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气相色谱法测定大米中多种有机氯和拟除虫菊酯残留的方法优化

2022-01-05孟庆顺卜媛媛

粮食与饲料工业 2021年6期
关键词:正己烷气相检测器

孟庆顺,孙 丽,卜媛媛

(淮安市食品药品检验所,江苏 淮安 223300)

随着人们生活水平的提高,对食品中的有毒有害成分尤其是农药残留也提出了更高的要求。百菌清,是广泛使用的杀菌剂,丙溴磷、狄氏剂、甲氰菊酯、氯氟氰菊酯、氯菊酯、氟氰戊菊酯、氟胺氰菊酯、溴氰菊酯农药是一类高效广谱的杀虫剂,主要用于防治植物病和虫害的发生,我们主要对大米中上述9种农残检测方法进行研究探讨。根据GB 2763—2019《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》标准规定,百菌清、丙溴磷、狄氏剂、甲氰菊酯、氯氟氰菊酯、氯菊酯、氟氰戊菊酯、氟胺氰菊酯、溴氰菊酯9种农药残留量涉及到约10个检测标准,主要是气相法和气质法如SN/T 2234—2008《进出口食品中丙溴磷残留量检测方法 气相色谱法和气相色谱-质谱法》、GB 23200.113—2018《食品安全国家标准 植物源性食品中208种农药及其代谢物残留量的测定 气相色谱-质谱联用法》、GB/T 5009.146—2008《植物性食品中有机氯和拟除虫菊酯残留类农药多种残留量的测定》等标准,而氟胺氰菊酯在大米中没有相应的检测标准。在实验中利用气相色谱仪(ECD)检测9种农药残留,检测结果重现性好,样品前期处理简单,样品用有机试剂提取,净化(SPE氟罗里硅土固相萃取柱),氮吹浓缩,用正己烷定容,最后用气相专用小柱净化,干扰物质少,适合实验室定量检测大米中9种有机氯和拟除虫菊酯残留量。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

7890B气相色谱仪(配有ECD检测器,7693液体自动进样器和150位进样盘),安捷伦科技有限公司;XW-80A旋涡混合器,上海弛唐电子有限公司;XIR高速低温离心机,赛默飞世尔科技有限公司;ME204T/02分析天平,梅特勒仪器有限公司。

丙酮、正己烷,色谱纯;氯化钠,分析纯;9种农药(标样均为100 μg/ml),北京坛墨质检科技有限公司;有机相相针式滤器(尼龙),100只/罐,13 mm,0.22 μm;固相萃取柱SPE弗罗里硅柱,1 g/6 ml,30只/盒,上海安谱实验科技有限公司。

1.2 色谱条件

色谱柱:HP-5毛细管柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm);ECD检测器:300℃,进样口:270℃,柱温箱:70℃保持1 min,以15℃/min升温至270℃,以1℃/min升温至285℃,柱温箱在300℃时对毛细管柱进行吹扫,避免影响下一针进样;载气:高纯氮;柱流速:1.0 ml/min。进样模式:分流比20∶1,进样量:1 μl。

1.3 标准曲线

准确吸取0.01、 0.02、 0.04、0.08、0.10 ml的百菌清、丙溴磷、狄氏剂、甲氰菊酯、氯氟氰菊酯、氯菊酯、氟氰戊菊酯、溴氰菊酯,0.01、 0.02、 0.03、0.04、0.05 ml的氟胺氰菊酯标准溶液于10 ml的容量瓶中,以正己烷稀释定容,配成质量浓度为0.1、0.2、0.4、0.8、1.0 μg/ml的百菌清、丙溴磷、狄氏剂、甲氰菊酯、氯氟氰菊酯、氯菊酯、氟氰戊菊酯、溴氰菊酯标准溶液和质量浓度为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 μg/ml的氟胺氰菊酯标准溶液混标,以标准工作液的浓度为横坐标,色谱峰面积为纵坐标,绘制线性回归标准曲线,由于标准曲线过多,以百菌清和溴氰菊酯为代表,见图1。

