含硫基体（蔬菜）中有机磷农药检测方案(气相色谱仪)

thermoscientific应用指南 RT： 9.3-21.4 基于 CSR 大体积进样技术和 GC-NPD测定含硫基体中的有机磷农药 吕建霞 练慧勇 余种天赛默飞世尔科技(中国)有限公司 关键词：大体积进样；含硫基体；有机磷农药。 建立了一种可用于含硫基体中有机磷农药残留量测定的 CSR大体积进样气相色谱测定方法。采用普通分流不分流进样口实现 CSR 大体积进样，进样量10uL，气相色谱氮磷检测器进行检测降低含硫化合物的干扰。该方法灵敏度高，选择性好。将该方法应用于大葱、韭菜等基体中有机磷农药残留的检检，用复合的 Carb/NH2固相萃取小柱对样品进行净化，方法检出限在1.0~4.0 pg/kg范围之间，当添加水平为5 ug/kg 和10 pg/kg 时，17种有机磷农药回收率在72.8%~105.2%之间，相对标准偏差3.6%~9.5%。 含硫蔬菜是一类特殊的蔬菜，它大多属于百合科葱属，如葱、蒜、韭菜等。含硫蔬菜富含蒜氨酸类物质及其活性酶，在完整的细胞内，酶与底物是分隔存在的，细胞受损伤后，酶会作用于底物，产生含硫化合物，产生特殊气味。这些含硫化合物，在日常的农药残留检测中易与农药一起提取出来而形成很高的背景干扰，通过一般的净化程序很难将其去除。如何有效的避免此类蔬菜中硫化物的干扰一度成为农残分析者的研究热点。通过近年来的研究总结，一般都通过特殊的处理将硫化物等基质干扰截留在样品前处理阶段，或通过色谱 条件的优化与使用特殊检测器来避免干扰。钝化样品中的活性酶，可以有效地消除高背景干扰。微波处理或添加磷酸处理，能够很好的钝化酶的活性，降低检测的干扰。但钝化酶的处理方式只能用于未被破坏的样品，对于已经碾碎或切碎烘干样品并不适用。这类样品只能通过固相萃取进行除去干扰物质。 通过特殊的样品前处理手段可以去除部分干扰，但总的来说效果还未达到理想状态，同时前处理的步骤的增多及酸碱性 ThermoFisher 试剂的引入对农药回收率产生较大影响。因此，有分析者提出通过优化色谱条件或选用特殊检测器避免硫化物的干扰。NPD 对含氮和含磷的化合物有选择性响应，对含硫的化合物响应低，因此能够用于该类样品中有机磷化合物的检测，有效去除背景干扰。 针对此类特殊样品，尤其是已经碾碎或切碎烘干的含硫基体，已经不适用于微波或磷酸前处理，本文采用固相萃取净化，GCNPD 大体积进样技术进行检测，提高检测的灵敏度，达到良好的检测效果。 3仪器 Thermo ScientificTM TRACE 1310气相色谱仪，包括：-分流不分流进样口， NPD 检测器； -AS1310 自动进样器； Thermo Scientific M ChromeLeon 7.2 SR4 数据处理系统。均质器； 振荡器； 固相萃取装置； 氮吹仪； 天平：感量0.1 mg 和感量 0.01 g；离心机。 4耗材 Thermo ScientificM 毛细管色谱柱 TG-35MS(30 mx0.25mmx0.25 um)( P/N 26094-1420) ( Th ermo Scientifi cTM KI T SSL - LV TR C13 0 0 ( P/ N 1 9 0 507 2 5 ) Thermo Sci ent i fi cM 预柱 (5 m x0 .5 3 mm ) ) ( ( P/ P N 26 0 5 0- 05 5 3) ) ( T hermo Scientif icM 玻 璃两通 (u n i v e rsa l pr e ss fit con nec t ors， P/N 3 5 0038 5 0) ) ( Thermo Sci entif ic M 超 惰 性不分流衬 管(P /N 4 5 3A1 9 25 -U I) Thermo Scie nti fi c M低 流 失 进 样口隔 垫(P /N 3 1303233) ) ( Thermo S c ien tif i c M 5 0 p L 液 体 进样针( P/ N 3 65 03 015 ) ) ( Thermo Sc ien t ifi cM 气相 色 谱 进样 口 石 墨 垫 0.5 3m m ( P/N 29 0 M F 