将改进的基质固相分散法与GC-MS/MS分析方法结合应用于牛奶中13种有机磷农药残留的同时分析。优化各样品前处理参数后,样品与分散剂中性氧化铝研磨后,采用乙腈超声提取。过滤浓缩后以灭线磷为内标物,采用GC-MS/MS进行定性与定量分析。从样品前处理到分析约需1 h,当样品的加标水平为50、200μg/kg时,平均加标回收率为70.4%~117.6%,相对标准偏差为0.8%~19%;除倍硫磷和毒死蜱的检测限分别为5.60和9.35μg/kg外,其它11种有机磷农药的检测限均在0.37~3.77μg/kg之间;线性范围为25~500μg/kg,相关系数均大于0.9949

孙若男

林竹光

陈美瑜

Xiamen University Institutional Repository

基质固相分散-气相色谱-离子阱串联质谱法分析牛奶中有机磷农药陈美瑜*1, 2, 孙若男3, 林竹光2( 1 厦门大学高性能陶瓷纤维教育部重点实验室, 福建省特种先进材料重点实验室, 厦门大学材料学院, 厦门 361005; 2 厦门大学化学化工学院化学系, 现代分析科学教育部重点实验室, 厦门 361005;3 山东检验检疫技术中心, 青岛 266500)摘 要: 将改进的基质固相分散法与 GC-M S /M S分析方法结合应用于牛奶中13种有机磷农药残留的同时分析。优化各样品前处理参数后, 样品与分散剂中性氧化铝研磨后, 采用乙腈超声提取。过滤浓缩后以灭线磷为内标物, 采用GC-M S /M S进行定性与定量分析。从样品前处理到分析约需 1 h, 当样品的加标水平为 50、200 g /kg时, 平均加标回收率为 70 4%~ 117 6%, 相对标准偏差为 0 8%~ 19% ; 除倍硫磷和毒死蜱的检测限分别为 5 60和 9 35 g /kg外, 其它 11种有机磷农药的检测限均在 0 37~ 3 77 g /kg之间; 线性范围为25~ 500 g /kg, 相关系数均大于 0 9949。关键词: 基质固相分散; 气相色谱; 离子阱串联质谱; 有机磷农药; 牛奶中图分类号: O657 63 文献标识码: A 文章编号: 1000-0720( 2010) 09-065-05基质固相分散法 (M SPD)的特点是将样品的组织匀浆、沉淀、离心、 pH调节、萃取、净化和转移等所有前处理步骤合并在一起, 既缩短了样品前处理时间, 又保证了萃取和净化效率[ 1]。乌日娜等对基质固相分散法在食品安全分析中应用进行综述[ 2]该前处理方法已被广泛应用于农药残留的分析[ 3, 4]。Durand等[ 5]以土壤中的农药残留分析为例对GC-M S和 GC-M S /M S分析方法进行比较, 得出GC-M S /M S分析方法能更准确的提供定性定量分析结果的结论。GC-M S /M S已被广泛地应用于大气[ 6], 食品[ 7 - 9], 土壤和水体[ 10]中农药残留的分析。本文改进了传统的 MSPD方法, 并将此前处理方法与 GC-M S /M S应用于牛奶中 13种有机磷农药残留的分析, 探讨了 MSPD的各种实验条件对分析结果的影响。改进的 MSPD方法无须过柱净化过程, 已被实验证实为高效快速的分析方法。1 实验部分1 1 仪器与试剂Varian Saturn 2100T GC /M S /M S系统, 配备3900气相色谱和 EI与 C I两种电离源; 自制的氮吹浓缩装置。甲醇、乙腈、正己烷、乙酸乙酯和丙酮均为农残级试剂 (美国 Ted ia公司 ) ; 无水 Na2 SO4( AR) ; Forisil硅藻土 ( AR ), 0 15~ 0 25 mm与0 075 ~ 0 15 mm; 中性氧化铝 ( AR ) , 48 ~75 m。农药标准物质: 甲拌磷、乐果、二嗪磷、乙拌磷、甲基毒死蜱、甲基对硫磷、皮蝇磷、杀螟硫磷、毒死蜱、倍硫磷、对硫磷、溴硫磷、乙硫磷、灭线磷 ( IS) (中国农业部环境保护科研监测所 )。1 2 样品前处理准确称取 3 0 g牛奶于 100 mL锥形瓶中, 加入 3 0g中性氧化铝及适量的无水 N a2 SO 4, 充分65第 29卷第 9期2010年 9月分析试验室Chinese Journal of Analysis Labo ra to ryVol 29 No 92010- 9* 收稿日期: 2010-01-28; 修订日期: 2010-02-10。