储粮中马拉硫磷气相色谱工作条件的优化

鲍会梅

（江苏食品药品职业技术学院食品与营养工程学院，江苏淮安223003）

储粮中马拉硫磷气相色谱工作条件的优化

鲍会梅

（江苏食品药品职业技术学院食品与营养工程学院，江苏淮安223003）

为了更加精确的检测出储粮中马拉硫磷的残留量，采用气相色谱法测定其残留量。样品稻谷检测结果为0.78 mg/kg，保留时间RSD：0.25%，峰面积RSD：0.42%，回收率：96.0%～98.3%，并确定最佳检测条件：检测器：火焰光度检测器；载气流量2.5 mL/min；汽化室温度250℃；检测器温度250℃；检测器的燃气氢气120 mL/min，助燃气空气100 mL/min；柱温升温模式为150℃，以15℃/min速率升到220℃，保留3 min；尾吹气流量60 mL/min。气相色谱法是一种快速、简单、准确及灵敏度高的检测方法。

气相色谱法；储粮（稻谷）；马拉硫磷

马拉硫磷是一种高效的有机磷农药，具有良好的触杀、熏蒸作用，广泛用于防治水稻等作物上的害虫，也用于防治仓库害虫[1-2]。马拉硫磷化学名为0，0-二甲基一硫-（1，2-二乙氧羰基乙基）二硫代磷酸醋，又名马拉塞翁等。化学式C10H19O6PS2，相对质量330.37，熔点：2.9℃～3.7℃，沸点：156℃（1.43 kPa）[3]。由于马拉硫磷毒性较大，所以在使用过程中，必然会对环境造成一定程度上的污染，因此本文对马拉硫磷农药残留测定条件进行优化研究，这对环境监测有着重要的意义[4]。

马拉硫磷残留量的检测是微量或痕量分析，因此必须采用高灵敏度的检测技术才能实现。常规检测的分析方法有气相色谱法、光谱法、极谱法和酶抑制法。

气相色谱法：是色谱法的一种，是农药残留分析的常用方法之一。气相色谱法分离效率高，选择性好，灵敏度高，分析速度快；光谱法[5]只能检测一种或具有相同基团的一类有机磷农药，灵敏度不高，一般只作为定性方法；极谱法[6]适用于现场检测，但需特殊的选择性电极，应用会受到一定的限制；酶抑制法[5-6]对大部分有机磷和氨基甲酸酯农药的检测灵敏度只可以满足半定量要求，酶的种类与来源不稳定，相应仪器设备还有待提高。

通过以上方法的分析研究可知，气相色谱法分离效率高，选择性好，灵敏度高，分析速度快。因此，本文选择气相色谱法来测定储粮中马拉硫磷残留量。此外，对气相色谱法的色谱条件进行了单因素的讨论，确定最佳色谱条件。

1 材料与方法

1.1 主要仪器

Agilent6890气相色谱（FPD火焰光度检测器）：美国Agilent公司；毛细管色谱柱（30 mm×0.32 mm× 0.25 μm）：美国Agilent公司；HZ.82型回旋式振荡器：江苏省金坛市正基仪器有限公司；高度组织捣碎机：京德泉兴业商贸有限公司；MCE·GF-8型高速离心机：德国Hettich UNIVERAL公司。

1.2 主要试剂及配置

二氯甲烷：分析纯，重蒸；丙酮、磷酸：重蒸；甲醇：色谱纯，经0.5 μm孔径油相滤膜，重蒸；氯化钠、无水硫酸钠、氯化铵：分析纯；硅胶：60目～80目，130℃烘2 h，5%水失活；助滤剂：Celite 545；凝结液：5 g氯化铵+10 mL磷酸+100 mL水，用前稀释5倍；正己烷：重蒸；载气N2：≥99.999%；储粮（稻谷）：淮安城南农贸市场；马拉硫磷标准样品：纯度≥96.1%。

