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芹菜中噻嗪酮农药残留检测的不确定度分析

2014-06-09崔振峰魏永强韩肖聪李越超纪晓娜张学伟

关键词:噻嗪残留量芹菜

崔振峰,魏永强,韩肖聪,李越超,纪晓娜,张学伟

(1.长春工程学院理学院,长春130012;2.长春旭阳汽车橡塑制品有限公司,长春130033)

自从1962年美国海洋生物学家蕾切尔·卡逊(Rachel Carson)出 版 《寂 静 的 春 天 》(Silent Spring),人们不再只看到农药带来的好处,而是越来越多地关注到了其副作用。虽然最初这部作品也引起了学者的诸多争议,但今天看来农药的危害已经引起了人们的足够重视。

监控农药使用过程中对农田环境造成的直接污染[1],关注农药使用过程中的残留行为[2]对环境的危害,以及农药的残留对处在生物链较高端的人和动物的影响,是国内外研究的热点。2005年1月17日,美国公布了两项关于修改噻嗪酮残留限量的法规。法规涉及的产品包括部分水果和蔬菜,分别对以下食品内或表面的杀虫剂噻嗪酮(Bruprofezin)制定如下限量:莴苣头:5.0×10-6;莴苣叶:13.0×10-6;蔬菜、蔬菜用葫芦9组:0.50×10-6;水果、柑橘10组:2.5×10-6;柑橘的干果肉7.5×10-6;柑橘油:80×10-6。欧盟对茶叶中噻嗪酮残留的最大限量定为0.05mg·kg-1。尽管国内对农药危害的研究起步较晚,但发展很快,我国对粮食和茶叶中噻嗪酮残留量也做了相关规定。

国外关于噻嗪酮残留的检测有相关报道[3],色谱法是比较先进的检测手段[4]。农药对土壤[5]以及水体等自然环境带来负面影响,直接影响到生物的生长和发育[6],也可能形成短期不易察觉的长期影响。关注环境保护,农药在环境中的降解也成为研究热点[7]。国内关于茶叶[8]、蔬菜[9]、水果中噻嗪酮残留的检测[10]也有报道。

噻嗪酮(结构如图1)的熔点104.5~105.5℃,分子量305.44,沸点273℃(12torr)。在结构式中有苯环的Ⅱ66,具有较强的紫外吸收,适用于二极管阵列检测器(DAD)。需要特别指出,在噻嗪酮的结构中尽管杂原子N、S、O均有孤对电子,但与苯环及相互之间都不在同一平面,无法形成更大共轭体系的多中心П键。但这并不影响采用高效液相色谱法(HPLC-DAD)检测噻嗪酮的残留。

图1 噻嗪酮的分子结构式

关于茶叶中噻嗪酮的残留量的不确定度胡贝贞等[11]人做了简单的分析,本文将以芹菜为例评定HPLC-DAD检测蔬菜中的噻嗪酮的不确定,为噻嗪酮的不同检测方法提供对比依据。

1 实验部分

1.1 仪器、试剂和样品

安捷伦HPLC 1100液相色谱仪(配备自动进样器、二极管阵列检测器、十八烷基键合固定相液相色谱柱);AL104万分之一电子天平,梅特勒托利多仪器(上海)有限公司;KQ-100E型超声波清洗器,江苏省昆山市超声仪器有限公司;冷凝旋转蒸发仪,上海申生有限公司;WKY型微量移液器,上海荣泰生化工程有限公司;OCEAN过滤器(0.45μm的水系和有机系滤膜);噻嗪酮标准溶液(1mg·mL-1),国家标准物质研究中心GBW(E)060547;甲醇(色谱纯),水(超纯水),其他试剂为分析纯。

