GC-FPD测定蔬菜中5种有机磷农药残留的 基质效应研究

郑泽阳，史宗海，贾 丽

（北京市工业技师学院，北京 100023）

水果和蔬菜是重要的农产品，其农药残留问题成为人们广泛关注的内容。有机磷农药是一种广谱杀虫剂，在我国农业生产中使用广泛，具有高效、速效、残留期短等特点[1]。在使用气相色谱检测果蔬中农药残留时，样品中除分析物以外的组分常会干扰检测，给实验结果的准确性带来很大影响，这种干扰和影响被称为基质效应[2-4]。若校正质控样品用纯溶剂来配制标准溶液，所检测的农药值会高出添加值很多，回收率也超出方法允许范围。如使用含有基质的溶剂进行配制，测定值则会接近添加值，回收率也在方法允许范围内[5]。基质效应分为基质增强效应和基质减弱效应[6]，本文采取较为简单、准确、易操作的空白基质匹配校准法，使用气相色谱法研究了5种有机磷农药（敌敌畏、甲拌磷、毒死蜱、马拉硫磷和水胺硫磷）在4种果蔬（草莓、西红柿、西葫芦和圆白菜）中的基质效应，为蔬菜农药残留检测中基质效应的粗判及校正提供科学依据[7-8]。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

草莓、西红柿、西葫芦和圆白菜，均购自超市；敌敌畏、甲拌磷、毒死蜱、马拉硫磷和水胺硫磷农药标准品，均购自中国计量科学研究院，原始浓度为100 mg·L-1；乙腈（C2H3N），色谱纯，美国MREDA；氯化钠（NaCl），分析纯，北京化工厂；丙酮（CH3COCH3），分析纯，上海沪试；50 mL尖底离心管，海门科普顺；0.22 μm疏水性微孔滤膜，上海安谱。

1.2 仪器与设备

气相色谱仪（GC-2014C型，配FPD检测器），Rxi-5MS色谱柱（5%二苯基95%二甲基聚硅氧烷毛细柱，30 m×0.25 mm×0.25 μm），日本岛津；DT-200A电子天平（感量0.01 g），常熟恒佳；HY-4振荡器，国华仪器；TDZ5-WS离心机（应用转速 4 000 r·min-1），湖南湘仪；RE-52A旋转蒸发仪，上海亚荣生化仪器厂。

1.3 实验方法

1.3.1 实验原理

本实验参考NY/T 761—2008[9]的实验方法，试样采用乙腈提取，氯化钠脱水分层。取乙腈相于旋转蒸发仪上浓缩至近干，加丙酮溶解出。用气相色谱火焰光度检测器检测，以保留时间定性，外标法定量。

1.3.2 样品前处理

称取经粉碎匀浆处理过的果蔬基质试样15.00 g（±0.01 g）于50 mL离心管中，加入30 mL乙腈，振荡15 min，离心10 min。另取一只新离心管，加入5～7 g氯化钠，将离心好的上清液转移至新管中，振荡5 min，离心5 min。取10.00 mL上清液旋转蒸发浓缩至近干，加入5.00 mL丙酮溶解。取1 mL过 0.22 μm疏水性微孔滤膜后收集到样品小瓶中供气相色谱检测。

制取果蔬试样的基质溶液前处理方法同上，试样提取浓缩后，加入5.00 mL丙酮溶解，过0.22 μm疏水性微孔滤膜后收集到具塞试管内，供配制标准曲线做溶剂用。

1.3.3 标准溶液的配制

混合标准储备液（1 mg·L-1）的配制：分别量取农药标准品敌敌畏、甲拌磷、毒死蜱、马拉硫磷和水胺硫磷100 μL置于10 mL容量瓶中，在20 ℃下用丙酮定容至刻线，盖塞摇匀即得。

混合标准工作液（以果蔬试样制取的基质溶液作为溶剂）的配制：分别量取混合标准储备液60 μL、120 μL、240 μL于样品小瓶中，对应加入940 μL、880 μL、760 μL 1.3.2中果蔬试样的基质溶液，共配 制1 000 μL，对 应的浓度分 别 为0.06 mg·L-1、 0.12 mg·L-1、0.24 mg·L-1。

混合标准工作液（以丙酮作为溶剂）的配制：分别量取混合标准储备液60 μL、120 μL、240 μL于样品小瓶中，对应加入940 μL、880 μL、760 μL丙酮，共配制1 000 μL，对应的浓度分别为0.06 mg·L-1、 0.12 mg·L-1、0.24 mg·L-1。

1.3.4 气相色谱条件

程序升温：初始温度150 ℃，保持2 min，以8 ℃·min-1升温至260 ℃，保持6 min；进样口温度：200 ℃；检测器温度：280 ℃；色谱柱流量： 3 mL·min-1；进样模式：分流进样，分流比10∶1；进样体积：2 μL；载气：氮气，纯度≥99.999%，流速为10 mL·min-1；燃气：氢气，纯度≥99.99%，流速为 75 mL·min-1；助燃气：空气，流速为100 mL·min-1。

