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气相色谱–串联质谱法同时测定白芍中10种有机磷农药残留

发布时间:2014-04-18 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:1313

我国是中药材生产大国,现有中药材种类已达12807种,其中药用植物11146种,药用动物1581种,药用矿物80种[1]。在中药的种植过程中,为减

少病虫草害,很多农药被盲目大量使用,土壤、水源和空气中残留的农药均对中药材产生了污染[2–3]。中药用药周期一般较长,农药残留容易蓄积而引起毒性

反应[4],严重危害人体健康,因此对中药中农药残留进行分析具有重要意义。近年来气相色谱与质谱联用技术(GC–MS)成为农药残留定性、定量分析的常用方法[5],但由于中药材中的农药残留具有基质成分复杂、干扰多、农药残留量低、待测农药种类繁多等特点[6],在用该法检测中药材中的农药残留时,往往出现大部分样品的总离子流图(TIC)出峰多且复杂而无法分清有效成分峰的情况[7],因此建立中药中农药残留量检测新方法至关重要。

与GC–MS相比,气相色谱与串联质谱联用技术(GC–MS/MS)检测中药中的农药残留的优势在于提高了仪器灵敏度,检出限较低;基体干扰小,简化了样品前处理程序;分析速度快,提高了检测效率;增加了产物离子峰,定性更准确。笔者以中药材白芍为研究对象,根据种植过程中农药的使用现状,探讨了敌敌畏、乙酰甲胺磷、氧化乐果、久效磷、乐果、二嗪磷、马拉硫磷、毒死蜱、乙硫磷、水胺硫磷10种有机磷农药的多残留分析方法,为中药中农药多残留检测方法的研究和中药材质量标准的制定提供技术参考。

1实验部分

1.1主要仪器与试剂

串联四极杆气质联用仪:TSQQuantumGC型,配有Xcalibur数据采集处理系统,美国ThermoFisherScientific公司;凝胶渗透色谱(GPC)仪:德国LC–Tech公司;数控超声波清洗器:KQ5200DE型,昆山市超声仪器有限公司;研磨仪:德国莱驰公司;环己烷、乙酸乙酯、乙腈:HPLC级,美国Fisher公司;乙酸乙酯–环己烷混合溶剂:乙酸乙酯与环己烷以体积比1∶1混合制得;敌敌畏、乙酰甲胺磷、氧化乐果、久效磷、乐果、二嗪磷、马拉硫磷、毒死蜱、乙硫磷、水胺硫磷标准样品:质量浓度均为100mg/L,中国计量科学研究院;白芍:购自安徽亳州市中药材市场;实验所用其它试剂均为分析纯,购自上海国药集团。

1.2工作溶液配制

根据各农药在仪器上的响应信号,用移液管分别移取一定体积农药标准贮备溶液,置于10.0mL容量瓶中,用乙酸乙酯–环己烷混合溶剂定容至标线,配制有机磷农药混合标准储备溶液,其中敌敌畏、乙酰甲胺磷、氧化乐果、久效磷和乐果的质量浓度为1000μg/L,二嗪磷、马拉硫磷和水胺硫磷的质量浓度为250μg/L,毒死蜱和乙硫磷的质量浓度为100μg/L。将上述混合标准储备溶液密封贮存于4℃冰箱中备用,使用时根据需要用乙酸乙酯–环己烷混合溶剂进行稀释。

1.3样品预处理

准确称取0.5g(精确到0.1mg)试样(预先用研磨机将白芍样品粉碎成粒径小于0.5mm的颗粒),置于10mL具塞比色管中,用5mL乙腈超声提取10min,离心,取上清液,再用5mL乙腈提取一次,合并提取液,用无水硫酸钠干燥后浓缩至干,用10mL乙酸乙酯–环己烷混合溶剂溶解并经0.45μm微孔滤膜过滤,得样品提取液。

1.4GPC条件

GPC柱:320mm×25mm玻璃柱,填料为Biobeads(S–X3),38~75μm(200~400目),50g;流动相:乙酸乙酯–环己烷(体积比1∶1);流速:5

mL/min;流出液收集时间:20~45min。

1.5仪器工作条件

1.5.1色谱条件

色谱柱:VF-5MS(5%苯基–95%甲基聚硅氧烷)石英毛细管柱(30m×0.25mm,0.25μm);进样口温度:250℃;柱温:初始温度70℃,保持1min,以15℃/min升至280℃,保持4min;不分流进样;进样量:1μL;载气:高纯氦气,恒流模式,流速为1.0mL/min。

