农药学学报  2014, Vol. 16 Issue (3): 307-312   PDF    
气相色谱法同时测定水果中毒死蜱、苯醚甲环唑和哒螨灵的残留
徐国锋, 聂继云, 李静, 李海飞, 闫震    
中国农业科学院 果树研究所, 农业部果品质量安全风险评估实验室(兴城), 辽宁 兴城 125199
摘要:建立了同时测定水果中毒死蜱、苯醚甲环唑和哒螨灵残留的气相色谱(GC/ECD)分析方法。样品经乙腈提取,氨基固相萃取小柱净化,GC/ECD检测,外标法定量。结果表明:在0.02 ~1 mg/L 范围内,3种供试农药的线性相关系数均大于0.99,检出限(LOD)为0.006 ~ 0.007 mg/kg,定量限(LOQ)为0.02 mg/kg;在0.02、0.05 和0.1 mg/kg 3 个添加水平下,平均回收率在78% ~108%之间,相对标准偏差(RSD)为2.9% ~16%。该方法适用于水果中毒死蜱、苯醚甲环唑和哒螨灵的检测。
关键词气相色谱     水果     毒死蜱     苯醚甲环唑     哒螨灵     残留    
Simultaneous determination for residues of chlorpyrifos, difenoconazole and pyridaben in fruits by gas chromatography with electron capture detector
XU Guofeng, NIE Jiyun, LI Jing, LI Haifei, YAN Zhen    
Research Institute of Pomology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Laboratory of Quality & Safety Risk Assessment for Fruit(Xingcheng), Ministry of Agriculture, Xingcheng 125199, Liaoning Province, China
Abstract: An analytical method for simultaneous determination of chlorpyrifos, difenoconazole and pyridaben residues in fruits using gas chromatography with electron capture detector (GC-ECD) was developed. The samples were extracted with acetonitrile, and further clean-up on NH2-SPE. It showed that good linearity was obtained from range 0.02 to 1.0 mg/L with correlation coefficients above 0.99. The limits of detection were 0.006-0.007 mg/kg and the limits of quantification were 0.02 mg/kg. Fortified recoveries at 0.02, 0.05 and 0.1 mg/kg were from range 78% to 108% with relative standard deviations (RSDs) from range 2.9% to 16%, respectively.The results showed the method was suitable for the determination of chlorpyrifos, difenoconazole and pyridaben in fruits.
Key words: gas chromatography     fruits     chlorpyrifos     difenoconazole     pyridaben     residue    

毒死蜱为有机磷类杀虫剂,对地下害虫的防治效果较好;哒螨灵对害螨具有很强的触杀作用;苯醚甲环唑是三唑类杀菌剂,可有效防治各种真菌病害。其化学结构式见Scheme 1

Scheme 1

我国食品中农药残留标准规定[1]:毒死蜱在柑橘、苹果、梨中的最大残留限量(MRL)值为1.0 mg/kg,在桃和葡萄中尚未规定MRL值;哒螨灵在苹果和柑橘中的MRL值为2.0 mg/kg,在其他水果中尚未规定其MRL值;苯醚甲环唑在苹果、梨和桃上的MRL值为0.5 mg/kg,在柑橘上的MRL值为0.2 mg/kg,在葡萄上尚未规定MRL值。由于毒死蜱、哒螨灵和苯醚甲环唑在果园中的应用广泛,其残留问题已逐渐被重视,所以建立快速、简便、直接并能够广泛推广的检测技术尤为重要。

关于这3种农药残留分析的方法主要有气相色谱法[2, 3, 4]、高效液相色谱法[5]、气相色谱 -质谱法[6, 7](GC-MS)和高效液相色谱-串联质谱法[8](HPLC-MS/MS)。其中GC-MS和HPLC-MS/MS虽然能够同时检测多种农药,但由于仪器成本较高,难以大范围的配备和使用。随着我国农产品质量监管体系的建立,气相色谱仪得以普及并已成为农药残留检测高效、快速、直接的检测工具。目前,尚未见利用气相色谱法同时测定水果中上述3种农药残留的报道。鉴于此,笔者采用气相色谱(GC/ECD)建立了同时测定水果中毒死蜱、苯醚甲环唑和哒螨灵残留的方法,旨在有针对性地监测水果中这3种农药的残留情况,为确保果品质量安全提供有效的检测手段。