马拉硫磷储备液：（1.0 mg/mL）准确称取10 mg标准样品，用10 mL二氯甲烷溶解，配置成1.0 mg/mL标准储备液，贮于冰箱（4℃）。

马拉硫磷标准使用液：（1.0 μg/mL）用10 mL二氯甲烷稀释成1.0 μg/mL标准使用液（每毫升相当于1.0 μg的马拉硫磷）。

1.3 方法

1.3.1 色谱条件

柱温：初温150℃，以15℃/min速率升到220℃，保留3 min；柱流量3.0 mL/min，检测器250℃，汽化室250℃；不分流模式进样；汽化室分流出口吹扫流量60 mL/min、分流吹扫时间1.0 min，检测器的燃气氢气120 mL/min、助燃气空气100 mL/min；尾吹气流量60 mL/min，标准和样品溶液进样量均为1.0 mL。

1.3.2 样品的制备[7]

稻谷脱壳、磨粉，过20目筛，混匀。称取10.000 0 g样品置于300 mL烧杯中，加入50 mL水和100 mL丙酮，用组织捣碎机提取1 min～2 min。猛烈振摇2 min～3 min，静置10 min，使丙酮与水相分层，水相用50 mL二氯甲烷振摇2 min，再静置分层。

将丙酮与二氯甲烷提取液合并经装有30 g无水硫酸钠的玻璃漏斗脱水滤入250 mL圆底烧瓶中，再以约40 mL二氯甲烷分数次洗涤溶剂和无水硫酸钠。洗涤液也并入烧瓶中，用旋转蒸发器浓缩至2.00 mL，浓缩液定量转移至25 mL容量瓶中，加二氯甲烷定容，待测。

1.3.3 标准曲线的绘制[8]

取已配置浓度为1.0 mg/mL的马拉硫磷母液，用稀释法配制成1.0 μg/mL的马拉硫磷标准溶液。再取1.0 μg/mL的马拉硫磷标准溶液0.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mL（相当于0.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 μg/mL）一系列不同浓度的标准工作溶液，分别置于6个10 mL的容量瓶做空白实验。将配制的系列标准工作液进行气相色谱测定。从低浓度到高浓度依次进样，以峰面积为纵坐标，马拉硫磷的浓度为横坐标，绘制标准曲线。

1.3.4 样品的测定

在选定的最佳色谱条件下，取制备好的试样1.0mL，检测其峰面积，在标准曲线上测定其浓度并计算出样品中的马拉硫磷含量。

1.3.5 结果计算

在设定的色谱条件下，以马拉硫磷保留时间定性，以色谱峰面积定量，计算粮食中的马拉硫磷残留量。其计算公式为：

式中：X试样中马拉硫磷含量，（mg/kg）；M为样品质量，g；V为量取液体体积，mL；C1从标准曲线上查得的样品溶液中残留马拉硫磷的浓度，（μg/mL）。

1.4 气相色谱法检测条件的探讨

对气相色谱的检测器温度的选择、检测器载气的选择等影响测定结果的因素进行讨论。

1.4.1 检测器的选择

高灵敏度和转移性强的检测器能够检出微量农药。通过比较火焰光度检测器、电子捕获检测器的灵敏度和实用性来选择最适宜检测器。

1.4.2 载气流速的选择

载气流速直接影响实验的分离效果，本实验以柱流量来衡量。在保证其他实验条件不变的情况下，探讨柱流量为1.5、2.0、2.5、3.0、3.5 mL/min对实验结果的影响。

1.4.3 汽化室温度的选择

汽化室温度会影响样品峰形及分离效果，本文探讨汽化室温度为230、240、250、260、270℃时对峰形及分离效果的影响，从而选择出最佳汽化室温度。

1.4.4 检测器温度的选择

本文探讨了检测器温度在250℃～300℃范围内对出峰的影响。通过实验选择出最佳检测器温度。

1.4.5 氢气与空气流量比选择

氢气与空气分别是指检测器的燃气与助燃气，本文探讨氢气与空气流量比为100∶80、120∶100、140∶120、150∶110、160∶140下测得的峰值、峰面积的测定值比较，从而得出最佳氢气与空气流量比。

