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文档简介

2009,VOL30,NO14食品科学分析检测276MEJ0蒋俊树1,2,赵彬2,周莉21安徽国家农业标准化与监测中心,安徽合肥230051;2安徽大学化学化工学院,安徽合肥230039K1建立气相色谱质谱GCMS联用技术同时测定茶叶中36种农药残留方法。茶叶样品用加速溶剂提取ASE,凝胶渗透色谱GPC净化,气相色谱质谱法GCMS的选择离子监测SIM方式检测,外标法定量。该方法同时测定了茶叶中36种农药残留,在005、02、10MG/KG3个添加水平,平均加标回收率为6781102,相对标准偏差RSD为172889,36种农药的检出限最低为5G/KG,最高为50G/KG。该方法快速、灵敏、准确,各项技术指标均满足国内外农药残留检测限量标准要求,能够很好的应用于茶叶中痕量农药的残留测定。1OM气相色谱质谱联用法;加速溶剂提取ASE;凝胶渗透色谱GPC;茶叶;农药残留SIMULTANEOUSDETERMINATIONOF36PESTICIDERESIDUESINTEABYGCMSJIANGJUNSHU1,2,ZHAOBIN2,ZHOULI21NATIONALCENTEROFANHUIAGRICULTURALSTANDARDIZATIONANDSUPERVISION,HEFEI230051,CHINA;2COLLEGEOFCHEMISTRYANDCHEMICALENGINEERING,ANHUIUNIVERSITY,HEFEI230039,CHINAABSTRACTAGASCHROMATOGRAPHYMASSSPECTROMETRYGCMSMETHODWASDEVELOPEDFORTHESIMULTANEOUSDETECTIONOF36PESTICIDEINCLUDING9KINDSOFPYRETHROIDPESTICIDES,12KINDSOFORGANOCHLORINEPESTICIDESAND15KINDSOFORGANOPHOSPHORUSPESTICIDESRESIDUESINTEATHEMETHODWASBASEDONACCELERATEDSOLVENTEXTRACTIONASEWITHAMIXTUREOFACETONITRILEANDDICHLOROMETHANE11,V/VANDGELPERMEATIONCHROMATOGRAPHYGPCCLEANUPFOLLOWEDBYGCMSANALYSISOFTHEEXTRACTSINSELECTEDIONMONITORINGSIMMODETHEEXTERNALSTANDARDMETHODWASADOPTEDFORQUANTITATIVEANALYSESATTHETHREESPIKELEVELSOF005,02AND10MG/KG,MEANRECOVERIESFORTHE36PESTICIDESWEREBETWEEN678AND1102WITHARELATIVESTANDARDDEVIATIONRSDRANGINGFROM172TO889THELIMITSOFDETECTIONWEREBETWEEN5G/KGAND55G/KGTHISMETHODISRAPID,SENSITIVEANDACCURATEANDCANMEETTHEDEMANDSFORDETERMININGPESTICIDESINTEASAMPLESKEYWORDSGCMS;ASE;GPC;TEA;PESTICIDERESIDUE中图分类号R15551文献标识码A文章编号10026630200914027605收稿日期20090428基金项目安徽省科技攻关项目08010302216;国家标准制修订项目20068008T469作者简介蒋俊树1965,男,高级工程师,研究方向为食品质量安全分析检测技术研究、标准物质研制。EMAILJJS325163COM茶叶作为天然健康饮品越来越受到消费者的青睐1。近年来,饮茶在欧洲成为一种时尚。茶叶是我国主要的经济作物,同时也是我国主要出口农产品之一。因全球工业化进程的飞速发展和人口的急剧增加,农药已广泛应用于农业生产中,但由于对农药生产、经营、使用等管理力度不够,高毒农药生产和使用没有得到有效控制,滥用农药现象较严重,因而造成各种农产品中农药残留时有超标的现象,茶叶也不例外。