54种农残检测论文.doc

QuEChERS-GC/MS 农药多残留同时快速分析方法的研究和应用 董静* 潘玉香 朱莉萍 孙军 潘守奇 （潍坊出入境检验检疫局 261041） 摘要：对 QuEChERS 农药多残留同时分析方法进行了样品提取和净化的改进，提高了方法灵敏度，改善了基质净化效果，将改进后的方法结合 GC-MS 应用于果蔬中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯类、氨基甲酸酯类等 54 种农药的同时检测，检测限 325g/kg，当添加浓度在 0.05 mg/kg1.0 mg/kg 时，回收率 65%120%，相对标准偏差 4%14%。实验表明，改进后的方法操作性强，灵敏度高，应用于果蔬中多种农药残留的快速同时分析，效果理想。 关键词： QuEChERS；GC-MS；改进；分散型固相萃取；农药多残留同时分析. Improvements and applications of the QuEChERS method for multi- residue analysis in vegetables and fruits Dong Jing, Pan Yuxiang, Zhu Liping, Sun Jun, Pan Shouqi (Weifang Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Weifang 261041,China) Abstract: The improvements of the QuEChERS method were made in two sides: extracting and purifying, resulting in increased sensitivities and purer matrix. The improved method combining GC-MS has been successfully applied to determine 54 pesticide residues representing a wide range of physicochemical properties in vegetables and fruits. In case the 54 pesticide residues were in level of 0.05 1.0 mg.kg-1, the average recoveries(n=6) were in range of 65%120%，with the RSD(n=6)of 4%14%. The limits of determination were in in range of 325 g.kg-1. Key words: QuEChERS; GC-MS; improvements ;dispersive-SPE； multi- residue analysis. 1，2，34，5农药残留分析中，为应对日益增多的检测项目和日益严格的限量要求，应用GC、 GC/MS进行多组 分同时检测已成为被研究和 应用的热点，而多残留检测的样品处理过程比较复杂，所用试剂量大，检验周 期 长 ， 2003 年 ， 美 国 Steven J.Lehotay 和 德 国 Michelangelo Anastassiadas提出了QuEChERS（quick, easy, cheap, effective, rugged, and safe） 农 药 多残 留 检 测 技 术 ， 该 技 术 采 用 分散 固 相 萃 取（dispersive-SPE）净化法，将乙腈提取液直接加入PSA吸附剂粉末进行净化，操作简单、快速、试剂用量小，但对于一些复杂基质净化效果不理想，有的农药方法检测限难以满足要求，目前在国内实际应用较 少 。本文针对此方法的局限性，对样品的提取 及净化均进行了改进，采用混合型分散固相萃取净化，除用PSA粉外，考虑加入石墨炭黑粉、ODSC18 粉和氨丙基粉，极大改善了净化效果，同时净化前先浓缩， 提高方法 灵敏度。 将此改 进后的方 法结合GC-MS应用于 果蔬中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯类、氨基甲酸酯类等合物的同时检测，取得了满意结果。 1实验部分 1.1 仪器与试剂 54种农药化TMGC/MS：Finnigan trace GC Ultra, trace DSQ；均质器：IKA T25德国；振荡器：IKA MS1 德国；氮吹仪：N-EVAP 111 美国。 色谱纯乙腈；分析纯冰醋酸、无水醋酸钠；分析纯无水硫酸镁，用前在 500 马弗 炉内 烘 5h ，200 时 取出， 冷却 备用 ；PSA粉 、ODSC18 粉、石墨炭黑粉、氨丙基粉购置于 AGELA TECHNOLOGIES INC. 