1.4.6 柱温的选择

通过分析研究柱温对峰形的影响。

1.4.7 尾吹气流量的选择

本文通过探讨尾吹气流量为 30、45、60、75、90 mL/min时，对于测定结果的影响，从而得出实验所需最佳尾吹气流量。

2 结果与分析

2.1 标准工作曲线

根据马拉硫磷进样量与峰面积的线性关系绘制标准曲线，结果见表1、图1。

表1 马拉硫磷进样量与峰面积Table 1 Malathion sample volume and peak area

图1 马拉硫磷工作曲线Fig.1 Malathion working curve

由图1可知，马拉硫磷的浓度在2.0 μg/mL～10.0 μg/mL范围内，线性关系较好。方程为：y=100.1x-1.665 9，其中y为峰面积，x为进样浓度（μg/mL），相关系数为：R2=0.999 8。

测定样品中马拉硫磷进样量的峰面积为780PA*S，由图1可知，样品浓度为7.8 μg/mL。根据公式（1）计算样品中马拉硫磷的含量为0.78 mg/kg，低于我国储粮中马拉硫磷残留量的最大限值，在国家标准允许范围内。

2.2 精密度的测定

在选定的最佳色谱条件下，用相同浓度的马拉硫磷标准溶液进行重复测定5次。结果见表2。

表2 马拉硫磷精密度测定结果Table 2 Results of determination of malathion precision

根据表2得出保留时间相对标准偏差为0.25%、峰面积标准偏差为0.42%。此检测方法重复性好，精密度高。

2.3 回收率测定

在一定量样品中加标量马拉硫磷，以丙酮为溶剂定容至100 mL，进行色谱分析，得到的试验结果见表3所示。

表3 马拉硫磷回收率数据记录与结果Table 3 Malathion recovery data records and results

由表3可知，样品量、马拉硫磷量与回收率呈正相关关系，回收率为96.0%～98.3.0%，本实验测定结果准确。

通过RSD、回收率实验可知，保留时间RSD为0.25%、峰面积RSD为0.42%；回收率为96.0%～98.3.0%，由此可知，该检测方法精密度高，回收率高。

3 色谱检测条件的探讨

3.1 检测器的选择

由1.4.1可知，检测器的灵敏度影响检测结果的精确度。由于不同农药里几乎都含有杂原子O、P、S等，因此不同类型的农药应该有不同类型的检测器。用于农药残留检测的检测器有火焰光度检测器和电子捕获检测器。

火焰光度检测器：是一种高灵敏性、高选择性的检测器，主要用于含硫磷化合物，特别是硫化合物的痕量检测。

电子捕获检测器：主要用于有机氯农药的检测。

通过近5年来约60篇文献中两者检测器的使用情况比较，见表4所示。

表4 两种检测器在文献中使用情况Table 4 The two detector used in literature

由表4可知，火焰光度检测器是农药残留中对有机磷的测定最常用的检测器。又因其灵敏度高、选择性高，因此选用火焰光度检测器。

3.2 载气流速的选择

根据1.4.2可知，在控制其他条件不变只改变柱流量的情况下，对实验的效果进行结果讨论，实验结果见表5。

表5 不同柱流量下测定值Table 5 Different column flow measurement value

由表5可知，当柱流量为2.5 mL/min时，保留时间最短，峰面积最大。由于当柱流量为2.5 mL/min，可以提高分析灵敏度，缩短检测时间，因此柱流量选择为2.5 mL/min。

3.3 汽化室温度的选择

根据1.4.3可知，在不同汽化室温度下，峰高/峰面积的测定值结果见表6。

表6 汽化室不同温度下测定值Table 6 The vaporizing chamber under different temperature measured value

由表6的测定结果可以看出，当汽化室温度为250℃时，峰高、峰面积都达到了最高值，因此汽化室温度选择为250℃。

3.4 检测器温度的选择

为保证出峰效果好、灵敏度高、柱子及检测器在良好保护状态下，优化选择的柱温比最终的温度高20℃～50℃（不超过柱子允许的最高温度）。当温度在250℃～300℃之间影响不大，从节约能源的角度来讲，因此选择温度为250℃。

3.5 氢气与空气流量比的选择

根据1.4.5可知，在氢气与空气的比例不同的实验条件下，测定的峰面积与峰高是不同的。实验测定结果见表7。

表7 氢气与空气流量比不同条件下测定值Table 7 Hydrogen and air flow ratio under different conditions，the determination of the value

