气相色谱法测定食用林产品有机磷农药残留基质效应研究

本研究采用气相色谱法（GC）测定食用林产品中有机磷农药残留，并分析了不同食用林产品基质对检测结果的影响（基质效应）。本实验选用了松子、核桃和栗子这三种广泛消费的食用林产品作为研究对象，研究了11种有机磷农药在这些基质中的行为。通过对比基质标液和溶剂标液的响应差异，量化了基质效应，并采用不同处理方法评估了其对分析结果的影响。研究结果显示，基质效应显著影响农药残留量的检测，特别是在含有高脂肪和高蛋白质的基质中。通过方法学验证，确认了所采用的GC方法在广泛的浓度范围内具有良好的线性关系、低检出限以及可接受的回收率，适用于食用林产品中有机磷农药的准确测定。

随着消费者对食品安全关注的增加，食用林产品如松子、核桃和栗子，因其丰富的营养价值而成为人们日常饮食的重要组成部分。这些产品在种植和加工过程中可能会受到有机磷农药的影响，这类农药广泛用于防治害虫。准确地监测这些农药的残留量是确保食品安全的关键。然而，这些食用林产品的复杂基质可能会干扰气相色谱法（GC）的检测结果，导致所谓的基质效应。

1.材料与方法

1.1 试剂与材料

本研究采用了以下几种有机磷农药标准品，所有标准品均从国家药品与食品标准物质网购得，确保实验结果的可靠性和国际比对的一致性。

甲胺磷（Methylparathion）：纯度≥99%，主要用于林产品害虫控制的高效农药，常用于研究基质效应对检测灵敏度的影响。

敌百虫（Diazinon）：纯度≥98%，在果树及林木保护中广泛使用，适合分析林产品中农药残留的行为。

乙酰甲胺磷（Acephate）：纯度≥97%，由于其在农业中的广泛应用，研究其在不同林产品中的残留具有重要意义。

所有农药的标准储备液均配置于高纯度的丙酮中，浓度为1000μg/mL。标准储备液的制备严格按照分析化学要求，以确保试验的准确性。

此外，本研究还采用了一些其他化学品和材料，具体如下。

无水氯化钠：购自北京化工厂，分析纯，用于样品提取过程中的盐析作用，增强有机相的分离效率。

优质乙腈：采购自天津化学试剂公司，色谱纯，作为提取溶剂使用，确保样品中有机磷农药的有效萃取。

丙酮：同样来源于天津化学试剂公司，色谱纯，用于农药标准溶液的配制及样品的重构溶解。

所有试剂和材料的存储和使用都严格按照制造商的建议进行，以避免任何可能的化学污染或试剂性能降低。此外，实验室内部环境（如温度、湿度）控制在优化条件下，以保证实验数据的稳定性和可重复性。

1.2 仪器与设备

实验中使用的主要仪器包括Agilent7890B气相色谱仪，配备火焰光度检测器（FPD）和HP-5MS毛细管色谱柱（30m×0.25mm，0.25μm膜厚）。此外，还使用了高精度电子天平、超声波浴、旋转蒸发器和氮吹仪，这些设备均用于样品的准备和处理。

1.3 实验设计

选择的林产品包括松子、核桃和栗子，这些产品因其高脂肪和蛋白质含量而具有代表性，可能会对农药残留分析产生显著的基质效应。实验的第一步是样品前处理，包括将松子、核桃和栗子粉碎成均质粉末，以确保提取过程中农药的均一分布。接下来，采用乙腈作为提取溶剂，由于其良好的极性和挥发性，能有效地从复杂基质中提取有机磷化合物。

提取完成后，将提取液通过氮气吹扫浓缩，目的是除去大部分乙腈，减少溶剂对后续分析的影响，并通过丙酮重新溶解浓缩物。这一步骤旨在调整样品在气相色谱分析中的注入体积和浓度，以适应检测器的灵敏度和分析的需要。为了精确评估基质效应及其对分析结果的影响，设置了不同浓度的农药标准溶液，构建了校准曲线。这些曲线不仅用于定量分析，还用于计算样品中农药的实际浓度。此外，实验中还特别进行了重复性和回收率的测试。

