氣相色譜-負離子化學電離-質譜法檢測咖啡中8種有機氯農藥
介紹:近年來,食品中的農藥殘留問題越來越受到社會的重視。國內外關于水果蔬菜等食品中的農藥殘留研究多集中于對 食品原料的報道;咖啡作為一種加工的、在日常生活中直接泡飲的食品,其中的農藥殘留受到的關注卻不多。有機 氯農藥盡管禁用多年,卻因其化學性質穩(wěn)定、脂溶性強、易在環(huán)境和生物體中富集,至今仍能在大氣[1]、水體[2]及 土壤[3]中檢出。由于咖啡是一種加工食品,加工過程中的各個環(huán)節(jié)都可能受到污染。迄今為止,國內外有關咖啡的 殘留分析研究報道不多,不僅僅因為所受關注較少,還因為咖啡比一般的植物性產品成分復雜[4],顆粒較細,油脂 及色素含量較高,樣品中被測物濃度較低
因此,本文采用加速溶劑萃取,結合凝膠滲透色譜法及柱層析法,通過氣相色譜-負離子化學電離-質譜檢測器進行 分析,建立了咖啡中 8 種有機氯農藥的殘留測定方法。
1. 實驗部分 1.1 儀器與試劑 加速溶劑萃取儀(ASE200 自動分析儀,DIONEX 公司 ); 自動凝膠滲透色譜儀(O.I.公司),凝膠色譜柱:25cm×15mm,填料(200-400 目):Bio-Beads S-X3; PE氣質聯(lián)用儀:PE Clarus600GC-NCI-MS,色譜柱:VF-5 MS 毛細管柱(30m×0.25mm×0.25μm) 二氯甲烷、正己烷、丙酮、無水硫酸鈉;分析純(北京化工廠);環(huán)己烷:色譜純(ACROS ORGANICS LTD., USA)。
凈化柱:填充 0.7g 弗羅里硅土(60-100 目,含水 2%),0.5g 石墨化炭黑(150-200 目);用前依次用 10mL 正己烷 /丙酮(V/V,85:15)、5mL 正己烷預淋洗。
有機氯農藥標準品:α-六六六,β-六六六,γ-六六六,δ-六六六,o,p’-DDT,p,p’-DDT,p,p’-DDD, p,p’-DDE,由農業(yè)部農藥檢定所提供。有機氯農藥標準品儲備液(20mg/L)和工作液(0.20,0.50,1.0, 2.0,5.0,10,20,50μg/L)均用色譜純環(huán)己烷配制,儲存于 4℃冰箱中。
1.2 樣品的處理 1.2.1 樣品的提取 稱取樣品約 4g(至 0.01g)于 22mLASE 萃取池中,用正己烷/丙酮(V/V,1:1)[5]于 100℃,1500psi 靜態(tài)萃取 5min,淋洗體積為 6
1.2.2 樣品凈化 將 2mL(含 2g 樣品)濃縮液 用 GPC 凈化,流動相為二氯甲烷,流速 3mL/min,接收 9.5-12min 流出液,濃縮定容 至 1.5-2mL,繼而加到凈化柱上,用正己烷/丙酮(V/V,85:15)洗脫,接收前 8mL 洗脫液,濃縮并定容至 1mL, 供 GC-NCI-MS 檢測。
1.3 樣品的檢測 氣相色譜條件:始溫 120℃,保持 2min,以 10℃/min 升至 210℃,再以 6℃/min 升至 260℃/min,保持 5min;進樣口溫度 250℃;不分流進樣;氦氣 1.0mL/min;進樣量 1μL。
質譜條件:電離方式 NCI,電離電壓 70eV,離子源溫度 180℃;傳輸線溫度 250℃;光電倍增器電壓 450V;選擇 離子分析條件見表 1。
以樣品空白、標準品、樣品、標準品的順序進樣,每個重復進樣兩次。 表 1 待測農藥化合物名稱,通道數(shù),時間窗口,定性離子,定量離子,標準曲線方程和相關系數(shù)
