SPME-GC-MS法测定龙胆草中15种有机磷农药残留

冯永刚

(牡丹江师范学院，黑龙江牡丹江 157011)

龙胆草(GentianascabraBye)又称龙胆，为龙胆科龙胆属多年生草本植物，主要产于东北三省。据《神农本草经》记载，龙胆“主骨间寒热，惊痫邪气，续绝伤，定五脏，杀盅毒”[1]。2010版《中环人民共和国药典》记载，龙胆草具有清热燥湿、泻肝胆火，用于“湿热黄疸，阴肿阴痒，带下，湿疹瘙痒，肝火目赤，耳鸣耳聋，胁痛口苦，强中，惊风抽搐”等病症[2-3]，是一种可人工栽培的中药材。目前对龙胆草的研究主要集中在品种选育、组织培养、人工种植及其药用开发方面[1-2]，对其农药残留检测的研究报道较少，但龙胆草种植过程中常使用有机磷农药来防止各种病虫害[4-5]，因此研究龙胆草中有机磷农药残留检测方法对于保障龙胆草质量安全尤为重要。目前对有机磷农药残留的检测方法主要有液相色谱[6]、气相色谱[7]、气相色谱质谱法[8-9]等。

固相微萃取技术(SPME)是一种集釆样、萃取、浓缩和进样于一体的无溶剂样品微萃取新技术，与固相萃取技术相比，固相微萃取操作更简单方便，费用低，且克服了固相萃取回收率低的缺点[10-13]。本研究采用固相微萃取技术对龙胆草进行样品前处理，建立了固相微萃取-气相色谱-质谱仪(SPME-GC-MS)测定龙胆草中15种有机磷农药含量的检测方法，该方法具有样品前处理方便、准确度高、精密度好等特点，可为龙胆草中有机磷农药的快速测定提供检测技术。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

Agilent 6890 GC/5973i MS型气相色谱-质谱联用仪，美国安捷伦公司；SPME萃取头[50/30 μm DVB(聚二乙烯基苯)/CAR(碳分子筛)/PDMS(聚二甲基硅氧烷)、65 μm DVB/PDMS、75 μm CAR/PDMS、100 μm PDMS]，美国Supelco公司；AD300S-H型均质搅拌机上海重逢科学仪器有限公司；ME204型电子天平，梅特勒托利多。

15种有机磷农药：甲胺磷、灭线磷、治螟磷、甲拌磷、二嗪磷、特丁硫磷、地虫硫磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷、马拉硫磷、倍硫磷、对硫磷、甲基异柳磷、丙溴磷、三唑磷，浓度均为 100 mg/L，购自原农业部环境保护科研监测所。乙醇、乙腈、乙酸乙酯、丙酮、二氯甲烷、石油醚均为色谱纯，购自德国Merck公司；龙胆草购于黑龙江省牡丹江市康宁堂大药店。

1.2 GC-MS条件

色谱条件：DB-5MS型毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；不分流进样方式；进样口温度为250 ℃；采用程序升温方式，初始温度为50 ℃，保持2 min，以10 ℃/min的速率升温到200 ℃，保持2 min，再以5 ℃/min的速率升温到250 ℃，保持5 min；载气为氦气(纯度为99.99%)，流速为 1.0 mL/min。

质谱条件：电子轰击电离(EI)离子源；接口温度为 250 ℃；EI离子源温度为230 ℃；四级杆温度为150 ℃；电子能量为70 eV；扫描质量范围m/z为50～350。采用选择离子扫描模式，15种有机磷农药的其他质谱参数见表1。

1.3 试验方法

用均质机将龙胆草粉碎，过200目筛，精确称取2 g(精度为0.1 mg)样品于萃取瓶，加入10 mL乙酸乙酯和5 g无水MgSO4，放入转子后盖紧瓶盖，将固相微萃取器的萃取头插入萃取瓶中，推出纤维头，切勿接触溶液及瓶壁。将其置于磁力搅拌器中，恒温搅拌，吸附后缩回纤维头，再从萃取瓶中拔出萃取头，将萃取头插入GC-MS进样口，推出纤维头，在进样口解析5 min，同时开启仪器并采集数据。

2 结果与分析

2.1 质谱条件的优化

采用Scan扫描方式对15种农药进行全扫描，确定保留时间及母离子；通过碰撞的方式进行二级质谱分析，并优化碰撞电能量，选择灵敏度高的特征离子对作为定量、定性离子，以所选母离子及其子离子进行选择离子监测(SIM)扫描，优化后参数见表1，15种农药总离子色谱扫描结果见图1。