1 材料与方法 1.1 供试材料 1.1.1 植物样品

苹果、桃、柑橘和葡萄样品购自当地农贸市场。 1.1.2 主要仪器

GC2010气相色谱仪(日本岛津公司),带ECD检测器和软件处理系统;OMOGENIZER匀浆仪(美国OMNI公司);N-EVAT 24氮吹仪(美国Organomation公司);PL-602L电子天平(美国梅特勒-托利多公司);RF-52AA旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂)。 1.1.3 药剂及试剂

1 000 mg/L的毒死蜱(chlorpyrifos)、哒螨灵(pyridaben)和苯醚甲环唑(difenoconazole)标准溶液(国家标准物质中心);Cleanert NH2-SPE(500 mg/6mL)、Cleanert Florisil-SPE(1 000 mg/6mL)、固相萃取吸附剂PSA和C18(40~60 μm,天津博纳艾杰尔科技有限公司);氯化钠为分析纯,用前于140 ℃下烘烤4 h;乙腈和正己烷均为色谱纯。 1.2 检测方法 1.2.1 样品的提取与净化

4种水果样品用纱布擦拭干净,取可食部分切碎,用组织捣碎机粉碎,制成待测样品,备用。

提取:准确称取25.0 g水果待测样品于100 mL小烧杯中,加入50 mL乙腈,高速匀浆2 min后用滤纸过滤,收集滤液;取40~50 mL滤液装入含5~10 g氯化钠的100 mL具塞量筒,加塞后剧烈振荡1 min,在室温下静置30 min;吸取10 mL乙腈相于150 mL鸡心瓶中,于35 ℃下旋蒸浓缩至近干;加入2 mL V(甲醇)∶V(正己烷)=1∶99的混合溶剂溶解,待净化。

净化:用4.0 mL V(甲醇)∶V(正己烷)=1∶99的混合溶剂预淋洗氨基柱,当溶剂液面到达柱吸附层表面时,立即加入上述待净化溶液,用10 mL玻璃试管收集洗脱液,再分2次用2 mL上述混合溶剂洗鸡心瓶后过柱并收集洗脱液;于40 ℃水浴下,氮吹至近干,用正己烷定容至2.5 mL,混匀,待测。

1.2.2 标准溶液配制

将毒死蜱、哒螨灵和苯醚甲环唑标准溶液,先用正己烷溶解,配制成质量浓度为50 mg/L的混合标准储备母液,再以正己烷和1.2.1节的4种样品基质为溶剂,分别配制成质量浓度为0.02、0.05、0.1、0.25、0.5和1 mg/L的混合标准工作溶液和基质匹配标准溶液(苹果、桃、葡萄和柑橘均未检出以上3种农药)。

1.2.3 气相色谱条件 色谱柱:RTX-1石英毛细管柱(250 μm×30 m×0.25 μm);程序升温:初始温度120 ℃,保持2 min; 以6 ℃/min 升至300 ℃,保持5 min。进样口温度260 ℃; 检测器温度320 ℃; 柱流速为1.0 mL/min,尾吹30 mL/min;进样量1 μL;不分流进样。在此检测条件下,供试3种农药的保留时间分别为:毒死蜱16.98 min、哒螨灵26.80 min、苯醚甲环唑30.05 min和30.17 min。 1.3 标准曲线的绘制

取1.2.2节系列基质匹配标准溶液,按1.2.3节条件测定,以峰面积为纵坐标(y),质量浓度为横坐标(x)绘制标准曲线,每个浓度5次重复。

1.4 方法的准确度和精密度测定

在4种水果样品中分别添加0.02、0.05和0.1 mg/kg 3 个水平的3种农药混合标准工作溶液,每个水平重复5次,按1.2.3节的条件测定添加回收率及相对标准偏差(RSD)。

1.5 基质效应

取1.2.2节制备的0.02~1 mg/L的标准样液和基质标准样液,按1.2.3节的条件下分别进样,根据公式(1)[9],计算基质效应(ME):

ME/%=(A-B)/B×100(1)

式中,A:基质匹配标准溶液的响应;B:与A等浓度正己烷标准样液的响应。

2 结果与分析 2.1 前处理方法的优化

SPE柱净化和PSA/C18吸附剂净化(QuEChERS)[10]是应用较多的样品前处理净化方法。本研究以较复杂的柑橘基质为例,对SPE柱和PSA/C18吸附剂净化进行了验证及优化。结果表明:C18单独使用、PSA单独使用或C18与PSA 混合使用的净化效果均不理想(图 1)。GC/ECD法受待测物背景的影响较大,要求净化程度较高,用PSA/C18吸附剂,杂质峰对添加的3种农药的影响较大,不能准确定量。Florisil柱净化能够有效除去样品中的杂质,但对苯醚甲环唑有一定的吸附作用,回收率较低。而氨基柱净化时能够有效去除杂质并获得较好的回收率,因此本研究最终选定氨基柱净化。

