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农产品中农药残留分析的色谱峰分离问题

2017-08-15宋保军

农家科技 2017年7期
关键词:分离农药残留农产品

摘 要:本文阐述了在对农产品中的农药残留进行检测分析时,如果两种或两种以上的农药色谱峰不分离,无法对农药进行定性定量,该如何解决。

关键词:农产品;农药残留;色谱峰;分离

在对农产品中农药残留进行分析时,特别是在检测菊酯类农药残留时,由于菊酯类农药有同分异构体,常出现两种农药色谱峰不能完全分离的情况。对于这种情况,可采用减小进样量、减小载气流速、提高汽化室温度、降低升温速率等措施来提高色谱峰的分离度;也可采用更换更长的色谱柱,或更换不同固定相的色谱柱,来提高色谱峰的分离度。下文主要探讨了如何让色谱峰分离。

一、实验部分

1.仪器与试剂

布鲁克气相GC450,ECD检测器,VF-1ms(30*0.32*0.25)、VF-5ms(30*0.25*0.25)、DB-1701(30*0.25*0.25) [5,6]。

2.实验方法

气相色谱条件:进样体积:1uL;进样口温度:250℃,不分流进样;ECD检测器300℃;氮气流速:30mL/min;柱流速:2mL/min。

二、结果与讨论

1.联苯菊酯与甲氰菊酯的分离问题

联苯菊酯与甲氰菊酯出峰时间较近,相差0.05,两峰成分叉型,为使两峰完全分离,最简单的方法,是改变程序升温速率。

程序升温方式1:150℃保持1min,10℃/min升到200℃,保持3min,15℃/min升到280℃,保持12min。两峰出峰时间相差0.05min。

程序升温方式2:150℃保持1min,10℃/min升到240℃,保持3min,10℃/min升到280℃,保持6min。两种农药出峰时间相差0.10min。

程序升温方式3:150℃保持1min,20℃/min升到200℃,4℃/min升到240℃,保持2min,10℃/min升到280℃,保持6min。两种农药出峰时间相差0.10min。

程序升温方式4:150℃保持1min,15℃/min升到240℃,保持6min ,10℃/min升到280℃,保持5min。两种农药出峰时间相差0.10min,两峰完全分离。

分离度是农药残留检测时的重要考虑因素,只有让两个色谱峰获得基线分离,才能对农药进行准确的定性定量。增大分离度有两个办法,一是調节程序升温,使两个峰分离,二是当改变程序升温也不能使两峰分离时,只有进行更换色谱柱,使用与农药同极性的色谱柱。

调节程序升温的办法:从程序升温方式1的色谱图里,可知联苯菊酯在13min出峰,根据程序升温来计算,大约是240℃-260℃出峰,那么将近240℃时要降低升温速率;程序升温方式1与程序升温方式3在200℃时,采取保持或升温速率减慢的办法,但距离240℃太远,效果并不好;程序升温方式2以10℃/min升到240℃,保持了3min,峰分离有所改善;程序升温方式4以15℃/min升到240℃,保持了6min,保持时间比程序升温方式2要长,峰分离较为明显。

2.四种菊酯类农药的分离

检测蔬菜中有机氯农药残留时,其中有4种菊酯类农药,在色谱柱上以组峰形式出现,它们是氰戊菊酯、氯氰菊酯、氟氰戊菊酯、氟胺氰菊酯,一般会出两个或三个同分异构体色谱峰,当组峰完全重合时,很难对农药残留进行准确的定性定量。这时一般会采取几种方法来分离它们,第一种方法是降低升温速率或调低柱流量,但是在色谱峰完全重合时,改变升温速率与柱流量对分离不起作用。第二种方法是用气质联用来定性,这个方法最好,但对于没有气质联用的实验室,这种方法无法应用。第三种方法是换不同型号不同极性的色谱柱,这是比较经济实惠的方法,以下就是采用这种方法,如何让不能完全分离的色谱峰进行分离。

(1)VF-1ms(30*0.32*0.25)的试验。

气相色谱条件:色谱柱:VF-1ms(30m×0.32mm×0.25um);温度:150℃保持1min,以15℃速度上升到280℃,保持10min。共22min.进样体积:1uL;进样品:250℃,不分流进样;检测器300℃;进样口温度:250℃,氮气流速:30mL/min;柱流速:2mL/min。

