食品中32种农药和除草剂的选择离子气质联用一次测定法

食品中32种农药和除草剂的选择离子气质联用一次测定法

[摘要]   目的：建立一种测定食品中有机磷、拟除虫菊酯、氨基甲酸酯和除草剂农药残留的气相色谱质谱方法。方法：本法采用丙酮、二氯甲烷提取，40℃水浴旋转蒸发近干，以Envi-Carb柱和Sep-Pak-NH2柱净化，以气相色谱-质谱选择离子监测方式分析检测有机磷、拟除虫菊酯、氨基甲酸酯和除草剂等32种农药残留。结果：所有32种农药均在32min内流出，分离良好，农药标准的线性范围在0.02～1.0ug/ml，相关系数r均在0.99以上，低、高二种浓度加标回收率均在89%～98%之间，相对标准偏差均小于10%，方法zui低检出限在0.001～0.005mg/kg（S/N=3）。结论：方法选择性强，适合于食品中有机磷、拟除虫菊酯、氨基甲酸酯和除草剂农药残留的测定，且准确度好，精密度高，可快速一次检测32种农药，达到残留量检测中所要求的检测浓度水平。

[关键词]    食品；农药；气相色谱-质谱分析；选择离子监测方式

[中图分类号]   O657.63        [文献标志码]   A

Determination of 32 pesticides and weedicides  in foods by gas chromatography – mass spectrometry and selected ion monitoring

Weisen Yu,Wen Hao,Hongwei Yu,Wei Sun

（Qingdao Center for Disease Control and Prevention, Qingdao 266033, Shandong, China）

[Abstract]  Objective:To establish a method for determination of 32 organophosphorus, carbamate, pyrethroid and weedicide pesticides in foods by gas chromatography – mass spectrometry （GC-MS） and selected ion monitoring （SIM）. Methods:The pesticides were extracted with acetone and dichloromethane.The extract was warmed with water at 80℃, circumrotated and evaporated until it was nearly dry.Then it was cleaned – up by Envi-Carb column and Sep-Pak-NH2 column.The analysis was performed by GC-MS and SIM.Retention time and specific ions were used to confirm the pesticides.Results:The calibration curves of 32 pesticides were linear（correlation coefficient r＞0.99）within the range of 0.02～1.0ug/ml.The recoveries were 89%～98%,the relative standard deviations（RSD）of the method was ＜10% for each case,and the limit of determination（LOD）,defined in terms of 3 times baseline noise was 0.001～ 0.005mg/kg.Conclusion:The method is suitable for determining pesticides in foods with satisfactory sensitivity, accurcy and precision.

[Key words]  Foods; pesticides; Gas chromatography–mass spectrometry（GC-MS）; Selected ion monitoring（SIM）

[基金项目]  国家“十一五”科技支撑计划项目——重大活动中食品安全保障技术研究与示范（2006BAK02A27）

农药是一类特殊的化学品，它既能防治农林病虫害，也会对人畜产生危害。因此，农药的使用，一方面造福于人类，另一方面农药残留在环境中，造成对环境的污染。大量散失的农药挥发到空气中流入水体中，沉降聚集在土壤中，污染农畜渔果产品，并通过食物链的富集作用转移到人体，对人体产生危害。有机磷类农药，作为神经毒物，会引起神经功能紊乱、振颤、精神错乱、语言失常等表现。拟除虫菊酯类农药，一般毒性较大，有蓄集性，中毒表现症状为神经系统症状和皮肤刺激症状。六六六和滴滴涕等有机氯农药随食物途径进入人体后，主要蓄积于脂肪中，其次为肝、肾、脾、脑中；通过人乳传给胎儿引发下一代病变。目前我国农药多用、滥用现象较为严重，国内农副产品由于农残超标而影响出口的占很大比重。而我国制定的食品中农药残留的标准有30余个，标准检验方法中多数方法为气相色谱法，不同农药残留的分析，使用的色谱柱不同、检测器不同，给检验人员全面分析食品中各类农药残留带来很大的困难，还容易对检出农残造成假阳性。因此，我们在日常工作中要开发新的实验方法，一次尽可能地检测更多种农药。本法采用丙酮、二氯甲烷提取，40℃水浴旋转蒸发近干，以Envi-Carb柱和Sep-Pak-NH2柱净化，以气相色谱-质谱选择离子监测方式分析检测，可一次检测有机磷、拟除虫菊酯、氨基甲酸酯和除草剂等32种农药，且准确定性、定量。本方法选择性强，达到残留量检测中所要求的检测浓度水平。

