GC-MS测定人参中17种有机氯类农药残留量

来源:用户上传      作者:丁慧 钱勇

　　摘要 [目的]建立气相色谱-串联质谱法（gas chromatographytandem mass spectrometry，GC-MS）测定人参中17种有机氯类农药残留量。[方法]对不同产地人参样品利用丙酮水溶液超声进行提取，加入二氯甲烷及氯化钠，并应用盐析原理使有机相与水相较好分层，使农药由水相进入有机相，取出一部分有机相浓缩净化，提取液采用GC-MS，经以键合交联5%苯基甲基硅氧烷为固定液（HP-5）的毛细管柱（30 m× 0.32 mm×0.25 μm），初始温度60 ℃，保持0.3 min，以60 ℃/min升至170 ℃，再以10 ℃/min升至220 ℃，保持10 min，再以1 ℃/min升至240 ℃，15 ℃/min升至280 ℃，保持5 min的程序升温过程进行检测分析。[结果]17种有机氯类农药在1.00～106.00 ng/mL范围内线性关系良好，检测限为0.005～0.020 mg/kg，3个水平的添加回收率在75%～120%。[结论]该方法简单、灵敏、稳定、可靠，可用于测定人参中17种有机氯类农药残留量。
　　关键词 人参;有机氯类农药;残留量;气相色谱-串联质谱法
　　中图分类号 S481+.8 文献标识码 A
　　文章编号 0517-6611（2020）03-0197-03
　　Abstract [Objective]The research aimed to establish gas chromatographytandem mass spectrometry （GCMS） for the determination of 17 organochlorine pesticide residues in ginseng.[Method]The ginseng samples from different producing areas were extracted by ultrasonication with acetone solution，and dichloromethane and sodium chloride were added.The principle of salting out was used to separate the organic phase and the aqueous phase，and the pesticide was separated from the aqueous phase into the organic phase.The phase was concentrated and purified，and the extract was subjected to GCMS，and a capillary column （30 m × 0.32 mm × 0.25 μm） which was bonded and crosslinked with 5% phenylmethylsiloxane as a fixing solution （HP5），and an initial temperature of 60 ℃，hold for 0.3 minutes，increase to 170 ℃ at 60 ℃/min，then increase to 220 ℃ at 10 ℃/min for 10 minutes，then rise to 240 ℃ at 1 ℃/min，raised to 280 ℃ at 15 ℃/min，and the temperatureprogramming process was carried out for 5 minutes for detection and analysis.[Result]The linearity of 17 organochlorine pesticides in the range of 1.00-106.00 ng/mL was good，the detection limit was 0.005-0.020 mg/kg，and the recovery rate of the three levels was 75%-120%.[Conclusion]The method is simple，sensitive，stable and reliable，and can be used for determining 17 organochlorine pesticide residues in ginseng.
　　Key words Ginseng;Organochlorine pesticides;Residues;GCMS
