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气相色谱串联质谱法检测食品中多种农药残留应用研究存档版 气相色谱一串联质谱法检测食品中多种农药 残留应用研究 摘要 食品中农药残留量是非常重要的食品安全问题，与环境安全人类的身体健康密 切相关，越来越受到世界各国的关注。一些发达国家如欧盟、日本等利用食品中 的农药残留限量及其检测技术作为食品国际贸易的技术壁垒，设置贸易障碍，使 得农药残留问题不仅是影响人的身体健康，而且也严重影响到国家的对外贸易。 特别是近年来欧盟、日本等国家对我国出口农产品要求的农药残留检验项目日益 增多、限量标准要求越来越高，对我国的农产品质量及农残检测提出了更高甚至 苛刻的要求。因此为了尽快提高我国农药残留检测能力，消除发达国家的技术壁 垒，提高我国出口农产品的国际市场竞争力，开发简单、快速、具有高灵敏度和 高选择性的多残留同时检测方法显得十分重要。本研究采用固相萃取和分散固相 萃取技术等样品前处理技术，应用目前世界上最先进的气相色谱联接三级四极杆 串联质谱仪作为检测仪器，多反应监测( m r m ) 扫描方式检测，建立了食品中多 种农药的多残留快速检测方法，以满足食品安全管理和食品国际贸易对出口农产 品农药残留量检测技术的需要。 本文建立了水果蔬菜中1 0 0 种农药及其异构体的多残留g c - m s m sm r m 扫描方 式快速筛选、定性及定量的分析方法。样品前处理采用乙酸乙酯在中性条件下高 速匀浆提取，浓缩后不经过净化直接用g c - m s m s 的m r m 模式检测。最低检出限 在0 0 0 0 0 1 2 m g k g 一0 0 0 2 7 m g k g 之间，0 0 1 m g l - 1 o o m g l 范围内线性良好，线 性系数r 在0 9 8 9 6 - 0 9 9 9 9 之间，在草莓中分别添加 0 o l m g k g 。0 0 5 m g k g ，0 1 0 m g k g 系列浓度，平均回收率在6 0 1 2 - 1 1 0 6 9 之 间，其中9 0 以上的农药的回收率在7 0 - 1 1 0 之间，相对标准偏差在1 6 - 1 5 8 之间，在西兰花中分别添0 o l m g k g ，0 0 5 m g k g ，0 1 0 m g k g 系列浓度，平均回收 率在6 0 3 6 - - 1 0 7 7 7 之间，其中9 0 以上的农药的回收率在7 0 - 11 0 之间，相 对标准偏差在2 6 一1 6 1 之间 i i i 气相色谱一串联质谱法检测食品中多种农药残留应用研究- 存档版 本文也建立了干姜样品中8 0 种农药及其异构体的多残留g c - m s - m sm r m 扫描方 式快速筛选、定性及定量的分析方法，并将g c - m s - m s 的m r m 检测模式与g c m s 的s i m 检测模式在干姜多农残分析中的最低检出限和定性定量谱图等方面作了 对比研究。样品前处理采用乙酸乙酯在中性条件下高速匀浆提取，使用石墨化碳 黑和n 一丙基乙二胺键合固相吸附材料( p s a ) 分散固相萃取净化，g c m s m s 的m r m 模式检测。干姜样品中分别添加0 0 5 m g k g ，0 1 0m g k g ，0 2 0m g k g 系列浓度平 均回收率在6 2 1 6 - 1 1 3 1 2 之间，其中8 8 以上的农药的回收率在7 0 - 1 1 0 之 间，相对标准偏差在3 1 一1 5 2 之间。通过与g c - m s 的s i m 模式的对比，结果 表明g c m s - m s 的m r m 扫描方式在基质复杂，目标化合物受干扰严重的样品中农 药多残留分析方面选择性更强，灵敏度更高，样品谱图的本底噪音大大降低，干 扰峰数目减少或消失，目标农药的信噪比大大提高，所有农药的最低检测限均低 于g c m s 的s i m 模式。 本文还建立了茶叶中6 5 种农药及其异构体的多残留g c - m s 快速筛选、定量及 确证的分析方法。采用丙酮和正己烷振荡提取、e n v i c a r b 石墨化碳黑固相萃取 净化的前处理方法，多反应监测模式( m r m ) 检测。在0 o l m g k g 一1 o m g k g 浓度范 围内，线性相关系数r 值在0 9 9 0 3 - 0 9 9 9 9 之间。平均添加回收率在 6 2 1 3 一1 1 7 3 5 之间，其中8 6 以上的农药的回收率在7 0 - 1 10 9 6 之间，r s d 值为 3 1 - 1 5 3 。同时具有很高的选择性和灵敏度，最低定性检出限在 0 0 0 0 1 2 m g k g 一0 0 0 3 6 m g k g 之间，最低定量检出限都不超过0 o l m g k g 。 