由于我国茶叶分散种植的特殊性,致使生产中使用的农药品种较多。近年来,国外政府制定了一系列茶叶中农药残留限量标准,其要求检测的农药品种逐年增多,检测限值也越来越低23。因茶叶中含有数百种化学成分,基质相对复杂,茶叶中农药多残留分析研究现已成为国际上食品安全检测技术研究的难点和热点之一。农药多残留同时检测分析是分析技术的发展趋势。然而,目前我国茶叶中农药残留涉及到的有机氯、菊酯、有机磷、氨基甲酸酯等农药种类,分析检测时需要分别制样、分别检测,不能实现多类多残留同时测定。同时,现行的农残检测方法存在回收率低、样品分析时间长、需耗费大量有毒有机溶剂,不能实现多残留同时检测等缺点。本研究根据目前我国农药残留分析现状以及有关主要茶叶进口国对我国茶叶出口中要求检测的农药残留限277分析检测食品科学2009,VOL30,NO14量标准,参考了欧盟、日本和美国农药残留的检测方法46,结合国内现有的标准7,研究茶叶中36种农药残留的GCMS法检测技术,以期实现我国茶叶中农药多残留检测技术的突破,为我国打破发达国家茶叶贸易技术壁垒提供有效技术支撑。1材料与方法11材料与试剂绿茶、花茶均购自当地茶叶店。丙酮、乙腈为色谱纯;二氯甲烷、环己烷、乙酸乙酯、正己烷为分析纯;36种农药标准样品100G/ML农业部天津环境保护监测研究所。标准溶液的配制根据每种农药在GCMS仪上的响应信号强弱,用正己烷配制36种农药混合标准储备液,混合标准储备液中各种农药浓度分别为敌敌畏、甲胺磷、乙酰甲胺磷、甲拌磷、六六六4种、滴滴涕4种、异稻瘟净、乐果、八氯二丙醚,毒死蜱、杀螟硫磷、水胺硫磷、噻嗪酮、功夫菊酯、苯硫磷和蟽螨酮为10G/ML;三氯杀螨醇、硫丹2种、三唑磷、甲氰菊酯、三氯杀螨砜、氯菊酯和氟氰戊菊酯为20G/ML;氯氰菊酯和氟胺氰菊酯为30G/ML;氰戊菊酯和溴氰菊酯为40G/ML。为了消除基质增强效应所造成回收率偏高的影响,采用空白基质提取液配制不同浓度混和标准工作溶液1、05、02、01、005和002G/ML以10G/ML浓度为例,其他浓度的混和标准工作溶液同比例稀释。12仪器与设备QP2010气相色谱质谱联用仪配有电子轰击电离源日本岛津公司;ASE100加速溶剂萃取仪美国DIONEX公司;凝胶渗透色谱仪德国LCTHACK公司;RE52CS旋转蒸发器上海亚荣生化仪器厂;BF2000氮气吹干仪中国八方世纪公司;分析天平感量001G;粉碎机;有机微孔过滤膜孔径045M。13方法131加速溶剂提取ACCELERATEDSOLVENTEXTRACTION,ASE称取粉碎的茶叶样品20G与100G硅藻土充分混合后加少量水润湿,置入34ML加速溶剂萃取仪不锈钢管中,管两端加装纤维滤片,用乙腈二氯甲烷11,V/V作为提取溶剂,在1034MPA、100条件下,加热5MIN,静态萃取5MIN。循环1次。然后用池体积60的乙腈二氯甲烷11,V/V冲洗萃取池,并用氮气吹扫100S。萃取完毕,将萃取液转移到100ML鸡心瓶中,于40水浴中减压旋转蒸发近干,然后用适量乙酸乙酯环己烷11,V/V溶解残余物后转移至10ML离心管中,再用乙酸乙酯环己烷11,V/V定容至10ML。将此10ML溶液高速离心10000R/MIN,5MIN后过045M滤膜,待凝胶渗透色谱净化。132凝胶色谱净化取上述提取液5ML用凝胶色谱柱净化。凝胶色谱条件为BIOBEADSX3净化柱多孔的聚苯乙烯二乙烯基苯微球体,中性、排斥极限范围为相对分子质量40014000,填料50G,200400目,柱径25MM;柱床高32CM;流动相环己烷乙酸乙酯11,V/V;流速5ML/MIN;排除时间18MIN;收集时间10MIN。将净化液置于氮气吹干仪上40吹至近干,用正己烷定容至1ML,用GCMS仪测定。133GCMS分析条件色谱柱DB17MS石英毛细管柱30M025MM,025M或柱效相当的色谱柱;色谱柱温度升温程序为60保持1MIN,然后以30/MIN升温至160,再以5/MIN升温至295由于菊酯类农药沸点较高,为了保证它们完全流出色谱柱,必须要求较高的温度,保持10MIN;载气氦气纯度99999,恒流模式,流速为12ML/MIN;进样量1L;离子源EI源,70EV;离子源温度230;接口温度280。2结果与分析21加速溶剂萃取ASE条件的选择一般常用丙酮、二氯甲烷、乙腈、乙酸乙酯等作为茶叶中残留农药的提取剂,环己烷也常用作农药提取剂及分配净化剂。