1.4 基质效应实验设计

以上4种果蔬试样均未检测出实验用到的5种有机磷农药，可作为空白基质用。用气相色谱测定4种果蔬试样制取的基质溶液为溶剂和用丙酮为溶剂配制的混合标准工作液，记录峰面积，计算出4种果蔬试样的基质效应值。

基质效应评价：当基质效应值为0.9～1.1时，基质效应不明显；当基质效应值大于1.1时，为基质增强效应；当基质效应值小于0.9时，为基质减弱 效应[10]。

1.5 空白加标回收率实验设计

在5种有机磷农药中选择敌敌畏配成0.12 mg·L-1的标准工作液，分别用丙酮和4种果蔬试样制取的基质溶液作为溶剂定容，气相色谱测定，记录峰面积，计算回收率，验证使用基质溶液作为溶剂的回收率范围是否符合方法要求。

2 结果与分析

2.1 4种果蔬试样中基质效应的分析

2.1.1 草莓试样中5种有机磷农药的基质效应分析

由表1可知，5种有机磷农药在草莓试样中的基质效应有所不同，其中敌敌畏、毒死蜱、马拉硫磷、水胺硫磷基质效应值为1.18～2.48，表现为基质增强效应，在不同的浓度下差异不明显；甲拌磷的基质效应值在不同的浓度下差异也不明显。

表1 5种有机磷农药在草莓试样中的基质效应值

2.1.2 西红柿试样中5种有机磷农药的基质效应分析

由表2可知，5种有机磷农药在西红柿试样中呈基质增强效应，甲拌磷的基质效应较弱。马拉硫磷和水胺硫磷的基质效应值为2.17～2.31，表现出明显的基质增强效应，随农药残留量的增加，基质效应未发生明显的变化。

表2 5种有机磷农药在西红柿试样中的基质效应值

2.1.3 西葫芦试样中5种有机磷农药的基质效应分析

由表3可知，5种有机磷农药在西葫芦试样中呈基质增强效应，在3个不同的浓度下基质效应值变化不明显。与西红柿试样相似，马拉硫磷和水胺硫磷基质效应值为2.57～2.66，呈现出明显的基质增强效应。

表3 5种有机磷农药在西葫芦试样中的基质效应值

2.1.4 圆白菜试样中5种有机磷农药的基质效应分析

由表4可知，5种有机磷农药在圆白菜试样中呈现基质增强效应，在3个不同的浓度下基质效应值变化不明显。与另外3种果蔬试样相似，甲拌磷在圆白菜试样中的基质增强效应较弱。敌敌畏、毒死蜱的增强效应较为明显，基质效应值为1.40～2.09。马拉硫磷和水胺硫磷呈现出较强的基质增强效应，基质效应值为2.73～2.98。

表4 5种有机磷农药在圆白菜试样中的基质效应值

对比不同果蔬样品测试结果，发现4种不同的样品中，不同农药基质增强效应从大到小的顺序均为水胺硫磷、马拉硫磷、敌敌畏、毒死蜱、甲拌磷。由于水胺硫磷分子内含氨基，并且具有氢键的受体及给体，是热不稳定性化合物，造成水胺硫磷在4种不同的果蔬样品中都体现出较强的基质增强效应；马拉硫磷的基质效应均强于敌敌畏，是因为马拉硫磷分子内的氢键受体多于敌敌畏；敌敌畏的基质效应强于毒死蜱及甲拌磷，是因为敌敌畏分子中含有P=O键，而毒死蜱及甲拌磷含P=S键，含P=O键的化合物中基质效应比含P=S键的化合物明显[11]。

对比不同果蔬样品测试结果，发现圆白菜和西葫芦样品的基质增强效应远强于西红柿和草莓样品，是因为西红柿和草莓样品比圆白菜和西葫芦样品的含水量高，样品中较多的水分可以在一定程度上稀释基质共萃物的浓度，从而使基质效应降低[12]。

2.2 空白加标回收率实验的分析

在检测中，回收率是衡量实验数据准确度的一项重要指标。由表5可知，用丙酮作为溶剂配制的敌敌畏标准工作液的回收率为162.0%～208.2%，远超出农药残留检测空白加标回收率70%～130%的要求。而使用果蔬试样制取的基质溶液作为溶剂配制的敌敌畏标准工作液的回收率为94.2%～102.5%（表6），符合方法要求，也符合准确性的要求。

表5 丙酮作为溶剂配制敌敌畏标液的空白加标回收率测定结果

表6 基质溶液作为溶剂配制敌敌畏标液的空白加标回收率测定结果

3 结论

实验结果表明，5种有机磷农药在4种不同的果蔬试样中大多呈现基质增强效应，部分农药的基质效应表现不明显。马拉硫磷和水胺硫磷表现出明显的基质增强效应；敌敌畏、毒死蜱的基质效应次之；甲拌磷的基质效应最弱。农药分子内含氨基，易形成氢键，是热不稳定性化合物基质增强效应较强的原因。含有P=O键农药的基质效应强于含有P=S键的农药。相同农药在含水量少的样品中基质效应强于含水量大的样品。相同样品中，基质效应的强弱与农药残留量无关。本研究为检测人员对基质效应的粗判提供了依据，具有一定的实际应用价值。