1材料与方法

1.1仪器  气相色谱-质谱联用仪（安捷伦公司6890-5975）；电动振荡器；粮食粉碎机；组织捣碎机；旋转蒸发仪；移液器，1ml；具塞三角瓶，250 ml；分液漏斗，250ml；筒形漏斗；鸡心瓶，200ml；分析天平，感量0.1mg和0.01g。层析柱。

1.2试剂  乙腈：色谱纯；丙酮: 色谱纯;二氯甲烷：色谱纯；氯化钠：分析纯；无水硫酸钠：分析纯，用前在650℃灼烧4h，贮于干燥器中，冷却后备用。甲苯：优级纯；正己烷：色谱纯。Envi-Carb柱：6ml，0.5g；Sep-Pak-NH2柱：3ml，0.5g。

32种农药（100ug/ml，购自农业部环境保护科研监测所）：以丙酮配制成混合标准系列，各农药系列浓度均为：0.2ug/ml,0.5ug/ml,1.0ug/ml。

1.3样品的提取与净化

1.3.1试样制备

蛋品去壳，制成匀浆；肉品去筋后，切成小块，制成肉糜；乳品混匀待用。粮食试样经粮食粉碎机粉粹，过20目筛制成粮食试样。蔬菜水果擦净，去掉非可食部分后，于捣碎机上捣碎，制成蔬菜水果试样。

1.3.2提取   称取15g试样（至0.01g）于250ml具塞三角瓶中，加入30ml水（鲜乳、果汁等水分含量大的试样，不需加水，直接加丙酮提取），于40℃振荡水浴上，振荡溶解15min。加40ml丙酮，振摇30min，加氯化钠6g，充分揺匀，再加30ml二氯甲烷，振摇30min。过滤，取滤液于分液漏斗中，用40ml二氯甲烷分数次洗涤三角瓶，过滤并将滤液并入分液漏斗中，小心排气，振摇后静置分层，将下层有机相通过装有无水硫酸钠的筒形漏斗，收集于200ml鸡心瓶中。再先后加入5ml丙酮和30ml二氯甲烷于分液漏斗中，振摇1min，静置、分层后收集。合并提取液，将提取液于40℃水浴旋转蒸发至约1ml，待净化。

1.3.3净化

在Envi-Carb柱中加入约2cm高无水硫酸钠，将该柱连接在Sep-Pak-NH2柱顶部，并将串联柱放入下接鸡心瓶的固定架上。加样前先用4ml乙腈+甲苯（3+1）预洗柱，当液面到达硫酸钠的顶部时，迅速将样品提取液转移至净化柱上，再用3×2ml乙腈+甲苯（3+1）洗涤样液瓶，并将洗液移入柱中。在串联柱上加上50ml贮液器，用25ml乙腈+甲苯（3+1）洗脱农药，收集所有流出物于鸡心瓶中，并在40℃水浴中旋转浓缩至约0.5ml。用2×5ml正己烷进行溶剂交换两次，zui后使样液体积为1ml，用于气相色谱-质谱测定。

1.4分析条件

色谱条件：色谱柱：HP-5MS（30m×0.25mm×0.25um）；载气：高纯氦气，流量1.1ml/min；柱温：70℃，保持2min，以25℃/min升至150℃，再以3℃/min升至200℃，再以8℃/min升至260℃，保持10min；进样口温度：250℃；进样方式：不分流进样，1.5min后打开分流阀和隔垫吹扫。