　　人參，被称为百草之王，不论在国内还是国外都是一种高档且昂贵的补品之一。人参的肉质根为著名强壮滋补药，适用于调整血压、恢复心脏功能、神经衰弱及身体虚弱等症[1-3]，也有祛痰、健胃、利尿、兴奋、增强免疫力等功效[4-6]，同时人参抗衰老系列产品具有显著提高皮肤含水量、降低TEWL值、减少面部皱纹等美容功效[7-8]。为了提高人参种植的产量和品质，农户在种植人参之前会使用一定量的农药对土壤进行消毒，且在人参的栽培生产和贮存过程中，需要使用农药进行病虫害的防治，这就不可避免地给人参带来不同程度的农药残留。近年来随着复合型超高效农药的开发应用，对农药残留检测技术的灵敏度、特异性和快速性提出了更苛刻的要求。
　　《中国药典》2015年版一部对人参的农残检测方法[9]，与国外药典相比较，我国采用的是气相色谱专属性检测器，而国外主要采用气相色谱-质谱（GC-MS）法。色谱法定性能力和选择性稍差，色谱质谱联用法具有高灵敏度、高选择性和强大的定性确证能力等特点。该研究结合国内外的现有标准及相关文献[10-14]，建立GC-MS测定人参中17种有机氯类农药残留量。 　　1 材料与方法
　　1.1 材料
　　1.1.1 研究对象。人参，样品均为市售品。
　　1.1.2 主要仪器。Agilent7890A-5977气相色谱-质谱仪，带色谱工作站（美国安捷伦科技有限公司）;梅特勒万分之一电子天平（梅特勒）;ELGA纯水机（英国埃尔格公司）;超声仪;离心机;水浴锅;涡旋振荡器;旋转蒸发仪;移液器;粉碎机。
　　1.1.3 主要试剂。有机氯农药混合对照品溶液（610005-201501，中国食品药品检定研究院）。正己烷（色谱纯）、丙酮、二氯甲烷、氯化钠、无水硫酸镁、硫酸、正己烷（分析纯），国药试剂;水为上海佰年诗丹德检测技术有限公司自制超纯水。
　　1.2 方法
　　1.2.1 混合对照品储备液的制备。分别精密称取六六六（αBHC、β-BHC、γ-BHC、δ-BHC）、滴滴涕（p，p′-DDE、p，p′-DDD、o，p′-DDT、p，p′-DDT）、五氯硝基苯（quintozene）、六氯苯（hexachlorobenzene）、七氯（heptachlor）、环氧七氯（Heptachlor-exo-epoxide A、Heptachlor-exo-epoxide B）、艾氏剂（aldrin）、顺式-氯丹（cis-chlordane）、反式-氯丹（trans-chlordane）、氧化氯丹（oxychlordane）17种农药对照品适量，用正己烷分别制成100 μg/mL的溶液。精密量取上述各对照品溶液1 mL，置同一100 mL容量瓶中，用正己烷稀释至刻度，摇匀;或精密量取有机氯类农药混合对照品溶液1 mL，置10 mL容量瓶中，用正己烷稀释至刻度，摇匀，即得。
　　1.2.2 供试品溶液的制备。取本品，粉碎成粉末（过二号筛），取约5 g，精密称定，置100 mL具塞锥形瓶中，加水30 mL，振摇10 min，精密加丙酮50 mL，称定重量，超声处理（功率300 W，频率40 kHz）30 min，放冷，再称定重量，用丙酮补足减失的重量，再加氯化钠约8 g，精密加二氯甲烷25 mL，称定重量，超声处理（功率300 W，频率40 kHz）15 min，再称定重量，用二氯甲烷补足减失的重量，振摇使氯化钠充分溶解，静置，转移至离心管中，3 000 r/min离心3 min，使完全分层，将有机相移入装有适量无水硫酸钠的具塞锥形瓶中，放置0.5 h。精密量取15 mL，于40 ℃水浴中减压浓缩至约1 mL，加正己烷约5 mL，减压浓缩至近干，用正己烷溶解并转移至5 mL容量瓶中，并稀释至刻度，摇匀，转移至离心管中，小心加入硫酸1 mL，振摇1 min，3 000 r/min离心10 min，分取上清液，加水1 mL，振摇，取上清液，即得。
　　1.2.3 分析条件。
　　1.2.3.1 色谱条件。色谱柱：以键合交联5%苯基甲基硅氧烷为固定液（HP-5）的毛细管柱（30 m× 0.32 mm×0.25 μm）或相当者。程序升温：初始温度60 ℃，保持0.3 min，以60 ℃/min升至170 ℃，再以10 ℃/min升至220 ℃，保持10 min，再以1 ℃/min升至240 ℃，15 ℃/min升至280 ℃，保持5 min。进样口温度：230 ℃。分流模式：不分流。
　　1.2.3.2 质谱条件。离子源：电子轰击源（EI）。离子源温度：230 ℃。四级杆温度：150 ℃。质谱传接口温度：280 ℃。质谱监测模式：SIM，监测离子如表1所示。
　　1.2.4 方法学考察。
　　1.2.4.1 线性关系的考察。精密量取“1.2.1”混合对照品储备液，用正己烷制成0、1、5、10、50、100 ng/mL的溶液，摇匀。分别精密吸取各浓度对照品溶液1 μL，注入气相色谱仪，记录色谱图，以进样浓度X（ng/mL）为横坐标、峰面积Y为纵坐标绘制标准曲线，分别计算17种农药的线性回归方程。
