洪泽淳,熊含鸿,刘莹莹,简德威,梁旭霞
(广东省食品检验所,广东广州510435)
有机磷农药属磷酸酯类或硫代磷酸酯类化合物,是当前我国使用量最大的农药,具有品种多、药效高、用途广的特点,被广泛地用于农业、林业中病虫害的防治。因农药使用不当,使用量增大,导致有机磷农药残留超标引起食品中毒的事件时有发生,对人类身体健康造成潜在的危害[1]。世界各国家或地区都对这类农药在食品中的残留量制定了严格的限量标准,有机磷农药的残留检测技术也一直备受关注。
近年来,农药残留的现场快速检测技术发展迅速,如酶抑制法[2-8]、酶联免疫法[9-13]和生物传感器法[14-16]等,但快速检测方法适用范围相对较狭窄,存在易出现假阳性,重现性差,难以定量检测等缺点。而传统检测方法,如气相色谱法[18-22]、高效液相色谱法[23]、气/液相色谱-质谱联用法[24-25]等,具有灵敏度高、重复性好、更精准、适用范围更广的优点,在农残检测的实际应用中占据十分重要的地位。
在测定含水率较高的农产品中多种有机磷农药残留时,目前国内多采用农业行业标准NY/T 761-2008《蔬菜和水果中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留测定》,但该方法存在前处理复杂,消耗大量有机溶剂,农药分组多次检测,每组农药种类单一,双柱分析繁琐,广泛使用的农药品种无法一次性检测残留量的问题。本研究在充分试验的基础上,采用气相色谱-火焰光度检测器(gas chromatograph-flame photometric detector,GC-FPD)单柱法同时测定韭菜中的16种有机磷农药残留量,方法简单、快捷、准确、适合大批量样品中有机磷农药的测定,应用推广性较强。
Agilent 7890B型气相色谱仪(带火焰光度检测器):安捷伦科技(中国)有限公司;Reeko AutoEVA-60型氮吹仪:睿科仪器有限公司;IKA T25数显型均质机、IKA Vortex Genius3型漩涡混匀器:艾卡(广州)仪器设备有限公司;Thermo ST8型离心机:赛默飞世尔科技公司。
乙腈(色谱纯):默克股份两合公司;丙酮(色谱纯):天津市河东区红岩试剂厂;氯化钠(分析纯):广州化学试剂厂。
标准溶液:敌敌畏、甲胺磷、乙酰甲胺磷、灭线磷、治螟磷、氧乐果、久效磷、乐果、甲基毒死蜱、马拉硫磷、倍硫磷、杀扑磷、甲基硫环磷、硫环磷、三唑磷、磷胺,浓度均为100 μg/mL:北京曼哈格生物科技有限公司。
标准使用液配制:16种有机磷标准溶液用丙酮稀释配置成5.0 μg/mL的混合标准溶液,使用时用丙酮稀释成0、0.05、0.10、0.20、0.50、1.00 μg/mL 的标准使用液。
提取:称取匀浆后的韭菜试样10 g(精确至0.01 g)于50 mL塑料离心管中,加入20.0 mL乙腈,在匀浆机中高速匀浆2 min后,加入2 g氯化钠,漩涡混匀1 min,6 000 r/min离心5 min,上清液待净化。
净化:吸取4.00 mL乙腈层溶液,40℃水浴氮吹近干,用丙酮定容至2.0 mL,混匀后用0.2 μm滤膜过滤于样品瓶,供上机测定。
色谱柱:DB-17毛细管柱(30 m×0.53 mm×1 μm);检测器温度:250 ℃;尾吹气:N2;尾吹流量:60 mL/min;氢气流量:75 mL/min;空气流量:100 mL/min;进样模式:不分流;进样口温度:220℃;载气:N2;吹扫流量:3.0 mL/min;线速:53.15 cm/s;流量:15.0 mL/min;色谱柱流量:6 mL/min;色谱柱温度:100℃;温度程序:150℃(2 min)-2℃/min-190℃(2 min)-7℃/min-250℃(12.5 min);进样量:1.0 μL。
16种有机磷农残在本试验条件下分离结果如图1所示。16种有机磷标准工作液,按1.4进行气相色谱分析,以进样浓度(X)为横坐标,峰而积(Y)为纵坐标建立标准曲线,以3倍信噪比(S/N)计算检出限(limit of detection,LOD),如表1所示。
图1 16种有机磷农药标准品色谱图Fig.1 Determination of 16 organophosphorus standard samples
表1 16种有机磷农药的保留时间、线性方程、相关系数和检出限Table 1 Retention time,linear equations,correlation coefficients and limits of detection of 16 organophosphorus pesticides
结果表明,16种有机磷农药在 0.05 μg/mL~1.00 μg/mL范围内具有良好的线性关系,相关系数(R2)均大于等于0.996 76,检出限在0.005 mg/kg~0.03 mg/kg之间,满足相关食品安全国家标准中对韭菜中有机磷农药残留限量及分析方法的要求。
