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GC/MS研究茶叶中拟除虫菊酯类农药残留的提取方法

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维普资讯 http://www.cqvip.com 第29卷第2期 质谱学报 V01.29 No.2 2008年3月 Journal of Chinese Mass Spectrometry Society Mar.2008 GC/MS研究茶叶中拟除虫菊酯类农药残留的提取方法 王 翔,宋国新,胡耀铭 (复旦大学分析测试中心,上海200433) 摘要:针对茶叶中拟除虫菊酯类农药残留的提取方法进行研究,比较了加水浸泡对农残提取的影响。结果 表明,加水浸泡的样品农残提取率反而降低,通过对样品净化淋洗剂种类和体积的优化选择,总结出一套简 便实用的前处理方法。茶叶不用水浸泡,直接用5O mL V(丙酮):V(正己烷)一1:1的溶液超声提取,提 取液过活性炭柱,浓缩后再过Florisil柱,用15 mL V(正己烷):V(乙酸乙酯)一2:1的溶液淋洗,浓缩后用 GC/MS法测定。回收率为81 ~120 ,RSD为2.2 ~7.8 ,检测限为0.002 ̄0.O1 mg・kg_。。 关键词:拟除虫菊酯;农药残留;茶叶;提取方法;GC/MS 中图分类号:0 657.63 文献标识码:A 文章编号:1004—2997(2008)02—97—04 Study on Extraction of Pyrethroid Pesticide Multi-Residues in Tea by GC/MS WANG Xiang,SONG Guo-xin,HU Yao—ming (The Research Center of Analysis and Measurement,Fudan University,Shanghai 200433,China) Abstract:The factors of extracting pyrethroid pesticide multi—residues from tea were stud— ied,especially for the influence of adding water into samples before organic solvents extrac— tion.Results show that higher extracting efficiency is acquired without adding water.A simple and accurate pretreatment for pyrethroids in tea is reached by optimizing the choices and volumes of eluting solvents.The samples without water immersing were extracted by 50 mL of V(hexane):V(acetone)一1:1,followed by cleaning up with columns of activa— ted carbon and Florisil respectively.15 mL of V(hexane):V(ethyl acetate)一2:1 was employed to elute the Florisil column,then was determined by GC/MS.The recoveries range from 81%to 120 ,RSDs are 2.2 一7.8 ,and the limits of detection are 0.002- 0.01 mg・kg_。. Key words:pyrethroid;pesticide residue;tea;extraction method;GC/MS 拟除虫菊酯类农药因具有广谱、高效、低毒 重威胁人类健康,并直接影响我国茶产品的出 的优点,被广泛用于茶叶生产中的害虫防治,但 口,对此已引起相关方面的高度重视。