1.4 基质效应的计算方法

基质效应的量化通过比较基质标准溶液（食用林产品中添加已知浓度农药的溶液）和相同浓度的溶剂标准溶液（只含有农药的丙酮溶液）的响应值来计算。基质效应的百分比（ME%）由以下公式得出：

其中，A基质标准和A溶剂标准分别是基质标准溶液和溶剂标准溶液的峰面积。通过此计算，可以明确基质中存在的增强或抑制效应，并据此调整分析方法以提高结果的准确性。

2. 结果与分析

2.1 有机磷农药的气相色谱检测结果

在进行了一系列气相色谱分析后，得到了有机磷农药在食用林产品（松子、核桃和栗子）中的残留检测结果（见表1）。通过精确的仪器分析，观察到所有测试样品中甲胺磷、敌百虫和乙酰甲胺磷的特征峰清晰可辨。对于松子样品，甲胺磷的检出浓度范围为0.01-0.05mg/kg，敌百虫为0.02-0.06mg/kg，而乙酰甲胺磷浓度略高，达到0.03-0.07mg/kg。不同林产品有机磷农药检出浓度范围见图1。

2.2 基质效应的定量分析

在对松子、核桃和栗子样品中有机磷农药的残留进行气相色谱分析时，基质效应显著影响了农药的检测响应。基质效应数据汇总见表2。

2.3 方法学验证

第一，重复性测试通过对每种林产品样本连续五次进行同样的预处理和GC分析来评估。测试结果显示，甲胺磷、敌百虫和乙酰甲胺磷的相对标准偏差（RSD）均低于5%，这一低偏差率证实了分析过程的一致性和方法的高重复性，保证了实验数据的可靠性。此外，通过向样品中加入已知浓度的标准溶液进行的回收率测试，进一步验证了方法的准确性。回收率范围从85%-95%，这不仅符合AOAC和FDA等国际食品安全检测机构对农药残留分析方法的要求，也显示了本方法能够有效地从复杂基质中回收农药。

第二，检测限的确定是通过分析低浓度农药标准溶液在不同林产品中的表现来实施的。设定的检测限（LOD）足够低，以便捕捉到极微量级的农药残留，确保了分析结果的敏感性和实用性。

3.讨论

3.1 基质效应的影响及其控制

在本研究中，基质效应对有机磷农药残留的检测结果产生了显著影响，尤其是在高脂食用林产品如松子、核桃和栗子中。这些基质中的脂肪和蛋白质含量高，易于与农药分子相互作用，从而影响其在气相色谱中的表现。

为控制基质效应，本研究采取了几种策略。第一，通过优化提取条件和色谱运行参数，尽量减少基质成分对农药分析的干扰。例如，使用选择性更高的色谱柱和调整流动相组成，以改善农药的色谱行为和提高峰的分辨率。第二，引入内标物质，通过内标法校正基质效应带来的误差，确保分析结果的准确性。

3.2 分析方法的优势与局限性

采用的气相色谱法在食用林产品中有机磷农药残留分析中显示出多方面的优势。首先，该方法具有很高的灵敏度和良好的重复性，适用于检测低至ppb级别的农药残留。其次，气相色谱法的分析速度快，可以高效地处理大量样品，非常适合常规监测和食品安全检验。然而，该方法也存在一些局限性。例如，高脂肪和高蛋白质的食品基质可能导致色谱峰的尾拖和分离效果不佳，这需要通过方法优化来解决。

结语

本研究通过应用气相色谱法（GC）对食用林产品中的有机磷农药残留进行了详尽的分析，提供了重要的数据支持和见解，特别是在理解和控制基质效应方面。我们不仅验证了该方法的高灵敏度和可靠性，而且通过一系列方法学验证强化了这一分析技术的科学性和实用性。这些成果不仅对食品安全监测和风险评估具有实际意义，也为未来在类似复杂基质中进行农药残留分析提供了宝贵的参考。

作者简介

肖蓉（1986.09-），女，硕士研究生，中级工程师；研究方向：精细化工。