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使用配備四個檢測器的 Agilent 8890 氣相色譜系統分析水果和蔬菜中的有機磷和有機氯農藥
點擊次數:2782 發布日期:2019-11-1  來源:本站 僅供參考,謝絕轉載,否則責任自負
使用配備四個檢測器的 Agilent 8890 氣相色譜系統分析水果和蔬菜中的有機磷和有機氯農藥​
作者 Youjuan Zhang 安捷倫科技(上海)有限公司 中國上海,郵編 200131

摘要

本應用簡報介紹了一種按照中國農業標準 NY/T 761-2008[1] 測定水果和蔬菜中有機磷和有機氯農藥殘留的有效且可靠的分析方法。該方法利用無吹掃的兩通微板流路控制技術 (CFT) 裝置將樣品 1:1 分流到兩根色譜柱上,然后進入兩個檢測器中。 與 NY/T 761-2008 中所述的傳統預處理方法相比,本應用中使用了快速、簡便、經 濟、高效、耐用和安全 (QuEChERS) 的簡化方法,在保持低濃度分析物檢測的同時實現了充分的樣品基質凈化。使用配備四個檢測器的 Agilent 8890 氣相色譜系統對有機磷和有機氯農藥的峰面積重現性、線性和回收率進行了評估。 

前言 

農藥的使用在預防和控制害蟲以及提高農業產量方面起著至關重要的作用。農業生產中常用的兩類農藥具有有機磷和有機氯化學結構。

為了測定水果和蔬菜中的有機磷和有機氯農藥殘留,氣相色譜 (GC)、氣相色譜/質譜聯用系統 (GC/MSD) 和氣相色譜/串聯質譜聯用系統 (GC/QQQ) 得到了廣泛應用。相應地,中國也發布了一系列用于測定這些農藥的標準。NY/T 761-2008 描述了一種基于電子捕獲檢測器 (ECD) 和火焰光度檢測器 (FPD) 的氣相色譜方法。GB/T 19648-2006[2] 描述了一種適用于 500 種農藥的 GC/MSD 方法,而 GB 23200.113-2018[3] 描述了一種適用于 208 種農藥的 GC/QQQ 方法。質譜法在定性分析中具有明顯的優勢,其分析效率高,能夠同時測定數十種甚至數百種殘留農藥。因此,儀器的價格也相對昂貴。盡管氣相色譜的定性分析能力不如質譜,但由于其采用選擇性檢測器且檢測成本低,因此仍然受到許多實驗室的青睞。ECD 對氯具有優異的選擇性,是分析有機氯農藥的理想選擇。FPD 對硫和磷具有高選擇性,是分析有機磷農藥的理想選擇。 在 NY/T 761 方法中,將分析色譜柱和確認色譜柱串聯使用,以實現準確的定性分析并防止出現假陽性結果。如果嚴格遵循 NY/T 761 方法,實驗室通常需要配備兩套氣相色譜系統。一套是雙柱雙 ECD 用 于有機氯農藥的測定,另一套是雙柱雙 FPD 用于有機磷農藥的測定。8890 氣相色譜系統能夠在一臺儀器上同時安裝兩個 FPD 和兩個 ECD,其靈活性高于其他的實驗室氣相色譜系統。在有機磷和有機氯農藥分析中,實驗室無需更換硬件,只需將不同的色譜柱重新安裝到不同的檢測器上即可。

樣品前處理對于多農藥殘留分析非常重要,它會直接影響工作效率和靈敏度。NY/T 761 方法使用耗時耗力的傳統萃取和凈化程序進行樣品前處理,并且有機氯農藥和有機磷農藥的凈化程序有所不同。這意味著如果對于一份樣品,實驗室同時需要測定有機磷和有機磷農藥時,需要對同一樣品進行兩種不同的前處理。常用的 QuEChERS 樣品前處理方法是實現高通量樣品分析的最佳方法。最重要的是,能夠通過相同的樣品前處理過程實現有機磷和有機氯農藥的分析,從而大大提高分析效率。

