果蔬及其制品中甲胺磷、乙酰甲胺磷、氧化乐果、久效磷残留量检测
仪器网 · 2012-07-15 08:58 · 41223 次点击
随着人们生活水平的提高,农药残留成为人们越来越关心的问题,它不仅关系人们的身体健康,而且已经成为影响农产品进出口贸易的重要障碍,严重影响农民的经济利益,给农民造成巨大损失。在我国农药中,70%为有机磷农药,而在我国生产使用的有机磷农药中70%为剧毒、高毒类,而且较多是禁止在蔬菜作物上使用的。但在这些农药中,特别是极性较强的农药,如:甲胺磷、乙酰甲胺磷、氧化乐果、久效磷,如果在前处理过程中不增加净化步骤,则会由于色素等杂质造成时进样口、色谱柱,甚至检测器的污染;但增加净化步骤,如采用活性炭吸附,则回收率较低,检出限较高,难以满足痕量分析的需要。另外这几种农药在分析检测过程中产生的基质增强效应,严重影响检测结果的准确性,目前国内的检测机构对这个问题还没有引起足够的重视。基质效应是指样品中除待测物以外的其它基质成分对待测物测定值的影响。本文通过采用胶硅柱净化的模式,在去除色素等杂质的同时保证回收率,同时采用加入分析保护剂的方式,补偿基质增强效应,达到良好的效果。
1实验部分
1.1仪器与设备Agilent6890N气相色谱仪,配有FPD检测器(磷滤光片),带有7683自动进样器、分流\不分流进样口、EPC(电子自动控制)模式;电子天平(梅特勒);高速分散均质器(IKA);离心机(eppendorf);旋转蒸发仪(BUCH)。
1.2试剂与材料
乙腈:色谱纯,丙酮:色谱纯,乙酸乙酯:农残级,正己烷:农残级,无水硫酸钠:分析纯。分别准确称取甲胺磷、乙酰甲胺磷、氧化乐果、久效磷标准品,用丙酮配成100μg/mL的储备液。使用时用乙酸乙酯稀释配成标准工作液。硅胶:60~200目用前130℃烘烤12h进行活性化处理。
分析保护剂:400mg/mL3-乙氧基1,2-丙二醇溶液和20mg/mL山梨醇溶液按体积比1∶1混合得分析保护剂混合溶液。
1.3分析步骤
称取试样10.0g(精确至0.1g)置于100mL塑料离心管中,加入10g无水硫酸钠30mL乙腈,高速匀浆3min,提取液经铺有滤纸和无水硫酸钠的漏斗过滤,残渣用15mL乙腈再提取一次,合并滤液于梨形瓶中,用旋转蒸发仪,在40℃水浴中减压浓缩至近干。秤取已活性化处理的硅胶5g,采用正己烷湿法装柱法装到15mm×30cm层析柱中,硅胶上层加5g无水硫酸钠。用乙腈2mL溶解梨形瓶中的样品,然后转移至层析柱中,用50ml正己烷-乙酸乙酯(1∶1)分两次进行洗脱,洗脱液弃去不用,再用50mL丙酮分两次进行洗脱,洗脱待测物,收集洗脱液于梨形瓶中。在40℃水浴中减压旋转蒸发浓缩至近干后,准确定容到900μL,加入100μL分析保护剂后,供气相色谱测定用。
1.4色谱测定条件
A石英毛细管柱DB1701(30m×0.32mm×0.25μm)B色谱柱温度:60℃保持1.5min(25℃/min)→160℃保持3min(20℃/min)→240℃保持6min;C进样口温度:240℃;D检测器温度:250℃;E:载气和尾吹气:氮气:纯度≥99.999%
尾吹气:60mL/min;F:氢气:75mL/min;G空气:100mL/min,H进样口:分流/不分流毛细管进样口;I:进样方式:不分流进样。根据峰面积用外标法定量。
2结果与讨论
2.1提取溶剂的选择
提取是将残留在样本中的农药,采用适当的有机溶剂和方法,从样本中分离出来,以供净化后进行测定。提取是农药残留分析步骤中很关键的一步。提取效果的关键是提取溶剂的选择,提取溶剂的选择与待测农药性质、检测方法及样本种类有关。根据“相似相溶”原理,应选择与待测农药极性相似的溶剂,才能使残留农药在溶剂中达到最大溶解度,保证提取效率。并要求提取溶剂,既能溶解待测农药,又不能与待测农药发生反应。由于4种农药都是极性大的农药,所以根据“相似相溶”原理,我们选用极性大的溶剂乙腈和丙酮做为提取溶剂,乙腈具有极性大,穿透力强的特点,作为提取溶剂对油脂和色素提取较少,在有机磷、有机氯、拟除虫菊酯、氨基甲酸酯类等农药的分析中,被AOAC法所采用,也是我国目前常用的提取溶剂。丙酮作为极性较强并能与水相溶的提取溶剂,能溶解大多数农药,且过滤和溶解都很容易,但丙酮又能大量提取植物组织中的油脂和色素,为下一步净化带来困难。所以本文采用乙腈做为提取溶剂,从4种农药的回收率来看,乙腈做为提取溶剂效果很好。提取溶剂正己烷、丙酮、乙腈对4种极性农药的提取回收率(见表1)。
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2.2使用分析保护剂的重要性
