同位素内标稀释气相色谱-质谱联用法测定果蔬中的滴滴涕含量

2016-10-16李美华杨维成盛立彦

分析科学学报 2016年1期

李美华，杨维成，盛立彦，吕靖，潘洁，孙雯，罗勇

(上海化工研究院，上海 200062)

滴滴涕(DDT)属有机氯农药，它是一种高效杀虫剂，其主要的异构体及同系物为：o,p′-DDT、p,p′-DDE、p,p′-DDD。DDT可通过各种环境介质，如大气、水、生物体等长距离迁移并长期存在于环境，具有生物蓄积性、半挥发性和高毒性，对人类健康和环境具有严重危害，现已被国际上列入首批控制的12 种持久性有机污染物(POPs)名单[1]。我国在20世纪80年代初即已禁止使用该农药。但DDT在我国的长期使用造成了农、林、畜产品严重的残留污染，并经食物链富集影响人类健康，至今DDT仍是我国膳食中农药的主要检测品种。此外，DDT在不同环境介质中的含量值变化的研究对 POPs 的污染自净与迁移也有着重要意义[2]。

现有DDT残留的检测方法主要有气相色谱法和气相色谱-质谱联用法等，使用最普遍的是气相色谱-电子捕获检测法(GC-ECD)[3 - 5]。GC-ECD法虽具有操作简单、分析速度快及灵敏度高等特点，但其前处理过程复杂，基质干扰大，回收率较低，一般检测限较高(0.6～10 μg/kg)。目前，对于DDT等有机氯农药的农残检测，运用最广泛的是采用固相萃取前处理技术，并结合气相色谱-质谱(GC-MS)分析方法，可在较高精度下，同时实现几百种农药的多残留定性定量分析[6 - 9]。但国内的研究中，由于条件限制绝大多数采用外标法定量，容易造成不同样品在前处理过程中由于目标物的损失对检测结果造成的差异性。任朝兴等人[10]以菲-d10作为内标，采用GC-MS法测定水样中20种有机氯农药，结果所测得化合物的加标回收率在64.8%～122.0%之间，相对标准偏差(RSD)范围为1.2%～11.0%。但直接采用同位素DDT-D8做内标测定DDT及其同分异构体残留量的方法尚未见报道。

本文采用自行研制的稳定同位素标记p,p′-DDT-D8为内标物，建立了同位素内标稀释法测定果蔬中DDT含量的GC-MS检测方法。该方法有效消除了样品在前处理净化中所引起基质干扰，避免了样品处理过程中目标物的损失对检测结果造成的偏差，减小了样品之间回收率的差异，从而降低了方法的检测限。该方法操作简单、准确性和稳定性好，是一种高灵敏度、高选择性的分析方法，完全适用于果蔬中低残留DDT的检测。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

7890A GC-5975C MSD气相色谱-质谱仪(美国，Agilent公司)。

p,p′-DDT、o,p′-DDT、p,p′-DDE标准品(纯度≥99.5%，上海安谱科学仪器公司)；p,p′-DDT-D8内标试剂(纯度≥99.2%，丰度≥99.1 atom%D，上海化工研究院研制)。乙腈(色谱纯,德国默克公司)；石油醚、正己烷(分析纯，上海国药集团试剂有限公司)。实验用水为超纯水。

1.2 GC-MS条件

色谱条件：色谱柱：HP-5ms柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；载气为高纯氦气(99.999%)，载气流速：1.7 mL/min；进样口温度：280 ℃，检测器温度：260 ℃。柱温采用程序升温：起始温度120 ℃保留2 min;以20 ℃/min升至230 ℃，保留3 min;以10 ℃/min升至250 ℃，保留1 min；进样方式：不分流；进样量：1 μL。质谱条件：EI离子源,电离能量:70 eV；离子源温度：230 ℃，四极杆温度:150 ℃；扫描模式：选择离子模式(SIM)。5种DDT及内标物的保留时间及定量离子如表1所示。

表1 5种DDT的名称、保留时间及定量离子

*quntitative ion.

1.3 样品处理及实验方法

青菜、黄瓜等样品均购于上海农贸市场。样品用水洗净后，置于粉碎机中粉碎均匀，冷藏待用。称取上述样品20 g于100 mL 具塞锥形瓶中，加入50 mL乙腈，超声提取30 min。再加入5 g NaCl，振荡，静置分层。转移上层有机相，并使其通过无水Na2SO4小柱。用石油醚少量、多次洗涤小柱，合并洗出液，于40 ℃水浴旋转蒸发至近干。

分别将加入10 mL正己烷溶解后的提取液及10 mL内标液，经已用5 mL正己烷活化的Florisil 固相萃取柱净化，用10%丙酮/正己烷洗脱液(V/V)洗脱，收集洗脱液15 mL于离心试管中。将其置于氮吹仪上，在45 ℃时，用氮气将其浓缩，并以正己烷溶剂定容至1 mL用于GC-MS分析。

2 结果与讨论

2.1 溶剂提取与固相萃取条件的选择

图1 样品色谱分离图Fig.1 Chromatogram of sample1:p,p′-DDE，2:p,p′-DDD，3:o,p′-DDT，4:p,p′-DDT，5:p,p′-DDT-D8.

本方法以乙腈为提取溶剂，对于蔬菜或瓜果的提取，可以有效地提取有机氯农药而干扰物提取少。所采用的Florisil固相萃取柱中，Florisil 填料对样品中的色素等极性杂质有很强的吸附能力，而对非极性和弱极性的待测组分不易吸附，且待测组分的极性与固定相极性差别越大，净化效果越好。同时采用了10%的丙酮/正己烷(V/V)洗脱，既保证了较高的回收率，又能使一些更强保留的杂质组分不被洗出。样品提取后的色谱图见图1。

2.2 DDT质谱参数的优化及裂解过程

本实验采用SIM采集数据，通过对扫描速率、扫描范围等参数的优化，获得理想的DDT质谱图，并从中选择2～3个适合的离子作为其特征离子，其中响应最强的作为定量离子。

DDT的质谱裂解过程如图2所示。

图2 DDT的质谱裂解过程Fig.2 The possible pyrolysis process of DDT

2.3 线性范围与检出限

配制4种DDT的混合标准溶液，浓度为1～1 000 μg/L，即相当于检测样品中0.001～1.0 mg/kg，并加入DDT-D8内标100 μg/L制成溶剂空白加标液，以峰面积(Y)对浓度(X)做线性回归分析，计算线性范围及相关系数。并以3倍信噪比(S/N=3)作为检出限。4种DDT的检出限、线性方程和相关系数如表2所示。