二硫代氨基甲酸酯类农药残留快速检测系统的研究

廖丹 黄华斌

摘要 为快速简便检测果蔬中的二硫代氨基甲酸酯类农药残留，尝试建立一种快速检测系统。利用样品中的二硫代氨基甲酸酯类农药在氯化亚锡一盐酸溶液中共热后，会被还原分解产生二硫化碳，通过载气将反应产生的二硫化碳气体引人吸收装置中发生显色反应，采用分光光度计测定显色后溶液的吸光光度值，根据标准曲线求算其浓度，从而实现样品中二硫代氨基甲酸酯类农药残留的快速检测。实验结果表明，二硫代氨基甲酸酯含量（以二硫化碳计）在5～50μg/g，显色液吸光值与二硫代氨基甲酸酯含量间存在良好的线性关系;3种不同类型农产品中二硫代氨基甲酸酯类农药残留量的加标回收率为82%～107%，相对标准偏差小于10%;检测结果与气相色谱法检测的结果之间不存在显著差异;最低定量检出限为0.17μg/g，满足国家标准GB2763-2005对于该类农药的限量要求。该快速检测系统操作简便、成本低，可实现常见农产品中二硫代氨基甲酸酯类农药残留快速检测需求。

关键词 二硫代氨基甲酸酯;农药残留;快速检测;分光光度法

中图分类号 S481+.8 文献标识码 A

二硫代氨基甲酸酯是一类应用广泛的有机硫杀菌剂[1]，可用于粮食、水果、蔬菜、烟叶等多种农作物病原体的防治。有研究表明，二硫代氨基甲酸酯的代谢物四氢咪唑-2-硫酮具有致癌和致畸作用[2-3]。许多国家对农产品中二硫代氨基甲酸酯类农药的最高残留量进行了限定。因此，进行农产品中二硫代氨基甲酸酯类农药的残留量检测十分必要。目前农产品中二硫代氨基甲酸酯类农药残留的检测方法主要有液相色谱法[4-5]、气相色谱法[6-7]、气质联用法[8]、液质联用法[9-10]、分光光度法[1，12]等。这些检测方法需要昂贵的分析仪器和繁琐的处理步骤，检测成本高，检测难度大，且很多场合需要现场快速检测，如蔬菜市场、农产品生产企业内检等无法有效地对该类农药进行检测，导致产品质量把关不严。

本研究针对上述问题提出了一种二硫代氨基甲酸酯类农药残留的快速检测系统，以期能快速、简便地检测果蔬中的二硫代氨基甲酸酯类农药，为产品质量把关。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 仪器

如图所示是二硫代氨基甲酸酯类农药残留快速检测系统（下述简称本检测系统）的整体结构示意图。

气源通过气体管道依次与反应瓶、洗气瓶、显色瓶相通;气源上设置有气体开关;反应瓶与还原液储备瓶、洗气瓶与洗气液储备瓶、显色瓶与显色液储备瓶均通过液体管道连接;液体管道均设置有蠕动泵;蠕动泵通过时间继电器与蠕动泵开关连接;显色瓶、洗气瓶、反应瓶均设置有加热圈;加热圈与控制器连接。

本实验还用到紫外一可见分光光度计（UV2450型，岛津仪器有限公司），电子天平（AL204，梅特勒），加热板（Cimarec+，Thermo Scientific）等仪器。

1.1.2 試剂

还原液：质量分数为2%的氯化亚锡溶液，溶剂为6mol/L盐酸;洗气液：5%的酯酸铅水溶液;显色液：0.02g/L的乙酸铜一乙醇溶液，称取0.01g乙酸铜，用少量无水乙醇溶解后，移人500mL容量瓶内，加入5mL三乙醇胺，充分混合，再加入2mL二乙胺，用无水乙醇稀释至刻度，混匀后2-5℃保存。

实验试剂均为分析纯，包括二水合氯化亚锡、乙酸铜、三乙醇胺、二乙胺（西陇化工），二硫化碳（上海试剂），三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠（国药集团），氮气（纯度≥99.99%，林德气体）;实验用水为去离子水。