實驗部分 

儀器 
本研究中的系列實驗采用帶有 SSL 進樣口的 8890 氣相色譜系統,該系統配備兩個 ECD 和兩個 FPD。使用無吹掃的兩通 CFT 裝置將樣品 1:1 分流到兩根色譜柱上,然后在兩個檢測器上進行檢測。在有機磷農藥分析中,所用的分析色譜柱和確認色譜柱為 Agilent HP-50+ 和 Agilent HP-1。利用配備 Agilent DB-5 分析色譜柱和 Agilent DB-17 確認色譜柱的雙柱、 雙 ECD 系統分離有機氯農藥。有機磷農藥的分析和有機氯農藥的分析無法同時進行,因為它們的柱箱升溫程序不同。與最多只能安裝三個檢測器的 Agilent 7890 氣相色譜系統相比,8890 氣相色譜系統更為靈活,可以同時安裝四個檢測器。因此,實驗室無需更換硬件,只需將適當的色譜柱重新安裝到正確的檢測器上即可。圖 1 展示了儀器配置示意圖。表 1 列出了用于這些分析的色譜條件。






試劑與化學品
所有試劑和溶劑均為 HPLC 級。乙腈 (ACN) 和正己烷購自 J&K Scientific LTD。 丙酮購自上海安譜實驗科技股份有限公司。所有有機磷和有機氯單一標準品均購自 J&K Scientific LTD 和上海安譜實驗科技股份有限公司。

溶液與標準品 
表 2 列出了 54 種有機磷農藥,共分為四組。因為每種農藥在檢測器上響應能力不同,所以在配置一組有機磷農藥混標的時候加入不同體積的單標,并以丙酮作為稀釋溶劑。利用相同的方法配制四組有機磷農藥的混標儲備液。不同濃度的準標樣用基質空白進行稀釋(參見“樣品前處理”)。






表 3 列出了 41 種有機氯農藥,共分為三組。準確加入同一組中一定體積的單一農藥標準品溶液,并用己烷進行稀釋。利用相同的方法配制三組有機氯農藥的混標儲備液。不同濃度的準標樣用基質空白進行稀釋(參見“樣品前處理”)。






樣品前處理 
蘋果樣品購自當地雜貨店。稱取 10 g 均質蘋果樣品至 50 mL 離心管中,并加入兩粒陶瓷均質子。在 QC 樣品中加入適量的加標溶液,得到定量濃度約為 0.1 mg/kg 的 QC 樣品。將 10 mL 乙腈加入管中。將包含 4 g MgSO4、1 g 氯化鈉、 1 g 檸檬酸鈉和 0.5 g 檸檬酸氫二鈉 Agilent QuEChERS 萃取鹽包(部件號 5982-5650)加入每個離心管中進行萃取。利用 Agilent QuEChERS 一般水果和蔬菜分散式 SPE 15 mL 管(部件號 5982-5056)進行凈化。對于色素和脂肪含量高的水果和蔬菜,需要采用其他類型的 QuEChERS 包進行萃取和凈化。樣品前處理程序的詳細信息如圖 2 所示。




基質空白的制備方法與樣品相同,不同之處在于不添加加標溶液。

結果與討論 

有機磷農藥分析
樣品基質對農藥分析的結果有很大的影響。圖 3 是蘋果基質空白和丙酮中農藥的色譜圖比較。藍色代表在丙酮中配制的標樣,紅色代表在蘋果基質空白中配制的標樣。結果表明,對于某些化合物,使用基質空白稀釋工作溶液可提高靈敏度,尤其對于一些難以分析的化合物(例如乙 酰甲胺磷和甲胺磷)。有機磷農藥,特別是極性農藥(如乙酰甲胺磷和甲胺磷),往往會產生寬峰或拖尾現象,但以基質空白為溶劑,他們的峰型也得到不同程度的改善。



使用雙 FPD 氣相色譜系統通過一次進樣同時完成初步分析和確認分析。該系統中使用不帶吹掃氣裝置的安捷倫 CFT 兩通分流器。將 54 種有機磷農藥分為四組,以便輕松、準確地確定保留時間。圖 4 至 圖 7 顯示了第 1、2、3 和 4 組有機磷農藥混標在 HP-50+ 和 HP-1 色譜柱上的分析結果。









將適量的標準儲備液加入基質空白中,制得基質匹配的校準標樣。對于所分析的其中 44 種化合物,線性范圍為 0.05– 0.5 mg/kg。對于其他響應因子較低的化合物(如辛硫磷、亞胺硫磷、敵百蟲、吡菌磷等),線性范圍為 0.2–2 mg/kg。表 2 列出了詳細信息。對于所有有機磷農藥,在研究的濃度范圍內均呈線性,R2 值均等于或高于 0.992。其中大多數化合物的 R2 值高于 0.999。表 2 列出了利用 HP-50+ 色譜柱得到的各種農藥的相關系數。