图 1 不同净化方法柑橘空白样品的色谱图Fig. 1 Chromatograms of blank citrus sample in different purified methods
2.2 3种农药的基质效应

根据农药残留检测结果相对偏差不超过10%的要求,当ME的绝对值大于10时即判为具有基质效应[11]。为消除基质效应的影响,采用基质匹配标准校正方法对基质效应进行补偿[12-13]。结果(见表 1)表明:3种农药中,苯醚甲环唑的基质效应最强,哒螨灵最弱。其中,哒螨灵在柑橘中基质效应不明显,仅在较低浓度(0.02 mg/kg)时才表现出基质减弱效应,而在苹果、葡萄和桃中均表现为基质增强效应;毒死蜱和苯醚甲环唑在4种基质中均表现为基质增强效应,并随检测浓度的增加呈逐渐减弱趋势。

表 1 不同农药在不同基质中的基质效应 Table 1 The matrix effect of different pesticides in different matrix
2.3 线性方程、检出限和定量限

表 2可见,在0.02~1 mg/L范围内,毒死蜱、哒螨灵和苯醚甲环唑的质量浓度与峰面积间均呈良好的线性关系(R2均在0.99以上)。在最低添加浓度0.02 mg/kg下,以3倍信噪比(S/N)得出方法检出限(LOD)为0.006~0.007 mg/kg,定量限(LOQ)为0.02 mg/kg。

表 2 标准曲线方程、相关系数、检出限及定量限 Table 2 Standard regression equations,correlation coefficient,LOD and LOQ
2.4 方法的准确度与精密度

结果(见表 3图 2)表明:在0.02~1 mg/kg 3个添加水平下,平均回收率在78%~108%,相对标准偏差(RSD)在2.9%~16%。表明本方法有良好的精密度和稳定性,符合农药残留检测的要求[11],可用于测定水果中毒死蜱、哒螨灵和苯醚甲环唑 3种农药残留量。

表 3 4种水果样品中添加3种农药的平均回收率及相对标准偏差 Table 3 Pesticides recoveries and RSDs obtained from 4 fruits samples(n=5)

图 2 毒死蜱、哒螨灵和苯醚甲环唑色谱图Fig. 2 Chromatograms of chlorpyrifos,pyridaben and difenoconazoleA.毒死蜱 chlorpyrifos;B.哒螨灵 pyridaben;C.苯醚甲环唑 difenoconazole
a.苹果空白 Blank apple sample; b.苹果添加Spiked apple sample(0.02 mg/kg); c.葡萄空白 Blank grape sample; d.葡萄添加Spiked grape sample(0.02 mg/kg); e. 桃空白 Blank peach sample; f. 桃添加Spiked peach sample(0.02 mg/kg); g.柑橘空白 Blank citrus sample; h.柑橘添加Spiked citrus sample(0.02 mg/kg); i.标准样品 Standard (0.05 mg/kg).
3 结论

本方法直接利用乙腈提取4种水果中残留的3种农药,利用氨基柱固相萃取净化,采用基质匹配标准校正方法绘制的标准曲线,可同时检测水果中残留的毒死蜱、哒螨灵和苯醚甲环唑;由于气相色谱仪的普遍应用,此方法能够为毒死蜱、哒螨灵和苯醚甲环唑的快速检测提供技术支持。本方法回收率高,准确度和精密度好,可用于水果中毒死蜱、哒螨灵和苯醚甲环唑的多残留快速检测。

