苹果中有机磷农药快速检测方法的建立
时间：2021-02-08 08:01:59 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：利用气流吹扫微萃取技术和GC-MS，建立了快速、一步检测苹果中残留有机磷的方法。优化相关参数，并分析了苹果中有机磷农药的残留情况。该研究为水果样品中残留农药的快速检测提供了基础技术支撑。
关键词：有机磷农药;苹果;气相色谱质谱联用;气流吹扫微萃取
中图分类号：Q958.116
文献标识码：A
文章编号：1674-9944（2018）10-0069-03
1引言
苹果属于蔷薇科植物水果，是最为常见的水果，也是世界性果品，富含丰富的营养成分，如糖类、蛋白质、磷、铁、钾、果胶、纤维素、各种维生素等。因此，苹果对于维持人类健康是非常重要的。据农业部发布的数据显示，我国苹果面积和产量分别占世界的40%和33%，均居世界首位。但为了消除病虫害以提升产量和贮存运输过程中保鲜，苹果被消费者购买前各种农药、保鲜剂等被使用。所以，苹果污染控制越来越严，并且将其作为非关税贸易的壁垒。为此，开发苹果中有机磷残留快速、可靠和易于操作的方法是非常重要的。
为了检测有机磷农药，许多方法被开发，如超声辅助溶剂萃取一分散液液微萃取、搅拌棒吸附萃取结合超声辅助萃取、液一固萃取和固相微萃取。由于基质干扰和农药的痕量残留，在仪器分析前，上述分析方法往往需要多步骤的预萃取、净化和浓缩，这可能导致目标物损失。本研究利用气流吹扫微萃取技术作为萃取技术，以GC-MS为检测手段，建立水果中残留有机磷农药快速检测方法，并将该技术应用于实际苹果样品中残留有机磷的检测中。
2仪器与材料
2.1仪器与试剂
气相色谱质谱联用仪（GC-MS ITQ 900型，美国赛默飞世尔），CHRIST ALPHA 2-4真空冷冻干燥机（CHRIST ALPHA），FW100高速万能粉碎机（柯思拓），100L衬管（美国安捷伦），KQ250E型超声波清洗器（昆山超声波仪器有限公司），MX5分析天平（梅特勒），进样垫（日本岛津公司），聚四氟乙烯管等。色谱纯正己烷购于美国Fisher。
2.2材料
苹果样品购于京东超市，苹果样品去皮和果核后利用真空冷冻干燥机进行干燥，随后利用高速万能粉碎机进行粉碎，并过60目筛子。置于棕色样品瓶中，-20℃贮存备用。0.005mg/kg加标样品被使用作为参数优化样品。
3方法
3.1有机磷农药的萃取
气流吹扫微萃取方法的步骤基本与先前报道一致，简要说明如下：①准确称取5.0mg粉碎的苹果样品，并将其置于样品槽，随后安装仪器;②50L正己烷作为萃取溶剂置于接收器（100L衬管），同时打开加热开关开始萃取;③萃取后，利用正己烷定容至100L，并取2L进样分析。
3.2GC-MS分析
有机磷农药的定性定量分析被完成利用气相色谱质谱仪（GC-MS），TR-5MS毛细石英柱（30m×0.25mm×0.25μm）作为分离柱，离子阱作为检测系统。气相色谱相关参数如下：进样口温度250℃，不分流模式，柱流速为1.0mL/min，He气（99.999%）为载气，GC-MS连接处温度为280℃。升温程序：70℃保持2min，20℃/min升至190℃，10℃/min升至280℃，保持2min。离子源EI，离子源温度230℃，电子能量70eV。
4结果与分析
4.1GC-MS方法条件建立
对于气相色谱，影响分离效率的因素主要有色谱柱类型、进样口温度、进样模式等。文献报道，有机磷农药色谱分离时选择的色谱柱为DB-5MS。为此，本研究中同样选择赛默飞世尔公司的一款非极性色谱柱，即TR-5MS。前期实验发现，该色谱柱对于本研究中的4种有机磷农药有较好的分离效果。基于有机磷的沸点和文献资料，本研究中，样品进样口温度设定为250℃。对于分流模式优化，因苹果中有机磷农药残留含量一般较低，为此，为了实现准确的定性定量分析，最终确定分流模式为不分流模式。为了实现快速分析，参照文献资料，本研究的升温程序如下：起始温度为70℃，并保持2min，以20℃/min升至190℃，之后以10℃/min升至280℃，并于280℃保持2min。以上条件下分析4种有机磷农药能够获得很好的分辨率，总分析时间约18min。