對于蘋果基質中的所有化合物,均在三個濃度水平(低濃度、中等濃度和高濃度)下進行了重現性評估。對于大多數化合物,低濃度為 0.05 mg/kg,中等濃度為 0.1 mg/kg,高濃度為 0.5 mg/kg。對于響應值較低的化合物,低、中等和高濃度分別為 0.2、0.4 和 2 mg/kg,但二溴磷和磷胺除外。表 2 顯示,所有化合物的峰面積 RSD 均小于 5%,表明該系統具有準確、精密且穩定的性能。

使用信噪比 (S/N) 計算方法檢測限 (MDL)。 利用最低濃度的校準標樣測定 MDL,所有化合物相應的數值如表 2 所示。

如樣品前處理部分所述,在 QC 樣品中加入適量的加標溶液,得到濃度為 0.1 mg/kg 的 QC 樣品(對于響應值較低的化合物,如辛硫磷,在 0.4 mg/kg 的濃度水平下進行采集)。對于 HP-50+ 色譜柱,所有有機磷農藥的回收率均介于 70.4% 和 118.2% 之間。表 2 列出了各種農藥的回收率。如圖 8 所示,由于 QuEChERS 實現了出色的萃取和凈化過程,因此對于多數化合物,即使是乙酰 甲胺磷和甲胺磷等極性化合物,也獲得了良好的回收率。



有機氯農藥分析
與有機磷農藥的分析類似,在有機氯農藥分析中使用雙 ECD 氣相色譜系統通過一次進樣同時完成初步分析和確認分析。該系統中使用不帶吹掃氣裝置的 CFT 兩通分流器。41 種有機氯農藥分為三組。 圖 9圖 11 展示了第 1、2 和 3 組有機氯農藥混標在 DB-5 和 DB-17 色譜柱上的分析結果。








在有機氯農藥的分析中,某些化合物(如 氟氯氰菊酯和氯氰菊等)存在異構體。這些異構體的保留時間接近,難以實現基線分離,如圖 12 所示。對于這些化合物,積分參數的設置尤為重要。由于從供應商處購買的標準品也是異構體混合物,并且在同一個化合物的異構體之間沒有其他化合物洗脫流出,因此在定量分析時將這些異構體作為一個峰進行積分。圖 13 顯示,在 OpenLab CDS 2.3 軟件中,“Area Sum”(峰面積求和)功能有助于對異構體進行積分。




將適量的標準儲備液加入基質空白中,制得基質匹配的校準標樣。蘋果基質中校準標樣的加標濃度介于 0.05 mg/kg 和 0.5 mg/kg 之間。使用 OpenLab CDS 2.3 軟件處理數據。表 3 顯示了在 DB-5 色譜柱上獲得的結果,所有有機氯農藥的 R2 值均 等于或高于 0.991。在三種濃度水平下進行八次重復測定的峰面積 RSD 值低于 4%,且典型 RSD 低于 2%。與 NY/T 761 方法相比,通過分析濃度為 0.1 mg/kg 的加標 QC 樣品,對經優化的萃取和凈化程序進行驗證。大多數分析物的回收率均可接受。回收率介于 77.3% 和 118.6% 之間。表 3 還列出了 41 種化合物的 MDL 結果。利用 S/N 計算 MDL。所得結果優于 NY/T 761 方法參考結果。



結論
利用配置四個檢測器(兩個 FPD 和兩個 ECD)的 Agilent 8890 氣相色譜系統對水果和蔬菜中的有機磷和有機氯農藥進行篩查。將樣品分流到兩個不同的色譜柱中,然后進入兩個檢測器,有利于提高選擇性,每種提取液只需進樣一次即可實現對有機磷農藥或有機氯農藥的鑒定和確認,提高了實驗室分析效率。

本應用簡報表明,有機磷和有機氯農藥分析均獲得了優異的靈敏度、峰面積重現性、峰形和分離度,證明這種四檢測器系統是實施 NY/T 761-2008 方法的理想平臺。

參考文獻 
1. 中國國家標準 NY/T 761-2008,蔬菜和水果中有機磷、有機氯、擬除蟲菊酯和氨基甲酸酯類農藥多殘留的測定 
2. 中國國家標準 GB/T 19648-2006,水果和蔬菜中 500 種農藥及相關化學品殘留的測定,氣相色譜/質譜法 
3. 中國食品安全國家標準 GB 23200.1132018,植物源性食品中 208 種農藥及其代謝物殘留量的測定,氣相色譜-質譜聯用法

本文中的信息、說明和指標如有變更,恕不另行通知。
© 安捷倫科技(中國)有限公司,2019
2019 年 8 月 26 日,中國出版
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