丙酮虽无毒,但共提杂质较多;乙腈极性大,穿透力强,并且浓缩时要求的温度较高,有些农药回收率会偏低,而乙酸乙酯和乙腈提取效果接近。研究显示,在选择提取剂的实验中,分别用正己烷丙酮11,V/V、石油醚丙酮11,V/V、乙腈丙酮11,V/V、乙腈二氯甲烷11,V/V进行实验,其中正己烷丙酮提取有4种农药提取不完全,石油醚图1不同提取溶剂对36种农药提取回收率比较FIG1COMPARISONOFEXTRACTIONEFFICIENCYOFDIFFERENTMIXEDORGANICSOLVENTSYSTEMSONTHE36PESTICIDES10090807060回收率提取溶剂V/V正乙烷丙酮11石油醚丙酮11乙腈丙酮11乙腈二氯甲烷112009,VOL30,NO14食品科学分析检测278序号中文名英文名洗脱体积ML1菊酯类农药PYRETHROIDPESTICIDES851052有机氯类农药ORGANOCHLORINEPESTICIDES1001303有机磷类农药ORGANOPHOSPHORUSPESTICIDE105140表1有机磷类、有机氯类和菊酯类农药的GPC洗脱体积流速5ML/MINTABLE1GPCELUTIONVOLUMESOFTHEORGANOPHOSPHORUSPESTICIDES,ORGANOCHLORINEPESTICIDESANDPYRETHROIDPESTICIDES丙酮提取的共提杂质较多,并且净化困难。实验表明乙腈二氯甲烷11,V/V的提取效果较好。在10MG/KG添加水平的提取回收率实验结果见图1。22净化条件的选择茶叶基体复杂,其中含有大量的蛋白质、氨基酸、生物碱、茶多酚、糖类、有机酸、类脂类、色素、蜡质等大分子物质,而使用ASE萃取更会促使大量的这些物质被共萃取出来。很少有文献报道将GPC应用于茶叶样品的净化。本研究参考了德国DFGS19、欧盟EN123932等文献资料89,实验研究了凝胶渗透色谱GELPERMEATIONCHROMATOGRAPHY,GPC对茶叶样品的净化效果。充分考虑被渗透排阻的干扰组分和目标化合物的分离情况,按照仪器操作方法和凝胶色谱净化方法对该研究中涉及的36种农药残留进行了较为详细的实验,不仅达到理想的净化效果,更获得满意的回收率。结果发现色素完全流出的时间为20MIN,大部分有机磷、有机氯类农药组分集中在第2127MIN流出,菊酯类农药组分由于其相对分子质量较大,在第1820MIN有相当一部分已流出,在28MIN以后各种农药已基本无流出。综合考虑净化效果和农药的回收率,确定收集的时间段为第1828MIN共约50ML流出物。实验结果见图2,洗脱体积见表1。30M025MM,025M或柱效相当的色谱柱较好。在研究中也使用过HP5MS、DB5MS、VF17MS等色谱柱,只是在出峰时间上有些不同,定性和定量检测没有本质的差别。由于有机磷易分解,进样口温度不宜太高,进样口温度为250;进样方式为无分流进样不分流衬管应进行钝化和少放或不放玻璃棉,以减少对有机磷类农药的吸附,1MIN后打开分流阀。24质谱扫描方式的选择1菊酯类农药;2有机氯类农药;3有机磷类农药。图2茶叶样品中36种农药在GPC上的洗脱曲线FIG2GPCCHROMATOGRAMOFTHEPYRETHROIDPESTICIDESPEAKNO1,ORGANOCHLORINEPESTICIDESPEAKNO2ANDORGANOPHOSPHORUSPESTICIDESPEAKNO3INORGANICEXTRACTOFTEASAMPLES1008060402001回收率时间MIN1416182022242628302323色谱条件的优化在研究过程中发现色谱柱DB17MS石英毛细管柱序号中文名称保留时间MIN定量离子M/ZA定性离子M/Z1敌敌畏5710910014581852822052甲胺磷649410095561413612673乙酰甲胺磷89941009550136200142224甲拌磷113121100753359785231275六六六117219100181111183107217786六六六13151831002199522148254117六六六13621910018112225421217848异稻瘟净138911002045624669乐果14087100935412546229810八氯二丙醚144132100109321309911六六六148219100183109221