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气相色谱检测有机磷农药残留技术优化论文

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2024-09-25 14:46:42    来源:    作者:liziwei

摘要:建立并优化气相色谱检测蔬菜中有机磷农药残留的检测方法。样品采用乙腈提取、盐析提纯,采用火焰光度法(flame photometric detector,FPD)测定,DB-1701P色谱柱在20min内完成分离。试验的20种有机磷农药的线性范围在0.08-1.0 mg/kg间,相关系数在0.99700-0.99994间,检出限(limit of detection,LOD)在0.001-0.029 mg/kg间;其回收率大于74.5%,相对标准偏差(relative standard deviation,

     摘要:建立并优化气相色谱检测蔬菜中有机磷农药残留的检测方法。样品采用乙腈提取、盐析提纯,采用火焰光度法(flame photometric detector,FPD)测定,DB-1701P色谱柱在20min内完成分离。试验的20种有机磷农药的线性范围在0.08-1.0 mg/kg间,相关系数在0.99700-0.99994间,检出限(limit of detection,LOD)在0.001-0.029 mg/kg间;其回收率大于74.5%,相对标准偏差(relative standard deviation,RSD)小于10%。经优化后该方法具有经济、快速等特点,可应用于多种有机磷农药的药残检测。

  关键词:有机磷;农药;气相色谱;检测方法;优化

  有机磷农药是我国使用最为普遍的农药,广泛应用于农林业生产中,是一类高效、广谱的农作物虫害、草害等防治药剂。有机磷农药容易在植物食物如蔬菜、水果等中残留,不规范地使用将对人、动物和环境产生严重的危害。研究表明,即使较低剂量残留都可对人体神经细胞产生强烈的毒性刺激,引发脑水肿、心律不齐、呼吸麻痹、呕吐等毒性反应,严重的甚至会造成器官衰竭而死亡。因此,为保障消费者的食品安全,优化有机磷农药残留量的检测方法,对有机磷农药残留进行更有效的监控成为农产品质量安全检测技术研究的重点。

  有机磷残留检测方法在文献中已有报道。徐国锋等研究了水果检测的前处理方法,该方法是针对纤维素、水分等与蔬菜差异较大的水果,且需要C18等材料辅助吸附基质干扰物,会一定程度上对有机磷农药残留进行吸附,存在一定误差。杨坤等使用N-丙基乙二胺固相吸附剂与无水硫酸镁联用,目的是提高对基质的净化和增强对强极性农药的萃取,该方法有效提高强极性农药的回收率,但增加固相填料对净化基质以及降低基质效应影响不大,反而增加了前处理的步骤,实验过程更为繁琐。

  因此,研究对传统检测蔬菜、水果中有机磷农药所常用的气相色谱法进行优化,简化前处理的繁琐步骤,在缩短整个实验过程的时间,兼顾了定量准确和快速反应,满足多种农药同时、快速检测的要求,适合大批量蔬菜样品中有机磷农药残留的测定,方法更加简单、经济、快速,有较强的推广应用性。

  1.材料与方法

  1.1试剂与仪器

  乙腈(色谱纯,德国默克公司);丙酮(色谱纯,北京迈瑞达科技有限公司);氯化钠(分析纯,天津市大茂化学试剂厂);硫酸镁(分析纯,德国默克公司);有机磷农药标准品(1000ug/ml,农业部环境质量监督检验测试中心天津公司)。

  安捷伦7890B-FPD气相色谱仪(美国安捷伦公司);安谱DC-12水浴氮吹仪(上海安谱实验科技股份有限公司);新锐精仪Gd-12组织研磨振荡仪(深圳市新锐科技有限公司);TGL-1850R高速冷冻离心机(无锡市瑞江分析仪器有限公司)。

  1.2混合标准工作溶液的配制

  有机磷标准溶液用丙酮稀释配制成8mg/L的混合标准溶液,使用时用阴性空白采样作为基质溶液,将混合标准溶液稀释成0.08mg/L、0.16mg/L、0.32mg/L、0.64mg/L、1mg/L的标准工作溶液。