作者简介: 陈美瑜 ( 1982- ) , 女, 助理工程师; E-m ai:l m e iyuchen@ xm u edu cn搅匀至半湿状态。以 15 0 mL 乙腈超声提取15 m in, 提取液经快速定量滤纸过滤; 残渣再用10 0mL乙腈超声提取 10 m in, 过滤后合并 2次滤液, 置于 50 恒温水浴中氮吹浓缩至干, 用丙酮将其溶解和转移至带刻度的 2 0 mL测试瓶中,加入 0 20 mL 0 5 mg /kg灭线磷 ( IS ), 定容至1 00mL。1 3 GC-M S /M S分析条件GC分析条件: HP-5 M S毛细管柱 ( 30 m0 25mm i d , 0 25 m ); He载气 ( > 99 999% );载气流速: 1 00 mL /m in; 不分流进样 1 00 L(均采用自动进样器 ) ; 进样口 260 。色谱柱升温程序: 75 (保持 3 0 m in) ® 以 20 /m in升至 155 ® 以 5 /m in升至 170 ® 以 15 /m in升至 185 (保持 2 0 m in) ® 以 1 /m in升至192 ® 以 30 /m in 升 至 260 (保持10m in)。MS /M S分析条件: 阱温 200 ; 阱外套40 ; 传输线 280 ; 电子倍增管电压 1550 V;电子倍增管增益电压 200 V; 电离能量 70eV; CI采用甲醇作为反应气; 所有化合物均采用共振激活裂解方式; 各个化合物具体的 MS /M S多离子检测条件见表 1。其中, 甲拌磷、皮蝇磷和溴硫磷使用的电离源是 E I, 其他有机磷农药使用的电离源是 C I。表 1 13种有机磷农药和内标物的M S/M S多离子检测条件Tab 1 M S/M S condition s of 13 organophosphorus pestic ides and the in terna l standard编号 农药保留时间tR / m in母离子(m / z)定性离子(m / z)定量离子(m / z)碰撞能量E /VIS 灭线磷 11 593 243 215、 201 215 0 331 甲拌磷 12 414 231 175、 203、 157 175 0 852 乐果 12 991 230 199、 198、 171 199 0 363 二嗪磷 13 967 305 249、 277、 169、 153 249 0 784 乙拌磷 14 433 89 61、 55 61 0 325 甲基毒死蜱 16 029 322 290 290 0 596 甲基对硫磷 16 363 264 157、 138、 232、 139 157、 232 0 587 皮蝇磷 16 873 285 270、 272 270 0 658 杀螟硫磷 17 683 278 232、 153、 152、 247 232 0 389 毒死蜱 18 547 350 294、 322、 198 294 0 8510 倍硫磷 18 857 279 247、 169 247 0 4011 对硫磷 19 069 292 236、 264、 156 236 0 8412 溴硫磷 19 923 331 316、 329、 318 316 0 8513 乙硫磷 22 961 199 171、 143、 157 171 0 342 结果与讨论2 1 改进的 MSPD方法传统的 MSPD方法将样品与分散剂混合研磨均匀, 然后采用层析柱洗脱, 浓缩洗脱液后检测。本方法省去了过柱净化过程, 采用乙腈超声提取,提取液浓缩后直接检测。2 2 M SPD实验条件的选择及优化以牛奶空白样品 (经分析 13种有机磷农药残留均小于检出限 )加入 100 g /kg浓度水平的13种有机磷混合标准溶液为研究对象, 探讨了分散剂种类、提取剂种类和体积等实验条件对分析结果的影响。