1.1.3 试样

苹果、白菜、乌龙茶样品均为市售商品。

1.2 方法

1.2.1 检测系统使用

检测系统使用时在瓶3，瓶4，瓶5中分别装入还原液、洗气液和显色液;设定好各个模块温度控制器的温度，分别为：反应瓶90℃;洗气瓶50℃;显色瓶30℃;在反应瓶中加入5.00g剪碎的样品（湿样20.00g），加盖，旋紧各瓶盖，启动快速检测仪，并打开3个蠕动泵的开关，检测仪进行自动加液;打开氮气气体开关，并调节气体流速，控制速度约为50mL/min;打开加热圈开关，3个模块同时加热;15min后，关闭加热装置，继续通气1～2min后关闭气源，取下显色瓶，将显色液转移至比色皿，用分光光度计测定其430nm处的吸光度值。

1.2.2 检测系统线性实验

以含量相当于0.00、5.00、10.00、20.00、50.00μg二硫化碳的二乙基二硫代氨基甲酸钠标准溶液为还原对象，按操作方法进行实验，显色后于波长430nm处测定其吸光值，以吸光度值为纵坐标，二硫化碳含量为横坐标绘制标准曲线。

1.2.3 检测系统检测限实验

取乌龙茶阴性样品，平行测定10次，求出标准偏差。以3倍标准偏差除以2.1线性回归方程中的斜率，求得检出限，以10倍标准偏差除以2.1线性回归方程中的斜率，求得定量限。

1.2.4 检测系统加标回收率实验

参照农产品限量要求，以欧盟限量要求为依据，大部分农产品的要求为1.00mg/kg，设定称量样品为5g，则回收率实验的加标量为5μg，故实验选择5μg作为加标回收率实验的加标量。

1.2.5 与SN0139-1992气相色谱法比较试验

自制3组加标样品，在苹果、白菜、乌龙茶3种样品中分别添加相当于5μg二硫化碳的二乙基二硫代氨基甲酸钠标准溶液，分别采用本检测系统与SN0139-1992气相色谱法进行检测，每个样品均测5个平行，检测结果以（平均值士标准偏差）表示。其中，气相色谱法的相关实验条件如下：a色谱柱：玻璃柱 2m×2.6mm（内径），填充物为20%（m/m）QV-101涂于Gas Chrom Q（80～100筛目）上;b柱温度：60℃;进样口和检测器温度：200℃;c载气：高纯氮，纯度>99.99%，流速40mL/min;d检测器为电子捕获检测器;e待仪器稳定，用气密注射器取定量目标化合物，注人气相色谱仪分析测定。

1.2.6 数据分析

用SPSS22.0软件进行t检验，考查本检测系统与SN0139-1992气相色谱法结果的差异。

2 结果与分析

2.1 检测系统线性范围

图2为二硫化碳的含量-吸光值标准曲线，y=0.009x+0.011，线性相关系数为0.998，说明二硫代氨基甲酸酯含量（以二硫化碳计）为5～50μg/g，显色液吸光值与二硫代氨基甲酸酯含量间存在良好的线性关系，说明本检测系统可用于二硫代氨基甲酸酯的定量分析。

2.2 检测系统检测限

取乌龙茶阴性样品，平行测定10次，本底平均吸光度值为0.006，标准偏差为0.0031，以3倍标准偏差除以2.1线性回归方程中的斜率，求得检出限为1μg，以10倍标准偏差除以2.1线性回归方程中的斜率，求得定量限为3.4μg。对于干样，其称取的质量为5g，故定量检出限为0.68μg/g;对于湿样，其称取的质量为20g，故定量检出限为0.17μg/g。此结果满足国家标准GB2763-2005对于该类农药的限量要求。

2.3 检测系统加标回收率

选择苹果、白菜、乌龙茶3种不同类型样品为考察对象，添加相当于5μg二硫化碳的二乙基二硫代氨基甲酸钠标准溶液，按实验步骤，每个样品进行4次回收率试验，结果如表1所示。由表中数据可得出，本检测系统用于几种不同类型农产品中二硫代氨基甲酸酯类农药残留量的快速检测时回收率为82%～107%，相对标准偏差小于10%。因此，该检测方法不受样品基底的干扰，符合数据质量控制的要求。

2.4 与SN0139-1992气相色谱法比较试验结果

自制苹果、白菜、乌龙茶3组加标样品，SN0139-1992气相色谱法与本检测系统检测结果如表2所示。经统计学分析，本检测系统检测结果与气相色谱法检测的结果之间不存在显著差异（P>0.05）。