公 司 ； 农 药 标 准 物 质 购 置 于 Dr.Ehrenstorfer GmbH 和SIGMA-ALDRICH LABORCHEMIKALIEN GMBH 公司。 1.2 标准溶液配制 准确称取适量（精确至 0.1mg）各种农药标准品，选用丙酮或正己烷分别溶解，得标准储备液。根据每种农药在仪器上的响应灵敏度，确定其在混合标准中间液中的浓度，从储备液以 40%丙酮/正己烷溶液稀释定容，得混合标准中间液。再从混合标准中间液以 40%丙酮/正己烷溶液稀释定容，得系列浓度的混合标准工作液。 1.3 仪器条件 色谱柱：DB-5MS 毛细管柱, (30m0.25mm0.25m) ；柱温箱升温程序:50 （保持 2min）以 1 0/min 升温至 180 (保持 1min)再以 3/min 升温至 250（保持 1min），再以 2/min 升温至 270（保持 15min）；进样口温度:250；载气：氦气，纯度99.999%，恒流模式，流速1.0ml/min；进样量：1l;进样方式：无分流进样，0.8min 后打开分流阀；电子轰击电离源：70eV;离子源温度：250；GC/MS 接口温度： 250。 选择离子监测：每种农药分别选择一个定量离子，2 至 3 个定性离子 ，按照出峰顺序， 分时段分别检测。每种农药的保 留时间、定量离子、定性离子见表 1. 表 1 54 种农药名称、保留时间、定量、定性离子、方法检测限及白菜样品回收率和精密度实验结果 Tab.1 Name ,retention time, characteristic ions，method detection limits of 54 pesticide residuses and mean recovery and repeatabilityin cabbage samples. 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 pesticides methamidophs dichlorvos EPTC mevinpho butylateacephate pebulate molinate omethoate tecnazene cycloate monocrotophos 甲拌磷-HCH dimethoate 农药 甲胺磷 敌敌畏 茵草敌 速灭磷 丁草敌 乙酰甲胺磷 克草敌 禾草敌 氧化乐果 四氯硝基苯 环草敌 久效磷phorate -六六六乐果 保留时间retent-ion time 10.75 11.02 12.64 13.52 13.58 13.60 14.00 15.05 15.64 15.67 16.37 16.98 17.25 17.38 17.79 Characteristic ions 定量 定性离子 离子94 47, 95 109 79,185 128 86, 132 127 109,164 146 156,174 136 94, 183 128 161,203 126 187,83 156 110,126 261 203,215 83 154,186 127 192,109 260 75, 121 219 183,221 229 87, 125 method detection limits（mg/kg） 原方法 改进后的 检测限 检测限 0.030 0.008 0.010 0.003 0.010 0.003 0.010 0.003 0.015 0.004 0.050 0.012 0.015 0.004 0.010 0.003 0.020 0.005 0.050 0.012 0.015 0.004 0.050 0.012 0.015 0.004 0.015 0.004 0.020 0.005 mean recovery and repeatability in cabbage samples at 3 different levels回收率 RSD(%) (%)112120 913 82 87 911 8992 79 8290 810 9497 812 8084 11128690 711 9293 57 8687 812 7880 810 9093 910 7577 68 8890 10147883 810 100106 813 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 -HCH quintozene -HCH fonofoschlorthalonilpyrimethanildisulfoton-HCH pirimicarbiprobenfosChlopyrifos methyl methylparathion fenitrothionmalathionaldrin chlopyrifosdiethofencarb parathion