66第 29卷第 9期2010年 9月分析试验室Chinese Journal of Analysis Labo ra to ryVol 29 No 92010- 9分散剂的选择: 以两种粒径的 F lo risil硅藻土、中性氧化铝和硅胶作为分散剂进行了对比实验, 中性氧化铝的加标回收率最高。提取剂种类和体积的选择: 分别以丙酮、正己烷 /丙酮 ( 1 /1, V /V )、正己烷、乙酸乙酯和乙腈等作为提取剂, 进行对比实验, 乙腈作为提取剂时, 无脂肪洗出。采用 15、 10 mL乙腈溶液分2次对样品进行提取即可, 第 3次提取对回收率的效率影响不大。2 3 M S /M S分析参数的优化MS /M S分析包括两个过程: 母离子的形成与选择和子离子的检测。目标物或内标物进入离子阱, 被解离为离子碎片, 选择丰度高、质荷比大的离子, 作为母离子。在第二个过程中选择合适的碰撞能量使母离子解离, 并使子离子的信号最强, 选择合适的子离子进行定量分析。若目标物有几个较强丰度的子离子, 则选择几个子离子的总和进行定量分析。2 4 GC-M S /M S分析图 1是空白牛奶 ( 13种有机磷农药残留均小于 MDL)添加内标物和 13种有机磷农药混合标准溶液的 GC-M S /M S色谱图, 从图中可以看出13种有机磷农药和内标物的色谱峰都可以完全分离, 方法可以排除牛奶的基体干扰。图 1 牛奶基体中添加内标物 ( 100 g/kg)与 13种有机磷农药混合标准样品 ( 100 g/ kg)的 GC-M S/M S谱图F ig 1 GC-M S/M S chromatogram of the extract ofb lank m ilk sp iked w ith the in ternal standard at100 g /kg and 13 pesticid es at 100 g/ kg峰标志见表 1。2 5 方法选择性图 2是 GC-E I/MS分析谱图, 图 3是 GC-M S /M S分析谱图, 二者对比发现图 3中很灵敏的目标物在图 2中信号却非常弱, 且基体干扰非常严重,其峰信号部分或全部被基体干扰物信号覆盖; 对比图 1和图 3, 图 1与图 3的标准混合样品谱图非常相似, 图 1基本上没有基体干扰。图 2 牛奶基体中添加内标物 ( 100 g/ kg)与 13种有机磷农药混合标准样品 ( 200 g /kg)的 GC-EI/M S全扫描谱图F ig 2 GC-EI /M S chrom atogram of the extract of theb lank m ilk sp iked w ith the internal standard at100 g /kg and 13 pest ic id es at 200 g/kg峰标志见表 1。混合标准有机磷农药和添加标准混合有机磷农药的牛奶提取液中毒死蜱的 MS /M S谱图表明,两张 MS /M S谱图没有明显差别, 可以看出分析方法消除基体干扰的能力极强。同时对方法空白(不加牛奶 )提取后的溶液进行分析, 没有检测到任何有机磷农药残留的 MS /M S色谱峰。图 3 内标物 (100 g/kg)与 13种有机磷农药混合标准样品 (25 g/ kg)的 GC-M S/M S谱图F ig 3 GC-M S/M S chrom atogram of the in ternalstandard at 100 0 g /kg and 13 pesticides at25 g/kg峰标志见表 1。67第 29卷第 9期2010年 9月分析试验室Chinese Journal of Analysis Labo ra to ryVol 29 No 92010- 92 6 线性回归方程、相关系数和检测限分别取 1 00 L系列混合标准溶液 (质量分数分别为 25, 50, 100, 200, 500 g /kg, 其中内标物的质量分数都为 100 g /kg) 在相同实验条件下采集各自的 GC-M S /M S色谱图, 分别以图中目标物定量离子与内标物定量离子的峰面积比值 ( y )对目标物与内标物浓度的比值 ( x )作线性回归分析。结果见表 2。2 7 回收率和相对标准偏差称取 3 0 g牛奶空白样品 ( 13种农药残留均小于 MDL ) 分别添加相当于牛奶样品含 50和200 g /kg浓度水平的 13种有机磷农药混合标准溶液, 按实验步骤分析 ( n= 5) , 结果见表 2。