关键词：气相色谱一串联质谱，多反应检测，多残留分析，固相萃取 i v 气相色谱一串联质谱法检测食品中多种农药残留应用研究存档版 a b s t r a c t t h ep e s t i c i d er e s i d u e sa 托t h ec r i t i c a lf o o ds a f e t yq u e s t i o nc o n c e r n e db y e v e r yn a t i o n ，r e l a t i v e t o p e r s o n s h e a l t h ya n de n v i r o n m e n ts a f e t y s o m e d e v d o p e dc o u a t yi i l 【ee ua n dj a p a nc r e a t e dd i f f i c u l t i e sf o ro u rf o r e i g nt r a d eb y t h ed e t e c t i o nt e c h n o l o g i e so fp e s t i c i d er e s i d u e si nf o o d ，t h e r e f o r ei ti st h ec r i t i c a l p r o b l e mi ne x e c u t i n gt h el a wa b o u tf o o ds a f e t ya n di n t e r n a t i o n a lt r a d e i no r d e r t op r o t e c tc o n s u m e r s h e a l t h y , a v o i dh a n d i c a p p i n gb yt h ed e v e l o p e dc o u n t r yi n i n t e r n a t i o n a l t r a d e , i m p r o v e t h ec o m p e t i t i v ea b i l i t yo fo u rf o o di nt h e i n t e r n a t i o n a lm r k e t , i ti s v e r yi m p o r t a n tt oe x p l o i tt h ep r o m p td e t e c t i o n t e c h n o l o g i e s b a s e do np e s t i c i d er e s i d u e si nf o o da n dt h er e q u i r e m e n tf o r i n t e r n a t i o n a lt r a d eo nf o o d i ti st h et r e n dt 0e x p l o i ts i m p l y , f a s t , e f i e i e n t p r e - t r e a t m e n tt e c h n o l o g i e s f o rs a m p l e 3a n dm o r es e n s i t i v e ，m o r es e l e c t i v e m e t h o d si n m u f t i - p e s t i c i d er e s i d u e sd e t e c t i o n s f o c u s e do i lt h es t u d yo n m i c r o - c h e m i c a lm e t h o da n d s o l i d - p h a s ee x t r a c t i o nt e c h n o l o g yu s e di nt h es a m p l e p r e - t r e a t m e n ta n dt h ed e t e c t i o nm e t h o d sb yg a se h r o m t o g r a p h y , f a s tm e t h o d s o nt h em u f t i - p e s t i c i d er e s i d u e si nf o o dh a sb e e ne s t a b l i s h e d t h em e t h o d sa m s i f n i f i e a n tf o rt h em a n a g e m e n to nf o o ds a f e t ya n di n t e r n a t i o n a lt r a d e am u l t i - r e s i d u em e t h o dw a sd e v e l o p e df o rr a p i dd e t e r m i n a t i o no f1 0 0 p e s t i c i d e sa n d t h e i ri s o m e r si nv e g e t a b l e sa n df r u i t sb yg c - m s - m si nm u l t i p l e r e a c t i o nm o n i t o r i n gm o d e p e s t i c i d e sa r ee x t r a c t e df r o ms a m p l e sw i t he t h y l a c e t a t ea n dt h e nc o n c e n t r a t e dw i t h o u tc l e a n - p g o o dh n e a r i t ya l