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GC-MS测定茶叶中有机氯农药组分的 前处理技术研究

2021-06-16王文敏

现代食品 2021年7期
关键词:有机氯石油醚丙酮

◎ 王文敏,卢 姗

(广东产品质量监督检验研究院,广东 佛山 528300)

有机氯农药是一大类含有氯原子的有机杀虫剂,有机氯农药有广谱、高效、急性毒性低、价格低廉等特点,曾经在全世界范围内大量使用。但由于这类农药脂溶性高,在自然环境中难以降解,所以在食品中的残留及其对人体健康的危害不容忽视[1]。茶叶中茶多酚、咖啡碱、多糖等有效成分具有抗癌、抑制心血管疾病、延缓衰老、抑制和抵抗病毒等功效,因此饮茶有益于身体健康[2]。由于茶叶样品基质复杂,含有大量的色素和杂质等,严重干扰提取液中农药残留的检测,因此,前处理技术对茶叶中农药残留提取、分离及检测有非常重要的意义[3]。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

茶叶,为产自云南西双版纳的普洱茶(大益茶)。

5种有机氯农药标准品:α-666(CAS:319-84-6)、七氯(CAS:76-44-8)、艾氏剂(CAS:309-00-2)、狄氏剂(CAS:0-57-1)和异狄氏剂(CAS:72-70-8)。石油醚、乙酸乙酯、环己烷、丙酮、乙醚和正己烷,均为分析纯,且均为广州化学试剂厂生产。

1.2 仪器与设备

试验的主要仪器设备见表1。

表1 主要仪器设备表

1.3 仪器条件

(1)色谱条件。Rxi-5ms色谱柱:0.25 μm×30.0 m×0.25 mm;进样口温度:280 ℃;分流方式:不分流进样,1 min后打开分流阀;载气:氦气(He);流量控制方式:恒线速度;线速度:46.7 cm·s-1;吹扫流量:3.0 mL·min-1;分流比(R)5∶1。升温程序:80 ℃起始,以15 ℃·min-1升温到200 ℃,保持3 min,继续以15 ℃·min-1升温到280 ℃,保持5 min。

(2)质谱条件。EI源,离子源温度(I):200 ℃,接口温度(I):280 ℃,选择离子扫描模式(SIM)。

1.4 样品前处理

茶叶(干样)经粉碎后取5 g(精确至0.01 g)[4]于50 mL离心管。加入25 mL提取液,超声波提取30 min,于高速冷冻离心机内离心 5 min,7 000 r·min-1。过滤于茄形瓶内,残渣重复提取一次,超声15 min,离心,过滤,合并提取液。提取液于旋转蒸发仪,浓缩至1~2 mL,用提取溶液转移至10 mL离心管(转移3~4次),再用提取溶液定容至2 mL,待上样。先后经过ENVI-Carb柱和Florisil柱净化。净化液供气相色谱-质谱分析。

1.5 样品前处理方法优化

1.5.1 样品提取

对提取液的选择进行实验,分别用25 mL的乙腈、石油醚-丙酮(4+1)、正己烷-丙酮(2+1)、乙酸乙酯-丙酮(3+1)和石油醚-乙酸乙酯(1+1)作为提取溶剂,对茶叶中的有机氯组分进行提取,提取液供气相色谱检测。

1.5.2 样品净化

净化方法选择固相萃取。净化柱的选择:①去除色素。茶叶样品经提取有机氯组分后,提取液颜色呈墨绿色,糊状,但经ENVI-Carb固相萃取柱净化后呈透明液体状,因此本实验采用乙酸乙酯-丙酮(1∶1)淋洗ENVI-Carb固相萃取柱净化作为色素净化手段。②去除杂质。采用Florisil固相萃取小柱试验重现性好,能有效去除杂质,简化操作步骤,减少溶剂的使用量,快速、简单。因此,本实验采用Florisil固相萃取小柱净化作为去除杂质的净化手段。

(1)ENVI-Carb柱最优洗脱体积的选择。用5 mL环己烷活化石墨化碳黑柱(ENVI-Carb),取2 mL标准工作液上样,分别用2 mL、3 mL、4 mL、5 mL丙酮-乙酸乙酯(1+1)溶液洗脱,下接10 mL离心管,氮吹至近干,用石油醚定容至2 mL。供气相色谱-质谱分析。