特别是 如果使用不当造成茶产品中的农药高残留会严 2006年5月,日本实施的“肯定列表制度”将茶 收稿日期:2007—08—27;修回13期:2007—11—20 . 作者简介:王翔(1983 ̄),男(汉族),江苏泰兴人,硕士研究生。E-mail:062037001@fudan.edu.ca 通信作者:胡耀铭(1965 ̄),男(汉族),上海人,高级工程师,从事色谱质谱分析研究。E-mail:ymhu@fudan.edu.ca 维普资讯 http://www.cqvip.com

98 质谱学报 第29卷 叶的农残限量指标从83项增加到276项,因此 茶叶中的农残检测是当前的一个研究热点。 正确的样品前处理是进行茶叶中农残检测 的关键,而样品提取率的高低直接影响到检测方 法的准确性。楼国柱等|_1。 比较了单一和混合溶 剂对茶叶农残提取的影响,认为用 (丙酮):V (石油醚)一1:1的溶液提取效果最好;而日本 环境厅等口 认为,在有机溶剂提取前加水浸 泡有利于茶叶组织内农残的提取,但缺少提取方 面的比较数据。因此本工作拟对茶叶中拟除虫 菊酯类农残的提取进行研究,设计在加水浸泡与 无水情况下,用混合溶剂提取高农残茶样品,通 过优化Florisil柱淋洗剂的种类和体积,总结出 一套简便实用的前处理方法。 l 实验部分 1.1仪器与试剂 Focus-DSQ气相色谱一质谱联用仪:美国热 电公司产品;VF-5ms石英毛细管色谱柱(30 1TI ×0.25 mm,0.25 Fm);超声波振荡清洗仪 (HS615O);食品粉碎机;氮吹浓缩仪(HGC一 12A);具塞玻璃层析柱(250 mm×10 mm);K—D 浓缩器。 正己烷、丙酮、乙酸乙酯和乙醚(农残级);无 水硫酸钠(分析纯,650℃灼烧4 h后冷却备 用);Florlsil(分析纯,620℃灼烧4 h后备用,使 用前140℃烘2 h,趁热加5 水火活);活性炭 (用3.0 mol・I 盐酸浸泡过夜,蒸馏水洗涤至 中性,120℃烘干备用)。 农药标准品:六氯苯(内标)、联苯菊酯、氯氰 菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯,浓度为i00 mg・ L~,购自农业部环境保护科研检测所。 1.2实验方法 1.2.1 提取准确称取5.0 g茶叶粉碎样品于 i00 mL具塞三角瓶中,加入15 m1 V(正己烷) : (丙酮)一1:1混合溶液,超声振荡15 rain, 重复提取3次,并用5 mL混合液清洗残渣,合 并提取液约5O mL。 1.2.2净化用活性炭柱和Florisil柱分别去 除提取液中的色素和油脂。活性炭层析柱自下 而上依次填人少许脱脂棉、1 g无水硫酸钠、2 g 活性炭、2 g无水硫酸钠,先用1O mL V(正己 烷): (丙酮)===1:1混合液预淋洗,弃去预淋 液,在液面近干时倒人提取液,最后再加入5 mL 正己烷洗脱,将洗脱液于K-D浓缩器上浓缩至 近1 mL,备用。Florisil拄由下至上依次填入少 许脱脂棉、1 g无水硫酸钠、4 g Florisil、2 g无水 硫酸钠,同上先预淋洗层析柱,倒入上述备用的 浓缩液后,用15 mL V(正己烷):V(乙酸乙 酯)一2:1混合液以2 mL・min 洗脱,洗脱 液K—D浓缩至近1 mL,加入2.0 L 0.1 g・ L 六氯苯内标,待GC/MS测定。 1.2.3 GC/MS测定 载气:氦气(99.99 ); 进样口:280℃;离子源(EI,70 eV):230℃;接 口温度:250℃;程序升温:6O℃保持1 min,以 3O℃・min 升至150℃,再以1O℃・min 升 至300℃,保持12 min;不分流进样,进样量1.0 FL;全扫描方式检测;内标法定量。 4种拟除虫菊酯类农药标准品总离子色谱 图示于图1,其中氯氰菊酯、氰戊菊酯分别有4 个和2个同分异构体峰。 图1农药标准品总离子色谱图ITIC) 1.联苯菊酯;2~5.氯氰菊酯; 6~7.氰戊菊酯;8.