to b t a i n e di n t h er a n g eo fo o l m g l - 1 0 0 m g l ，t h ec o r r e l a t i o n o e 衙i c i e n t sa r eb e t w e e n 0 9 8 9 6 - 0 9 9 9 9 t h el i m i t so fd e t e c t i o na r eb e t w e e n0 0 0 0 0 1 2 m g k g - 0 0 0 2 7 m g k 晷 t h em e a nr e c o v e r i e si ns t r a w b e r r yt h r o u g ht h em e t h o dr a n g ef r o m6 2 1 6t o 1 1 0 6 9 喇协r e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o n so f 1 6 1 5 8 ( a d d e d o o l m g k g , o 0 5 m g k g ，0 1 0 m g k g ) t h em e a nr e c o v e r i e so f6 0 3 6 1 0 7 7 7 a r e o b t a i n e di nb r o e c o f ia n dt h er s d sa r eb e t w e e n2 6 1 6 1 v 气相色谱一串联质谱法检测食品中多种农药残留应用研究存档版 am u l t i - r e s i d u em e t h o dw a s d e v e l o p e df o rr a p i dd e t e r m i n a t i o no f8 0p e s t i c i d e s a n dt h e i ri s o m e r si nd r yg i n g e rb yg c - m s m si nm u l t i p l er e a c t i o nm o n i t o r i n g m o d e p e s t i c i d e sa r ee x t r a c t e df r o ms a m p l e sw i t he t h y la c e t a t ea n dt h e nc l e a n e d u pb yd i s p e r s i v es p eo fe n v ie a r bc a r b o na n d p s a t h em e a nr e c o v e r i e si nd r y g i n g e rt h r o u g ht h em e t h o da r ef r o m6 2 1 6 t o1 1 0 6 9 w i t hr e l a t i v es t a n d a r d d e v i a t i o n so f 1 6 一1 5 8 ( a d d e d 0 0 1 m g k g 0 0 5 m g k g , o 1 0 m g k g ) t h e c o m p a r i n gw o r k sb e t w e e nm r mo fg c - m s - m sa n ds 叮讧o fg c - m sh a v eb e e n d o n eo nd e t e c t i o nl i m i ta n dc h r o m a t o g r a p hi nd r yg i n g e r t h er e s u l t ss h o wt h e m r mm o d eo fg c - m s - m sa r em o r es e n s i t i v ea n ds e l e c t i v et h a nt h es 讧m o d e o fg c - m sa n da l lo ft h ep e s t i c i d e s d e t e c t i n nl i m i t si ng i n g e ra l el o w e rt h a nt h e s i mm o d el f g c m s am u l t i - r e s i d u em e t h o dw a s d e v e l o p e df o rr a p i dd e t e r m i n a t i o no f 6 5p e s t i d d e s a n dt h e i ri s o m e r si nt e as a m p l e sb yg c - m s - m si nm m p i er e a c t i o nm o n i t o r i n g m o d e p e s f i d d e sa l ee x t r a c t e df r o mt e as a m p l e sw i t ha c e t o n e ：h e x a n “1 ：1 ) a n d t h e nc l e a n e du pb ys p eo fe n v ie a r bc a r b o n g o o dl i n e a r i t