气相色谱法测定西红柿中多种有机磷农药残留量

□ 林朝晖 阳春市疾病预防控制中心

摘　要：气相色谱法是测定有机磷农药残留量的一种常用方法，具有操作简单、灵敏度高等优点。本文建立了一种气相色谱法测定西红柿中多种有机磷农药残留量的方法。测定结果表明，该方法简单、快速、灵敏。

关键词：气相色谱法 有机磷农药 残留量 测定

随着我国农业经济的快速发展以及人们食品安全意识的不断增强，农作物的农药残留问题也越来越受重视。在农作物种植中，有机磷农药被广泛使用，因此，测定农作物中的有机磷农药残留量具有十分重要的意义。基于此，笔者对气相色谱法测定西红柿中多种有机磷农药残留量进行了介绍。

1 试验材料和方法概述

1.1 试验仪器与相关试剂

本次试验采用型号为SHIMADZU-GC2014C的气相色谱仪、自动进样器、FPD火焰光度检测器、TE612-L德国产电子天平、T25德国IKA产匀浆机、XH-C上海产旋涡混合器、R-210瑞士产旋转蒸发器、3-18k德国产冷冻离心机、低温冷却液循环泵外加SHB-3A循环水多用泵。在试剂方面，使用有机磷农药标准产品：毒死蜱、乙腈、100μg/mL甲基对硫磷、二嗪磷、氯化钠、甲拌磷、美国Fisher丙酮、0.45μm过滤器、250μL进样针，以及试验期间使用的相关玻璃仪器。

1.2 色谱

本次试验色谱条件包括：DB1701P石英毛细管柱，规格为30m×0μm、32mm×0.25μm;载气方面选择高纯氮，恒流模式下载气的流速为1.5mL/min，空气流速400mL/min，氢气流速40mL/min;检测器温度设置为250℃，氮气尾吹23mL/min。本次试验期间，进样口温度220℃，进样1μL，试验期间的程序升温：120℃(保持2min)10℃/min——220℃(保持2min)40℃/min——260℃(保持4min)。

1.3 溶液配制

本试验对二嗪磷、甲拌磷、甲基对硫磷农药以及毒死蜱分别进行100μg/mL的准确吸取，各吸取1mL随后将其放置在25mL的容量瓶中，使用丙酮定容，得出4μg/mL农药混合标准储备液。

1.4 试验前准备工作

准备一个样品盒，放入捣碎搅拌好的西红柿制样。称取15g西红柿制样放入盛有85mL聚四氟的离心管内，随后加入20mL乙腈和4g氯化钠，进行高速匀浆。以14000r/min的速度进行匀浆，高速提取1min。将离心管盖上后，再次进行15℃、7000r/min转速下的离心，离心时长5min。将水相和乙腈分层，在离心管中取100mL的上层有机相于茄型瓶中，在40℃温度下进行旋蒸，直至近干。使用丙酮4mL对茄型瓶进行3次冲洗，随后向10mL比色管中转移。最后将试验定容设置在5.0mL，再使用旋涡混合器进行混匀，过0.2μm滤头进行装瓶上机[1]。

2 试验结果讨论

2.1 对升温程序的参数进行优化

在开展试验的过程中，气相色谱仪有很多需要设置的参数，例如进样口的气化温度、载气流速度、柱温以及尾吹流量等等，在这些能够对试验结果造成影响的多项因素中，当属升温程序和柱温对结果影响最大。本次试验，首先开展恒温条件下的试验，分析试验结果发现，本次所采用的4种有机磷农药组成混合样，不适合在恒温条件下开展试验分析，不仅峰型较差，且每个组分的出峰时间很长，因此在本次试验决定在2℃/min、6℃/min、10℃/min、20℃/min这4种升温速度下，进行从120℃提升到220℃的试验。通过对第二次试验结果进行分析，发现在升温速度为2℃/min的过程中，峰型没有明显的改善效果;在柱温为6℃/min的情况下，虽然出现峰型变化，但仍需要很长的出峰时间。随后将柱温升到20℃开展试验，结果发现，甲基对硫磷与毒死蜱之间分离度依然不理想，最终判定以10℃/min升温速度开展试验最为合适。在充分考虑试验期间基质当中的高沸点杂质会对结果产生影响，就在4种物质出峰、分离之后，将柱温的温度快速提升到色谱柱可接受范围之内，同时保持一段时间之后，将色谱柱中高沸点的杂质残留逐渐减少，最终确定本次试验程序参数的优化为：120℃(保持2min)10℃/min——220℃(保持2min)40℃/min——260℃(保持4min)。本次试验的整个过程共计消耗时间20min，4种农药均在15min时间内全部出峰，同时全部具备很好的分离效果，图1展示的是混合4种农药色谱图。

