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气相色谱三重四极杆联用技术筛查黄瓜中有机磷、有机氯等农药残留

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【概述】

蔬菜作为人们日常生活中必不可少的食品,其日常消费量和市场需求量巨大。蔬菜种植过程中,为了提高蔬菜的产量,改善其品质,施用农药不可避免,由于缺少施用常识及监管措施,在农药的使用过程中存在滥用、误用等不规范现象,种植者在农药的选择上往往倾向于价格低廉,且高效的农药,而忽略了农药毒性及高残留等问题;另外,为了提高果蔬的产量和质量,减少种植、采摘以及运输、存储过程中的损失,种植者经常多种高毒农药混配使用,而且加大了施药用量和频次,这不仅使得果蔬中农药残留超标,并且加重了农药在产区周边环境中的残留,形成了难以逆转的恶性循环。许多国家和国际性组织(CAC、欧盟、美国、日本和中国等)对农药的最大残留限量(MRLs)进行了严格的规[1]。蔬菜中农药残留问题,不仅成为食品安全领域面临的严峻挑战,而且也制约了我国蔬菜产品的进出口贸[2][3]。因此,农药多残留检测方法已成为国内及国际上的重点研究方向,许多检测技术也应运而生。


有机磷、有机氯、拟除虫菊酯类农药是常用农药,包括多种高毒、剧毒农药及我国禁用农药。我国已颁布了GBNY/T 761-2008《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的测定》[4]的检测方法。本实验参照此标准进行,采用赛默飞世尔科技全新一代三重四极杆气相色谱质谱联用仪(TSQ 8000Evo)结合对应的农药残留筛查方法包(670种化合物质谱信息),对样品中含有的有机磷、有机氯、拟除虫菊酯类农药残留进行筛查,进而对其中含有的相应农药进行确证和定量。

【样品提取】

实验前处理方法参照NY/T 761-2008《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的测定》。具体前处理方法如下:

取可食部分,经缩分后,将其切碎,充分混匀放入食品加工器粉碎,制成待测样;准确称取25.0 g,加入50.0 mL

乙腈,高速均质2 min后过滤,滤液中加入5-7g氯化钠,震荡,静置;取上清液10 mL,80℃水浴加热,氮气或空气浓缩至干;加入2.0 mL丙酮,转移至15 mL,3.0 mL丙酮洗三次,定容至5.0 mL,过0.2μm滤膜后待检测。

【实验/操作方法】

色谱方法

程序升温梯度:40℃(维持1.5 min),25℃/min到90℃(维持1.5 min),25℃/min到180℃(维持0 min),5℃/min到

280℃(维持0 min),10℃/min到300℃(维持5 min)

进样口温度: SSL (270℃)   Splitless

载气流速:1.2 mL/min (恒流)

传输线温度:280℃

进样体积:1.0μL

质谱方法

离子源温度:300℃。

结合RT-Alignment功能的定时扫描-SRM模式(Timed -SRM)。

运用赛默飞世尔农药残留方法包(含670种农药化合物质谱方法)进样农残定性筛查和定量检测。

【实验结果/结论】

快速筛查方法建立

农药残留方法包中包含了670种农药化合物优化后的相关信息,包括离子对(母离子和子离子)、碰撞能量、扫描时间、驻留时间及监测反应离子的数目等一系列质谱参数。利用TSQ8000Evo气质联用仪的高速扫描,采用特有的Timed -SRM模式,快速建立仪器采集方法,如图1,图2所示。

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图1. 670种农药化合物相关信息

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图2. 670种农药化合物仪器采集方法

农药种类确定途径

Trace Finder软件结合农药残留方法包可直接、快速建立数据处理方法。对采集样品的数据进行快速处理,确定所含农药的具体种类以及相应的保留时间。如图3所示。

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图3.对具体农药化合物进行确证

筛查方法验证

首先应用上述建立好的快速筛查方法,对基质添加标准品有机磷(浓度8μg/kg),有机氯、拟除虫菊酯类(浓度10μg/kg)进行数据采集,使用Trace Finder进行数据处理,确定了18种有机磷农药及17种有机氯、拟除虫菊酯类农药离子对信息,如表1所示。根据确认的农药信息优化仪器采集方法,对实际样品进行定量检测分析,以基质标准样品建立标准曲线,同时对其他样品进行定量。检测的实际样品共12个(依照标准,有机磷、有机氯及拟除虫菊酯类农药分别进行样品前处理。每个样品有2个浓度,每个浓度3个平行样品。