1.4 试样制备及测定

准确称取混合均匀大米样品5.0 g(精确至0.001 g)于50 ml离心管中,加入5 ml氯化钠和20 ml一级水,浸泡30 min,10 000 r/min离心5 min,再加入20 ml丙酮+正己烷(1∶1)混合溶剂,涡旋混匀2 min,10 000 r/min离心3 min,将上层有机相转入蒸发皿中,残渣中再加入20 ml丙酮+正己烷(1∶1)混合溶剂,重复提取一次,合并上层有机相,在50℃水浴锅上浓缩近干,用正己烷定容至5.0 ml,待净化。将弗罗里硅土固相萃取小柱依次用5.0 ml丙酮+正己烷(10∶90)、5.0 ml正己烷预淋洗,保持柱体湿润,当溶剂表面到达柱吸附层表面时,将提取液以1滴/s速度过弗罗里硅土固相萃取小柱,用离心管接收洗脱液,再用5.0 ml丙酮+正己烷(10∶90)冲洗蒸发皿后过洗弗罗里硅柱,并重复一次,将离心管氮吹至近干,用正己烷定容至1.0 ml,最后用0.22 μm气相滤头过滤于进样瓶中,待测。同时做空白试验,样品的提取需在通风橱中进行,操作时注意:上样和洗脱流速不大于5 ml/min(1滴/s)以及水浴时的温度。在试验条件下,标准品和样品色谱图见图2、图3。

图2 标准品色谱图

图3 实际样品的色谱图

2 结果与分析

2.1 实验条件的优化

气相色谱条件的选择和优化主要涉及到仪器的检测器、进样口和毛细管柱及其升温程序、柱流速,目前实验室常用的气相检测器有4种,分别是FPD、NPD、ECD、FID,经过试验和查找相关资料,FID、FPD、NPD检测器对其响应值很低,而ECD检测器对9种标样响应值很高。

考察了DB-FAAP(50 m×0.32 mm×0.50 μm)、HP-5(30 m×0.32 mm×0.25 μm)、HP-5(30 m×0.32 mm×1.00 μm)、HP-5(30 m×0.25 mm×0.25 μm)、HP-5(30 m×0.32 mm×0.50 μm)、DB-1701(30 m×0.32 mm×0.25 μm等毛细管柱的分离效果,结果表明选择极性柱和中极柱时,9种组分基本不出峰或峰形很差,HP-5(30 m×0.32 mm×0.25 μm)毛细管柱峰形更尖锐,分离效果更好。样品中检测出农药残留,还需用DB-17毛细管柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm)进行确认。

利用正交试验法对色谱柱、进样口、检测器温度进行优化设计,找出最佳温度和程序升温。选择检测器温度260、300、330℃和进样口温度220、270、290℃进行多次试验,发现检测器温度300℃和进样口温度270℃时9种物质峰形最佳且分离效果最好。

2.2 标准曲线、相关性及检出限、定量限

9种农药混标百菌清、丙溴磷、狄氏剂、甲氰菊酯、氯氟氰菊酯、氯菊酯、氟氰戊菊酯、氟胺氰菊酯、溴氰菊酯的标准曲线线性回归方程、相关系数及方法检测限和定量限,见表1。

表1 线性测定结果

由表1中可见,该方法灵敏度高,线性良好,完全满足标准规定的要求。

2.3 方法的回收率和精密度试验

准确称取大米(已测得此大米中含有丙溴磷,其余本底值为空白)5 g共5份于50 ml离心管中,迅速加入0.1、0.2、0.5 ml混合标样(氟胺氰菊酯浓度为0.5 μg/ml,其它为1.0 μg/ml)。按1.4试验方法进行分析,平行测定5次,被测样品加标回收率和精密度见表2。

表2 回收率测定结果(n=5)

在做回收率试验时发现,若将溶剂浓缩至干后再定容或水浴锅温度过高(高于60℃),固相萃取小柱上样和洗脱流速过大,都可能导致结果有偏差、回收率偏低,所以操作时要注意。对于同一阳性样品,按国家标准SN/T 2234—2008《进出口食品中丙溴磷残留量检测方法 气相色谱法和气相色谱-质谱法》检测,检测结果在0.021 4~0.022 3 mg/kg,平均0.021 8 mg/kg,气相法检测结果在0.022 8~0.023 6 mg/kg,平均值0.023 2 mg/kg,2种方法测定结果相对标准偏差约为6%,未超过10%。

3 结论

采用该方法对大米中9种农药残留量进行测定,30 min内可以完成一次进样分析,方法检出限为0.6~4.0 μg/kg,满足GB 2763—2019《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》标准规定的要求。

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