在韭菜空白阴性样品中,添加0.05、0.20、0.70 mg/kg 3水平的有机磷混合标准溶液,同时制备平行样品,按照1.3进行样品前处理和测定后进行加标回收率和精密度计算,结果见表2。
由表2可见,16种有机磷农药的平均回收率为77.0%~107.0%,相对标准偏差(RSD)为1.3%~3.2%,说明该方法准确可靠。
表2 样品中3个水平加标下16种有机磷农药的回收率(n=3)和精密度(n=7)Table 2 The recoveries and precisions(RSDs,n=7)of 16 organophosphorus pesticides spiked at three levels in a sample
利用本方法对市场上购买的3个韭菜样品进行检测,结果见表3。
表3 韭菜样品测定结果Table 3 The determination results of leek samples
试验显示有2个韭菜样品检出农药残留,但未超过GB2763-2016《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》中对韭菜最大残留限量的规定。
果蔬中有机磷农药残留的分布往往不均匀,这就需要加大取样量,使得样品才能具有代表性,但是果蔬中含有大量的色素,如取样量过大,处理起来就较为困难。本试验取10 g样品进行试验测定韭菜中16种有机磷农药残留量,在0.05 mg/kg~1.0 mg/kg浓度范围内具有良好的线性关系,相关系数为0.996 76~0.999 86,加标回收率在77.0%~107.0%之间,相对标准偏差均小于10%,最低检出限为0.005 mg/kg~0.03 mg/kg。试验所建立的16种有机磷农药的快速同时检测气相色谱法,具有溶剂用量少、操作简单、效率高等特点,但目前其专一性、适用性等方面还需进行深入研究,从而为农产品中多种有机磷农药残留快速同时检测技术的发展提供有效的理论基础和技术支持。
[1]Suratman S,Edwards J,Babina K.Organophosphate pesticides exposure among farmworkers:pathways and risk of adverse health effects[J].Rev Environ Health,2015,30(1):65-79
[2]Campanella L,Bonanni A,Martini E,et al.Determination of triazine pesticidesusing a new enzyme inhibition tyrosinase OPEE operating in chloroform[J].Sensors and Actuators B:Chemical,2005,111-112(11):505-514
[3]赖穗春,王福华,邓义才,等.国内外农药残留分析技术研究现状与发展[J].广东农业科学,2006(1):76-77
[4]邱朝坤,刘晓宇,任红敏,等.酶抑制法检测蔬菜中有机磷农药残留[J].食品与机械,2010,26(2):40-42
[5]Jin S,Xu Z,Chen J,et al.Determination of organophosphate and carbamate pesticides based on enzyme inhibition using a pH-sensitive fluorescence probe[J].Analytica Chimica Acta,2004,523(1):117-123
[6]Nagatani N,Takeuchi A,Hossain M A.Rapid and sensitive visual detection of residual pesticides in food using acetylcholinesterasebased disposable membrane chips[J].Food Control,2007,18(8):914-920
[7]邱朝坤,刘晓宇,任红敏,等.酶抑制法检测蔬菜中有机磷农药残留[J].食品与机械,2010,26(2):40-42
[8]Ion A C,Ion I,Culetu A,et al.Acetylcholinesterase voltammetric biosensors based on carbon nanostructure-chitosan composite material for organophosphate pesticides[J].Materials Science&Engineering C,2010,30(6):817-821