ya r eo b t a i n e di nt h e r a n g e o f 0 o l m g l - 1 o o m g l t h e c o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n t sa l eb e t w e e n 0 9 9 0 3 - 0 9 9 9 9 t h el i m i t so fd e t e c t i o na r eb e t w e e no 0 0 0 1 1 m g k g - o 0 0 3 6 m g k g t h em e a nr e c o v e r i e so f6 2 1 3 1 1 7 3 5 a r eo b t a i n e di nt e aa n dt h er s d sa l e b e t w e e n3 1 1 5 3 k e yw o r d s ：g c - m s - m s ，m u l t i p l er e a c t i o nm o n i t o r i n g ( m r m ) ，m u l t i r e s i d n e a n a l y s i s ，s p e v i 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果 据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写 过的研究成果，也不包含未获得鎏；垫没直基丝鬟要缱型直鳗 丝：奎拦亘窒2 或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研 究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意 学位论文作者签名：亏魄鼋l 签字日期：冲手月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有 关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅本人授权学校可以将学 位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手 段保存、汇编学位论文( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文储签名- 亏姚k 签字日期：加刁年s 月p 日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位：上每、虢时与捡嘴粤撇葡翥岛觚习电话：雾；譬，j f 玛一2 7 y 通讯地址：凌虽仰稿；僻6 哆 邮编衫舌口f 舀日 乃何 矽乏月 ， 易声 毵叨 字 期 签 日 师 字 导 签 气相色谱一串联质谱法检测食品中多种农药残留应用研究一存档版 第一章绪论 现代农业在带给人类高度的劳动生产率和丰富的物质产品的同时，大量的农药、化肥等农用 化学品的使用，使人类的食品和生活环境都受到了不同程度的污染。我国是农药生产和使用大 国，农药用量居世界首位，每年在1 3 0 万吨以上；年产4 0 多万吨( 有效成分) ，居世界第二 位m 。这些农药大量的使用，以及由于部分生产者不按规定使用了禁用或限用农药，产品运 输、储藏等环节的污染，都可能造成蔬菜、水果等农产品的农药残留超标、食品及环境受到 污染。 随着人们环保意识和健康意识的增强，世界上越来越多的人关注食品的安全性和健康性问 题。目前世界上发达国家都对农药实行了严格的管理，其管理的重点已由过去的质量、药效 管理逐步转向安全性管理，其中对农药残留资料的要求日趋严格。而近年来国际上许多食品 安全事件的发生，又使得食品的质量与安全越来越成为倍受关注的焦点。许多国家也借此施 行技术壁垒，使得农药残留问题不仅是影响人的身体健康，而且也严重影响到国家的对外贸 易。发达国家绿色技术壁垒主要在于检验项目日益增多、标准要求越来越高，对我国的农产 品质量提出了更高甚至苛刻的要求，因此如何加强对农产品农药残留的监测，尽快提高我国 农药残留检测能力，满足发达国家设立的技术壁垒对农药残留检测提出的更高要求，促进我 国农产品更多地走向国际市场，已成为摆在各级政府和相关技术部门面前的重大课题。 1 1 食品中农药残留分析的样品预处理方法研究进展 农药残留分析样品的预处理包括提取与净化。提取技术是将样品中的农药溶解分离出来的 操作步骤，根据农药的性质、样品种类、试验条件，可选用的常规提取方法有浸渍一震荡法、 索氏提取法、高速匀浆法，消化法和超声波提取法等。 所谓样品净化技术是指通过物理、化学手段去除提取液中干扰物质的方法。常用的净化方 法有：磺化法、冷冻法、凝结沉淀法、液一液分配法、柱层析、薄层析、离子交换层析和液相 柱层析等。其基本原理是利用化学反应破坏干扰物，也可以是利用在互不相溶的溶剂中分配 系数的差异排除干扰物，还可以利用吸附剂的吸附特性和淋洗剂的解吸附作用去除干扰物。 这些提取一净化技术需要的设备相对简单，但整个操作过程费时、费力、易引起误差，且大 气相色谱一串联质谱法检测食品中多种农药残留应用研究存档版 量有机溶剂的使用，造成了对环境的污染。