532542112毒死蜱164314100197190258542864413杀螟硫磷16727710010971125862606014三氯杀螨醇172513910014132250112521315水胺硫磷18213610023092891016硫丹18724110026570277643395817喹硫磷18914610015641157672982218P,P滴滴伊196318100246145248933168119O,P滴滴伊198318100246145248933168120噻嗪酮20010510017254249163052421O,P滴滴涕21723510016543199142376522P,P滴滴涕21823510016543199142376523硫丹221241100265623397124联苯菊酯232181100165311663225三唑磷2441611001723525713285726甲氰菊酯24818110020925265363491327功夫菊酯25618110019770208431412728苯硫磷260157100169633231329三氯杀螨砜26915910022750354313564130氯菊酯282;2851831001632316520255331蟽螨酮286147100117123096364532氯氰菊酯300;302;304163100152231811633氟氰戊菊酯301;305199100157754511234氟胺氰菊酯310;312250100181262523335氰戊菊酯322;32816710018158225864196436溴氰菊酯345181100172301742825358表236种农药的保留时间、定量离子、定性离子及定量离子与定性离子丰度比值TABLE2SIMDATAACQUISITIONINCLUDINGRETENTIONTIME,QUANTIFICATIONIONS,CONFIRMATIONIONSANDRELATIVEABUNDANCEOFTHECONFIRMATIONIONINRELATIONTOTHEQUANTIFICATIONION注括号中为离子相对丰度比定义定量离子为100。质谱仪扫描方式有全扫描和选择离子扫描两种。为了克服茶叶中大量的基质干扰,研究中使用选择离子监279分析检测食品科学2009,VOL30,NO14序号中文名称回收率精密度,N6检测限MG/KG线性方程相关系数R21敌敌畏1014311001Y99994X26641099672甲胺磷763444002Y34437X47134095143乙酰甲胺磷678324002Y34903X4697091434甲拌磷1060352001Y24458X3236099735六六六10243170005Y80417X9905099546六六六10365020005Y68519X8741099667六六六10684330005Y80893稻瘟净1030439001Y139610X61494099609乐果998535002Y74275X473140996110八氯二丙醚1050369001Y52454X167590996711六六六10944320005Y82448X88790997612毒死蜱1064684001Y56240X76310996413杀螟硫磷1062537001Y65072X188970995914三氯杀螨醇1060353002Y240700X298130997115水胺硫磷946448001Y36543X322430991416硫丹1014840002Y34978X35890997417喹硫磷1076462001Y80608X35720996918P,P滴滴伊1054484001Y127605X110870996619O,P滴滴伊989476001Y139800X113010996620噻嗪酮1062453001Y67093X57740996521O,P滴滴涕1064470001Y192800X414060996622P,P滴滴涕1056499001Y245556X287530996223硫丹1096422002Y29388X22730998124联苯菊酯1102391001Y408220X553750996425三唑磷1094519001Y143260X896890992526