溴氰菊酯 Fig.1 TIC of the pyrethroid standards 1.bifenthrin;2~5.cypenmethrin, 6~7.fenvaleratel 8.deltamethrin 2结果与讨论 2.1提取剂的优化 楼国柱等 。 比较了单一和混合溶剂对茶叶 农残提取的影响,得出用V(丙酮):V(石油醚) 一1:1混合液提取的效果最好。而Ogawa 等 认为采用蒸馏水浸泡使茶叶细胞组织吸水 膨胀,有利于组织中残留的农药析出,但没有提 取方面的比较数据。因此,本实验设计用V(正 己烷): (丙酮)一l:l混合液和V(正己烷): 维普资讯 http://www.cqvip.com

第2期 王 翔等:GC/MS研究茶叶中拟除虫菊酯类农药残留的提取方法 99 V(乙酸乙酯)一1:1混合液作提取剂,在加水 浸泡与不加水两种情况下,分别提取茶叶样品中 的除虫菊酯类农残,比较它们的提取效率。 准确称取20.0 g粉碎均匀的高农残茶叶样 品,平均分成4组,分别加入A1、A2、B1、B2四 个具塞三角瓶中。B1、B2先加入15 mL饱和食 盐水,浸泡1 h。A1、B1和A2、B2分别加入5O 除提取液中的色素和油脂,过活性炭柱后的淋洗 液先浓缩再过Florisil柱,可以提高Florisil的 吸附效率,减少淋洗剂的用量。 2.2.1 Florisil柱条件优化 称取5.0 g空白 茶叶粉碎样品,提取后过活性炭柱,K—D浓缩至 1.0 mL,加入10.0肛L 100 mg・L 的贮备液, 配成1.0 mg・L 的加标基质。过Florisil柱, mL V(正己烷):V(丙酮)一1:1混合液和5O 用若干体积的不同淋洗剂淋洗柱子,浓缩后加内 mL V(正己烷):V(乙酸乙酯)一1:1混合液, 按2.2.1提取。其中B组通过充分机械振荡, 以正己烷液一液萃取方式获得有机相。3次平行 样取平均值,所得结果列予表1。 表1 不同提取剂农残提取效率对比表 Table 1 Statistics for extracting efficiencles 0f different solvents 注;ND为未检出 在A组中,A1(正己烷/丙酮)比A2(正己 烷/乙酸乙酯)的提取效率高,其原因是丙酮的极 性相对较强,相应增强了其对细胞的穿透力,因 此提取效率相对较高。而B组(加水)的提取效 率远低于A组(不加水),与文献[3—4]报道的结 果不同,与所用溶剂的极性和溶剂与水的作用有 关。当向B组中加入V(正己烷):V(丙酮)一1 :1混合液时,提取液即分为两层,上层为正己 烷,下层为丙酮/水混合相。尽管加水使茶叶组 织膨胀,但却阻止了正己烷与叶片的直接接触, 只能先通过丙酮提取,再分配到正己烷中,而丙 酮/水混合相的极性大,水与农药不互溶,致使其 提取不完全;而且农药在液液分配中会残留一部 分在丙酮/水混合相中,使其提取率降低。而B2 中乙酸乙酯和正己烷与水都不互溶,水层直接隔 绝了有机相与茶叶的接触,因此其提取率低。实 验结果表明,用V(正己烷):V(丙酮)一1:1 混合液不加水浸泡,直接提取农残的效果最好。 2.2净化步骤的优化 实验设计分别用活性炭柱和Florisil柱去 标进样分析。 2.2.2淋洗剂优化 由文献[3,6—7]可知,单一 溶剂淋洗的效果较差,而拟除虫菊酯类农药是弱 极性物质,且实验过程中为达到环保要求尽量避 免使用毒性大的溶剂,因此选用下列混合溶剂: V(正己烷):V(丙酮)一4:1、V(正己烷):V (乙酸乙酯)=4:1、V(正己烷):V(乙醚)一 1:1、V(正己烷):V(丙酮):V(乙醚)一3: 1:1。淋洗体积选为25 mL,实验结果示予 图2。 ‘ 1・ 0. 0. 0. 0. 0. 联苯菊脂氯氰菊脂氰戊菊脂溴氰菊脂 园止己烷/ 利 国止己烷/乙醚 园正己烷/乙酸乙酯 圈止己烷/ 酮/乙醚 图2不同淋洗剂淋洗效率对比图 Fig.2 Efficiencies of different elutants 通过实验发现,V(正己烷):V(乙酸乙酯) 一4:1淋洗效率最高。在此基础上再优化体积 比,分别选取体积比为2:1、4:1、9:1混合液 淋洗柱子,由图3可知,V(正己烷):V(乙酸乙 酯)一2:1的淋洗效率最高。取1.0 mL 1 mg ・L 加标基质过Florisil柱,用25 ml V(正己 烷):V(乙酸乙酯):2:1混合液淋洗,每5 mL收集一管,在氮吹仪上浓缩至近1 mL,加入 2.0 L内标,GC/MS测定,检测数据列于表2, 只需15 mL混合溶液即可把目标物全部淋洗 下来。 2.3回收率与检测限 准确称取5.0 g空白茶叶粉碎样品,吸取 100 mg・L 贮备液分别配成0.02和0.2 mg・ kg 的加标样品进行回收率实验。按以上最优 维普资讯 http://www.cqvip.com