4.2气流吹扫微萃取技术优化
气流吹扫微萃取技术的参数优化已有报道，然而，苹果样品包含复杂的基质成分，如糖类、果胶、有机酸等。Wang报道样品基质不同，相同目标物从基质从解析情况将不同，即样品基质不同时样品加热温度、萃取时间等参数仍需进一步优化，以便达到最佳萃取效果。基于之前研究，本研究考察加热温度和萃取时间两项关键参数对气流吹扫微萃取技术萃取率的影响。除了另有规定以外，萃取参数按照如下被设定：气流流速为2mL/min，萃取溶剂温度为-2℃，样品温度为250℃，萃取时间为2min。
4.2.1考察气体流速的影响
气流吹扫微萃取技术中气体的流动能使气化的目标物转移至萃取溶剂中[胡。流速太慢会导致萃取时间延长，而流速太快使目标物来不及溶于萃取溶剂，进而导致萃取率下降。为此，气流流速是一个非常重要的因素。基于前期工作基础，在气流吹扫微萃取技术中，气体流速范围在1～5mL/min时，流速的因素不显著。本研究中，气体流速被设定为2mL/min。
4.2.2考察樣品池温度的影响
在气流吹扫微萃取技术中，Wang报道样品基质对目标物的解析能量有所影响，即基质类型影响目标物的最佳解析温度。理论上，样品温度越高越有利于目标物解析，然而过高温度可能致使某些成分分解或干扰组分也被气化，不利于目标成分的定性定量分析。为此，为了考察样品温度对苹果中残留有机磷解析情况的影响，3个样品温度（200℃，250℃和280℃）分别被测试。结果显示，萃取率随样品温度的增大而提高，样品温度达到280℃时，所有目标物回收率均到达85%以上。值得注意的是敌敌畏萃取率不随样品温度变化而变化，这是因为敌敌畏沸点较低且蒸汽压较大，故200℃就足够使敌敌畏气化并进入萃取相，所以其萃取效率变化不显著。基于以上，本研究最佳样品加热温度为280℃（图1）。
4.2.3考察萃取时间的影响
萃取时间对气流吹扫微萃取技术也是非常重要的因素。对于菌类和蔬菜，利用气流吹扫微萃取技术能够在很短的时间内完成有机磷农药的萃取。对于气流吹扫微萃取技术，萃取时间与萃取效率符合一级动力学理论。为了确定最佳萃取时间，本研究中4个提取时间（0.3min、1min、2min和5min）被考察，并对其结果进行比较（图2）。结果显示，敌敌畏在1min时间以内时，萃取效率随时间增加而提高，1min后萃取效率均接近85%，满足完全萃取的要求;对于其他目标物，0～2min随着萃取时间的延长萃取效率升高，而2mm后萃取效率不再随萃取时间的延长而升高，且萃取效率均大于85%。为了实现快速萃取，且避免过长时间目标物损失，本研究确定最佳萃取时间为2min。
4.3苹果样品中有机磷农药残留分析
为了评价该方法在苹果样品残留有机磷农药中应用的可行性，将建立的GP-MSE/GC-MS技术应用在不同类型实际苹果样品（富士、国光等）中残留有机磷农药的检测。两个加标水平（1.00和6.00g/kg）被用于方法定量控制，回收率范围为89.52%～102.41%，RSD值小于10%。实际样品中，富士苹果中敌敌畏和乐果2种农药被检出，浓度分别为2.31g/kg和5.80g/kg;国光苹果中仅乐果被发现，浓度为1.53g/kg;黄元帅样品中乐果和甲基对硫磷2种农药被检出，浓度分别为2.57g/kg和1.03g/kg，以上结果均低于食品委员会最大残留限量指标0.05mg/kg（表1）。结果显示，不同类型苹果均有一定的有机磷残留，但残留农药类型和残留量上均存在一定的差异。综合考虑，该方法能够提供高的回收率和灵敏度，可以满足在苹果样品中的农药残留的测定GB/T5009.20-2003中国标准要求。
5结论
在本研究中，一种快速分析苹果中残留有机磷农药的方法被建立，该方法利用气流吹扫微萃取技术直接从苹果样品中提取有机磷农药，不需要对样品进行其他预处理。该方法可以有效地去除干扰物质，同时提高分析效率（前处理时间小于5min）、降低样品（小于0.01g）和有机溶剂（0.1mL）的消耗、减少人力和物力资源的使用。研究结果显示，该方法适用于苹果中残留有机磷农药的检测，且方法简单、快速、高效。