231) ) ( T hermo Sci en t if ic M气 相 色谱 进 样 口 石 墨 垫0.2 5mm ( P/N ) ( 2 905 3 4 8 8 ) ) ( T hermo Scient ifi c M 2 m L 进样小 瓶 (P / N C4000 - 8 8 W) T hermo Sc ienti fi cM2 m L 进样 小瓶样 品架 ( 5 ×10 ， ，C40 12 - 2 5) ) Thermo Scientific M 10~100uL移液器(JH91538)Thermo ScientificM 100~ 1000uL移液器(JH91348) 5试剂与标准品 乙腈：色谱级。 乙酸乙酯：色谱级。 丙酮：色谱级。 氯化钠。 无水硫酸钠，用前在500℃马弗炉内烘5h， 200℃时取出贮存于干燥器中，冷却备用。 标准储备溶液 准确称取适量标准品(精确至0.1mg)，用丙酮溶解，配制成浓度为 1000 ug/mL 的标准储备溶液，-18℃避光保存，有效期为3个月。 混合标准溶液 移取一定体积的单个农药标准储备溶液于100mL容量瓶中，乙酸乙酯混合溶剂定容至刻度。混合标准溶液避光4℃保存，可使用一个月。 6标准工作曲线溶液的制备 根据需要将混合标准中间溶液用乙酸乙酯稀释成适当浓度的标准工作液，现用现配。 (1)提取 称取10.0g样品(精确到0.1g)置于100mL塑料离心管中，加入20 mL乙酸乙酯，均质提取1 min， 再加入5 gNaCl， 继续均质提取 1 min， 5000 rpm 离心5 min。取上清液10 mL氮气吹至近干。 (2)净化 活化柱：将 Carb/NH，复合柱置 SPE 装置上，在柱中加入约1cm高的无水硫酸钠，用5mL混合溶剂乙腈：乙酸乙酯(3：1)预洗柱，弃去淋洗液，将样品浓缩液转移至柱上，样 品被全部吸附后，用2mL混合溶剂乙腈：乙酸乙酯(3：1)洗涤，并将洗涤液移入柱中，重复操作三次以上，继续用混合溶剂乙腈：乙酸乙酯(3：1)洗脱小柱，直至收集流出液共25mL， 取10mL净化液在<40℃下氮气吹干，及时用乙酸乙酯定容至1mL，过滤膜，装入进样瓶，供气相色谱仪分析。 a)色谱柱： TG-35MS(30 mx0.25 mmx0.25 um)石英毛细管柱或相当者； b)色谱柱温度：60℃保持5 min， 先以30℃ /min 程序升温至210℃，然后以5℃ /min 升温至260℃，再以20℃/min 升温至280℃，保持5 min； c)进样体积：10pL； d)载气：氮气，纯度≥99.999%， 流速1.0 mL/min； e) 进样口温度：250℃； f)进样方式：不分流进样，不分流时间， 5 min； g) NPD 温度 300℃；氢气2.5mL/min， 空气60mL/min，尾吹气氮气15mL/min。 9.1 CSR大体积进样技术 9.1.1 CSR 大体积进样原理介绍 同时溶剂蒸发再浓缩进样技术(Concurrent SolventRecondensation， 简称 CSR)，即在进样口和分析柱间连接一段空的预柱，且衬管中装填玻璃棉，采用传统的分流不分流进样口，进样口处于恒定的较高温度，自动进样器插入汽化室5mm，保持针头部分温度较低，快速注入样品。样品以带状液体的状态离开注射器，被收集在衬管底部的少量玻璃棉上，开始缓慢汽化。由于衬管是一个密闭体系，蒸汽体积迅速膨胀，取代和压缩载气，使得衬管内压力迅速增大，而载气阻止了溶剂蒸汽从汽化室溢出，从而产生了“压力涌浪”效应，迫使溶剂蒸汽转移到低温的预柱上。溶剂蒸汽在柱头上冷凝形成液膜，进一步加速了蒸汽的转移，此时溶剂汽化和冷凝同时发生，使得进样体积不再受汽化体积的限制，从而实现大体积进样，预柱起承载样品的作用。图1为CSR 基本原理图解，图2为 CSR 进样过程。 图1CSR基本原理图解 图2 CSR 进样过程 9.1.2 CSR 大体积进样技术特点 PTV 大体积进样虽然进样体积可高达250uL，但是在溶剂蒸发的过程中会造成低沸点化合物的损失；而 OCI 进样虽然不会造成低沸点化合物损失，但由于样品溶液直接注入到色谱柱中，很容易造成色谱柱的污染，导致色谱柱寿命降低。相比， CSR 技术更具有优越性，具备以下三个特点。 