水果和蔬菜有机磷农药残留分析中SPE—GC的应用研究

时间:2023-05-20 16:45:04 手机站 来源:网友投稿


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摘 要:当前食品安全的重点之一就是蔬菜和水果有机磷农药残留分析,尤其是在世界贸易不断加大的趋势下,逐渐成为贸易中的关注焦点,所以构建准确度和灵敏度较高的检测方法十分必要。本文通过选择SPE提取液、流速、淋洗液、洗柱液、体积,构建SPE-GC的测定方法,对分析水果和蔬菜有机磷的农药残留有积极意义。

关键词:水果和蔬菜;有机磷农药;SPE-GC

随着固相萃取(SPE)技术的不断发展,为分析工作者的工作带来了便利,被广泛应用在生命科学、环境、食品和医药等领域。对于固相萃取方法而言,其具有安全、快速、高效、经济等优点,在残留分析方面的应用相对广泛。本文以固相萃取法为例,对淋洗液、洗柱液、提取液及其流速进行选择,构建有机磷农药残留测定方法。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

国家标准物质中心提供:毒死蜱标样、甲基对硫磷、马拉硫磷、甲拌磷、甲胺磷、氧乐果、对硫磷、乙酰甲胺磷、乐果;溶剂:四氯化碳、丙酮、甲醇、乙酸乙酯、乙氰、高纯水等。该试验中采用的固相萃取装置为:常规玻璃器皿、旋转蒸发仪、带氢火焰离子化检测器(FID)、氮吹仪、气相色谱仪、Carb柱等。

1.2 气相色谱条件

温度:检测器270℃、气化室260℃、柱温240℃;气体流速:空气50mL/min、氮气50mL/min、氢气100mL/min;色谱柱:2.6m×3mm(i.d),填装涂中的担体为4.5%(m/m)DC-200+2.5%(m/m)OV-17的ChromosorbWAW DMCS(80~100目)。

1.3 测定过程

1.3.1 配置标准溶液

母液的配置标准包括:0.540mg/mL的甲基对硫磷、0.704mg/mL的马拉硫磷、0.920mg/mL的DDVP、0.960mg/mL的对硫磷、2000μg/mL的氧乐果、772μg/mL的乙酰甲胺磷、304μg/mL的乐果、600μg/mL的毒死蜱、396μg/mL的甲拌磷、416μg/mL的甲胺磷。以所需的精密量為依据,取10μl的母液进行稀释,将其变为1mL的标准溶液,在此基础上作为加标回收的对比溶液,遵循现配现用的原则,严禁放置过长的时间。

1.3.2 净化和提取

切碎混匀样品之后,在300mL具塞锥形瓶中放入称取的20g样品,然后适当加入10μl的标准混合溶液;根据色素的含量加入0.2g~0.4g的活性炭,并加入40mL~50mL的丙酮,振荡20min~30min,再用5mL~10mL的酮洗滤。另外,利用40℃水浴旋转蒸发,使其达到5mL,然后转移至10mL的具刻度试管中,利用氮气进行吹干,并采用10%的丙酮溶液进行定容,使其为2mL;或者是利用氮气吹至2mL,加上8mL的纯水,备用。如果温度会影响欲测物,可以不浓缩,通过增加适量的蒸馏水,对溶液比例进行调整,确保丙酮低于10%。

1.3.3 上样、柱活化、淋洗、洗脱

ENVI-Carb柱子、Cara柱子、C18柱子都可以利用甲醇和纯水进行活化,即将1mL的甲醇或高纯水加入到上述小柱中,或者是加入高纯水与甲醇的混合溶剂,在常压常温下进行自由过柱,利用较大流速进行柱的清洗操作与预活化处理,如2mL/min~5mL/min,确保柱子的湿润。在用甲醇和纯水活化好的1mLCara柱子中慢慢移入样品,流速保持在每分钟20~30滴的范围,利用10mL的10%丙酮溶液进行2~3次淋洗,丢弃淋洗液与上样液。洗脱时用5~10mL的10%丙酮溶液进行,并采用具有刻度的10mL尾接管对洗脱液予以收集;氮气吹至1mL以进行备用;利用气相色谱分析5~10μl的取样。

