茶叶中农药残留检测方案(快速溶剂萃取)

茶叶中多种拟除虫菊酯农残检测方案(快速溶剂萃取JQ-ASE) 2、材料与方法 2.1仪器与试剂 仪器：JQ-ASE06快速溶剂萃取仪（冀群（江苏）仪器有限公司）； GCMS气相色谱-质谱仪； RxiR-5MS(30 m×0.25mm ×0.25μm) 色谱柱；超级恒温混匀仪（冀群（江苏）仪器有限公司）；3-18R高速离心机（冀群（江苏）仪器有限公司）；98-1-B型电子调温电热套）。分散固相萃取纯化管（dSPE：150mg MgSO4，50mg C18，7.5mg GCB, 2mL）CNWR。 试剂：标准物质联苯菊酯、甲氰菊酯、三氟氯氰菊酯、氯菊酯、氟氰戊菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯，购自农业部环境保护科研监测所，浓度均为100μg/mL。 正己烷（色谱纯）；丙酮（色谱纯）；0.45μm的有机滤膜（尼龙）。 样品：实验用茶叶（市售）样品经粉碎机粉碎后，混匀，密封，常温下保存，备用。 2.2 溶液配制 储备溶液的配制：准确移取100μg/mL 的7种拟除虫菊酯单标溶液，用正己烷分别配制成10μg/mL的标准储备溶液，然后将7种10μg/mL的拟除虫菊酯标准溶液配成1μg/mL的混合储备溶液。 工作溶液的配制：将1μg/mL的7种拟除虫菊酯混合储备溶液用正己烷分别配制成0.02μg/mL、0.05μg/mL、0.1μg/mL、0.25μg/mL、0.5μg/mL的混合标准工作溶液。 样品溶液的配制：准确称取茶叶样品1.0000g（精确至0.0001），硅藻土0.5000g，石英砂2.000g，混合均匀后装入11mL萃取池中（池底装有1片纤维滤纸和0.5600g硅藻土）。样品装填完毕后置于JQ-ASE06萃取。萃取液经水浴蒸干后用2mL正己烷复溶混匀，取出1mL于分散固相萃取纯化管中，混匀仪混匀5min、离心机离心5min后，取上清液经0.45μm的有机滤膜过滤后，供GC-MS分析。     2.3 GC分析条件 进样口温度270.0℃；进样方式为不分流。色谱升温程序见表2。离子源温度250℃，四极杆150℃，连接口温度为280℃，EI电压70eV，溶剂延迟10min。离子选择模式为SIM模式分段扫描，7种分析物的定性离子定量离子选择见表3。 7种拟除虫菊酯分离情况良好，见下图1。   表3  7种拟除虫菊酯定量离子和定性离子 名称 CAS 分子量 定量离子 定性离子 联苯菊酯Bifenthrin 82657-04-3 422.87 181 166.165 甲氰菊酯Fenpropathrin 39515-41-8 349.42 181 125.265 三氟氯氰菊酯Cyhalothrin 91465-08-6 449.85 181 197.208 氯菊酯Permethrin 52645-53-1 391.29 183 163.127 氟氰戊菊酯Flucythrinate 70124-77-5 451.46 181 157.225 氰戊菊酯Fenvalerate 51630-58-1 419.9 125 167.181 溴氰菊酯Deltamethrin 52918-63-5 505.2 181 172.253    3.结果与讨论 3.1 APLE萃取条件优化 3.1.1 萃取温度 据报道[17]，提高温度能极大地减弱由范德华力、氢键、溶质分子和样品基体活性位置的偶极吸引力所引起的溶质与基体之间的强的相互作用力。加速了溶质分子的解析动力学过程，减小解析过程所需的活化能，降低溶剂的粘度，因而减小溶剂进入样品基体的阻滞，增加了溶剂进入样品基体的扩散，使溶剂溶解待测物的容量增加，从而提高萃取效率。然而，温度过高可能导致某些目标物的热降解，从而导致回收率降低。本实验在确定其他提取因素的前提下，以萃取温度为变量，选择80℃、100℃、120℃和140℃四个温度进行提取效果分析，结果见图2。 