参考文献
[1] GB 2763—2014, 食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量[S].北京:中国质检出版社,2014. GB 2763—2014, National food safety safety standard-maximum residue limits for pesticides in food [S]. Beijing: China Zhijian Publishing House. (in Chinese)
[2] 梁俊, 赵政阳, 李海飞, 等. 苹果中毒死蜱残留降解动态研究[J]. 农业环境科学学报, 2008, 27(6): 2461-2466. LIANG Jun, ZHAO Zhengyang, LI Haifei, et al. Residual degradation behaviors of chlorpyrifos in apple[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2008, 27(6):2461-2466.(in Chinese)
[3] 邬元娟, 陈子雷, 李明立, 等.哒螨灵在苹果上的残留量检测与消解动态[J]. 农药学学报, 2007, 9(4):419-422. WU Yuanjuan, CHEN Zilei, LI Mingli, et al. Degradation dynamics and final residues of pyridaben in apples[J]. Chinese J Pestic Sci, 2007, 9(4):419-422. (in Chinese)
[4] 任竞,龚道新,陈九星, 等. 苯醚甲环唑残留量的气相色谱分析方法研究[J]. 精细化工中间体,2009,39(2):63-66. REN Jing,GONG Daoxin,CHEN Jiuxing, et al. Determination of difenoconazole residue in banana and soil by using gas chromatography[J]. Fine Chem Intermed, 2009, 39(2):63-66. (in Chinese)
[5] 赵厚民, 徐慧,周小平. 反相液相色谱法测定水果中哒螨酮残留量[J]. 南京师范大学学报:工程技术版, 2005, 5(3):73-75. ZHAO Houmin, XU Hui, ZHOU Xiaoping. An RP-HPLC method for detecting pyridaben residues in fruits[J]. J Nanjing Normal Univ: Eng Technol Ed, 2005, 5(3):73-75. (in Chinese)
[6] 钱宗耀,刘河疆,王建梅, 等.气相色谱-质谱联用测定水果和蔬菜中哒螨灵残留量[J]. 农药, 2010,49(11):828-829. QIAN Zongyao, LIU Hejiang, WANG Jianmei, et al. Determination of the residues of pyridaben in fruits and vegetables by GC-MS[J]. Agrochemicals,2010,49(11):828-829. (in Chinese)
[7] 沈伟健, 杨雯筌, 沈崇钰, 等. 气相色谱-负化学离子源质谱法检测食品中苯醚甲环唑的残留量[J].色谱,2007,25(3):418-421. SHEN Weijian, YANG Wenquan, SHEN Chongyu, et al. Determination of difenoconazole residue in foods by gas chromatography-negative chemical ionization mass spectrometry[J]. Chinese J Chromatogra, 2007,25(3):418-421. (in Chinese)
[8] 安晶晶,刘新刚, 董丰收, 等. 超高效液相色谱-串联质谱法测定土壤、蔬菜及水果中苯醚甲环唑和丙环唑残留[J]. 农药,2009,48(7):506-508. AN Jingjing, LIU Xingang, DONG Fengshou, et al. Determination of difenoconazole and propiconazole residue in soil, vegetables and fruits by UPLC-MS/MS[J]. Agrochemicals, 2009,48(7):506-508. (in Chinese)
[9] 陈武瑛,董丰收,刘新刚,等.分散固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法-快速测定苹果中代森锰锌残留[J].分析化学,2010,38(4):508-512. CHEN Wuying, DONG Fengshou, LIU Xingang, et al. Simplified method for determination of mancozeb residues in apple using ultra performance liquid chromatography-mass spectrometry[J]. Chinese J Anal Chem, 2010,38(4):508-512. (in Chinese)
[10] 刘亚伟,董一威,孙宝利,等. QuEChERS 在食品中农药多残留检测的应用研究进展[J].食品科学,2009,30(9):285-289. LIU Yawei, DONG Yiwei, SUN Baoli, et al. Summary of application of QuEChERS method in multi-residue determination of pesticides in food[J]. Food Sci, 2009, 30(9):285-289. (in Chinese)
[11] NY/T 788—2004, 农药残留试验准则[S].北京:中国农业出版社,2004. NY/T 788—2004, Guideline on pesticide residue trials [S]. Beijing: China Agriculture Press, 2004. (in Chinese)
[12] 贺利民,刘祥国,曾振灵. 气相色谱分析农药残留的基质效应及其解决方法[J].色谱,2008, 26 (1): 98-104. HE Limin, LIU Xiangguo, ZENG Zhenling. Solutions to matrix-induced response enhancement in pesticide residue analysis by gas chromatography[J]. Chinese J Chromatogra, 2008, 26 (1): 98-104. (in Chinese)
[13] 黄宝勇,潘灿平,王一茹, 等. 气质联机分析蔬菜中农药多残留及基质效应的补偿[J]. 高等学校化学学报, 2006, 27(2): 227-232. HUANG Baoyong, PAN Canping, WANG Yiru, et al. Rapid determination of pesticide multiresidues in vegetable by gas chromatography-mass spectrometry and compensation for matrix effect with protectants[J]. Chem J Chinese Univ, 2006, 27(2): 227-232. (in Chinese)