1.5.2质谱条件

传输线温度:280℃;电子轰击电离源:EI;源温度:230℃;电子能量:70eV;发射电流:50μA;碰撞气:氩气;碰撞气压:1.0Pa;溶剂延迟:5min;检测模式:多选择反应监测(SRM)。10种有机磷农药的分析参数

1.6实验步骤

取样品提取液5mL,按照1.4GPC条件净化,收集净化液直接用于气相色谱–串联质谱测定。

2结果与讨论

2.1样品前处理和净化方法

在中药材样品的前处理过程中,农药残留的提取溶剂是影响分析结果的重要因素之一,对于多种农药残留分析尤为重要。必须选择一种合适的溶剂把多种农药从样品中有效地提取出来。根据农药的性质比较了几种溶剂的提取效果,结果显示,乙腈的提取效率在85%以上,提取效果最好。考察了提取溶剂用量、超声时间、提取次数对测定结果的影响,最后确定采用5mL乙腈在超声波下提取10min,共提取2次。该提取方法能同时满足10种有机磷农药回收率的要求。

采用GPC技术对样品进行净化,考察了流出液收集时间对于目标化合物回收率的影响。将收集时间分别设定为20~35,20~40,20~45,20~50min,试验结果表明,在20~45min和20~50min时间段10种有机磷农药的平均回收率较高,考虑到节约溶剂,最终将GPC流出液的收集时间定为20~45min。通过GPC净化和富集,样品基质的背景噪音降低,各有机磷农药的信噪比值均有不同程度的提高。

2.2色谱和质谱条件的优化

基于气相色谱–串联质谱SRM模式可以将母离子(分子离子峰或分子离子碎片峰)和子离子一一对应,通过设定3个时间段和扫描通道实现对白芍中10种有机磷农药残留的同时检测。根据欧盟2002/657/EC指令[8]规定,低分辨气相色谱–质谱确证方法必须达到4个确证点的要求,采用子离子扫描方式进行二级质谱分析,并对子离子进行优化选择,确证定量离子和辅助定性离子。通过优化透镜电压、碰撞能量、质谱分辨率等质谱参数,使10种目标物的母离子和特征子离子产生的离子对强度达到最大。实验中首先通过GC分离和单级全扫描方式确定每种有机磷农药的保留时间及其一级碎片离子。选择响应强度高的一级碎片离子作为母离子,采用离子轰击扫描模式,分别在碰撞能量5,10,12,15,20eV下对该母离子进行电离轰击,选择响应强度大的二级碎片离子作为监测子离子,进而确定当监测子离子产生最强响应时的碰撞能量为优化后的碰撞能量。选择丰度较高的一对子离子进行定性,其中的一个特征子离子作为定量离子。最后确定的色谱条件见1.5节,在此条件下10种有机磷的SRM离子色谱图见图1。从图1中可以看出,10种有机磷的色谱峰完全分离,峰型对称且尖锐。

2.3标准工作曲线和检出限

用乙酸乙酯-环己烷混合溶剂将标准储备液进行逐级稀释,配制成5种不同浓度的混合标准溶液,按照已建立的气相色谱–串联质谱条件进行测定。结果发现10种有机磷农药质量浓度在20~1000,50~1000,1~100μg/L范围内,其峰面积Y与质量浓度X(μg/L)有良好的线性关系,线性相关系数r≥0.996。以信噪比(S/N)为10计各组分的最低定量浓度,并结合前处理方法计算得到各有机磷农药的检出限,10种有机磷农药的线性方程、线性相关系数和检出限见表2。

2.4加标回收和精密度试验

选用空白白芍样品,分别添加低、中、高3个浓度水平的混合标准溶液,每个浓度水平制备6个平行样品,按照已建立的方法进行样品处理及检测,计算10种有机磷的平均回收率和测定结果的相对标准偏差,结果见表3~表5。由表3~表5可知,10种有机磷的加标回收率为75.8%~105%,相对标准偏差为3.93%~9.9%。

2.5实际样品测定

利用建立的气相色谱–串联质谱方法对安徽省亳州市中药材生产企业生产的10组白芍药材样品进行有机磷农药残留的检测,检测结果表明,敌敌畏在个别白芍药品中有检出,含量水平为0.41mg/kg,而其它9种有机磷均未检出。

3结语

采用气相色谱分离、串联质谱多反应监测模式检测中药材白芍中10种有机磷农药残留,在样品前处理过程中,用超声辅助萃取技术,以乙腈提取白芍中的有机磷目标物,提取方法简单有效。该法选择性好,自动化程度高,定性、定量准确,已成功应用于实际白芍中药材中有机磷农残的检测。该法可为制定相关检测方法标准提供参考。

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