通过实验比较表7中的数据，可以发现氢气与空气流量比为120∶100和150∶110时测定结果比较接近，从节约气源角度考虑，故选择氢气与空气流量比为120∶100。

3.6 柱温的选择

柱温在色谱分离中至关重要，影响分离效果：当初始温度过低，则检测时间过长；若过高，容易造成固定液挥发，样品保留时间缩短，不利于峰形分离。由于马拉硫磷的沸点较高，在稻谷中的含量很低，因此采用不分流进样模式提高马拉硫磷的灵敏度。

填充柱使用的柱温为恒温180℃，柱箱起始温度采用低于二氯甲烷溶剂沸点，但此程序升温模式升降温平衡时间较长，不能满足快速分析的需要；因此采用高的初始柱温缩短分析时间，经比较调整程序升温模式为150℃，以15℃/min速率升到220℃，保留3 min。

3.7 尾吹气流量的选择

根据1.4.7，单一变量尾吹气流，实验结果比较见表8。

表8 不同尾吹气情况下的测定Table 8 Determination of different tail blowing conditions

由表8可知，当尾吹流量选择为60 mL/min出峰效果最好，因此选择尾吹流量为60 mL/min适宜。

4 结论

本文采用气相色谱法检测储粮（稻谷）中马拉硫磷的残留量，并通过单一变量的方法对气相色谱法的色谱条件进行最佳结果的探讨，测得样品中马拉硫磷含量为0.78mg/kg。从实验得出保留时间RSD为0.25%、峰面积RSD为0.42%可知，气相色谱法检测马拉硫磷精确度好、回收率高。

通过试验得到最佳色谱检测条件：实验检测器火焰光度检测器；柱流量为2.5 mL/min；汽化室温度为250℃；检测器温度为250℃；检测器的燃气氢气为120 mL/min，助燃气空气为100 mL/min；柱温升温模式为150℃，以15℃/min速率升到220℃，保留3 min；尾吹气流量60 mL/min。这使得检测结果更加快速、准确。

[1]耿玉辉,郭桂金.气相色谱法测定粮食中农药残留—马拉硫磷[J].粮食与食品工业,2007,14(2):50-51

[2]王江蓉,黄卫,刘荣,等.稻谷中马拉硫磷残留气相色谱分析方法研究[J].农药科学与管理,2007,28(11):15-18

[3]盛莉莎,杨仁斌,付强,等.NP气相色谱法对马拉硫磷在水稻上的残留研究[J].中国农学通报,2009,25(04):241-245

[4]徐敏,郝义.气相色谱法测定水稻中的马拉硫磷农残量[J].哈尔滨师范大学:自然科学学报,2003,19(3):1

[5]牛文琪,王鸿梅,李建权,等.食品中农药残留检测技术研究[J].安徽农业科学,2009,37(25):14005-14008

[6]阮长青,黄明海,徐宗良.食品中农药残留的快速检测技术[J].黑龙江八一农垦大学学报,2003,15(4):70-75

Optimizing the Storage of Malathion in Meteorological Chromatographic Working Conditions

BAO Hui-mei
（Jiangsu Food and Drug Career Technical College，College of Food Science and Nutritional Engineering，Huaian 223003，Jiangsu，China）

In order to detect the residues of malathion in grain storage is more exact，using gas chromatography to determination of residues of malathion in stored grain.the sample grain test results for 0.78 mg/kg，retention time，peak area of RSD：0.25%RSD：0.42%，the recovery rate：96.0%-98.3% （78.5%-101.4%），and select the flame photometric detector；the flow rate of carrier gas 2.5 mL/min；vaporizer temperature 250℃；detector temperature 250℃；120 mL/min is hydrogen gas，auxiliary gas air 100 mL/min；column temperature mode=150℃to 15℃/min rate rose to 220℃，keep 3 min；tail gas flow 60 mL/min.gas chromatography is a rapid，simple，accurate，high sensitivity detection method.

gas chromatography；grain（rice）；malathion

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.08.022

鲍会梅（1974—），女（汉），副教授，硕士，主要从事食品理化检验技术教学工作。

2013-08-03