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气相色谱-负离子化学电离-质谱法检测咖啡中8种有机氯农药

时间:2019-07-19      阅读:799

介绍:近年来,食品中的农药残留问题越来越受到社会的重视。国内外关于水果蔬菜等食品中的农药残留研究多集中于对 食品原料的报道;咖啡作为一种加工的、在日常生活中直接泡饮的食品,其中的农药残留受到的关注却不多。有机 氯农药尽管禁用多年,却因其化学性质稳定、脂溶性强、易在环境和生物体中富集,至今仍能在大气[1]、水体[2]及 土壤[3]中检出。由于咖啡是一种加工食品,加工过程中的各个环节都可能受到污染。迄今为止,国内外有关咖啡的 残留分析研究报道不多,不仅仅因为所受关注较少,还因为咖啡比一般的植物性产品成分复杂[4],颗粒较细,油脂 及色素含量较高,样品中被测物浓度较低

 

因此,本文采用加速溶剂萃取,结合凝胶渗透色谱法及柱层析法,通过气相色谱-负离子化学电离-质谱检测器进行 分析,建立了咖啡中 8 种有机氯农药的残留测定方法。

 

1. 实验部分 1.1 仪器与试剂 加速溶剂萃取仪(ASE200 自动分析仪,DIONEX 公司 ); 自动凝胶渗透色谱仪(O.I.公司),凝胶色谱柱:25cm×15mm,填料(200-400 目):Bio-Beads S-X3; PE气质联用仪:PE Clarus600GC-NCI-MS,色谱柱:VF-5 MS 毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm) 二氯甲烷、正己烷、丙酮、无水硫酸钠;分析纯(北京化工厂);环己烷:色谱纯(ACROS ORGANICS LTD., USA)。

净化柱:填充 0.7g 弗罗里硅土(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 正己烷预淋洗。

有机氯农药标准品: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,由农业部农药检定所提供。有机氯农药标准品储备液(20mg/L)和工作液(0.20,0.50,1.0, 2.0,5.0,10,20,50μg/L)均用色谱纯环己烷配制,储存于 4℃冰箱中。

1.2 样品的处理 1.2.1 样品的提取 称取样品约 4g(至 0.01g)于 22mLASE 萃取池中,用正己烷/丙酮(V/V,1:1)[5]于 100℃,1500psi 静态萃取 5min,淋洗体积为 6

1.2.2 样品净化 将 2mL(含 2g 样品)浓缩液 用 GPC 净化,流动相为二氯甲烷,流速 3mL/min,接收 9.5-12min 流出液,浓缩定容 至 1.5-2mL,继而加到净化柱上,用正己烷/丙酮(V/V,85:15)洗脱,接收前 8mL 洗脱液,浓缩并定容至 1mL, 供 GC-NCI-MS 检测。

1.3 样品的检测 气相色谱条件:始温 120℃,保持 2min,以 10℃/min 升至 210℃,再以 6℃/min 升至 260℃/min,保持 5min;进样口温度 250℃;不分流进样;氦气 1.0mL/min;进样量 1μL。

质谱条件:电离方式 NCI,电离电压 70eV,离子源温度 180℃;传输线温度 250℃;光电倍增器电压 450V;选择 离子分析条件见表 1。

以样品空白、标准品、样品、标准品的顺序进样,每个重复进样两次。 表 1 待测农药化合物名称,通道数,时间窗口,定性离子,定量离子,标准曲线方程和相关系数

2. 结果与讨论 2.1. 方法的线性关系 将混合储备液(20mg/L)配制成 0.20,0.50,1.0, 2.0,5.0,10,20,50μg/L 的有机氯农药标准工作液,按 “1.3”节选定的仪器条件进样,以峰面积对浓度作标准曲线,得 8 种有机氯农药的线性方程、相关系数 R(见表 1)及方法检测限(见表 2)。5μg/L 有机氯农药混合标准品图谱见图 1(A)。

 

结果表明,8 种有机氯农药在 0.20~50.0µg/L 范围内线性良好,相关系数 R 达到 0.9995~0.9998,可以满足残留定 量分析的要求。根据信噪比(S/N=10)计算得出,8 种有机氯农药的方法检出限在 0.002~0.069ng/g 之间,结果见

图 1 5μg /L 有机氯农药混合标准品(A),空白咖啡样品(B)及添加 5μg/L 咖啡样品(C)的选择离子色谱图 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. 前处理方法的选择 样品中有机氯农药的前处理方法很多,如提取方法有索氏抽提法、振荡浸提法、固相萃取法等,净化方法 有磺化法、柱层析法、液液分配法等。本实验利用ASE萃取效率高、有机溶剂用量少、快速及自动化等优点[6] , 采用GPC去除大部分油脂等大分子杂质,再结合柱层析去除油脂与色素等杂质,解决咖啡样品因颗粒较细不易提 取、油脂与色素等杂质较多难以净化等问题,优化萃取及净化步骤,从而提高回收率。

2.3. 检测方法的选择 常见的有机氯农药检测方法有 GC-ECD[7] ,GC-MS/MS[8] ,GC-EI-MS[9]等,8 种有机氯 农药(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)的方法检出限分别为 0.53~1.83μg /kg,0.333~1.667μg /kg 及 0.167μg /kg;近年来,GC-NCI-MS 技术 迅猛发展,逐渐广泛应用于基质复杂的农药残留分析中,如 L.B. Rivera-RodrÍguez 等[9]研究野生鸟类血浆中 的有机氯农药,方法检测限可达 0.015~0.084μg /kg。本文采用 GC -NCI –MS,通过选择特定的离子,排除检 测中基质的干扰(见 5μg /L 有机氯农药混合标准品图谱见图 1(A)与空白咖啡样品(图 1B)),方法检出限为 0.002~0.069μg /kg,具有更高的选择性和灵敏度。

2.4. 方法的回收率和精密度 在空白样品中分别加入 0.5,5μg/L 标准工作液 1.0mL,按照“1.2”节操作方法制备样品溶液,以峰面积计算 各种农药在两个添加水平的回收率,重复试验 6 次,计算各种农药的平均回收率及相对标准偏差(见表 2)。添 加 5μg/L 咖啡样品的选择离子色谱图见图 1C。 结果显示,在 5μg /kg 添加水平,平均加标回收率为 94.3%~107.2%,RSD 为 3.7%~10.6%;在 0.5μg /kg 添加 水平,平均加标回收率为 96%~110.1%,RSD 为 3.5~10.2%,均满足残留分析的要求。

 

3. 总结 本文建立了咖啡中 ASE 提取,GPC 与柱层析相结合净化,GC-NCI-MS 检测 8 种有机氯农药残留量的方 法。该方法能有效排除咖啡中大量油脂及色素对检测的干扰,回收率和精密度符合残留分析的要求,具有 良好的应用前景。

 

 

 

 

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