质谱条件：离子源（EI）温度：230℃，电子轰击能量70eV，GC-MS接口温度：280℃

。各种化合物的特征离子见表1。

表1    各种农药的特征离子

农药名称            RT            定性离子            定量离子

1. 二溴磷            5.97       109,145,185,220            185

2. 丙草丹            7.00        86,128,132,189            128

3. 氟丙氧脲          7.71       174,203,353,355            353

4. 苯胺灵            8.16        93,120,137,179             93

5. 禾草敌            9.40        55,83,126,187             126

6. 毒草胺            10.70       77,93,120,176             120

7. 水杨硫磷          11.86       78,153,183,216            216

8. 硫线磷            12.29       97,127,158,159            159

9. 地虫磷            14.35       81,109,137,246            246

10.乙拌磷            15.00       88,142,186,274             88

11.氯唑磷            15.50       97,119,161,257            161

12.丙基喜乐松        15.86       91,123,204,246            123

13.除线磷            16.64       97,162,223,279            279

14.甲基立枯磷        17.34       125,250,265,267           265

15.抑菌灵            19.02        92,123,167,224           224

16.马拉硫磷          19.35        93,125,127,173            93

17.倍硫磷            19.78       109,125,169,278           278

18.三唑酮            20.00        57,85,128,208             57

19.嘧菌环胺          21.19        77,210,224,225           224

20.喹硫磷            22.25       118,129,146,157           146

21.氟虫清            22.45       213,351,367,369           367

22.抑草磷            24.06       152,200,232,286           286

23.烯菌灵            24.35       173,175,215,217           215

24.丙草胺            24.78       162,176,238,262           162

25.噻嗪酮            25.00        83,105,106,172           105

26.亚胺菌            25.32        89,116,131,206           116

27.线虫磷            26.10        97,125,293,308           293

28.三硫磷            27.06        97,121,157,342           157

29.联苯菊酯          29.20       165,166,181,182           181

30.治草醚            29.56       189,311,341,343           341

31.氯苯嘧啶醇        30.81       107,139,219,257           139

32.吡嘧磷            31.10       193,221,232,373           221

2结果与讨论

采用本实验条件，16种有机磷、1种拟除虫菊酯、11种氨基甲酸酯和4种除草剂农药在32min内流出，缩短了分析时间，适合大批样品的分析，总离子流图（TIC）见图1。

图1    32种农药标准的总离子流图（TIC）

采用选择离子监测方式，提高了灵敏度，同时达到32种农药*基线分离，降低了干扰，每种化合物选择4个特征离子，根据这4个离子的丰度比例，结合保留时间，可对样品中存在的农药进行定性，特别对于在复杂基质中与农药化合物保留时间一致而不是农药的化合物的假阳性结果可进行排除。定量则选择一个干扰小、特征性高的离子，采用标准曲线外标法通过工作站进行。32种农药化合物的标准曲线、线性范围、相关系数及zui低检出限情况见表2。