2 8 样品分析将本方法应用于多种品牌牛奶的分析 (样品购于当地大型超市 ) , 在纯牛奶中和花生牛奶中检到 0 69~ 2 34 g /kg浓度不等的乐果, 在花生牛奶中检到的二嗪磷为8 6 g /kg。表 2 有机磷农药和内标物的线性方程、相关系数检测限、回收率和相对标准偏差Tab 2 Regression equations, correlation coe ff icien ts, detection lim its of pe stic ides and the in ternal standards togetherw ith correspondingm ean recoveries and re la tive standard deviation编号 农药 线性方程相关系数检测限w /( g / kg)回收率 /% RSD /%50 200 50 200IS 灭线磷 0 821 甲拌磷 y= 0 1016x+ 0 0297 0 9995 0 77 82 5 71 4 3 0 5 62 乐果 y= 0 6493x- 0 1877 0 9995 1 22 83 0 72 6 5 7 4 33 二嗪磷 y= 0 4047x- 0 0364 0 9975 1 69 78 9 77 4 4 4 6 34 乙拌磷 y= 0 6788x+ 0 1665 0 9992 0 75 75 5 78 4 18 6 3 25 甲基毒死蜱 y= 0 4821x- 0 3038 0 9986 3 28 104 9 108 7 6 4 9 56 甲基对硫磷 y= 0 0120x+ 0 0097 0 9984 3 25 77 6 71 4 5 1 3 27 皮蝇磷 y= 0 8697x+ 0 1326 0 9997 0 37 72 3 73 2 8 4 0 88 杀螟硫磷 y= 0 0496x+ 0 0151 0 9949 2 04 80 5 84 1 9 8 6 19 毒死蜱 y= 0 1770x- 0 1411 0 9953 9 35 70 4 73 6 8 7 7 110 倍硫磷 y= 1 2564x+ 1 267 0 9991 5 60 117 6 110 1 9 2 6 811 对硫磷 y= 1 6901x- 0 4450 0 9994 1 05 105 6 100 6 7 8 5 912 溴硫磷 y= 0 4437x+ 0 2447 0 9992 0 59 76 2 70 8 5 3 3 213 乙硫磷 y= 0 2483x+ 0 1403 0 9979 3 77 80 9 83 1 4 9 5 8参考文献[ 1] Barker S A, Long A R, Short C R J Chrom atog r A,1989, 475: 353[ 2] 乌日娜, 李建科 食品科学, 2005, 26 ( 6): 266[ 3] Geov nia Dantas M, Aqu ino S A, Silve ira D rea H, etal. 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基质固相分散-气相色谱-离子阱串联质谱法分析牛奶中有机磷农药

http://dspace.xmu.edu.cn/bitstream/handle/2288/15911/%e5%9f%ba%e8%b4%a8%e5%9b%ba%e7%9b%b8%e5%88%86%e6%95%a3-%e6%b0%94%e7%9b%b8%e8%89%b2%e8%b0%b1-%e7%a6%bb%e5%ad%90%e9%98%b1%e4%b8%b2%e8%81%94%e8%b4%a8%e8%b0%b1%e6%b3%95%e5%88%86%e6%9e%90%e7%89%9b%e5%a5%b6%e4%b8%ad%e6%9c%89%e6%9c%ba%e7%a3%b7%e5%86%9c%e8%8d%af.pdf?sequence=1&isAllowed=y

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