因此急需发展简单、快速、有效的样品前处理方 法。近年来发展较快的方法主要有固相萃取( s o l i dp h a s ee x t r a c t i o n ，s p e ) 、固相微萃取 ( s o l i d p h a s em i c r o e x t r a c t i o n ，s p m e ) 、超临界流体萃取( s u p e r c r i t i c a lf l u i de x t r a c t i o n ， s f e ) 、微波辅助萃取( m i c r o w a v ea i d e de x t r a c t i o n ，m a e ) 、凝胶渗透色谱( g e lp e r m e a t i o n c h r o m a t o g r a p h y ，g p c ) 、基质固相分散萃取( ( m a t r i xs o l i dp h a s ed i s p e r s i o n ，m s p d ) 、加 速溶剂提取( a c c e l e r a t e ds o l v e n te x t r a c t i o n ，a s e ) 等方法。 1 1 1 固相萃取法及其在食品农残分析中的应用 固相萃取法( s p e ) 于2 0 世纪7 0 年代提出，至今己发展成为许多领域样品预处理的标准模 式，商品化程度很高，s p e 的基本原理是基于样品在固相( 吸附剂) 和液相( 溶剂) 之间的分配 差异，其保留或洗脱的机制取决于待测物与吸附剂表面的活性基团，以及待测物与液相之间 的分子间作用力。s p e 有两种洗脱模式，一种是待测物与固相之间的亲和力比其与所存在的 基质间的亲和力更强，因而被保留，然后用一种对待测物亲和力更强的溶剂洗脱：另一种是待 测物与其所存在的基质问的亲和力较之与固相之间亲和力更强，则待测物被直接洗脱。 现代s p e 方法采用长约2 - 3 c m 的聚丙烯小柱，内装各种填料。由于s p e 是一种柱色谱分离 过程，其分离机理，固定相和淋洗溶剂的选择与h p l c 相似，目前用于h p l c 的固相填料几乎 都可以用于s p e 。但是s p e 柱的填料粒径大于h p l c 柱填料，s p e 柱效远低于h p l c 色谱柱，因 此适用于分离保留性质差异较大的化合物。 与传统的液液萃取法相比，固相萃取克服了液液萃取及一般柱层析的缺点，具有所需样本 量少，没有乳化现象，待测组分的回收率高，过程简单快速、溶剂省、重现性好，一般只需 5 一i o m i n ，是液一液萃取法的1 1 0 ，所需溶剂也约为液一液萃取法的1 0 9 6 ，减少了杂质的引入， 减轻了有机溶剂对人身和环境的影响。 目前，国内外学者对于固相萃取法在食品农药残留分析中的应用研究较多。姜会书等嘲利 用s p e 净化样品、用g c 测定了食品中有机氯、有机磷农药残留量，蔬菜和水果中氨基甲酸酯 类农药以及蔬菜中拟除虫菊酯类农药残留量。赵维佳等。1 利用s p e 净化气相色谱法，测定了 青菜中8 种不同的有机氯、有机磷和拟除虫菊酯农药残留量。徐爱平等伽用s p e 作为净化手 段，测定了果蔬中5 种不同农药的残留。s o l e a s 等“1 用s p e 萃取0 5 m l 的酒样后，直接取l u l 待测组分收集液，用g c m s 分析测定了三氯杀蛹醇、毒鼠磷等1 7 种农药残留。p e n a 等”1 用 s p e 和g c - m s 检测了植物中7 种苯脲除草剂。戴华等”利用固相萃取净化稻谷乙腈提取液，分 2 气相色谱串联质谱法检测食品中多种农药残留应用研究存档版 析吡虫啉在稻谷中的残留量，用e n v i c a r b 和a l u m i n a 萃取小柱吸附样品中的色素和脂溶性 物质，起到很好的净化作用。熊芳等跚采用丙酮提取，液一液分配和s p e 小柱净化，气相色谱 法测定葡萄中烯哇醇农药的残留量，最低检测浓度为0 o l m g k g ，回收率大于8 5 ，相对标准 偏差小于5 易军等嗍用摇床提取、s p e 柱净化、g c e c d 检测茶叶中六六六、滴滴涕、三氯杀 螨醇以及四种拟除虫菊酯类农药残留量，样品添加回收率为7 2 3 - 1 0 0 。 1 1 2 固相微萃取方法及其在食品农残分析中的应用 固相微萃取( s p m e ) 是2 0 世纪9 0 年代初由加拿大w a t e r l o o 大学的p a w l i s z y n o ”首先提出的。 其装置简单、操作方便，已实现自动化控制，适用于现场分析。s p m e 原理是利用待测物在基 体和萃取相间的非均相平衡，使待测组分扩散吸附到石英纤维表面的固定相涂层，待吸附平 衡后，再与气相色谱( g c ) 或高效液相色谱( h p l c ) 联用以分离和测定待测组分。s p m e 与g c 联 用适于分析挥发性有机物，通过热解吸使待测组分与纤维分离。而对于难挥发的有机物可利 用s p m e 与h p l c 的联用技术，通过溶剂解吸的作用达到分离的效果。在s p m e 方法中，被测物 质的萃取量取决于样品基质和固定涂层中的分配平衡。分配系数越大，萃取率越高，检出的 浓度也就越佳。 