表2    各种农药的标准曲线、线性范围、相关系数及zui低检出限

农药名称               标准曲线        线性范围（ug/ml） r   zui低检出限（mg/kg）

1. 二溴磷      Y=-9.38×103+3.68×105X    0.04～1.0    0.9927    0.005

2．丙草丹      Y=-3.54×104+1.19×106X    0.04～1.0    0.9978    0.005

3. 氟丙氧脲    Y=-7.33×104+8.90×105X    0.08～1.0    0.9958    0.005 

4. 苯胺灵      Y=-9.32×104+2.12×106X    0.04～1.0    0.9914    0.005

5. 禾草敌      Y=-1.16×105+3.37×106X    0.04～1.0    0.9961    0.005

6. 毒草胺      Y=-9.43×104+2.30×106X    0.04～1.0    0.9929    0.005

7. 水杨硫磷    Y=-7.47×104+1.67×106X    0.05～1.0    0.9985    0.005

8. 硫线磷      Y=-8.04×104+1.59×106X    0.05～1.0    0.9981    0.005

9．地虫磷      Y=-9.61×104+2.04×106X    0.05～1.0    0.9976    0.005

10.乙拌磷      Y=-5.77×104+9.41×105X    0.06～1.0    0.9917    0.005

11.氯唑磷      Y=-6.57×104+1.12×106X    0.06～1.0    0.9902    0.005 

12.丙基喜乐松   Y=-2.21×105+3.03×106X   0.08～1.0    0.9934    0.005

13.除线磷       Y=-1.34×105+2.65×106X   0.05～1.0    0.9960    0.005

14.甲基立枯磷   Y=-1.43×105+2.78×106X   0.05～1.0    0.9949    0.005 

15.抑菌灵       Y=-1.06×105+1.72×106X   0.06～1.0    0.9901    0.005

16.马拉硫磷     Y=-3.76×104+5.41×105X   0.08～1.0    0.9939    0.005

17.倍硫磷       Y=-4.80×104+6.86×105X   0.08～1.0    0.9971    0.005

18.三唑酮       Y=-1.24×105+1.65×106X   0.08～1.0    0.9951    0.005

19.嘧菌环胺     Y=-1.56×105+3.09×106X   0.05～1.0    0.9918    0.001

20.喹硫磷       Y=-1.10×105+1.74×106X   0.06～1.0    0.9953    0.005

21.氟虫清       Y=-6.50×104+8.91×105X   0.08～1.0    0.9955    0.005

22.抑草磷       Y=-1.72×104+2.52×105X   0.08～1.0    0.9962    0.005

23.烯菌灵       Y=-2.60×104+3.18×105X   0.08～1.0    0.9918    0.005

24.丙草胺       Y=-1.93×105+2.74×106X   0.08～1.0    0.9933    0.005

25.噻嗪酮       Y=-7.79×104+1.45×106X   0.05～1.0    0.9907    0.005

26.亚胺菌       Y=-1.05×104+5.96×105X   0.02～1.0    0.9910    0.005

27.线虫磷       Y=-5.55×104+7.01×105X   0.08～1.0    0.9973    0.005

28.三硫磷       Y=-1.11×105+1.35×106X   0.08～1.0    0.9947    0.005

29.联苯菊酯     Y=-3.02×105+5.31×106X   0.06～1.0    0.9974    0.005

30.治草醚       Y=8.17×103+4.64×105X    0.05～1.0    0.9905    0.005

31.氯苯嘧啶醇   Y=633+9.02×105X          0.05～1.0    0.9918    0.005

32.吡嘧磷       Y=-7.75×104+1.19×106X   0.08～1.0    0.9960    0.005

进行样品测定时，如果检出的色谱峰的保留时间与标准样品相一致，并且在扣除背景后的样品质谱图中，所选择的离子均出现，而且所选择的离子丰度比与标准样品的离子丰度比相一致（相对丰度＞50%，允许±10%偏差；相对丰度＞20%～50%，允许±15%偏差；相对丰度＞10%～20%，允许±20%偏差；相对丰度≤10%，允许±50%偏差），则可判断样品中存在这种农药。

方法的回收率与精密度：取1份经测定不含有上述32种农药的蔬菜，分别进行低、高浓度二种不同浓度加标实验，结果见表3。

    表3    方法的回收率与精密度（n=6）

农药名称           加标量    平均回收率   CV     加标量     平均回收率    CV

              （ug/ml）    （%）        （%）    （ug/ml）       （%）        （%）

1．二溴磷           0.1       90.44      6.23      0.8        91.65      5.22

2．丙草丹           0.1       90.86      5.88      0.8        95.22      6.14

3. 氟丙氧脲         0.2       93.21      6.34      0.8        94.34      4.62

4. 苯胺灵           0.1       89.66      7.28      0.8        96.12      4.27

5. 禾草敌           0.1       90.42      4.53      0.8        95.53      6.56

6. 毒草胺           0.1       91.75      5.36      0.8        97.68      7.86

7. 水杨硫磷         0.1       90.98      5.62      0.8        93.36      6.18

8. 硫线磷           0.1       92.27      7.47      0.8        94.22      6.23

9．地虫磷           0.1       91.06      5.65      0.8        96.53      5.45

10.乙拌磷           0.1       90.36      5.27      0.8        93.25      6.35

11.氯唑磷           0.1       92.78      6.98      0.8        95.84      5.34

12.丙基喜乐松       0.2       90.32      4.76      0.8        93.66      7.58

13.除线磷           0.1       90.66      5.86      0.8        92.53      4.32

14.甲基立枯磷       0.1       91.02      3.46      0.8        93.27      5.28

15.抑菌灵           0.1       93.45      6.55      0.8        96.74      6.45

16.马拉硫磷         0.2       92.86      4.52      0.8        95.35      5.35

17.倍硫磷           0.2       89.72      6.63      0.8        94.24      4.67

18.三唑酮           0.2       90.54      4.77      0.8        92.65      4.98

19.嘧菌环胺         0.1       90.56      5.36      0.8        93.77      7.35

20.喹硫磷           0.1       91.43      5.38      0.8        96.43      5.32

21.氟虫清           0.2       90.87      6.82      0.8        94.86      7.92

22.抑草磷           0.2       92.11      5.45      0.8        92.00      7.42

23.烯菌灵           0.2       92.68      7.76      0.8        93.65      6.89

24.丙草胺           0.2       92.89      6.38      0.8        95.23      5.34

25.噻嗪酮           0.1       90.04      3.56      0.8        94.87      6.21

26.亚胺菌           0.1       91.56      4.21      0.8        96.35      5.78

27.线虫磷           0.2       92.86      4.37      0.8        96.46      6.66

28.三硫磷           0.2       93.06      7.65      0.8        97.52      5.21

29.联苯菊酯         0.1       92.45      6.35      0.8        94.24      7.42

30.治草醚           0.1       92.17      6.73      0.8        96.33      8.27

31.氯苯嘧啶醇       0.1       90.95      5.88      0.8        95.72      6.56

32.吡嘧磷           0.2       90.61      7.23      0.8        93.24      5.23

[参考文献]

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