甲氰菊酯1076393001Y222500X387280996627功夫菊酯1031458001Y106930X531890993128苯硫磷1030545001Y85646X575080993929三氯杀螨砜1018423001Y128360X301700996230氯菊酯1004889001Y87430X559470996031蟽螨酮1088311001Y271000X168140992632氯氰菊酯984192005Y188510X302080919133氟氰戊菊酯966299002Y139810X104110991034氟胺氰菊酯886251005Y237700X74360928135氰戊菊酯1074291005Y400540X371450994636溴氰菊酯1032172005Y317610X864909972表336种农药的回收率、精密度、检测限、线性方程及相关系数TABLE3RECOVERY,PRECISION,REGRESSIONEQUATIONS,CORRELATIONCOEFFICIENTSANDLIMITOFDETECTIONOFTHE36PESTICIDES测模式SIM提高检测灵敏度。每种目标化合物分别选择1个定量离子,23个定性离子。每组所有需要检测的离子按照保留时间的先后顺序,分时段分别检测。36种农药的保留时间、定量离子和定性离子见表2。25标准曲线、线性范围及检出限将混合农药标准贮备液使用空白基质提取液配制成002、005、01、02、05、10G/ML的标准工作液,按选定的色谱条件,进样量为10L,选择离子监测总离子流图进样浓度为02G/ML见图3。用浓度与峰面积作标准曲线,36种农药的检测限、线性方程、相关系数见表3。结果表明在00210G/ML内呈良好的线性。26方法的回收率与精密度在20G空白茶叶样品中,分别加入005、02、10ML的混合农药标准储备液浓度20G/ML,摇匀静置1H,使标样被茶叶充分吸收,按选定的方法条件提取、图336种农药茶叶基质标准溶液02G/ML的选择离子监测总离子流图FIG3TOTALIONCURRENTCHROMATOGRAMOFTHEMIXED36PESTICIDESTANDARDSINSIMMODE1保留时间MIN61020303423456879111012131415171819202122232425262728293023136352351341163013233223213422009,VOL30,NO14食品科学分析检测280净化和检测。使用空白基体提取液配制标准溶液以补偿基体效应,重复6次计算各种农药的平均回收率和相对标准偏差。逐渐降低添加农药的水平,测定各种农药的实际检出限。结果表明,在005、02、10MG/KG的添加水平,36种农药的平均回收率为6781102,相对标准偏差为172889,准确度和精密度均满足茶叶中农药残留分析的要求。有些有机氯和有机磷农药的回收率偏低,可能是由于这两类农药的挥发性比拟除虫菊酯农药高,在旋转蒸发和氮气吹干时会有一定的损失。02MG/KG添加水平的回收率、精密度见表3。3结论本实验建立了气相色谱质谱GC/MS联用技术准确检测茶叶中36种农药残留的方法。茶叶样品用加速溶剂提取ASE,经凝胶渗透色谱GPC净化,气相色谱质谱法GCMS的选择离子监测模式SIM检测和外标法定量,同时分析测定了茶叶中36种农药残留。该方法具有快速、灵敏、准确和操作简单的特点,能够很好的应用于茶叶中多组分痕量农药残留的分析。参考文献1JAGGIS,SOODC,SHANKERA,ETALLEACHINGOFPESTIDESINTEABREWJJAGRICFOODCHEM,2001,4911547954832THEEUROPEANCOMMISSIONCOMMISSIONDIRECTIVE2000/42/ECOF22JUNE2000AMENDINGTHEANNEXESTOCOUNCILDIRECTIVES86/362/EEC86/363/EECAND90/642/EECONTHEFIXINGOFMAXIMUMLEVELSFORPESTICIDERESIDUESINANDONCEREALS,FOODSTUFFSOFANIMALORIGINANDCERTAINPRODU

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