100 质谱学报 第29卷 化条件提取、净化、检测样品,每个浓度平行测定 1.O 5次,结果列于表3。 表2淋洗体积曲线数据 Table 2 Statistics for eluting amrves 丁 0.8 0.6 0.4 0.2 0.O 联苯菊脂氯氰菊脂氰戊菊脂溴氰菊脂 圈 :V=9:1 囡 :V=2:l f :V=4:l 图3正已烷/乙酸乙酯不同体积比的淋洗效率图 Fig.3 Efficiencies of different volume ratios of hexane and ethyl acetate 表3添加回收率(,l=5)与检测限 Table 3 Statistics for recoveries(,l=5)and detection limits ] ] ] 3 结 论 通过实验发现,茶叶经加水浸泡后,用、, (正己烷):V(丙酮)=1:1的混合液超声提 取,不仅步骤增多,操作繁琐,而且提取效率也不 如溶剂直接提取,这与文献报道的结果不一致, raphy A,1996,754:367—395 楼国柱,徐倩,白晓荣,等.不同提取剂对茶叶中 多种农药残留检测影响的研究[J].食品科学, 2004,25(12):165—168. 李拥军,黄志强,戴华,等.茶叶中多种拟除虫菊 酯类农药残留量的气相色谱一质谱测定[J].分析化 学,2002,7(30):865—868. OGAWA M,SAKAI T,()HKUMA K,et a1. 可能是水阻止了有机溶剂与茶叶的直接接触,不 利于菊酯类农残的提取。本实验将茶样品用 (正己烷):V(丙酮)=::1:1的混合液直接超声 提取,提取液再分别过活性炭柱和Florisil柱除 去其中的色素和油脂,只需15 mI V(正己烷) Rapid determination of multiple pesticide residues in agricultural products by GPC clean-up and GC/ MS-SIM[J].Journal of the Food Hygienic Socie— ty of Japan,1997,38(2):49-61. :V(乙酸乙酯)一2:1的?昆合液淋洗Florisil 柱,即可将农药全部淋洗下来。回收率为81 ~朱坚,汪国权,陈正夫,等.食品中危害残留物的 120 ,RSD为2.2 ~7.8 9/6,检测限为0.002 现代分析技术[M].上海:同济大学出版社,2003: 200—210. ~O.01 mg・kg_。,可以很好地满足当前茶叶中 除虫菊酯类农药残留的检测要求。 参考文献: [1]CHEN Z M,WANG Y H,et a1.Chromatograph— ic methods for the determination of pyrethrin and 林竹光,金珍,刘勇,等.GC—NCI—MS分析茶 叶中17种有机氯和拟除虫菊酯农药残留[J].高 等学校化学学报,2005,26(12):2 218-2 222. 李胜清,田 华.固相萃取一气相色谱法用于蔬菜中 拟除虫菊酯类农药残留的检测研究[J].分析科学 学报,2005,21(3):289—291. pyrethroid pesticide residues in crops,foods and environmental samples[J].Journal of Chromatog— 

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