1)特点一：显著提高检测灵敏度 CSR 最大进样体积为 50uL，能显著提高检测灵敏度。如图3所示，进样量为1、2、3、4、5uL时所得的结果比较，从图中可以得出，随着进样体积的增加，响应值几乎呈线性倍数增加，充分表明增加进样量可以显著提高检测灵敏度。 2)特点二：分析高、低沸点化合物无歧视 如图4所示，以正己烷为溶剂，不同环数烷烃的大体积进样分析，进样体积35pL。从图中可以看出比正己烷溶剂多两个碳的化合物C8，并未随溶剂蒸发损失，且高沸点的 C40具有较好的响应及分析精密度，进一步证明了 CSR 对低沸点和高沸点化合物均无歧视效应。 图3不同进样体积结果 图4低、高沸点化合物无歧视 3)特点三：简化前处理过程，避免低沸点化合物浓缩时有损失 如图5所示，在环境水体中 PAHs的分析，-一般需要浓缩1000倍，进样量为1pL，采用液液萃取和 SPE 小柱富集两种方式均消耗大量溶剂，且费时，在氮吹浓缩过程中容易造成低沸点 PAHs 的损失。因此可以采用类似液夜微萃取的方 式，只需1mL有机溶剂，20mL水样，无需氮吹浓缩，萃取后可直接进样分析，进样量为50pL，，1可达到相同效果，甚至更好，既可以大大减少样品前处理过程，并避免低沸点化合物的损失。同样，在农残分析过程中，如敌百虫、敌敌畏、甲胺磷等低沸点农药在旋转蒸发和氮吹浓缩过程中也容易损失一部分，从而造成结果不准确，因此可以采用 CSR 技术来解决这一问题。 图5简化前处理过程 氮磷检测器( nitrogen phosphorus detector，NPD)是一种质量检测器，适用于分析氮，磷化合物的高灵敏度、高选择性检测器。它具有与 FID 相似的结构，只是将一种涂有碱金属盐如 Na2SiO3， Rb2SiO3类化合物的陶瓷珠，放置在燃烧的氢火焰和收集极之间，当试样蒸气和氢气流通过碱金属盐表面时，含氮、磷的化合物便会从被还原的碱金属蒸气上获 得电子，失去电子的碱金属形成盐再沉积到陶瓷珠的表面上。其特点是： 1.模块化设计；2.垂直铷棒设计，寿命更长，维护更方便；3.有TID-2(黑)和TID-4(白)两种可选铷珠，更高灵敏度；4.300Hz 高采集速率 9.3典型色谱图 图6为含17种有机磷农药的混合标准溶液的谱图，图7为空白样品加标的色谱图，由图可见，实际样品对检测的干扰很小。 pA min 图6标准溶液色谱图 图7样品加标色谱图 9.4线性关系和检出限 CSR 大体积进样技术和 NPD 检测技术的结合，能够去除部分背景干扰，使方法灵敏度得到显著提高，17种有机磷农药的检出限在1.0~4.0 ug/kg 范围之间，可远远满足国内外各种法规的限量要求。由于采用 CSR 大体积进样，提高进样量，仪器检测灵敏度得到提高；同时 NPD 检测器能够降低含硫化合物的干扰，两种技术的有机结合大大提高了方法的选择性和灵敏度。 9.5加标回收实验 用空白样品加标方法进行回收率和精密度实验。分别对洋葱、大葱和韭菜三种空白基质添加相当于样品含5 ug/kg 和10 ug/kg 的混合标准溶液，每个加标水平分别进行3次平行分析。外标法进行定量。计算平均回收率和相对标准偏差，当添加水平在 5 ug/kg 和10 ug/kg时，17种有机磷农药回收率在72.8%~105.2%之间，相对标准偏差3.6%~9.5%。 学俱乐部 谱应用技术群 www.thermofisher.com 本方法采用 CSR 大体积进样技术结合 GC-NPD 测定了含硫基体中有机磷农药的含量，采用大体积进样技术提高仪器检测灵敏度， GCNPD 检测器降低含硫化合物的干扰，两种技术的结合大大提高了两种技术的有机结合大大提高了方法的选择性和灵敏度。17种有机磷农药的检出限在1.0~4.0 ug/kg 范围之间，可远远满足国内外各种法规的限量要求。用空白样品加标方法进行回收率和精密度实验。当添加水平在5 ug/kg 和 10 ug/kg 时，17种有机磷农药回收率在72.8%~105.2%之间，相对标准偏差3.6%~9.5%。该方法测定准确度高，重复性好，灵敏度高，适合含硫复杂基体中有机磷农药残留量的检测，值得推广应用。 赛默飞世尔科技(中国)有限公司 全国服务热线：800 810 5118 SCIENTIFIC