浓缩苹果汁中拟除虫菊酯类农药标准物质研制*

庄惠明 陈大舟 吴 雪 汤 桦

(1.云南省计量测试技术研究院，昆明 650228；2.中国计量科学研究院，北京 100029)



浓缩苹果汁中拟除虫菊酯类农药标准物质研制*

庄惠明1陈大舟2吴 雪2汤 桦2

(1.云南省计量测试技术研究院，昆明 650228；2.中国计量科学研究院，北京 100029)

为了满足国内外实验室对于果汁类产品中农药基体标准物质的需求，研制了浓缩苹果汁中10拟除虫菊酯类农药标准物质。选择浓缩苹果清汁作为标准物质原料，采用添加的方式进行标准物质的制备。通过对10种拟除虫菊酯在浓缩苹果汁标准物质中的均匀性检验和22个月稳定性监测，结果表明此标准物质的均匀性和稳定性均达到国家一级标准物质规范的要求。采用GC-ECD内标法和GC-IDMS对10种拟除虫菊酯农药定值。通过对影响定值结果的不确定度进行评估和计算，10种拟除虫菊酯类农药的特性量值范围在0.98～1.16μg/g，不确定度范围在7.5%～10.3%。

浓缩苹果汁；标准物质；拟除虫菊酯类农药

0 引言

拟除虫菊酯类农药(Pyrethroids)是20世纪70年代研发成功的一类仿生杀虫剂，被广泛的应用在蔬菜、果树害虫防治等方面[1]。我国是世界第一大苹果生产国，种植面积和产量分别占全球40.6%和42.2%，均居世界首位。我国浓缩苹果汁贸易占世界贸易总额的50%以上,在国际市场占绝对主导份额。然而由于发达国家近年来对我国浓缩苹果汁采取的技术性贸易壁垒限制逐年严格[2]，准确检测浓缩苹果汁中的农药残留已成为保证我国浓缩苹果汁出口的关键。

基体标准物质越来越广泛地应用在检测量值溯源、方法开发、检测过程中的质量控制、检测方法验证和实验室能力考查等多方面[3]。其中食品中农药类标准物质是目前需求最为急迫的基体标准物质。本研究选择10种常用的拟除虫菊酯农药[4-5]，采用空白样品添加的方法，制备了浓缩苹果汁中10种拟除虫菊酯类农药标准物质，并对此标准物质进行定值、均匀性、稳定性检验和不确定度评估。此标准物质的研制，填补了国内外果汁类食品中农药残留的基体标准物质空白，初步满足了食品检测实验室的相关需求。

1 材料与方法

1.1 试剂与材料

1.1.1 标准物质的来源

标准物质：氯菊酯GBW(E)060549、联苯菊酯GBW(E)060548、三氟氯氰菊酯GBW(E)061099、氰戊菊酯GBW(E)060072、氯氰菊酯GBW(E)060139、甲氰菊酯GBW(E)060978和溴氰菊酯GBW(E)060138纯品标准物质由中国计量科学研究院提供；苯氧菊酯、氟氯氰菊酯和氟胺氰菊酯由德国Dr公司提供。

1.1.2 试剂与材料

溶剂：正己烷，HPLC级和丙酮，农残级(美国Tedia公司)；异辛烷，农残级(Fisher公司)；无水硫酸钠浓缩苹果汁样品(陕西恒星果汁厂)。

材料：VF-1MS色谱柱(30m×0.25mm×0.25μm)；DB-5MS色谱柱30m×250μm×0.25μm，；DB-17色谱柱(30m×0.25mm×0.25μm)。均由Agilent公司提供。

1.2 仪器与方法

1.2.1 仪器

检测仪器：Agilent 6890-5975气相色谱质谱仪；Agilent 6890气相色谱质谱联用仪配电子捕获检测器和火焰热离子检测器(GC-ECD&FID)。

前处理仪器：RE-2000B旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂)；氮气吹扫仪(美国Organomation公司)；UMX2高精密分析天平，d=0.1μg；XS205 DualRang分析天平，d=0.01mg(瑞士梅特勒托利多公司)。

1.2.2 检测方法

1.2.2.1 样品前处理方法

准确称取浓缩苹果汁样品4.0g至分液漏斗中，添加相应浓度的内标溶液，加入20mL水摇匀，再加入30mL的丙酮，充分振摇10min，再加入40mL的正己烷，充分振摇10min后，静置分层，将有机相层通过装有无水硫酸钠的漏斗脱水转移至100mL的平底烧瓶中。重复以上提取步骤，合并有机相提取液到平底烧瓶中。将提取液浓缩至500μL后，转移到样品瓶中，准备进样。