quinalphospp-DDEdieldrinflusilazoleendrino.p-DDTpp-DDDethiontriazophoscarbophenothion pp-DDTbifenthrinfenpropathrinlambola-cyhalothrin permethrincyfluthri n cypermethrin-六六六 五氯硝基苯 -六六六地虫硫磷 百菌清 嘧霉胺 乙拌磷-六六六抗芽威异稻瘟净甲基毒死蜱 甲基对硫磷 杀螟硫磷 马拉硫磷艾试剂 毒死蜱 乙霉威 对硫磷 喹硫磷 pp-滴滴伊 狄氏剂 氟硅唑 异狄氏剂 op-滴滴涕 pp-滴滴滴乙硫磷 三唑磷 三硫磷 pp-滴滴涕 联苯菊酯甲氰菊酯高效氯氰菊酯 氯菊酯氟氯氰菊酯 氯氰菊酯18.20 18.30 18.51 18.82 19.06 19.07 19.33 19.55 19.86 19.92 20.73 21.01 22.11 22.58 22.85 22.88 23.03 23.20 25.20 27.77 27.86 28.19 28.91 29.99 30.07 30.15 30.97 31.48 32.03 35.15 35.63 38.29 40.69 41.17 42.77 43.18 43.36 43.56 43.92 44.37 44.51 21929521924626619827418316691 286263277173263314151291146318263233263235235231161157235181265181183206181217,181 237,249 109,181 137,174 264,268 199,200 88, 186 109,217 72, 167 204,246 288,197 200,233 260,214 158,143 265,293 286,258 196,225 186,235 157,298 316,246 277,380 206,315 279,345 165,237 165,237 384,153 172,257 199,342 237,165 165,166 181,349 197,208 184,255 199,226 163,165 0.015 0.045 0.015 0.015 0.030 0.010 0.015 0.015 0.010 0.015 0.015 0.025 0.025 0.010 0.050 0.025 0.015 0.030 0.015 0.015 0.060 0.015 0.050 0.010 0.015 0.025 0.025 0.025 0.015 0.005 0.040 0.025 0.040 0.100 0.100 0.004 0.010 0.004 0.004 0.008 0.003 0.004 0.004 0.003 0.004 0.004 0.006 0.003 0.012 0.006 0.004 0.008 0.004 0.004 0.004 0.015 0.004 0.012 0.003 0.004 0.006 0.006 0.006 0.004 0.002 0.010 0.006 0.010 0.025 0.025 8386 8083 97101 8789 6670 8891 8384 8688 8085 9194 8688 99102 98100 99100 7273 8991 8789 9699 9091 8890 8487 8084 9598 9599 8183 9091 9294 98103 8890 9095 8991 8689 7983 8082 8487 710 811 79 911 111268 79 911 57 68 911 1012910 811 89 810 710 58 1112610 1113810 12131114710 611 69 1012101368 46 911 910 79 89 51 52 53 54 flucythrinatefenvaltratefluvalinatedeltamethrin氟氰戊菊酯氰戊菊酯氟胺氰菊酯溴氰菊酯44.75 44.66 45.66 47.25 48.11 47.96 48.32 50.34 199419250253157,451 125,225 181,252 181,172 0.030 0.075 0.050 0.075 0.008 0.018 0.012 0.018 8993 9094 9094 8891 910 812 812 710 注：1原方法检测限是指用原 QuEChERS 方法处理白菜样品所得的方法检测限，改进后的检测限指原 QuEChERS 方法经提取及净化改进后处理白菜样品所得的方法检测限。 2回收率数据以白菜样品作为基质，净化时使用 ODSC18 粉 200mg、PSA 粉 150mg、石墨炭黑粉 80mg。 