从出峰情况来看,氯氰菊酯的第3峰与氟氰戊菊酯的第2峰重合,氟氰戊菊酯的第3峰与氟胺氰菊酯的第1峰重合,氰戊菊酯的第2峰与氟胺氰菊酯的第2峰重合,如果样品中同时含有这四种菊酯类农药,很难计算出结果。

将程序升温速率降低,升温速率降为2℃/min,色谱图中的色谱峰仍是重合的,说明无法分离。

(2)VF-5ms(30*0.25*0.25)的试验。

气相色谱条件:色谱柱:VF-5ms(30m×0.25mm×0.25um);温度:150℃保持1min,以15℃速度上升到240℃,保持30min。共37min.进样体积:1uL;进样品:250℃,不分流进样;检测器300℃;进样口温度:250℃,氮气流速:30mL/min;柱流速:2mL/min。

从四种菊酯类农药出峰情况来看,氟胺氰菊酯与氰戊菊酯重合,并未完全分离。

(3) DB-1701(30*0.25*0.25)的试验。

气相色谱条件:色谱柱:DB-1701(30m×0.25mm×0.25um);温度:150℃保持1min,以15℃/min速度上升到240℃,保持1min,再以10℃/min 升到260℃/min ,保持18min,共28min。进样体积:1uL;进样品:250℃,不分流进样;检测器300℃;进样口温度:250℃,氮气流速:30mL/min;柱流速:2mL/min。

这四种菊酯类农药在DB1701柱上完全分离,当样品中这四种菊酯类农药有检出时,可用DB1701柱来分离。

三、结语

从以上可以看出,调节程序升温,一是要根据农药大概出峰温度来调节,在将近出峰温度处调节,太近太远都不行,二是除了將升温速率调慢还可以通过增加保留时间来促使两峰分离。

当几种菊酯类农药的同分异构体重合时,可利用不同极性的色谱柱来进行分离,这是最有效最快捷的方法。在经常更换色谱柱时,需要注意以下问题:

一是不同色谱柱的最高工作温度是不同的,不要照搬其它色谱柱的程序升温,如DB-1701最高温度是280℃,DB-1最高温度是350℃,只要能保证标液出峰,尽量不要让色谱柱在温度上限工作,如果换上DB1701柱却用了DB-1柱的最高温度,会烧坏色谱柱。

二是色谱柱的内径不同,膜厚不同,柱流量不同,需要在气相的面板上输入色谱柱的型号,以便仪器计算柱压与流量。

在实验室里,要准备不同型号不同极性的色谱柱,才能保证多种农药的色谱峰完全分离,进行准确的定性定量。用更换色谱柱的方法让不分离的色谱峰进行分离,有效而快捷。

参考文献:

[1]张志恒。农药残留检测与质量控制手册[M].北京:化学工业出版社,2009,4-34.

[2]刘虎威。气相色谱方法及应用[M]. 北京:化学工业出版社,2003,21-37.

[3]徐明全,李仓海等。气相色谱百问精编[M]. 北京:化学工业出版社,2013,223-226.

[4]刘珍。化验员读本 下册[M]. 北京:化学工业出版社,2004,306-307.

[5]农业部农业检定所。NY/T788农药残留试验准则(农业部行业标准)[S].北京:中国标准出版社,2004.

[6]农业部环境质量监督检验测试中心。NY/T761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(农业部行业标准)[S].北京:中国农业科技出版社,2008.

[7]陈涛等。农药残留量分析方法[M].上海科学技术出版社,1991,98-140.

[8]汪正范。色谱定性与定量[M]. 北京:化学工业出版社,2003,178-180.

[9]侯定远。有机污染物实用监测方法[M]. 太原:北岳文艺出版社,2003,144-148.

[10]李本昌,高晓辉。农药残留实用检测方法手册[M]. 北京:中国农业科技出版社,1995,13-15.

[11]周良模。气相色谱新技术[M]. 北京:科学出版社,1994,115-120.

作者简介:宋保军(1974—),男,本科,农艺师,河南鹤壁市农产品质量安全监测检验中心,主要从事农产品质量安全监测检验工作。

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