  1.3气相色谱条件

  色谱柱:DB-1701P毛细管柱(30m×0.25mm×0.25um);进样模式:不分流;进样量:1ul;进样口温度:220℃;检测器温度:270℃;载气及尾吹气:N2;总流量:65ml/min;尾吹气、氢气及空气流量:60 ml/min;色谱柱温度:110℃;色谱柱流量:2 ml/min;升温程序:110℃-40℃/min-225℃(3.5min)-15℃/min-250℃(3min)-18℃/min-260℃(6.5min)。

  1.4实验方法

  称取匀浆后10g采样于50ml塑料离心管中,加入20ml乙腈后在振荡仪中以3000r/min振荡5min;取出后再加入2-3g氯化钠,涡旋1min;再加入5g硫酸镁,涡旋1min;再在离心机中以4000r/min冷冻(保持在4℃左右)离心5min。吸取4ml上清液,在40℃下水浴氮吹至近干,再用丙酮定容至2ml;最后过0.22um滤膜,供上机检测。

  2.结果与讨论

  2.1前处理的优化

  目前国内检测机构在农产品有机磷农残检测中,主要应用的是NY/T761-2008的测定方法,该方法应用FPD检测器,对含磷有机物的检测具有特异性,省去了对蔬菜水果色素的净化步骤。但该方法存在前处理时间长、试剂消耗多以及强极性、热不稳定性和农药回收率低等问题。因此,本文在该方法的基础上进行优化,先通过高速振荡和高速冷冻离心等手段,降低盐析所需要的时间和试剂,替代原方法中盐析后需长时间静置来实现萃取分离的操作;再在盐析时加入硫酸镁一起涡旋,提高了盐析的效率,有效提升了甲胺磷、乙酰甲胺磷等强极性农药的回收率;另外将氮吹的水浴温度由80℃降低为40℃,实验发现在较低温度下氮吹,能有效提高敌敌畏、甲拌磷等热不稳定农药的回收率。

  2.2标准曲线及检出限

  对20种有机磷农残实验的色谱图谱如图1及图2所示。以样品进样浓度为横坐标,以峰面积为纵坐标建立校正曲线,并以3倍信噪比(S/N)计算LOD。20种有机磷农药的试验分析结果如表1所示。

  表1数据表明,20种有机磷农药具有良好的线性关系,相关系数(R2)大于0.997,LOD在0.001-0.029mg/kg之间,满足GB/T 27404-2008附录F(检测方法确认的技术要求)要求的R2不低于0.98,符合GB2763-2021对相关蔬菜中有机磷农残限量及分析方法的要求。

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  2.3加标样品的回收率和精密度

  在采样空白阴性样品中,添加0.08mg/kg、0.16mg/kg、0.32mg/kg的有机磷混合标准溶液,同时制备平行样品,按照优化后的方法提取并上机检测,结果如表2所示。

  试验结果表明,平均加标回收率为74.5%-104.8%,RSD为1.1%-9.7%,符合农药残留的分析要求。

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  3.结论

  虽然有机磷农药在自然界中化学性质不稳定、易分解,但却易在蔬菜、水果中残留,且由于生物特性的影响,其在植物中的分布并不均匀,因此大多数农残检测的方法都需要称取大量的样品来保证样品的代表性,但大量的取样量,既会增加前处理的难度和溶剂的损耗,也会增加基质效应。研究实验仅取10g样品,优化了前处理的步骤、减少了溶剂的使用、缩短了实验的时间,对蔬菜中20种有机磷农药进行检测,在0.08-1.0mg/kg浓度范围内具有良好的线性关系,相关系数(R2)在0.99700-0.99994之间,LOD在0.001-0.029mg/kg之间,平均加标回收率在74.5%-104.8%,RSD为1.1%-9.7%。实验具有溶剂用量少、实验前处理简单、实验效率高等优点。

      参考文献

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