s p m e 萃取模式主要有直接固相微萃取( d i r e c t s p m e ) 和顶空固相微萃取( h e a d s p a c e p m e ，h s s p 征) 两种。d i r e c t s p m e 将涂有高分子固相液膜的石英纤维直接伸入样品基质中进 行萃取，经过一定时间达到分配平衡，即可取出进行色谱分析，这种模式适用于气体基质或 干净的水基质：而h s - s p m e 则是将石英纤维放在样品溶液上方进行顶空萃取，避免了基质的干 扰，因此h s s p m e 适合于任何基质，尤其是d i r e c t s p m e 无法处理的污水、油脂、血液、污 泥、土壤等样品。 s p m e 集萃取、浓缩、进样于一身，极大地提高了分析速度，目前应用最活跃的领域是环境 样品、食品和临床，在天然植物研究方面的应用也有报道。z a t a o k a n l l 对s p m e 技术及其在食 品分析中的应用进行了详细阐述，对s p m e 萃取条件进行优化。s i m p l i c i o 等“4 采用 s p m e g c f p d 联用方法测定水果和果汁中有机磷农药，试验表明对于水果及果汁基体中所有 农药待测组分，该方法检测限在2 u g k g 以下。并且在2 5 u g k g 到2 5 0 u g k g 的浓度范围内， 果汁中农药待测组分的回收率在7 5 9 和1 0 2 6 之间，而水果中除了吡唑其它农药平均回收 率在7 0 和的9 9 之间。陈伟琪“3 1 利用s p m e g c 联用方法测定了蔬菜中残留的甲拌磷、二嗪磷、 甲基对硫磷以及乙硫磷。 气相色谱串联质谱法检测食品中多种农药残留应用研究存档版 1 1 3 微波辅助萃取法及其在食品农残分析中的应用 微波辅助萃取( m a e ) 是将样品置于不吸收微波的容器中，用微波加热，进行萃取。与传统的 振荡提取法相比，m a e 具有高效、安全、快速、试剂用量小和易于自动控制等优点，适用于 受热稳定的农药等的提取，并可同时进行多个样品提取。 b i a e 中溶剂的选择非常重要，直接影响萃取结果。由于非极性溶剂介电常数小，对微波透 明或部分透明无法进行萃取分离。因此在微波萃取时，要求溶剂必须具有一定的极性，对待 测组分有较强的溶解能力，对后续测定的干扰较少，此外也应考虑溶剂沸点因素。常用的萃 取剂有：甲醇、乙醇、丙酮、乙酸、甲苯、二氯乙烷、乙腈等有机溶剂 微波萃取用于环境样品预处理的研究最多，主要集中在土壤、沉积物和水中各种污染物的 萃取分离上近年来，微波辅助萃取技术在食品农药残留分析中的应用已有很多。h u m m e r t 等 “”用m a e g c 法测定了海洋哺乳动物脂肪组织中的有机氯化合物。冯秀琼等“5 3 用m a e 萃取、g c 法测定了中草药中的1 4 种农药残留。宋欢等“”利用m a e g c 法测定了兔肉中的有机氯农药残 留。a k h t a r 等“”用m a e - h p l c 法测定了鸡肉中萃取出的盐霉素。 1 1 4 超临界流体方法及其在食品农残分析中的应用 超临界流体( s u p e r c r i t i c a lf l u i d ，s f ) 是指温度与压力均在其临界点之上的流体。在研究 过的超临界流体体系中，c 0 2 因其价格低廉且无毒，应用最为广泛。超临界流体同时具有液 体与气体的优点，既有与液体相近的密度，又有与气体相近的粘度及高的扩散系数，因此具 有很高的溶解能力和良好的流动、传递性能，可代替传统的有毒、易挥发、易燃的有机溶剂。 超临界流体萃取( s f e ) 是指利用处于超临界状态的流体为溶剂对样品中待测组分萃取的方法。 s f e 是当前发展最快的分析技术之一，国外很多实验室已经用来作为液体和固体样品的前 处理技术。该技术操作温度低，溶剂为惰性化学物质，不会引起热敏性物质的分解变质，使 、 用的有毒溶剂少，从而减少了化学药品对萃取成分的污染。 实际应用证明它耗时短，选择性好，易于与多种分析仪器联用实现自动化分析，而且超临 界流体( s f ) 的溶解力可随压力和温度变化，这种可变的溶解力为选择性萃取提供了可能，这 对基体复杂的天然产物样品尤为重要。 l e h o t a y 等“”用s f e 提取出土豆中4 0 多种农药，并用g c e c d 进行了检测。s t e f a n i m l 根据 不同的s f e 操作条件，通过添加标准，可同时检测出9 2 种农药残留，并得到较好的回收率和 4 气相色谱串联质谱法检测食品中多种农药残留应用研究存档版 重现性。王建华等1 将水果、蔬菜与无水硫酸镁混合，经s f e 提取后用g c 测定了样品中百菌 清、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂残留量。 1 1 5 凝胶渗透色谱技术及其在食品农残分析中的应用 凝胶渗透色谱( g p c ) 是根据溶质( 被分离物质) 分子量的不同，通过具有分子筛性质的固定 相( 凝胶) ，使物质达到分离。最初主要用来分离蛋白质，但随着适用于非水溶剂分离的凝胶 类型的增加，g p c 应用于农药残留分析的净化才得以发展。 与吸附柱色谱等净化技术相比，凝胶渗透色谱技术具有净化容量大、可重复使用、适用范 围广、使用自动化装置后净化时间缩短、简便、准确等优点。