3三个添加水平分别为：添加水平 1 根据各农药在混合标准中间液的浓度添加水平为：0.05，0.10，0.25 mg/kg；添加水平 2 为：0.10，0.20，0.50 mg/kg；添加水平 3 为：0.20，0.40，1.00 mg/kg。 4由于基质效应的影响，甲胺磷回收率大于 100%。 1.4 样品处理 取试样可食用部分，粉碎并混合均匀，准确称取 15g（精确至 0.01 g ），置于 100ml塑料离心管 中，加入 15ml0.1%冰醋酸/乙腈溶液，6.0 g 无水硫酸镁，1.5 g醋酸钠，均质提取。以 5000 转/分钟离心 5 分钟。准确吸取 10ml有机相N2吹干，用 2.0ml0.1%冰醋酸/乙腈溶液涡混溶解残渣。于另一 15 ml离心管中，称入适量ODSC18 粉、PSA粉、石墨炭黑粉、氨丙基粉等吸附剂，转入上述 2 ml溶解液，涡混 2 分钟，5 000 转/分钟离心 3 分钟。用一次性注射器取上清液，过 0.45m滤膜，进样。 2 结果与讨论 2.1 样品提取的改进 原QuEChERS方法采用振荡提取，直接从提取液中取 2ml净化；改进后的方法采用均质提取，提取效率更高，尤其对于纤维较长、不易 制备为均匀试样的样品，然后取 10ml提取液浓缩后再净 化，其目的一是比直接取 2ml净化富集了更多的目标物，使方法检测限原则上可以提高 5 倍；二是蔬菜、水果多含有大量水分，虽然用了除水效果更好的无水硫酸镁代替无水硫酸钠，但由于水与乙腈的互溶性，仍不可避免有少量水残存在有机相中，浓缩可以将残存水完全除去，如果残存水较多，可N2吹至近干，加入少量无水硫酸镁，彻底除水后再加入 2ml提取溶剂溶解净化。改进后的方法检测限与原方法检测限比较见表 1。 2.2 样品净化的改进 PSA 去除脂肪酸效果较好，去除色素、甾醇和维生素效果一般，而 ODSC18 和石墨炭黑除维生素、色素、甾醇能力较好，氨丙基粉离子交换能力较 PSA 弱，也可根据需要选用。因此除原方法的 PSA粉外，本试验同时考虑 ODSC18 粉、氨丙基粉和石墨炭黑粉进行混合型分散固相萃取净化，改善净化效果。各种吸附剂选择及用量根据基质干扰情况和目标化合物性质确定。将 54 种农药混合标准溶液分别经上述四种吸附剂处理后从回收率数据可以看出，ODSC18 对各种农药化合物几乎没有吸附，回收率均在 100%左右；PSA、氨丙基粉和石墨炭 黑粉分 别对某 些农药 有不同 程度吸 附，多 数农药 回收率 在80%以上，但对个别农药吸附严重，例如百菌清经三种吸附剂处理后回收率均小于 50%。 实际检测中参考上述回收率数值并根据样品基质情况合适的吸附剂及其用量，一般在 100350mg 之间。对于较干净的样品基质，或者吸附剂对目标化合物吸附较严重，应减少吸附剂用量，反之可适当增加，开始应通过实验优化选择，久之可积累经验数值。本 试验对白 菜和黄桃 样品选用ODSC18粉200mg 、PSA粉15 0mg、石 墨炭黑粉80mg；菠菜样品由于色素含量较高，石墨 炭黑粉选用 125 mg。经上述改进后的 QuEChERS 方法处理的样品，净化效果良好，溶液无色透明，对目标物测定几乎没有干扰，定性、定量更加准确，而只用 PSA 粉净化则呈现样品原有颜色，且对某些化合物干扰严重。 值得注 意的 是, 采 用混 合型 分散 固相 萃取 ，尤 其使 用石 墨炭 黑粉，离心后上清液中仍可能含有少量细微粉末，故用一次性注射器过滤膜后上机。当用此方法检测葱、蒜、韭菜、元葱等含硫的辛辣蔬菜时，先进行微波消解，破坏一种在样品搅碎时能够释放含硫干扰物的酶。根据样品量调节微波消解的功率和时间，本文检测葱和洋葱时的消解条件为 15 g 样品切成段，用格兰仕 WD900G 微波炉 720 W（中高火）消解 40 秒。 2 .3 回收率和方法精密度 用 空白样品加标方法进行回 收率和精密度实验。分别对 空白菠菜、白菜、黄桃三种基质进行三个不同水平的加标，平行测定 6 次，计算回收率和相对标准偏差，白菜结果见表 1。从表 1 可以看出，当添加水平在 0.05 mg/kg1.0 mg/kg 范围内，回收率 均可在 65%120%之间，相对标准偏差 4%14%。菠菜、黄桃的实验结果均在上述范围内。白菜的添加回收谱图见图 1。 图 1 白菜添加回收 GC-EI-MS SIM 谱图。添加浓度为表 1 中的添加水平 3。 Fig.1 GC-EI-MS SIM chromatograms of blank cabbage spiked with 54 pesticide residuses 3.结论 本文对一种新的 QuEChERS 农药多残留同时分析方法进行了样品提取及净化方面的改进，提高了方法灵敏度和基质净化效果，将改进后的方法应用于果蔬中 54 种农药的检测，结果满意。此方法步骤简单，操作性强，具有良好的准确度和精密度，应用于日常检测可大大降低检测成本，缩短检测周期，