[9]Watanabe E,Miyake S,Yogo Y.Review of enzyme-linked immunosorbent assays(ELISAs)for analyses of neonicotinoid insecticides in agro-environments[J].Journal of Agricultural&Food Chemistry,2013,61(51):12459-12472
[10]Esteve-Turrillas F A,Mercader J V,Agulló C,et al.Site-heterologous haptens and competitive monoclonal antibody-based immunoassays for pyrimethanil residue analysis in foodstuffs[J].LWTFood Science and Technology,2015,63(1):604-611
[11]Vasylieva N,Ahn K C,Barnych B,et al.Development of an Immunoassay for the Detection of the Phenylpyrazole Insecticide Fipronil[J].Environmental Science&Technology,2015,49(16):10038-10047
[12]赵颖,杨斌,柳颖,等.啶虫脒金标免疫速测试纸条研制及其在茶叶中的应用[J].农药学学报,2016,18(3):337-343
[13]王菡,李高华,张阳,等.胶体金侧向流免疫层析技术检测有机磷农药残留[J].食品安全质量检测学报,2015(11):4409-4415
[14]干宁,王峰,杨欣,等.采用纳米修饰双酶电极生物传感器检测有机膦与氨基甲酸酯类农药[J].农药学学报,2008,10(3):329-334
[15]闵红,曲云鹤,李晓华,等.Au掺杂Fe3O4纳米粒子酶传感器的制备及其应用于有机磷农药检测的研究[J].化学学报,2007,65(20):2303-2308
[16]A C,D L,N B,et al.A screen-printed,amperometric biosensor array incorporated into a novel automated system for the simultaneous determination of organophosphate pesticides[J].Biosens Bioelectron,2011,26(6):2847-2851
[17]谭学才,吴佳雯,胡琪,等.基于石墨烯的毒死蜱分子印迹电化学传感器的制备及对毒死蜱的测定[J].分析化学,2015,43(3):387-393
[18]普继琼,汤燕萍,唐海彦,等.气相色谱法测定13种有机磷类农药条件优化研究[J].云南农业科技,2013(4):23-25
[19]崔常勇,徐五通,刘元敏,等.气相色谱法测定胡萝卜中11种有机磷农药残留[J].口岸卫生控制,2010(2):25-27
[20]王继臣.气相色谱法测定韭菜中有机磷农药残留量[J].广东农业科学,2008(3):56-58
[21]潘守奇,孙军,董静,等.气相色谱法同时测定蔬菜中24种有机磷农药残留[J].分析试验室,2010(1):115-118
[22]孙巧莺,李永波,左蓓.气相色谱法同时测定叶菜中16种有机磷农药残留量[J].中国卫生检验杂志,2011(7):1595-1597
[23]Seebunrueng K,Santaladchaiyakit Y,Srijaranai S.Vortex-assisted low density solvent liquid-liquid microextraction and salt-nduced demulsification coupled to high performance liquid chromatography for the determination of five organophosphorus pesticide residues in fruits[J].Talanta,2015,132(1):769-774
[24]刘俊,谢秀秀,刘建.QuEChERS法气相色谱-质谱法同时测定可食性食品包装材料中20种有机磷农药[J].检验检疫学刊,2014,24(6):30-35
[25]Jardim A N,Mello D C,Goes F C,et al.Pesticide residues in cashew apple,guava,kaki and peach:GC-μECD,GC-FPD and LC-MS/MS multiresidue method validation,analysis and cumulative acute risk assessment[J].Food Chemistry,2014,164:195-204