g e l s o m i n o 等o ”利用l l e 提取、 g p c 净化、g c - e c d 和c c - m s 测定水果和蔬菜中的多达7 7 种农药残留，包括1 2 种有机氯农药、 4 5 种有机氮农药、1 1 种有机磷农药和9 种拟除虫菊酯类农药残留量。该方法大部分样品加标 回收率都可达到7 0 - 1 0 8 。n u n e s 等陋1 用g p c 提取净化了药用植物中的有机磷、有机氯及拟除 虫菊酯类农药。刘丹等人矧用g p c 净化法分析了谷物( 包括糙米) 中多种有机磷、有机氯农药。 刘咏梅、王志华等使用全自动的g p c 净化仪净化并分析了糙米中有机磷农药残留，李樱等嘶1 用g p c 净化并分析了糙米中拟除虫菊酯、有机氯农药和多氯联苯的残留量。 1 1 6 其它前处理方法及其在食品农残分析中的应用 样品前处理方法还包括基质固相分散萃取( m s p d ) 、加速溶剂提取( a s e ) 等方法。 m s p d 技术是将样品吸附在比表面达5 0 0 m 2 g 的g ，c 。键合相上，并利用极性不同的溶剂进 行洗脱，使提取比较彻底。m s p d 所需样品量及溶剂量极少，特别适合于单个和某一类化合物 的分离。 b a r k e r 等【蚓综述了m s p d 应用于食品中药物、农药、污染物以及其他物质分析。f e r n a n d e z 等鲫将此技术用于蔬菜和水果中1 3 种氨基甲酸酯类农药的液相色谱分析。b l a s c o 等嘲将此 技术和液相色谱分析结合测定蔬菜和水果中杀菌剂。 加速溶剂萃取( a s e ) 是将样品放在密封容器中，加热到高于溶剂沸点的温度，引起容器中压 力升高，同时给予一定压力使溶剂不气化，从而大大提高萃取速度。a s e 实现了高温、高压 条件下的萃取。高温比室温具有如下优势：增加待测物的溶解度，增加扩散速度，降低溶质与 基质活性位点间的相互作用，降低溶剂的粘度，降低溶剂与基质问的表面张力等。高压可以 使溶剂保持液态，并迫使溶剂进入常压下无法接触到的基质内部。a s e 的优点在于：溶剂用量 5 气相色谱一串联质谱法检测食品中多种农药残留应用研究- 存档版 少，萃取时间短，回收率、精度与索氏抽提相当，可以代替溶剂消耗量很大的索氏萃取和超 声波萃取。 c h u a n g 等。1 利用a s e 萃取婴儿食品和成人食品中农药残留，再分别用g c m s ，酶联免疫反应 两种方法测定待测组分。朱雪梅等比较了a s e 和索氏提取土壤中的有机氯农药，研究a s e 对土壤中有机氯农药的提取效果，并与索氏提取法进行比较。结果表明，加速溶剂萃取对土 壤中滴滴涕的回收率明显高于索氏提取，对土壤中六六六的提取能力与索氏提取相当。张桃 英。”用a s e 萃取，气相色谱分析了茶叶中六六六和d d t 的残留。 目前样品预处理的研究进展多向增加净化步骤，多重净化，两种或多种方式联用，前处理 技术的仪器化、自动化等方向发展。 1 2 食品中农药残留的分析检测方法研究进展 近年来农产品生产中使用的农药品种较多、化学结构和性质各异，待测组分复杂，而且高 效农药品种不断出现，其在农产品和环境中的残留量很低，国际上对农药最高残留限量的要 求也越来越严格，给农药残留量检测技术提出了更高的要求。20 世纪6 0 年代后气相色谱技 术得到飞速发展，许多灵敏的检测器开始使用，解决了过去许多农药残留难以检测的问题。 8 0 年代，高效液相色谱的发展拓宽了残留农药的检测范围。进入9 0 年代，新的单个农药在 多种基质中的检测方法、同类型农药的多残留检测方法，特别是多种类型农药的多残留检测 方法都取得了重要进展。目前采用最普遍的方法有毛细管气相色谱法( g c ) 、高效液相色谱法 ( h p l c ) 、气相色谱质谱联用法( g c - l i s ) 、液相色谱质谱联用法( h p l c - m s ) ，它们具有简便、快 速、灵敏度高、检测范围广，能对农药进行残留定性和定量检测，稳定性和重现性好等优点。 另外随着仪器技术的快速发展，串联质谱、多维质谱等一些新的分析技术也开始应用于农产 品的农残检测。 1 2 1 毛细管气相色谱法及其在食品农残分析中的应用 气相色谱法( g c ) 是目前应用最多的方法，具有高选择性、高分离效能、高灵敏度、快速等 优点。气相色谱分析仪器由于造价低、成本低，己经普及到食品、商检、卫生、环境等各领 域分析试验室。气相色谱法适合检测易气化，气化后又不发生分解等现象的农药。用于气相 色谱法的检测器主要有热导检测器( t c d ) 、火焰离子化检测器( f i d ) 、电子捕获检测器( e c d ) 、 6 气相色谱串联质谱法检测食品中多种农药残留应用研究- 存档版 氮磷检测器( n p d ) 、火焰光度检测器( f p d ) 、质谱检测器( m s d ) 等。其中热导检测器属于较早应 用的检测器，主要联接填充色谱柱，现在已很少使用，火焰离子化检测器属于通用型检测器， 绝大多数的有机化合物都能产生响应，但灵敏度不是特别高。而e c d ，n p d 和f p d 属于专属型 检测器，其中e c d 对含有强电负性卤族元素的化合物响应灵敏度特别高，n p d 对含氮及含磷 元素的化合物响应灵敏度高，f p d 对于含硫及含磷元素的化合物响应灵敏度高等。