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自动顶空气相色谱法测定人参中二硫代氨基甲酸酯的残留量

2022-08-25宋莹莹徐清华王国明郭畅冰谢丽娟徐芳菲

人参研究 2022年4期
关键词:残留量标准溶液人参

宋莹莹,白 钰,徐清华,王国明,郭畅冰,谢丽娟,徐芳菲*

(吉林人参研究院·吉林长春·130033)

二硫代氨基甲酸酯类农药(DTCs)主要包括代森类、福美类、丙森类[1-2]三类。该类药剂在中药材生产中被广泛应用,其具有高效、低毒的特点,对人、畜、植物安全,对疫病、霜霉病、炭疽病、叶斑病等有很好的防治效果。常用的DTCs类杀菌剂主要包括代森锌、代森钠、福美双、福美锌、福美铁等[3-5]。

人参(Panax ginseng C.A.Mey.),五加科人参属多年生草本植物,在我国被誉为“百草之王”,已有数千年的药用和保健历史,也是我国主要出口药材[6],其安全问题也逐渐引起重视。人参因其生长周期长,易受病害的侵袭,DTCs类农药被应用人参病害防治方面,结果使人参中其残留量增高。2017年世界卫生组织国际癌症研究机构公布:DTCs类农药代谢产物亚乙基硫脲(ETU)有3类致癌物,对整个大气环境和人的身体健康均有潜在的威胁[7-10]。因此,我们有必要确定一种方法对其残留量进行监测。

通过查找文献发现,目前,针对检测DTCs类农药残留的方法已经建立了很多种[11],但这些方法多是针对水果、蔬菜、粮食、茶叶等作物,对人参中DTCs类残留测定的文献报道很少,也没有适用于其检测的标准。故本文针对在高温、强酸、密闭条件下,DTCs类农残能被分解生成二硫化碳的特点[12-13],对人参中DTCs类残留量的测定进行了研究,分析其测定过程中的影响因素,建立了一个合理、可靠的检测方法。该方法不仅在人参实际检测中有良好的应用,对我国整个人参产业的监管也起到了重要的意义[14]。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

气相色谱仪(Agilent 8890,美国):配ECD检测器;顶空自动进样器(Agilent 7697A,美国);DE-100g型中药粉碎机(浙江红景天);SQP型电子天平(赛多利斯);顶空样品瓶(20mL)。

二水合氯化亚锡(AR,国药集团);浓硫酸(GR,国药集团)、浓盐酸(GR,广州化学试剂厂);抗坏血酸(AR,天泰精细化学品有限公司);水为超纯水;正己烷(HPLC,Fisher);丙酮(AR,科密欧);丙酮(HPLC,禹王)。

二硫化碳标准溶液(北京坛墨质检科技有限公司,浓度5000μg/mL,批号A1912354)。

1.2 溶液的配置

1.2.1 氯化亚锡-硫酸溶液

称取二水合氯化亚锡15 g,用硫酸溶液(1+4)溶解,置于1 L容量瓶中,并定容至刻度。

1.2.2 二硫化碳标准溶液

准确吸取二硫化碳标准溶液(浓度5000μg/mL)2.00 mL于10mL容量瓶中,用正己烷定容至刻度,得1000μg/mL二硫化碳储备液。

吸取二硫化碳储备液1mL于10mL容量瓶中,并用正己烷稀释至刻度,即得浓度为100μg/mL的标准溶液。分别取100μg/mL浓度的标准溶液0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2mI于各10mL的容量瓶中,分别得到浓度为0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0μg/mL的标准溶液。

1.3 色谱条件

1.3.1 气相色谱条件

HP-50+色谱柱(30m×0.53mm×1.0μm)(美国Agi-Lent);载气:氮气,纯度大于99.995%;进样口温度:200℃,分流进样,分流比:5∶1;检测器温度:300℃,尾吹流量(N2):30 mL/min;升温程序:初始柱温为50℃,保持2 min,以2℃/min的速率升温至60℃,保持3min,以10℃/min的速率升温至120℃,保持3min;载气(N2)流速2.0mL/min;进样量:1mL。

1.3.2 自动-顶空进样器条件

加热箱温度:80℃;定量环温度:90℃;传输线温度:100℃;GC循环时间:28 min,样品瓶平衡时间:30min,进样时间:0.5 min;样品瓶体积:20 mL。