由考察结果可知，从80℃到100℃，多数物质的回收率没有显著升高，在140℃时的回收率与120℃的回收率相比，除了氰戊菊酯回收率降低较明显之外，其他6种菊酯回收率差别不大。可能的原因是温度高于140℃时，热降解作用对氰戊菊酯有影响。因此，选取120℃作为萃取茶叶中7种拟除虫菊酯的最佳温度。 3.1.2 预热时间 在JQ-ASE萃取过程中，预热过程是在萃取池进入加热炉之后加载溶剂之前，目的是通过预热减小萃取池及样品基质与加热炉之间的温差，从而缩短加载溶剂之后的热平衡时间，缩短萃取等待时间。本实验在确定其他提取因素的前提下，以预热时间为变量，考察了预热30s，120s，180s 三个时间进行提取效率分析，结果如图3。由结果可知，预热时间对提取效率的影响不明显，3个时间7种目标物的回收率差别不大，这主要原因可能是萃取过程中只要热平衡时间及静态萃取时间是足够的，预热时间对萃取效果影响不大。从缩短整个萃取过程考虑，选取30s为茶叶中7种拟除虫菊酯萃取的最佳预热时间。 3.1.3 热平衡时间 热平衡过程是当溶剂加入到萃取池之后，整个萃取池达到设定萃取温度的热传递过程，若时间过短，萃取池内溶剂不能达到设定的最佳萃取溶度，萃取溶剂的粘度和渗透能力达不到最好的条件，影响萃取效率。时间过长可能会导致目标物一定程度的分解或降解，从而导致提取效率降低。本实验在其他条件一定的前提下，考察了热平衡3min、5 min、7 min三个时间的加标回收率，进行萃取效果分析，结果如图4。当热平衡时间为3min 时7种目标物的回收率明显偏低，7min与5 min相比7种目标的回收率略有下降。原因主要是因为当热平衡时间较短时，溶剂未能达到设温度，导致溶剂不能很好的渗透到样品基质内部，分析物析出较慢，导致回收率较低；热平衡时间过长时，又可能导致热降解从而回收率降低。因此选取5 min为最佳的热平衡时间。 3.1.4 静态萃取时间 静态萃取时间是影响萃取效率的重要因素之一，时间过短不利于溶剂更好的渗透到基质分子内部造成提取效率不高，时间过长又有可能造成目标物的不同程度的分解。确定其他条件，本实验考察了热平衡2min、5 min、7 min三个时间进行提取效率分析，结果如图5。静态萃取2min时7种目标物的回收率均能满足方法的需求，因此选取静态萃取2min为最佳的静态萃取时间。 3.2 基质效应的考察 由于茶叶基质的复杂性，萃取液虽然经过分散固相萃取纯化管的净化，仍然存在一定的基质效应。本实验将7种拟除虫菊酯标准物质用正己烷配制成0.25μg/mL的混合标准溶液进样分析（峰面积为A），与空白基质中标准物质的峰面积（B）比较得出基质效应的大小。定义基质效应为（B-A）/A*100%。结果如表4。 表4  7种拟除虫菊酯在茶叶基质中的基质效应（n=3） 化合物名称 基质效应/% RSD% 联苯菊酯 -12.2 1.8 甲氰菊酯 -6.3 3.3 三氟氯氰菊酯 -8.8 3.2 氯菊酯 -6.3 3.5 氟氰戊菊酯 -10.5 3.1 氰戊菊酯 -9.1 1.9 溴氰菊酯 -9.8 4.7 由考察结果可知，7种分析物的基质效应绝对值均小于等于12.2%，表明该实验方法有效去除了基质干扰，基质效应较小。 3.3 方法定量性考察 3.3.1 方法重复性 取浓度为0.25μg/mL 的7种拟除虫菊酯的混合标准溶液，分别连续进样6针，考察仪器的重复性，结果见表5。方法具有良好的重复性。 表5 7种拟除虫菊酯标准溶液的仪器重复性（n=6） 化合物名称 RSD%（0.25μg/mL） 联苯菊酯 1.8 甲氰菊酯 2.4 三氟氯氰菊酯 2.7 氯菊酯 2.9 氟氰戊菊酯 1.3 氰戊菊酯 1.9 溴氰菊酯 2.2 3.3.2方法的检出限、定量限及线性 采用空白基质配制一系列的标准工作液，以7种拟除虫菊酯的定量离子峰面积为纵坐标，相应的质量浓度（μg/g）为横坐标，进行线性回归计算，得到线性方程、线性范围和相关系数；以信噪比S/N≥3 确定检出限（LOD），S/N≥10 确定定量限（LOQ）。结果如表6 所示，方法在0.02～1μg/g（0.02、0.05、0.1、0.25 、0.5、1μg/g）范围内线性关系良好，线性相关系数（r）≥0. 