针对目的 检测物的不同使用对应的专属型检测器可达到更高的灵敏度，因此e c d ，n p d 和f p d 等检测器 在农残检测中应用是最多的。 叶江雷等1 利用乙酸乙酯和正己烷提取，活性炭spe 处理，gc 法测定了茶叶中9 种农 药残留庞艳华等汹1 采用水和丙酮提取、a 1 ：0 。与硫酸钠层析柱净化、f i d 检测了4 种农药。庄 无忌等伽在4 0 分钟内采用b p - i o 毛细管柱和f p d 检测器分离2 2 种有机磷农药还有有机磷农 药多残留分析方法标准化的研究以及国标方法( g b t1 7 3 3 1 - 1 9 9 8 ) “食品中有机磷和氨基甲酸 酯类农药多种残留的测定方法”和行标方法( n y7 6 1 1 - 2 0 0 4 ) “蔬菜和水果中有机磷、有机氯、 拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留检测方法”测定2 2 种有机氯、菊酯及2 6 种有机磷农 药等。王建华等啪1 采用微波炉处理蔬菜样品，再经乙腈提取，p s a 固相萃取柱净化，用g c - e c d 或g c f p d 分别测定了1 4 种有机氯、菊酯或有机磷类农残。 1 2 2 高效液相色谱法及液相色谱一质谱联用法在食品农残分析中的应用 高效液相色谱法( h p l c ) 可以分离检测极性强、分子量大及离子型农药，尤其对不易气化或 受热易分解的化合物更能显示出它的突出优点。能用高效液相色谱技术分析的农药有合成拟 除虫菊酯、氨基甲酸酯类、有机磷类、杀菌剂类等。较常用的色谱柱有c 。柱、c ，。柱、氨基柱、 硅胶柱等，检测器有紫外检测器、二极管阵列检测、荧光检测器等。近年来，采用高效色谱 柱、高压泵和高灵敏度的检测器、柱前或柱后衍生化技术、以及计算机联用等，大大提高了 液相色谱的检测效率、灵敏度、速度和操作自动化程度，现己成为农药残留检测不可缺少的 重要技术，其缺点是溶剂消耗量大，检测器种类较气相色谱少，灵敏度不如气相色谱高。 h p l c m s 技术的出现为农药分析提供了更加便利的条件，是一种重要的气质农残检测的补 充方法。m a l d i ( 基质辅助激光解吸电离) 和喷雾型电离是两种最有应用前景的新型质谱软电离 技术，但是喷雾型电离技术与h p l c 匹配的适应性更好一些，使它成为复杂混合物分离鉴定的 有效手段。喷雾型的l c - m s 接口在8 0 年代末出现后己解决了大量复杂的极性有机物及生物大 分子的分析问题。 7 气相色谱串联质谱法检测食品中多种农药残留应用研究存档版 戴华等“1 使用微量化技术处理柑桔样品，经正己烷提取、浓硫酸磺化后，用反相h p l c 分离 测定样品处理液中的4 种d d t 和三氯杀螨醇残留量，d o t 和三氯杀螨醇的检出限分别为 0 o l m g k g 一0 0 4 m g k g ，回收率大于7 0 9 6 ，重现性良好。g r a n b y 等”1 不使用净化和浓缩步骤， 用甲醇化的醋酸胺一乙酸缓冲液超声提取，离心过滤后直接进l c - m s - m s 检测，同位素标记的 西维因作为内标，基质匹配标样外标定量，在果蔬中1 9 种农药3 个添加水平回收率为 7 0 - 1 2 0 ，r s d 为2 0 ，l o d 值为0 0 1 - 0 0 2m g k g 。j a n s s o n 等嘲建立了果蔬中5 7 种农药( 包括 苯并咪唑类、氨基甲酸酯及n 一甲基氨基甲酸酯类、含可氧化硫基的有机磷类) 液质检测方法。 使用乙酸乙酯和硫酸钠进行提取，对于碱性农药则加入氢氧化钠使其p h 值低于4 5 ，经浓缩 和过滤后，蒸干转溶于甲醇，滤膜过滤后进l c - m s - m s 。 1 2 3 气相色谱质谱联机( 6 c , - u s ) 在农药多残留分析方面的进展 气相色谱的检测器虽有很强的选择性和很高灵敏度，可以检测n g 级的残留化合物。但气相 色谱确认色谱峰的参数只有保留时间，保留时间的重现性受很多因素的影响，仅根据气相色 谱所提供的保留时间从复杂基质中对多种农药进行定性分析是非常困难的，也是不可靠的。 当前农药残留分析的主要发展方向是农药多残留分析，同时检测的农药越来越多，某些极性、 结构类似的农药在色谱图上出现部分，甚至完全重叠。同时各种类的农药性质差别较大，如 有机磷类农药大部分极性较强，而有机氯农药极性偏弱，为了确保绝大部分农药都有很好的 回收率，不可避免会将样本中的基质引入检测部分，某些目标农药会被基质淹没，无法识别， 对检测结果产生严重的干扰。如何将这些重叠峰中每一个目标化合物“筛选”出来，如何排 除基质中的干扰使目标化合物从基质中“脱颖而出”，准确对其进行定性，定量的分析一直 是科学研究的难点。 近年随着仪器技术的不断发展和成本的降低，气相色谱一质谱联用技术结合了g c 的高分离 性能与质谱的高选择性能，能够快速准确进行定性定量，用于农残检测适合大多数样品，可 以进行多残留检测。另外对样品的前处理要求较简单，具有较高的精确度和灵敏度，目前正 被国内外农残分析工作者普遍采用。 质谱的采集方式主要有全扫描( s c a n ) 和选择离子扫描( s e l e c t i v ei o nm o n i t o r i n g ，s i m ) 两种。全扫描采集方式收集的化合物质谱数据全，定性准确，但由于样品基