基质增强效应严重影响检测结果的准确性,目前国内的检测机构对这个问题还没有引起足够的重视,在国外已经有多种方法来进行补偿,最常用的有配制基质标样、多重净化、标准加入法、协方差分析校正、回声峰(echopeak)技术等。在这几种方法中,对每种基质使用其基质匹配标准溶液校准是目前国际上补偿基质效应最常用的一种方法,但由于样品之间性质差异很大,具有不同的基质特性,同时这种标样的长期稳定性也是需要考虑的,所以这种方法用于常规检测尤其是大量不同基质样品的实验室是不实际的。甲胺磷、乙酰甲胺磷、氧化乐果、久效磷4种农药都是极性大的农药,衬管、石英棉都含有硅羟基,而硅羟基就是一个个的活性点,造成对极性大的农药的吸附、分解,通过添加分析保护剂的手段,使分析保护剂去饱合硅羟基活性点,从而达到补偿基质增强效应的目的。添加分析保护剂和未添加分析保护剂的标准品色谱图比较(见图1,2)。
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2.3硅胶的活化和净化原理及重要性
硅胶是一种中等吸咐性的吸咐剂,硅胶颗粒表面有很多硅醇基,其吸咐作用的强弱与硅醇基的含量多少有关。硅醇基能够通过氢键的形成而吸咐水分,因此硅胶的吸附力随着水分增加而降低。对硅胶的活化,当硅胶加热至100~170℃时,硅胶表面因氢键所吸附的水分即能被除去。当温度升高至500℃时,硅胶表面的硅醇基也能脱水缩合转变为硅氧烷键,从而丧失因氢键吸咐水分的活性,就不再有吸咐剂的性质。通过实验证明,130℃加热12h活化效果最好。样品倒入层析柱后,样品被硅胶吸附,然后用弱极性的有机溶剂洗脱硅胶层析柱,由于硅胶对极性大的农药吸附性强,则色素和一些保留度弱的杂质被洗脱下来,由于甲胺磷、乙酰甲胺磷、氧化乐果、久效磷极性大而仍然被吸附在硅胶层析柱上,此时采用极性更大的有机溶剂丙酮继续洗脱硅胶层析柱,那么目标农药被洗脱下来。由于色素和一些保留度弱的杂质已经被洗脱掉,所以此时处理完的样品的颜色是比较清的,同时影响目标农药定性定量判断的杂质干扰峰也减小或没有。样品净化前与净化后的色谱图比较(见图3,4),如果不采用这样的一种净化步骤,色素等杂质在保证回收率前提下是很难净化干净的,如果色素等不易挥发的物质进入进样系统后,就会积聚在石英棉或衬管上,长时间在高温的环境下就会炭化,变成造成样品吸附和分解的活性点,进入导致目标农药的峰形变宽,灵敏度降低,严重影响检测结果的准确性,更不能够满足目标农药痕量分析的需要。
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2.4洗脱剂的选择与使用量及洗脱模式的选择
2.4.1洗脱剂的选择由于甲胺磷、乙酰甲胺磷、氧化乐果、久效磷是极性大的农药,当被硅胶柱吸附后,农药在硅胶柱上的保留度强,用弱极性或中等极性的有极溶剂洗脱硅胶柱时,色素和一些保留度弱的杂质被洗脱下来,但极性大的4种有机磷农药仍然保留在硅胶柱上,此时再用极性强的有极溶剂继续洗脱硅胶柱,则极性大的4种有机磷农药被洗脱下来,从而达到净化的目的。通过实验证明,首先用正己烷-乙酸乙酯(1∶1)对硅胶柱洗脱,色素和一些保留度弱的杂质被洗脱下来;然后再用丙酮对硅胶柱进行第二次洗脱,则保留度强的4种有机磷农药被洗脱下来,净化效果良好(见表2)。
2.4.2洗脱剂使用量及洗脱模式的选择确定洗脱剂后,为达到净化目的,满足检测要求,确保回收率,同时减少有机溶剂的使用量,做一系列实验。洗脱剂一次同时倒入层析柱进行洗脱,称为一次洗脱模式;洗脱剂分成两部分,第一部分洗脱剂洗脱至近干时倒入第二部分洗脱剂继续洗脱称为二次洗脱模式,根据少量多次的原则和减少工作量的前提,本文二次洗脱模式采用等体积洗脱剂方式。二次洗脱模式回收率的比较(见表2)
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根据实验数据,确定洗脱模式为二次洗脱,洗脱剂丙酮总用量50mL。
2.54种农药的保留时间、线性范围、相关系数及检测限取系列浓度的混合标准工作液,依次进样,以色谱峰面积对浓度作标准曲线,得到4种农药的线性方程及相关系数,在0.05~5μg/mL之间线性关系良好(见表3)。
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2.6回收率及精密度试验
按试验方法在空白样品中加入甲胺磷、乙酰甲胺磷、氧化乐果、久效磷混合标准液进行回收率及精密度试验,按本方法进行提取、净化和检测,以峰面积计算各种农药在0.002~0.01mg/kg添加水平的回收率(同一水平样品组n=6),计算各农药的平均回收率及相对标准偏差(见表4)
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3结论
建立同时测定果蔬及其制品中的甲胺磷、乙酰甲胺磷、氧化乐果、久效磷4种极性农药残留量的毛细管气相色谱分析方法。通过硅胶柱的吸附、洗脱的净化步骤,去除色素和杂质,达到良好的净化效果,同时采用加入分析保护剂的方式,补偿基质增强效应。本方法具有良好的精密度及较低的方法检测低限,方法检测限为0.002mg/kg,方法回收率95.8%~101.2%,相对标准偏差为2.1%~4.1%。本方法分离性好,杂质干扰少,准确度高,是一种较为理想的分析方法,完全能够满足痕量分析需要。
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