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色谱分离结果

实验所采用的TG-5SILMS色谱柱对农药化合物有良好的分离效果。35种农药在2个基质标准(浓度≤10μg/kg)样品中均得到了良好的色谱图,如图4所示。本实验在保证了农药化合物分离的同时,避免了基质中干扰物质的影响,使定性结果达到方法要求,真实可靠。

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图4. 35种农药化合物的色谱图

定性结果

按照欧盟方法指[5],质谱方法的确证要求必须达到4个定性点,表2及表3列出了具体判定标准及常见检测方式的定性点数量要求。对于GC-MS/MS,3对离子对的定性点有5-6个,完全达到了相关方法的要求。因此,实现了良好的定性效果。图5,图6,图7为样品中农药丙溴磷、林丹及氯氟氰菊酯特征离子色谱图及离子比率图。

表2.定性点判定标准

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注:

(1)每一种离子只能计算一次;

(2)转换产物包括子离子和次级子离子产物。

表3.常见检测方式的定性点

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图5.丙溴磷特征离子色谱图及离子比率图

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图6.林丹特征离子色谱图及离子比率图

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图7.氯氟氰菊酯特征离子色谱图及离子比率图

定量结果

Trace Finder软件可以在确定农药种类的同时对样品中含有的农药残留进行准确定量。使用基质标准建立标准曲线,对样品中的农药残留进行定量。结果发现,针对特定化合物仪器的定量水平达到1μg/kg以下,完全满足日常农药残留检测的要求(10μg/kg),并且在低浓度时也能获得良好的谱图效果和稳定的重复性。实际样品检测到的各目标物农药浓度如表4所示。

表4.样品定量结果

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注:“N.A”为未检出

仪器稳定性实验

将2个基质标准样品各连续进样10次,计算每个目标物浓度的相对标准偏差(RSD),测试仪器的稳定性,如图8所示。结果显示,所有农药化合物RSD均在20%以下。35种农药化合物RSD<15%,占总数的91.4%。仪器在低浓度水平(≤10μg/kg)连续进样的结果显示,仪器稳定性良好,满足检测需求。

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图8. 35种农药化合物RSD值分布

结论

赛默飞世尔农药残留筛查方法包含有670种农药化合物信息,方法包内所涉及的化合物均为常见农药残留化合物,筛查方法快速简便,真实可靠。实验结果表明TSQ8000  Evo在农产品农药残留定性定量应用领域,具有高选择性、高灵敏度、高稳定性和高通量,定性、定量结果良好,完全能够胜任监管部门要求的实际样品中不确定农药的低浓度筛查、确认和定量分析的要求。

【仪器/耗材清单】

质谱仪:TSQ8000Evo质谱仪(赛默飞世尔科技,美国);

气相色谱仪:Trace1310气相色谱配AI 1310自动进样器(赛默飞世尔科技,美国);

色谱柱:TG-5SILMS  30 m×0.25 mm×0.25μm毛细管色谱柱;

试剂:正己烷,丙酮;

【参考文献】

[1] http: / /www.mrldatabase.com/results.cfm

[2]李晓娟等.色谱-飞行时间质谱联用技术的特点及其在食品污染物分析研究中的应用[J].分析测试学报,2012,31(5):628-632.

[3]陈燕清,颜流水.食品中农药残留前处理技术进展[J].江西化工,2004(3):17-23.

[4] NY/T 761-2008《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的测定》

[5] European Union (2002) commission decision 2002/657/EC of 12 August 2002 implementing Council Directive 96/23/EC concerning the performance of analytical methods and theinterpretation of results.





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