1.3.4 计算

以峰面积为依据进行比较,分析回收值定量。

2 结果与讨论

2.1 选择SPE柱

由于蔬菜和水果中含有水分,所以分析其有机磷农药残留时选择反向固相萃取法,利用SPE柱来满足相关的分析要求。通常分析物中碳键与硅胶表面能相互吸附,而SPE物质上会保留极性溶液中的有机分析物,这就需要利用非极性溶液来破坏反相SPE管上洗脱被吸附的化合物的作用力。ENVI-Carb材料等含碳的吸附物质多是由无孔碳、石墨等构成,能有效吸附样品中非极性和极性的有机化合物。分析物的结构对其保留有着决定性作用,如ENVI-Carb材料特有的选择性与结构能在键合硅胶应用效果不佳方面发挥出自身的优势。

2.2 选择洗柱液

洗柱的目的主要是避免干扰,以固定相为基础去除杂质,因此要恰当选择洗柱液,促进分析物回收率及样品净化程度的提升。一般而言,洗柱之前需要做好上样工作,对每一个洗脱液、洗柱液、上样液进行收集与分析,比较其回收率。若分析物具有足够大的浓度,则可对每部分的浓度进行直接分析,否则需要浓缩后予以分析;若洗柱液中不存在分析物,则表面洗柱液很弱,可用于洗柱;而一旦检测到分析物,需要更换另外的固定相或利用更弱的洗柱液。通过选择0~25%的丙酮洗柱液(见表1)可知,选择10%的丙酮能达到较好的效果。利用比例较高的丙酮往往会流失有机磷农药,并且其会随浓度的增加而不断增加。

2.3 选择流速

对于淋洗液而言,其流速越低则效果越佳,若不存在时间等因素的限制,则可采用自然滴速。根据下表2可知,流速超过4mL/min时,由于萃取柱填料与分析样品之间无法实现吸附平衡,萃取柱中的一些待测物会随淋洗液和提取溶液流出,导致回收率有所下降;流速处于1mL/min~2mL/min时拥有很好的回收率。如果流速过快,虽能在一定程度上节省分析的时间,但会降低回收率,对分析结果产生影响;如果流速过低,会耗费过长的萃取时间,使分析效率降低。总之,最终选择1mL/min~2mL/min,即每分钟20~40滴。

2.4 选择淋洗液

图1丙酮洗脱图

只有选择恰当的淋洗液,才能尽快从固定相中彻底洗脱分析物,对其进行科学分析,有效预分离其他的干扰组分。若极性大,则洗脱中会出现其他杂质,损耗气象色谱柱;若极性小,则洗脱不完全,降低回收率。该试验中的淋洗液为水和丙酮的混合溶液,试验结果表明选择80%的丙酮淋洗液,回收率较高。此外,分步洗脱欲测农药时,可以结合少量多次的原则,发现用4mL的80%丙酮溶液进行一次洗脱,其回收率达76.3%;而用2mL的80%丙酮溶液进行两次洗脱,其回收率达86.8%。

2.5 选择提取液

我国基本是利用二氯甲烷和丙酮来提取有机磷农药残留。该试验中采用丙酮作为提取液,主要原因包括:一是丙酮的量较为重要,每次20g的水果或蔬菜样品中可采用40mL~50mL的丙酮溶液进行萃取,达到预期的效果。二是二氯甲烷具有较强的溶解能力和较大的极性,会带来更多杂质而污染萃取柱,致使柱子的使用效能有所降低,影响分析精密度,增加分析成本。

3 结束语

综上所述,本文构建了蔬菜和水果有机磷农药残留的测定方法:利用40mL~50mL的丙酮溶液进行萃取,然后借助ENVI-Carb柱或Carb柱,洗柱液则选择10%的丙酮,样品过柱后用80%的丙酮予以淋洗,流速控制为1mL/min~2mL/min,最终进样GC分析。该方法具有成本低、精密度高、回收率高等优势,能很好地提升分析效率,值得在农药残留分析中推广。

参考文献:

[1]郑金武.蔬菜农药残留的现状与检测技术的概况[J].江西植保,2011(02).

[2]刘涛.水果蔬菜中有机磷农药残留的快速检测方式分析[J].食品安全导刊,2016(33).

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