1.2 色谱分析

流动相甲醇∶水(V/V)=80∶20;流速1.0mL·min-1;柱温30.0℃;DAD检测波长230nm。在该色谱条件下分析样品,保留时间为4.633min。

1.3 农残提取方法

取一定量的芹菜样品,准确称量重量为m(g)。搅拌机打碎混匀后,依次加入15g氯化钠、200mL丙酮、50mL二氯甲烷,匀浆1min后,置于超声波清洗仪中震荡20min,使混合均匀,之后经过滤器过滤,将滤液置于分液漏斗中静置分层,取上清液倾入500mL烧杯中,加入活性炭脱色120min,脱色后的液体中再加入30g无水硫酸钠,不断震荡,静止15min后,取装有无水硫酸钠的漏斗,以少许二氯甲烷洗涤无水硫酸钠,合并滤液,用蒸馏装置在30~40℃下将洗脱液浓缩近干,取出浓缩液在室温下挥干,用甲醇溶解,并准确定容到体积V mL,用0.45μm的针头过滤器过滤,待分析。

2 建立数学模型

芹菜样品中噻嗪酮的残留量按式(1)计算:

式中:X为芹菜中含噻嗪酮的质量浓度,μg·g-1;A为对应色谱峰面积,mAU·s;F为色谱分析时的进样体积,μL。V 为样品提取后定容体积,mL;m为样品质量,g。

3 不确定度分析

芹菜中噻嗪酮的残留检测步骤如图2所示,不确定度的来源包括农残提取、检测、外标曲线和分析仪器4个方面。

图2 芹菜中噻嗪酮残留的分析过程

3.1 农残提取引入的不确定度

3.1.1 称取蔬菜样品引入的不确定度

用电子天平称取90g芹菜样品,引起的不确定度为:

相对不确定度为:

3.1.2 样品定容引入的不确定度

10mL容量瓶的定容最大允许误差为±0.01mL,视为矩形分布,取分布因子样品提取过程中由定容引入的不确定度为:

由样品定容引入的相对确定度为:

由农残提取引入的相对不确定度分量为:

3.2 农残检测引入的不确定度

对芹菜样品进行噻嗪酮农残分析,取样质量m=90g,定容体积V=10mL,进样体积F=5μL,重复检测的峰面积分别为41.1,40.7,45.7,43.5和42.1mAu·s,将检测的峰面积(A)带入式(1),芹菜中噻嗪酮的残留量分别为:0.482,0.481,0.497,0.490和0.486μg·g-1。平均值

单次检测的标准差为:

平均质量浓度的不确定度为:

由农残检测引入的相对不确定度分量为:

3.3 外标曲线引入的不确定度

用噻嗪酮标准溶液(1.0mg·mL-1)配置不同质量浓度的标准溶液于10mL容量瓶中,按进样量F=5μL进行色谱分析。以峰面积对噻嗪酮标准品质量浓度做外标曲线,标准曲线方程为Area=35.138C-1 113.1,线性最小二乘法拟合的相关系数为0.999 65。

3.3.1 标准品引入的不确定度

标准品的说明书中显示,1.0mg·mL-1噻嗪酮农残级标准溶液的相对不确定度为0.2%。

3.3.2 标准稀释过程引入的不确定度

采用10mL容量瓶稀释标准品,由标准品定容引入的相对不确定度为:

由外标曲线引入的相对不确定度分量为:

3.4 分析仪器引入的不确定度

3.4.1 进样器引入的不确定度

高效液相色谱分析采用自动进样,定量环的误差为±0.10μL,按矩形分布处理,进样引入的相对标准不确定度为:

进样体积F=5μL时的相对不确定度为:

3.4.2 二极管阵列检测器引入的不确定度

检测器的波长精度为±1nm,按矩形分布处理,由检测器引入的不确定度为:

在230nm波长下检测样品的相对不确定度为:

由分析仪器引入的相对不确定度分量为:

3.5 合成相对不确定度计算

由上述各相对不确定度分量合成芹菜中噻嗪酮残留量的不确定度为:

3.6 扩展不确定度

按置信概率P=95%时,取k=2。则芹菜样品噻嗪酮残留量测定的相对扩展不确定度为:

故其扩展不确定度为:

该芹菜样品中的噻嗪酮残留量表示为:

4 结语

评定了蔬菜中噻嗪酮农药残留的高效液相色谱检测方法的不确定度,相对扩展不确定度为2.70%,说明该方法结果可靠。该评定方法的建立,可以为其他蔬菜中农残检测的高效液相色谱法不确定度分析提供参考。

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