气相色谱法检测有机磷农药的条件优化

陈星宇

(资阳市农产品质量监测检验中心，四川 资阳 641300)

有机磷农药是用于防治植物病虫害的含磷的有机化合物[1]。有机磷农药因其在防治农作物病虫害方面具有高效、经济、方便等特点，在我国农业生产中得到广泛应用。目前，中国的有机磷农药产量约占全世界有机磷农药总量的1/3，占全国农药总量的1/2以上。由于多方面的原因，我国有机磷农药污染问题比较突出，不仅直接对环境造成严重的污染，此外，部分有机磷农药残留在农作物中，给食品安全带来较大安全隐患[2-3]。因此，发展效率高、针对性强且操作简便的有机磷农药检测方法对环境保护以及食品安全具有重大的意义。有机磷农药的常用检测方法有气相色谱法(GC)、气质联用(GC-MS)、高效液相色谱法(HPLC)等，其中，气相色谱法是一种经典适用的分析方法，也是检测有机磷农药的国家标准方法。但是，在气相色谱的分析检测过程中，由于进样口温度、柱箱温度和升温程序等各项参数的设置不同，得到的测试图谱差别很大，导致数据分析误差较大[4]。因此，优化气相色谱各项参数，得到分析有机磷农药的最优条件具有重要的意义。试验利用气相色谱，对5种具有代表性结构的有机磷农药(甲拌磷、毒死蜱、对硫磷、二嗪磷、倍硫磷)进行测定，对检测方法的建立及优化进行了研究和探讨，以期为农产品及食品中有机磷农药检测技术的改进提供试验数据和技术资料[5-6]。

1 实验

1.1 仪器与试剂

GC7890A气相色谱仪(美国Agilent Technologies，配FPD检测器)，TG-1701MS 毛细 管 柱 (30m×0.25mm×0.25μm， 美 国 Thermo Fisher Scientific公司)，甲拌磷、毒死蜱、对硫磷、二嗪磷、倍硫磷标准品(100 mg/L，农业部环境保护科研所)，丙酮（C3H6O）为液相色谱纯。

1.2 试验方法

（1）农药标准溶液的配置。选取具有代表性的5种有机磷农药标准品甲拌磷、毒死蜱、对硫磷、二嗪磷、倍硫磷(100mg/L，农业部环境保护科研所) 于10mL容量瓶，用丙酮定容即得10mg/L 的单一农药标准贮储备液，贮存于-18℃以下冰箱中。混合农药标准品的配置：选取5种有机磷农药甲拌磷、毒死蜱、对硫磷、二嗪磷、倍硫磷(浓度均为10mg/L)各0.25mL于10mL容量瓶，用丙酮定容即得，各种农药的浓度为0.25mg/L。单一农药标准品的配置：分别取浓度为10mg/L的农药标准品根据浓度需要用丙酮稀释即得[3]。

（2）气相色谱参数的确定。在各参数的单因素试验基础上利用正交试验筛选主要影响因素，对筛选出的几组较优的条件进行优化，所用试剂为5种农药的混合标准品。进样量均为1μL，峰面积外标法定量[3]。

（3）标准曲线的绘制。用丙酮将各农药标准品进行稀释，质量浓度分别为0.1mg/L、0.25mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L、1.5mg/L、2.0mg/L。每份工作液平行测定7次。以浓度为横坐标、峰面积为纵坐标绘制标准曲线[3]。

2 结果与讨论

2.1 气相参数的确定

2.1.1 载气流速的确定

相关研究[7]表明，载气流速通常可按照比最佳流速高10%来确定，文献[7]报道载气流速对检测结果的影响较小，本实验选择的气体流量如下：隔垫吹扫流量3mL/min，分流出口吹扫流量60mL/min，色谱柱流速1mL/min，总载气流量64 mL/min，氢气75mL/min，空气100mL/min，尾吹气30mL/min。

2.1.2 进样口及检测器温度

进样口温度的要求是能保证待测组分在瞬间不分流时汽化，但不能使待测组分分解，检测器的温度高于待测组分的最高沸点即可，根据相关国标和参考文献[8]，进样口温度选择230℃，检测器温度选择250℃。

2.1.3 升温程序各参数的优化

气相色谱的参数很多，有进样口温度、柱箱温度、升温程序等，在众多因素中，以柱箱温度、升温程序对分析结果影响最大[9]。相关文献[2,8]表明：采用恒温条件试验，各组分出峰时间长，峰形差，分离效果差；采用一阶程序升温，峰形虽得到改善，但分离效果仍不理想；采用三阶程序升温，耗时过长，且分离效果未见显著改善。在参考相关资料[2,9]的基础上，选用二阶程序升温进行试验，采用正交试验对升温程序进行优化，正交试验表见表1。整个过程耗时14min，此5种农药在12.5min全部出峰且分离效果良好，如图1所示。

图1 二阶升温程序分离5种有机磷农药色谱图

表1 正交试验因素水平表

根据试验结果，结合载气流速、进样口温度和检测器温度等进一步优化筛选，最后得到如下条件：

2.2 方法的标准曲线及检出限

分别准确吸取一定量的有机磷农药标准溶液(浓度均为10mg/L)，用丙酮配制成一系列标准溶液，浓度在0.1～2 mg/L之间，以峰面积对浓度做线性回归分析，检出限的确定则是以3倍噪声结合检测方法确定[10-12]，结果见表2。

表2 5种农药的保留时间、线性回归方程、相关系数及检出限

2.3 重复性实验（精密度）

连续7次进样，峰面积的相对标准偏差在2.0%～7.5%，完全满足农残分析需要，结果见表3。

表3 5种农药不同浓度的精密度试验(n=7)

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3 结论

该实验在参考、总结相关文献和标准的基础上，选取5种具有代表性结构的有机磷农药，通过正交试验对各参数做了比较全面的优化，确定出气相色谱检测有机磷农药各个参数的最优设置，最后得到如下升温条件：

通过考察线性范围、检出限、相对标准偏差对方法进行了验证，得到了满意的结果。结果表明：优化的方法检出限为4μg/L-8μg/L，线性范围0.1-2 mg/L，相对标准偏差2.0%-7.5%，完全满足农残检测要求。

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