1.4 样品前处理及测定法

在高温、强酸、密闭条件下,DTCs类农残被分解,定量释放出二硫化碳,用气相色谱测定二硫化碳含量,计算出样品中二硫代氨基甲酸酯的含量[15]。

称取已粉碎的人参样品(过三号筛),约1g,精密称定,置20 mL顶空样品瓶中,加入蒸馏水1mL,加入抗坏血酸0.03 g,然后加氯化亚锡-硫酸溶液4.0 mL,立即将密封铝盖用压盖器封口。手动振摇,然后将其置于顶空样品盘上进行测定,用保留时间进行定性,峰面积外标法定量。

1.5 方法学考察

1.5.1 标准曲线的制作

分别吸取标准工作液0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0 μg/mL各1.0 mL于顶空样品瓶中,加蒸馏水1mL,加入抗坏血酸0.03 g,再加入氯化亚锡-硫酸溶液4.0 mL,立即将密封铝盖用压盖器封口。手动振摇后,将其置于顶空样品盘上进行测定。气体进样1.0mL于GC-ECD中分析,以二硫化碳的浓度为横坐标(X),相对应的峰面积为纵坐标(Y),绘制标准工作曲线。

1.5.2 精密度试验

取标准溶液(0.10μg/mL)6份,每份1mL,分别放在顶空瓶中,连续进样6针,记录各谱图中的峰面积。

1.5.3 准确度试验

精密称取人参样品平行6份,每份1g(精密称定),分别加入二硫化碳标准溶液0.10μg/mL各1mL,按1.4方法处理后,在1.3仪器条件下测定,记录各谱图中的峰面积,计算各试样的含量。

2 结果与讨论

2.1 样品前处理条件的选择与优化

2.1.1 酸化介质的选择

在样品的反应过程中,盐酸被大多文献和标准方法中用作酸化介质,但经试验发现,由于浓盐酸在常温下就易挥发,在高温条件下,更易于挥发,且挥发的酸蒸气易腐蚀顶空进样针,会损坏色谱柱的固定相,使其柱效降低,检测器的灵敏度降低等。因此选用的酸高温既不易挥发或发生分解,又要是强酸,且便于推广,故选用硫酸作为酸化介质来促使反应稳定的进行。

2.1.2 溶剂的选择

丙酮:色谱纯和分析纯,在测试条件下均含与二硫化碳的色谱峰干扰的物质;正己烷:色谱纯,在测试条件下不含与二硫化碳的色谱峰干扰的物质。故选择正己烷为配制标准溶液的试剂。

2.1.3 加热箱(平衡)时间的选择

实验发现,随着加热箱平衡时间增长,目标峰的峰面积逐渐增大,且灵敏度也有所升高。故本实验选用加热时间为15、20、30、40、50min进行分析,结果表明,随着加热时间变长,目标峰的峰面积逐渐变大,但当加热时间大于30min时,目标峰的峰面积变化不明显,且峰形变差。因此,在满足灵敏度、精密度、气密性等要求下,为了提高整个试验的效率,故优化选择加热箱平衡时间为30min。

2.2 线性范围及检出限

在上述实验条件下,按照1.2.2配制一系列二硫化碳标准溶液,得出在0.05~2.0μg/mL浓度范围内,呈良好的线性关系,检出限采用信噪比法,以信噪比为3∶1时对应的标准溶液浓度作为检出限。回归方程、相关系数r及检出限详见表1。

表1 二硫化碳回归方程、相关系数和检出限

2.3 精密度试验

依据连续6针的峰面积计算相对标准偏差,RSD为2.44%,结果表明,该方法精密度良好,测定结果详见表2。

表2 精密度测定数据

2.4 方法的准确度试验

2.4.1 标准品色谱图

在上述色谱条件下,用自动-顶空气相色谱对一定已知浓度的二硫化碳标准溶液的进行测定分析,得出二硫化碳的保留时间为6.860min(如图1)。

图1 CS2顶空进样色谱图

2.4.2 方法的加标回收率

依据测定结果计算二硫化碳的平均回收率为94.05%,相对标准偏差为4.04%,详见表3。结果表明,该方法具有良好的回收率。

表3 方法回收率数据

2.5 实际样品测定

精密称取从市场采集的6份人参样品,按1.4方法步骤处理后,在1.3仪器条件下测定,经测得的数据分析与计算得出,人参中有二硫代氨基甲酸酯类农药的检出,但其使用量未超标准限值。

3 结论

本文通过对实验及色谱条件的优化,建立了一个更适用、更科学的顶空GC-ECD检测方法来检测人参中的二硫代氨基甲酸酯类农药残留量。该方法不仅具有简便、高效、灵敏、准确及成本低的优点,且精密度、回收率均能满足农药残留分析要求,适合大批量人参中二硫代氨基甲酸酯残留量的快速检测。

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