1.2.2.2 气相色谱-质谱检测条件

色谱柱：VF-1MS，30m×250μm×0.25μm；载气：高纯氦气，流速：1.0mL/min；进样口温度：210℃；采用分流进样，分流比：10:1，进样量：1μL；传输线温度：250℃；质谱离子源：EI，70eV，温度：230℃。

升温程序：初始温度70℃，保留1min，以25℃/min的速度升温至120℃，再以5℃/min的速度升温至280℃，保留6min。最终定量提取的离子见表1。

1.2.2.3 气相色谱-电子捕获器检测条件

色谱柱：DB-5MS，30m×250μm×0.25μm；载气：高纯氮气，流速：1.0mL/min；进样口温度：230℃，检测器：μ-ECD，检测器温度：250℃；采用分流进样，分流比：10:1，进样量：1μL；升温程序：初始温度70℃，保留1min，以25℃/min的速度升温至180℃，再以4℃/min的速度升温至260℃，保留17min。

2 浓缩苹果汁基体样品的制备

2.1 浓缩苹果汁基体标准物质原料的筛选

制备浓缩苹果汁的原料为陕西某果汁厂生产的无任何添加的浓缩苹果汁，由完整的275L无菌灌装包装中直接采取。采用GC-ECD对浓缩苹果汁原料进行初测后，未检出10种拟除虫菊酯类菊酯类农药。

表1 10种拟除虫菊酯类农药的定性、定量离子及同位素内标

2.2 制备工具与器皿的灭菌

浓缩苹果汁标准物质制备过程所用的玻璃窄口瓶，硅胶管，磁子等器皿均经过75%酒精的浸泡灭菌。分装用的棕色安瓿瓶经蒸馏水清洗后，在120℃干燥箱中灭菌4小时。

2.3 浓缩苹果汁中10种拟除虫菊酯类农药的添加与分装

准确称取10.00kg浓缩苹果汁样品到窄口玻璃瓶中。将盛有浓缩苹果汁原料的玻璃瓶通入氮气进行保护，磁力搅拌瓶内的浓缩苹果汁，逐滴加入配制好的拟除虫菊酯类储备液，添加完毕后，继续避光搅拌10小时。将浓缩苹果汁标准物质候选物熔封于棕色安瓿瓶，10.0mL/瓶，-18℃冰箱冷冻保存。

3 标准物质定值

3.1 定值用标准物质的溯源性的确认

10种拟除虫菊酯纯品中，苯氧菊酯、氟氯氰菊酯和氟胺氰菊酯不是标准物质，故而需要对其进行纯度的测定，确认其溯源性。分别采用GC-FID[6]和HPLC-DAD[7]方法测定其纯度。根据统计学检验，计算得出3种拟除虫菊酯类农药的纯度和不确定度，合并其余7种拟除虫菊酯类农药标准物质的纯度和不确定度[8]，见表2。

表2 10种定值用拟除虫菊酯类农药的纯度和不确定度

3.2 定值过程

随机抽取6瓶样品，分别采用GC-ECD内标法和气相色谱-同位素稀释质谱法(GC-IDMS)两种检测方法进行测定，每个样品重复测定3次并取平均值，结果见表3。按照“一级标准物质JJG 1006-94”文件[9]中技术要求，对两种方法定值数据，分别进行格拉布斯(Grubbs)法和夏皮罗-威尔克(Shapiro-Wilk)法的统计学检验，确认定值数据服从正态分布无离群值后，将两种检测方法得到的定值数据的平均值作为标准值，得到标准物质最终定值如表3。

4 均匀性检验

随机抽取15瓶浓缩苹果汁样品，每瓶测定3次。采用方差分析法对测定的结果进行统计检验。

表3 浓缩苹果汁中10种拟除虫菊酯类农药的定值数据

均匀性检验结果判断：根据所取显著性水平a 和自由度ν1,ν2，从F检验临界值表查得Fa。比较F和Fa，若F>Fa，则认为组内和组间无明显差异，样品是均匀的。

均匀性的检测结果见表4，从中可以看出，临界值F0.05(14,15)=2.42，10种拟除虫菊酯类农药均匀性检验的F值均小于临界值，说明该浓缩苹果汁样品的均匀性良好。

5 稳定性考察

短期稳定性主要是考察标准物质在运输过程中产生的高温造成标准物质的变质和量值变化。由于浓缩苹果汁在高温下，容易发生变质问题，在运输过程中需采用冷冻运输保存，故而不考虑此标准物质的短期稳定性。