　　1.2.4.2 检测限的考察。将17种农药对照品逐步稀释后进样测定，以色谱图中信噪比（S/N）为3时的进样量为最低检测限（LOD），考察17种农药的检测限。
　　1.2.4.3 稳定性试验。取同一供试样品溶液，按“1.2.3”分析条件分别于0、4、8、12、24 h进样，进样量1 μL，测定峰面积積分值，计算RSD。
　　1.2.4.4 精密度试验。取按“1.2.1”方法制备的混合对照品溶液重复进样6次，计算峰面积的RSD值。
　　1.2.4.5 重复性试验。取同一批号的样品按“1.2.2”方法制备供试品溶液6份，按“1.2.3”分析条件测定，进样量为1 μL，测定峰面积，计算平均含量和RSD。
　　1.2.4.6 加样回收试验。取同一批号样品9份，进行25、50、75 ng 3个水平的添加试验，每个水平平行测定3次，按“1.2.2”方法制备供试品溶液，再按“1.2.3”分析条件测定，进样量为1 μL，测定峰面积，计算平均回收率和RSD。
　　1.2.5 样品的含量测定。按“1.2.2”方法分别精密称取10批不同产地的药材粉末配制成供试品溶液各2份，按“1.2.4.1”方法对样品进行含量测定，通过标准曲线计算不同产地人参药材中17种农药的残留量。
　　2 结果与分析
　　2.1 方法学考察
　　2.1.1 线性关系的考察。按“1.2.4.1”方法操作，以进样浓度X（ng/mL）为横坐标、峰面积Y为纵坐标绘制标准曲线，计算得线性回归方程，结果表明（表2），17种农药在1.00～106.00 ng/mL范围内呈良好的线性关系。
　　2.1.2 检测限的考察。按“1.2.4.2”方法操作，结果表明（表3），17种农药的方法检测限在0.005～0.020 mg/kg。 　　2.1.3 稳定性试验。按“1.2.4.3”方法操作，计算得出17种农药峰面积的RSD值均小于2%，表明混合对照品溶液在24 h内比较稳定。
　　2.1.4 精密度試验。按“1.2.4.4”方法操作，计算得出17种农药峰面积的RSD值均小于2%，表明在此试验条件下精密度良好。
　　2.1.5 重复性试验。按“1.2.4.5”方法操作，发现17种农药均未检出，表明该方法重复性良好。
　　2.1.6 加样回收试验。按照“1.2.4.6”方法操作，得出17种农药的回收率为75%～120%，RSD值均小于10%，表明该方法准确、可靠，可用于人参药材中17种农药残留量的测定。
　　2.2 含量测定 《中国药典》2015年版对人参中17种农药残留量的限量为：总六六六（α-BHC、β-BHC、γ-BHC、δ-BHC之和）不得过0.2 mg/kg;总滴滴涕（p，p′-DDE、p，p′-DDD、o，p′-DDT、p，p′-DDT之和）不得过0.2 mg/kg;五氯硝基苯不得过0.1 mg/kg;六氯苯不得过0.1 mg/kg;七氯（七氯、环氧七氯之和）不得过0.05 mg/kg;艾氏剂不得过0.05 mg/kg;氯丹（顺式-氯丹、反式-氯丹、氧化氯丹之和）不得过0.1 mg/kg。按“1.2.5”方法操作，10批人参中有2批检出五氯硝基苯，含量分别为0.10和0.01 mg/kg，其他农药残留均未检出。
　　3 讨论与小结
　　在《中国药典》2015年版一部中，明确规定了人参中的有机氯类农药残留量的检测用63Ni-SCD电子捕获检测器进行测定。实验室的气相色谱仪配置的是质谱检测器而未配置63Ni-SCD电子捕获检测器，为了满足实验室的需求，结合实验室的现有资源及国内外相关标准和文献，故而开发这17种有机氯类农药残留量的GC-MS测定方法。
　　农药检测为痕量分析过程，MS检测中的SCAN扫描模式在多数情况下由于灵敏度低，难以满足检测要求，因此高灵敏度的SIM方式更为常用。由于中药中基质成分复杂，除用于定量的特征离子外，必须选择2～3个特征性离子作为辅助性定性离子，以保证没有假阳性结果的产生。
　　此方法的前处理过程简单，利用丙酮水溶液超声进行提取，加入二氯甲烷及氯化钠，并应用盐析原理使有机相与水相较好分层，并使农药由水相进入有机相，取出一部分有机相浓缩净化，溶液分配并不需要在分液漏斗中实施，能使提取次数减少。此次试验简化了净化与提取的操作，使损失得以减小，且提高了效率。
　　GC-MS在农药残留的定性定量分析方面具有较强的优越性，尤其是在样品中干扰杂质较多的情况下，利用质谱检测可准确鉴定化合物结构的特点，真正实现了中药材中多种类农药的同时测定，效率高。该方法简单、灵敏、稳定、可靠、效率高，可用于人参中17种有机氯类农药残留量的检测。
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