2. 結果與討論 2.1. 方法的線性關系 將混合儲備液(20mg/L)配制成 0.20,0.50,1.0, 2.0,5.0,10,20,50μg/L 的有機氯農藥標準工作液,按 “1.3”節(jié)選定的儀器條件進樣,以峰面積對濃度作標準曲線,得 8 種有機氯農藥的線性方程、相關系數(shù) R(見表 1)及方法檢測限(見表 2)。5μg/L 有機氯農藥混合標準品圖譜見圖 1(A)。
結果表明,8 種有機氯農藥在 0.20~50.0µg/L 范圍內線性良好,相關系數(shù) R 達到 0.9995~0.9998,可以滿足殘留定 量分析的要求。根據(jù)信噪比(S/N=10)計算得出,8 種有機氯農藥的方法檢出限在 0.002~0.069ng/g 之間,結果見
圖 1 5μg /L 有機氯農藥混合標準品(A),空白咖啡樣品(B)及添加 5μg/L 咖啡樣品(C)的選擇離子色譜圖 其中: 1. α-六六六;2. β-六六六;3. γ-六六六;4. δ-六六六;5.p,p’- DDE;6.p,p’- DDD;7. o,pDDT;8. p,p’-DDT
2.2. 前處理方法的選擇 樣品中有機氯農藥的前處理方法很多,如提取方法有索氏抽提法、振蕩浸提法、固相萃取法等,凈化方法 有磺化法、柱層析法、液液分配法等。本實驗利用ASE萃取效率高、有機溶劑用量少、快速及自動化等優(yōu)點[6] , 采用GPC去除大部分油脂等大分子雜質,再結合柱層析去除油脂與色素等雜質,解決咖啡樣品因顆粒較細不易提 取、油脂與色素等雜質較多難以凈化等問題,優(yōu)化萃取及凈化步驟,從而提高回收率。
2.3. 檢測方法的選擇 常見的有機氯農藥檢測方法有 GC-ECD[7] ,GC-MS/MS[8] ,GC-EI-MS[9]等,8 種有機氯 農藥(α-六六六,β-六六六,γ-六六六,δ-六六六,o,p’-DDT,p,p’-DDT,p,p’-DDD,p,p’-DDE,下 同)的方法檢出限分別為 0.53~1.83μg /kg,0.333~1.667μg /kg 及 0.167μg /kg;近年來,GC-NCI-MS 技術 迅猛發(fā)展,逐漸廣泛應用于基質復雜的農藥殘留分析中,如 L.B. Rivera-RodrÍguez 等[9]研究野生鳥類血漿中 的有機氯農藥,方法檢測限可達 0.015~0.084μg /kg。本文采用 GC -NCI –MS,通過選擇特定的離子,排除檢 測中基質的干擾(見 5μg /L 有機氯農藥混合標準品圖譜見圖 1(A)與空白咖啡樣品(圖 1B)),方法檢出限為 0.002~0.069μg /kg,具有更高的選擇性和靈敏度。
2.4. 方法的回收率和精密度 在空白樣品中分別加入 0.5,5μg/L 標準工作液 1.0mL,按照“1.2”節(jié)操作方法制備樣品溶液,以峰面積計算 各種農藥在兩個添加水平的回收率,重復試驗 6 次,計算各種農藥的平均回收率及相對標準偏差(見表 2)。添 加 5μg/L 咖啡樣品的選擇離子色譜圖見圖 1C。 結果顯示,在 5μg /kg 添加水平,平均加標回收率為 94.3%~107.2%,RSD 為 3.7%~10.6%;在 0.5μg /kg 添加 水平,平均加標回收率為 96%~110.1%,RSD 為 3.5~10.2%,均滿足殘留分析的要求。
3. 總結 本文建立了咖啡中 ASE 提取,GPC 與柱層析相結合凈化,GC-NCI-MS 檢測 8 種有機氯農藥殘留量的方 法。該方法能有效排除咖啡中大量油脂及色素對檢測的干擾,回收率和精密度符合殘留分析的要求,具有 良好的應用前景。
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