图1  混合农药色谱示意图

注：甲拌磷=11.038min;二嗪磷=11.755min;甲基对硫磷=14.587min，毒死蜱=14.183min。

2.2 回收率受提取液用量的影响分析

在选择提取液的过程中，首先要考虑农药的特性因素，即需要以农药极性的强弱来选择与其对应的、适合的提取液。本次试验中，提取液选择乙腈，因其具有很强穿透能力，使用盐就能够析出，同时乙腈具有很强的极性，可以很好的同水融合。依据相似相溶原理，使用乙腈对极性很强的机磷农药进行提取，效果十分理想，并且会过滤掉一些非极性杂质，例如叶绿素、蜡质物品等等，因此使用乙腈作为提取液，提取的纯度较高，杂质较少。在试验阶段，针对已经含有0.05mg/kg毒死蜱的西红柿，通过进样针添加187.5μL、4μg/mL的毒死蜱，根据上文提到的处理步骤进行处理，分别采用15mL、20mL、25mL、30mL、35mL用量开展试验，图2展示的为本次试验的结果示意图[2]。

图2  不同乙腈用量带来的回收率影响

通过观察图2可以发现，当乙腈用量从20mL提升到35mL期间，回收率为84.9%，相比20mL乙腈的83.2%回收率增加幅度仅仅为1.7%，变化很小，考虑到环保和成本因素，后续试验乙腈用量确定为20mL[3]。

2.3 回收率受相对离心力影响的分析

在试验过程中，乙腈同含水溶液是否可以快速分层，是由离心机的转速，即相对离心力以及含盐量所决定，同时，分层后的乙腈体积也由二者来决定。本次试验期间，使用4g氯化钠对西红柿本体的含水量进行盐析，在使用离心机开展高速离心之后，在水相层仍然可见未溶解的氯化钠沉淀，这说明实验可以满足对氯化钠水相溶液进行盐析期间提出的要求。再次以毒死蜱为例，在15g西红柿样品中，使用进样针加入187.5μL、4μg/mL毒死蜱添加液，将其制作为含有毒死蜱0.05mg/kg的制样，依据上文所提到的处理步骤进行处理，使用离心机开展5000r/min、6000r/min、7000r/min、8000r/min、9000r/min，RCF值依次为2739g、3944g、5369g、7012g、8875g的离心5min。图3展示的为不同相对离心力对回收率的影响示意图。

图3  不同离心力回收率示意图

通过观察图3可以发现，随着相对离心力的提高，水相同乙腈之间的分离效果逐渐变好，在RCF=2739g、转速为5000r/min的情况下，水相、乙腈分离效果很差，回收率为49.2%，在离心机的转速提升到7000r/min期间，回收率也随之上升到83.8%。此后，即使随着转数逐渐增加到8000r/min、9000r/min，回收率也没有出现十分大的增加幅度，因此本次实验的最终离心转速采用7000r/min(RCF=5369g)进行高速离心[4]。

2.4 试验系数与检出限分析

在开展本次试验之前，使用西红柿空白样品基质液把4μg/mL的农药混合溶液稀释成为0.1μg/L、0.25μg/L、0.5μg/L、1μg/L、2.5μg/L的基质，将其加标做成曲线，并对稀释后的每一份工作液开展6次平行测定，利用峰面积对被测组分质量的浓度开展线性回归的分析工作，使用检测方法加上3倍信噪比来确定检出限(如表1所示)。

通过表1的数据可以推测出，在采用该方法开展试验期间，4种农药的最低检出限在0.02~0.04mg/kg范围内。

2.5 加标回收率与精密度分析

在经组织捣碎得到的西红柿制样中，将3个不同质量、不同浓度的农药混合标准溶液，在最佳试验条件下开展测定，针对每一个质量的浓度水平开展至少3次水平测定，通过表1显示的加标精密度、回收率试验数据可以得出，在使用气相色谱法开展试验期间，4种农药基质标液的标准曲线相关系数在0.9941~0.9988范围之内[5]。

3 结束语

本次研究围绕西红柿中有机磷农药残留问题开展深入研究，提出使用气相色谱法，利用气体当做流动气相的有效分析方式，具备着高效性、多选择性、速度快、高灵敏度的特点，可以将其利用对有机化合物、定量分析，将本文提出的农药残留量分析方法应用到实际农业中，能够迅速检测出农药残留量。

参考文献：

[1] 黄田田，汤桦，董晓倩，刘松南，许雯雯，王华，宗琦.多壁碳纳米管QuEChERS-气相色谱法测定茶叶中23种有机磷农药残留量[J].食品科学，2018，39(06):315-321.

[2] 张利强，程盛华，李琪，杨春亮.气相色谱法测定谷物中9种有机磷农药残留量的基质效应[J].理化检验(化学分册)，2016，52(02):136-140.

[3] 应兴华，徐霞，胡敏骏，朱智伟，闵捷，施建华.毛细管气相色谱法测定韭菜中13种有机磷农药残留的研究[J].分析测试学报，2009，28(10):1185-1188+1193.

[4] 何娟， 赵利，张宗祥，等.气相色谱-火焰光度法测定土壤中有机磷农药残留[J].环境监测管理与技术，2016，28(2):52-54.

[5] 庞小刚，郭捷，孙慧茹，等.双柱双进样气相色谱法测定花椰菜中的5种有机磷农药残留[J].理化检验-化学分册，2017，53(6):641-645.