9993。 表6  7种拟除虫菊酯线性方程、线性范围、相关系数、检出限和定量限 化合物名称 线性方程 浓度范围/（μg/g） 相关系数（r） LOD/（ng/g） LOQ/（ng/g） 联苯菊酯 y = 162.54x + 108.01 0.02~1 0.9997 0.5 2 甲氰菊酯 y = 26.169x - 37.29 0.02~1 0.9998 8 27 三氟氯氰菊酯 y = 35.635x - 225.97 0.02~1 0.9999 4 8 氯菊酯 y = 92.848x - 202.95 0.02~1 0.9999 2 4 氟氰戊菊酯 y = 22.668x - 37.558 0.02~1 0.9996 5 29 氰戊菊酯 y = 22.306x - 92.762 0.02~1 0.9999 5 17 溴氰菊酯 y = 8.7654x - 20.174 0.02~1 0.9993 15 40 3.3.3方法的回收率及精密度 在基质空白中添加7种拟除虫菊酯标准物质，添加浓度水平为100ng/g、250ng/g、500ng/g。每个添加浓度平行测定6次，计算回收率及相对标准偏差，结果如表7。由表7可知，方法的回收率为84.3~102.9%，精密度≤5.5%。结果表明，该方法能够满足实际样品的测定。 表7  7种拟除虫菊酯加标回收率及RSD/%(n=6) 化合物 添加浓度/（μg/g） 回收率/% RSD/% 联苯菊酯 0.1 99.6 3.6 0.25 98.4 3.1 0.5 100.3 3.1 甲氰菊酯 0.1 84.3 5.4 0.25 96.9 2.6 0.5 94.6 2.4 三氟氯氰菊酯 0.1 93.3 5.1 0.25 90.2 3.8 0.5 92.0 2.7 氯菊酯 0.1 93.3 3.7 0.25 99.6 2.0 0.5 102.9 2.9 氟氰戊菊酯 0.1 85.5 5.5 0.25 93.1 1.1 0.5 93.3 3.7 氰戊菊酯 0.1 92.2 2.1 0.25 94.8 1.4 0.5 92.6 3.0 溴氰菊酯 0.1 94.9 0.7 0.25 97.9 0.4 0.5 98.4 0.6 3.4 样品分析 应用本方法测定了四种茶叶实际样品，分别是1#-铁观音、2#-绿茶、3#-绿茶、4#-红茶。测定结果如表8所示。绿茶中均检出了联苯菊酯，红茶中检出了联苯菊酯、甲氰菊酯和三氟氯氰菊酯。4#-红茶GC-MS实际分析分段扫描色谱图见图6。 表8 实际样品中7种拟除虫菊酯检测结果 化合物名称 1#（μg/g） 2#（μg/g） 3#（μg/g） 4#（μg/g） 联苯菊酯 ND 0.021 0.032 0.392 甲氰菊酯 ND ND ND 0.165 三氟氯氰菊酯 ND ND ND 0.230 氯菊酯 ND ND ND ND 氟氰戊菊酯 ND ND ND ND 氰戊菊酯 ND ND ND ND 溴氰菊酯 ND ND ND ND 注：ND为未检出 图6 4#-红茶GC-MS测定色谱图 4. 结论 实验采用快速溶剂萃取结合气质联用技术（JQ-ASE-GC/MS），建立了茶叶中7种拟除虫菊酯的检测方法，并对影响JQ-ASE萃取效果的因素进行了优化考察。结果表明，当萃取温度为120℃、预热时间30s、热平衡5min、静态萃取2min时，7种拟除虫菊酯的加标回收率均很好的达到了分析方法的要求。该方法提取效率高，稳定性好，操作简便。尤其是JQ-ASE的高效快捷萃取结合分散固相萃取纯化管净化，大大缩短了整个分析过程所用的时间，十分适合茶叶中7种拟除虫菊酯的日常检测。 由考察结果可知，从80℃到100℃，多数物质的回收率没有显著升高，在140℃时的回收率与120℃的回收率相比，除了氰戊菊酯回收率降低较明显之外，其他6种菊酯回收率差别不大。可能的原因是温度高于140℃时，热降解作用对氰戊菊酯有影响。因此，选取120℃作为萃取茶叶中7种拟除虫菊酯的最佳温度