(2)对Florisil柱最优洗脱溶剂的选择。用5 mL石油醚活化弗罗里硅土柱(Florisil),2 mL标准工作液上样,分别用5 mL乙酸乙酯-石油醚(5+95)、乙酸乙酯-丙酮(1+1)、乙醚-正己烷(1+4)、正己烷-乙酸乙酯(9+1)和丙酮-正己烷(1+1)溶液洗脱,下接10 mL离心管,氮吹至近干,用石油醚定容至2 mL。供气相色谱-质谱分析。

(3)对Florisil柱最优洗脱体积的选择。用5 mL石油醚活化弗罗里硅土柱(Florisil),2 mL标准工作液上样,分别用2 mL、3 mL、4 mL、5 mL和6 mL最优洗脱溶剂洗脱,下接10 mL离心管,氮吹至近干,用石油醚定容至2 mL。供气相色谱-质谱分析。

2 结果与分析

2.1 线性回归方程和相关系数

将有机氯标准储备液配制成 0 μg·L-1、25 μg·L-1、50 μg·L-1、200 μg·L-1、500 μg·L-1、1 000 μg·L-1和2 000 μg·L-1标准品工作液,按选定的色谱-质谱条件进样,以吸收峰面积为纵坐标,浓度为横坐标绘制标准曲线,结果如表2所示,5种有机氯农药质量浓度和响应值线性关系良好。

表2 标准曲线、线性范围及检出限表

2.2 提取液的选择

经过用乙腈、石油醚-丙酮(4+1)、正己烷-丙酮(2+1)、乙酸乙酯-丙酮(3+1)、石油醚-乙酸乙酯(1+1)作为提取溶剂进行对比实验发现,经石油醚-乙酸乙酯(1+1)溶液提取的杂质峰较少,提取的有机氯组分重现性高。故本实验的提取液选定为石油醚-乙酸乙酯(1+1)溶液。

2.3 ENVI-Carb柱的最优洗脱体积

实验比较了丙酮-乙酸乙酯(1+1)溶液的不同体积洗脱ENVI-Carb柱,发现4 mL洗脱最优,回收率最高。丙酮-乙酸乙酯(1+1)最佳洗脱液体积的峰面积如表3所示,因此柱净化过程选择4 mL丙酮-乙酸乙酯(1+1)洗脱液。

表3 ENVI-Carb柱丙酮-乙酸乙酯(1+1)最佳洗脱液体积选择结果表

2.4 Florisil柱的最优洗脱溶剂

实验比较了乙酸乙酯-石油醚(5+95)、乙酸乙酯-丙酮(1+1)、乙醚-正己烷(1+4)、正己烷-乙酸乙酯(9+1)和丙酮-正己烷(1+1)洗脱Florisil柱,发现乙醚-正己烷(1+4)洗脱最优,回收率最高。Florisil柱5种洗脱液方案的峰面积如表4所示,因此柱净化过程选择乙醚-正己烷(1+4)洗脱液洗脱。

表4 Florisil柱5种洗脱液选择结果表

2.5 Florisil柱的最优洗脱体积

本文比较了乙醚-正己烷(1+4)溶液的不同体积洗脱Florisil柱柱,发现5 mL洗脱最优,回收率最高。乙醚-正己烷(1+4)最佳洗脱液体积的峰面积如表5所示,因此柱净化过程选择5 mL乙醚-正己烷(1+4)洗脱液。

表5 Florisil柱乙醚-正己烷(1+4)最佳洗脱液体积选择结果表

2.6 样品检测

2.6.1 加标样品检测

加标样品(加标200 μg·kg-1)经ENVI-Carb柱和Florisil柱先后净化检测,效果良好,加标样品的TIC图如图1所示。

2.6.2 方法的回收率

在茶叶样品中分别添加 20 μg·kg-1、100 μg·kg-1、200 μg·kg-1的有机氯农药标准品,每个添加水平做3个平行样品,各组分的回收率见表3。由表6可知,有机氯农药添加20 μg·kg-1的回收率为64.00%~107.40%;100 μg·kg-1水 平 的 回 收 率 为 63.00% ~ 114.00%;200 μg·kg-1水平的回收率为60.00%~102.40%。由此可知,该方法经过几个阶段的净化处理后仍能获得比较良好的回收率,可以满足茶叶中残留有机氯农药组分含量的检测要求。

图1 加标样品的TIC图

表6 各组分的回收率表

3 结论

经过实验研究,本方法的前处理过程中,经ENVI-Carb柱净化可以去除大部分的色素后,再经Florisil柱净化可以去除大部分干扰物质,满足检测要求,利用GC-MS选择离子监测模式,分析灵敏度高。实验表明,此方法的回收率满足检测要求,适合于茶叶中5种有机氯农药残留量同时定性及定量分析。

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