注：“*”表示定量离子。

2.2 提取溶剂的选择

考察乙醇、乙腈、乙酸乙酯、丙酮、二氯甲烷、石油醚等不同溶剂对龙胆草中15种农药的提取效果。由图2可知，15种有机磷农药在乙醇、乙腈、乙酸乙酯、丙酮、二氯甲烷、石油醚等溶剂中溶解度不同，但其中乙酸乙酯具有较好的提取效果，15种有机磷农药提取率在87.3%～103.4% 之间，平均提取率为91.3%。因此选择乙酸乙酯作为提取溶剂。

2.3 SPME萃取头的选择

考察了不同SPME萃取头对龙胆草中15种有机磷农药平均萃取率的影响(图3)。PDMS类萃取头对15种有机磷农药萃取效果较好，尤其是使用65 μm PDMS/DVB萃取头时，萃取效果最佳，这可能是由于在PDMS材料上增加高分子材料DVB，可以增加表面积，还可以增强对极性化合物的萃取能力，从而提高萃取效率。因此选择65 μm PDMS/DVB作为SPME萃取头。

2.4 SPME萃取条件的优化

以65 μm PDMS/DVB作为萃取头，选取萃取温度(A)、萃取时间(B)、搅拌速度(C)3个因素，选用3个水平，设计不同因素水平组合(表2)，采用L9(33)正交设计(表3)，进行SPME萃取条件优化。

通过正交试验分析(表3)表明，影响SPME萃取效率的因素主次排序为B>A>C，SPME萃取最优的结果为A2B1C2，即在60 ℃下萃取60 min，转速为600 r/min。通过方差分析可以看出，萃取温度、萃取时间、搅拌速度对正交试验无显著影响(表4)。

2.5 方法线性范围与检出限

用正己烷配制5.0、10.0、50.0、100.0、250.0、500.0 ng/mL 系列15种有机磷农药混合标准溶液，按“1.2”节GC-MS条件进行测定，以目标物的峰面积(y)和质量浓度(x)建立线性回归方程(表5)。在5.0～500.0 ng/mL浓度范围内，15种有机磷农药具有良好的线性关系，r2≥0.999 1。

根据国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)的规定，对空白溶液测定20次，计算标准偏差，按3倍标准偏差计算方法检出限，表5结果显示：龙胆草中15种有机磷农药的检出限在5.0～50.0 μg/kg之间。

2.6 回收率与精密度

在空白龙胆草中分别添加50.0、250.0、500.0 μg/mg 3种浓度的15种有机磷农药混合标准溶液，按“1.2”节GC-MS条件和“1.3”节试验方法进行测定。15种有机磷农药的平均回收率为84.1%～105.8%，相对标准偏差(RSD)在1.3%～5.7%之间(表6)。

表2 正交试验的因素水平

表3 正交试验L9(33)分析

表4 方差分析结果

表5 线性方程和检出限

表6 有机磷农药平均回收率和RSD值(n=6)

续表6

名称50.0 μg/mg250.0 μg/mg500.0 μg/mg回收率(%)RSD(%)回收率(%)RSD(%)回收率(%)RSD(%)对硫磷94.62.697.62.498.41.6甲基异柳磷96.13.198.42.9100.65.7丙溴磷93.75.696.43.192.61.6三唑磷90.22.493.21.886.61.7

2.7 实际样品检测

从黑龙江省牡丹江市大药店中随机购买10份龙胆草人参样品，按照“1.2”节GC-MS条件和“1.3”节试验方法所建立的SPME-GC-MS法测定15种有机磷农药残留量。结果显示，10份龙胆草样品中，检出部分农药残留，其中检出率较高的农药依次为对硫磷(489.7 μg/kg)、三唑磷(321.6 μg/kg)、甲胺磷(241.5 μg/kg)、甲基对硫磷(157.4 μg/kg)，这说明龙胆草中存在一定的农药残留风险，应加强其质量监管。

3 结论

本研究建立了SPME-GC-MS对龙胆草中15种有机磷农药残留量的检测方法。在5.0～500.0 ng/mL浓度范围内，15种有机磷农药具有良好的线性关系，r2≥0.999 1；检出限在5.0～50.0 μg/kg 之间；回收率在84.1%～105.8%，相对标准偏差(RSD)在 1.3%～5.7%之间。该方法具有样品前处理方便、准确度高、精密度好等特点，可为龙胆草中有机磷农药快速测定提供检测技术。