长期稳定性是考察标准物质的有效使用的时间。浓缩苹果汁标准物质长期稳定性考察的时间间隔选择采用了先密后疏的原则，分别对1个月、2个月、3个月、6个月、9个月、12个月、18个月和22个月的10种拟除虫菊酯进行测定。每次测定，随机抽取3瓶样品进行。

表4 浓缩苹果汁中10种拟除虫菊酯类农药的均匀性和22个月稳定性检测结果

6 标准物质不确定度评估

浓缩苹果汁标准物质的不确定度来源由三个部分组成：样品定值过程带来的不确定度、均匀性带来的不确定度和稳定性带来的不确定度。

6.1 定值不确定度uc

6.1.1 测量过程的不确定度

体现在测量结果的标准偏差上。定值数据经过统计学检验，确定平均值和标准偏差无显著性差异，将两组测量结果的标准偏差的平均值作为测量结果的不确定度，将两组数据的平方和开方求出标准偏差，记为不确定度ua。

6.1.2 校准溶液的不确定度

来源于纯度标准物质和纯品不确定度、天平称量带来不确定度和标准溶液配制过程中不确定度。经过合成得到不确定度ub。

6.1.3 样品质量的不确定度

来源于称量过程和操作过程中的由天平和转移过程所带来的不确定度，估计为0.1%。记为usm，将上述3个分量合成即得到定值合成不确定度uc。

6.2 样品均匀性引入的不确定度ubb

均匀性研究采用单因素方差分析进行研究，表明样品均匀性良好。因此，可以用单因素方差分析结果计算均匀性引入的不确定度，用方差分析法进行计算。s1为均匀性检验中组间方差，而s2为均匀性检验中的组内方差，经计算得到，故而物质不均匀性产生的标准不确定度为：

6.3 样品稳定性引入的不确定度us

对浓缩苹果汁标准物质进行了n=8次稳定性检验，稳定性监测的时间间隔为x=22个月。如以x表示稳定性监测的时间(月)，y表示每次稳定性监测的检验结果，则存在y=b1x+b。采用趋势分析法进行稳定性评估时，在稳定性变化趋势不明显的情况下，由稳定性引入的不确定度由式us=s(b1)·x计算得到，其中s(b1)为斜率b1的不确定度。

6.4 合成标准物质不确定度

通过以上分析，将得到的3个不确定度分量合成即得到溶液合成标准不确定度u：

合成标准不确定度乘以扩展因子2得扩展不确定度U，具体值见表5：

表5 浓缩苹果汁中10种拟除虫菊酯类农药的不确定度

7 结论

研究了浓缩苹果汁中的10种拟除虫菊酯类农药标准物质，采用GC-IDMS和GC-ECD两种方法定值，并且考察了此标准物质的均匀性和22个月稳定性。结果证明本标准物质均匀性和稳定性均良好。对标准物质的不确定度进行了评估。已申报并于2012年12月批准为国家一级标准物质(GBW10084)，本标准物质可用于食品检测领域果汁样品中拟除虫菊酯类农药的分析方法的评价、分析过程的质量控制、未知样品的赋值及样品合格检验的判定。

[1] 王慧卿，徐斐，张建国，于劲松.拟除虫菊酯类农药残留检测技术的研究[J].食品与发酵工业，2013,39(9)

[2] 吴晓淳，党鹏，吴义田，金岳田，李馨，李丹.浓缩苹果汁出口技术性贸易措施研究—以陕西浓缩苹果汁出口为例[J].标准科学,2014，04(9)

[3] 杨方，余孔捷，李耀平，储晓刚，张峰，陈国南.用于农、兽药残留分析的基体标准物质研究进展[J].化学分析计量，2009,18(3)

[4] 华纯.拟除虫菊酯类农药的进展和剂型[J].世界农药，2009，31(5)

[5] 李海飞，赵政阳，梁俊.苹果农药残留研究进展[J].果树学报，2005，22(4)

[6] 阮伟达，黄剑锋，叶文迪，杨文举，黄清远.气相色谱法测定9种拟除虫菊酯类农药的研究[J].中国卫生检验杂志，2015，25(7)

[7] Suthasinee Boonchiangma，Wittaya Ngeontae，Supalax Srijaranai.Determination of six pyrethroid insecticides in fruit juice samples using dispersive liquid-liquid micro-extraction combined with high performance liquid chromatography[J].Talanta，2012，88(15) :209-215.

[8] 全国标准物质管理委员会.中华人民共和国标准物质目录[M].北京:中国计量出版社，2013

[9] 国家计量局.一级标准物质规范(JJG 1006—1994)[S].北京：中国计量出版社，1995

*国家质检总局食品安全项目( 2012QK360)

10.3969/j.issn.1000-0771.2015.10.03