相萃取柱,平均回收率均在90%~100%,差异不显著(P>0.05)。因此选用TPT固相萃取柱进行实验。

洗涤液的选择:测定农药残留时,样品前处理多采用乙腈∶甲苯(3∶1)萃取。本研究对乙腈∶甲苯(3∶1)、甲醇∶二氯甲烷(1∶99)这两种洗涤剂进行了对比,分别计算相应的克百威和3-羟基克百威回收率。结果表明,采用乙腈∶甲苯(3∶1)和甲醇∶二氯甲烷(1∶99)这两种洗涤剂回收率接近,无显著性差异(P>0.05),由于甲苯毒性较强且乙腈∶甲苯(3∶1)在氮吹过程中耗时长,需多次溶剂交换,残留的乙腈会损坏色谱柱,因此选用甲醇∶二氯甲烷(1∶99)作为TPT柱的洗涤剂。

2.2 检测条件的优化

进样口的温度要高于被分析物的沸点,确保样品组分不会在进样口滞留从而影响对农药残留分析的准确性[8],经过预实验确定进样口温度为220 ℃。对不同程序升温速率进行比较,发现升温速率越快,目标物和杂峰分离度变差,但为达到分析检测时间较短、灵敏度较高等试验效果,最终确定升温程序,见表1。 

在选定的检测条件下,首先通过全扫描监测方式,对克百威和 3-羥基克百威进行定性分析,并选择特征监测离子,之后使用SIM模式,对其进行定量分析,如图1、图2所示。

2.3 基质效应

基质的存在可能增强或抑制离子强度。用红薯空白样品经过乙腈提取、TPT净化前处理过程,得到空白基质提取液,分别用丙酮溶液和空白样品溶液稀释标准溶液,进行气相色谱-质谱法对比分析。结果显示克百威ME = 1.15 > 1,3-羟基克百威ME = 1.26 > 1,表明克百威和3-羟基克百威均存在不同程度的基质增强效应。为了消除基质效应的影响,采用基质标准工作曲线进行定量计算。

2.4 方法的线性关系及检出限

以质量浓度分别为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 μg/mL的克百威和3-羟基克百威标准品的浓度为横坐标,以各自峰面积为纵坐标计算回归方程,制作标准曲线,如图3、图4所示。

克百威线性关系Y = 172388.0X - 8122.001,相关系数R2 = 0.9982。

3-羟基克百威线性关系Y = 65182.0X - 30.50014,相关系数R2 = 0.9995。

在克百威和3-羟基克百威的空白红薯样品中,添加不同浓度的克百威和3-羟基克百威标准溶液,以3倍的最低浓度比信噪比确定该方法的检出限为0.000 5 mg/kg,以10倍的最低浓度比信噪比确定该方法的定量限为0.001 6 mg/kg。

2.5 回收率和精密度

在样品中分别加入0.2、0.4、0.6 μg/mL的克百威和3-羟基克百威标准溶液,在优化的处理条件下对克百威和3-羟基克百威残留进行测定计算,克百威平均回收率分别为85.34 %、89.65 %、110.78 %,相对标准偏差为8.14 %、4.10 %、4.80 %,3-羟基克百威平均回收率分别为97.17 %、89.74 %、101.69 %,相对标准偏差为3.19 %、5.95 %、2.32 %,符合农药残留检测的要求。添加回收率及相对标准偏差结果见表2。

2.6 实际小麦样品的测定

实验选取梅州市及周边县区等25个超市及菜市场的红薯作为样品,分别按上述方法对样品进行检测分析,结果表明有两份样品检出克百威残留。根据GB 2763规定的块茎类蔬菜中克百威和3-羟基克百威的最大残留限量为0.02 mg/kg,红薯样品的测定结果显示,2份样品中检测出克百威为0.006 mg/kg和0.008 mg/kg,含量均小于限量0.02 mg/kg,因此本次抽检的红薯样品均合格。

3 结论

运用GC-MS 技术,建立了红薯中克百威和3-羟基克百威残留量的分析方法。该方法优化了红薯前处理过程,采用TPT固相萃取柱净化,并以甲醇∶二氯甲烷(1∶99)为淋洗液可以提高实验效率,达到对农药残留准确分析的目的。对空白样品进行添加回收实验,克百威和3-羟基克百威的平均回收率在80 %~115 %,相对标准偏差(RSD)<10 % ,最低检测限为0.000 5 mg /kg,定量限为0.001 6 mg/kg,满足农药残留分析的要求。本文首次利用气相色谱-质谱联用技术对红薯中克百威和3-羟基克百威残留量进行测定分析,此方法样品前处理过程简便、快捷,实现了样品的自动化分析且检测灵敏度好,适用于红薯克百威和3-羟基克百威残留的定性和定量测定,从而为红薯中克百威和3-羟基克百威残留量的检测提供了一种简便有效的方法。

参考文献

[1]侯志广,王秀梅,范志先,等.气质发测定白菜中克百威残留量的研究[J].吉林农业大学学报,2004,26(1):70-72.

[2]方宗壮,谢艳丽,王萌,等.气相色谱-质谱法测定豇豆中丁硫克克百威,克百威和3-羟基克百威的残留[J].保鲜与加工,2016,16(5):94-99.

[3]国家卫生和计划生育委员会,国家食品药品监督管理总局,农业部.食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量:GB 2763-2016[S].北京:中国标准出版社,2016.

[4]罗俊凯,龚道新,丁春霞,等.气相色谱-质谱法测定烟叶和土壤中丁硫克百威及其代谢产物的残留[J].农药学学报,2014,16(1):66-71.

[5]赵桦林,邱静,王敏,等.加速溶剂萃取-液相色谱-串联质谱测定白菜中的丁硫克百威及其代谢物残留[J].农药学学报,2013,15(2):204-210.

[6]李军,顾亚南,里冠华,等.高效液相色谱法同时快速测定土壤中多菌灵-灭多威和克百威的残留[J].环境研究与监测,2018,31(2):31-33.

[7]侯翠丽,唐媛媛,马新华,等.UPLC-MS-MS法测定浓缩菠萝汁中的克百威及3-羟基克百威[J].福建热作科技,2017,42(3):28-32.

[8]徐敬国,杨雨蒙,胡伊旻,等.GCMS法测定小麦中硅噻菌胺的残留量[J].食品工业科技,2017(19):236-244.

作者简介:聂荣荣(1988—),女,内蒙古乌兰察布盟,硕士研究生,质量工程师。研究方向:食品检验。

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