3 讨论

该系统利用样品中的二硫代氨基甲酸酯类农药在氯化亚锡一盐酸溶液中共热后，被还原分解产生二硫化碳，氮气作为载气将二硫化碳带出，经过乙酸铅溶液除去干扰物后，二硫化碳与乙二胺作用后与铜离子结合生成黄棕色的二乙氨基二硫代甲酸铜而显色，显色后的溶液用分光光度法进行测定，实现对二硫代氨基甲酸酯类农药残留的快速、简便、低成本检测。

本检测系统直接通过载气将还原反应产生的二硫化碳气体引人吸收装置中发生显色反应，实现产气装置与反应器分开，使反应速度容易控制，反应效果较好。而且，洗气瓶的加入能够有效排除样品本底的干扰：由于样品酸解过程中产生少量的硫化氢等气体会对显色体系产生干扰，为了消除干扰，在酸解反应器和显色吸收体系装置之间，加装1个盛有100mL5%乙酸铅溶液的吸收装置来吸收干扰物。本研究还增设蠕动泵作为加液装置，以继电器控制加液时间，实现自动固定体积的加液操作;本研究还简化了加热装置，使用加热圈作为加热装置，设置温度控制器，对反应、洗气和显色模块进行较精确的温度控制，而显色以后的溶液可直接转入比色皿，采用分光光度计测定其吸光度值，根据方法标准曲线可求算其浓度。

本检测系统可用于农产品中二硫代氨基甲酸酯类农药残留的快速检测，二硫代氨基甲酸酯含量（以二硫化碳计）在5～50μg/g，显色液吸光值与二硫代氨基甲酸酯含量间存在良好的线性关系;最低定量检出限为0.17μg/g，满足国家标准GB2763-2005对于该类农药的限量要求;加标回收率为82%～107%;对于苹果、白菜、乌龙茶3种加标样品检测结果与气相色谱法检测的结果之间不存在显著差异。该快速检测系统操作简便、成本低，可实现常见农产品中二硫代氨基甲酸酯类农药残留快速检测需求。

参考文献

[1]Crnogorac G，Schwack W.Residue analysis ofdithiocarbamate fungicides [J].Trends in AnalyticalChemistry，2009，28（1）：40-50.

[2]Gustafsson K H，Fallgren C H.Determination ofdithiocarbamate fungicides in vegetable foodstuffs by high-performance liquid chromatography [J].J Agri Food Chem，1983，31（2）：461-463.

[3]Nisson C，Nygred 0，Silmtrom E.Determinnation of mancozebin air occupational exposure during its use in control of potatolate blight[J].Chemosphere，1987，16（10-12）：2 423-2 428.

[4]林涛，杨东顺，樊建麟，等.高效液相色谱法测定烟草中二甲基二硫代氨基甲酸酯类杀菌剂[J].分析试验室，2014，33（11）：1308-1311.

[5]霍志銘，李夏，周昌敏，等.1，2-苯二硫酚衍生-高效液相色谱法检测二硫代氨基甲酸酯类化合物的方法改进[J].农药学学报，2015，17（1）：68-74.

[6]Roland C.Perz，et al.CS2 Blinds in Brassica Crops：FalsePositive Results in the Dithiocarbamate Residue Analysis bythe Acid Digestion Method [J].J.Agric.Food Chem.2000，48：792-796.

[7]刘阳，宋宁慧，刘济宁，等.气相色谱测定不同基质中二硫代氨基甲酸酯类农药残留[J].农药， 2016，55（7）：510-513，519.

[8]Mujawar S，Utture S C，Fonseca E，et al.Validation of a GC-MS method for the estimation of dithiocarbamate fungicideresidues and safety evaluation of mancozeb in fruits andvegetables[J].Food Chemistry，2014，150：175-181.

[9]Crnogorac G，Schwack W.Determination of dithiocarbamatefungicide residues by liquid chromatography/massspectrometry and stable isotope dilution assay [J].RapidCommun Mass Spectrom，2007，21（24）：4009-4016.

[10]陈鹭平，李久兴，昊敏，等.非衍生化/液相色谱-串联质谱法测定食品中的二硫代氨基甲酸酯类农药残留[J].分析测试学报，2013，32（3）：287-292.

[11]王家颖.农产品中二硫代氨基甲酸酯类、含氰根菊酯类农药残留快速检测研究[D].福州：福建农林大学，2010.

[12]王家颖，王丹红，卢声宇，等.茶叶等农产品中二硫代氨基甲酸酯类农药残留快速检测方法的研究[J].中国食品卫生杂志，2009，21（6）：501-504.