高效液相色谱-质谱法测定香姜中有机氯农药残留

任红英，胡红云，杨小红，周 姬

(永州市食品质量安全监督检验中心，湖南永州 425000)



高效液相色谱-质谱法测定香姜中有机氯农药残留

任红英，胡红云，杨小红，周 姬

(永州市食品质量安全监督检验中心，湖南永州 425000)

摘要[目的]建立高效液相色谱-质谱法(HPLC-MS)测定香姜中有机氯农药残留分析方法。[方法]采用正己烷-丙酮(4∶1)超声提取，过滤，盐析，干燥，经弗洛里硅土柱净化，用丙酮+正己烷(10+90)洗脱，用高效液相色谱-质谱联用法检测香姜中有机氯农药残留。[结果]试验表明，有机氯农药标准的线性范围2~50 μg/L，相关系数r均在0.99以上，在5、10、20 μg/L加标水平下，平均回收率分别为80.0%~95.7%、82.4%~97.2%和83.6%~98.3%；相对标准偏差(RSD)分别为4.2%~9.8%、1.8%~9.4%和2.6%~8.8%。方法检出限(信噪比S/N≥3)均为1 μg/kg，方法定量下限(信噪比S/N≥10)均为5 μg/kg。[结论]该方法简单、快速、准确，灵敏度和精密度好，适合香姜中有机氯农药残留的测定。

关键词香姜；有机氯；高效液相色谱-质谱法

有机氯农药具有性质稳定、难降解、易蓄积等特点，使得其在环境中广泛残留，并在农作物中表现为高残留水平，对人体健康和生态环境构成了严重的威胁。1983年，我国开始禁止生产使用大部分有机氯农药，但该类农药仍在环境和农产品中有检出[1-2]。香姜具有高营养价值、保健价值和药用价值，而有机氯农药的残留为其必检项目之一[3-4]。目前，我国专门针对生姜农残的检测技术涉及不多，检测标准、检测限、检测数量都存在显著差距，不利于消除国际贸易壁垒和保障国内消费安全。因此，亟需利用先进的现代仪器分析技术，积极更新现有的国标检测方法，而液质联用技术已被证实在食品农残检测中有着广阔的应用前景[5-7]。笔者以香姜为研究对象，通过建立高效液相色谱-质谱串联技术(HPLC-MS)检测有机氯农药残留的方法，该方法灵敏度较高，能满足国内外限量要求的测定，而且方法简便、快速，适合香姜中有机氯农药残留的检测和确证分析，对推进蔬菜农残检测技术的提高，促进经济发展，保障人类健康具有重要意义。

1材料与方法

1.1材料主要仪器：LCMS-8030液质联用仪、AUW-220D电子天平，岛津国际贸易(上海)有限公司；WHY-2往返水浴恒温振荡器，江苏省金坛市大地自动化仪器厂；SY-5200D超声波清洗器，上海声源超声仪器设备有限公司；涡旋混匀器，上海泸西分析仪器厂有限公司；九阳料理机，九阳股份有限公司；旋转蒸发仪，巩义市予华仪器有限责任公司；氮吹仪，天津艾维欧科技发展有限公司；P20-Y实验室超纯水器，科尔顿水务有限公司；弗罗里硅土SPE固相萃取柱，上海安普实验科技股份有限公司。主要试剂：正己烷、石油醚、乙腈、丙酮、乙酸乙酯、无水硫酸钠、氯化钠，分析纯；甲醇，色谱纯；农药标准物质：六六六-滴滴涕混合标准溶液[α-六六六(α-BHC)、β-六六六(β-BHC)、γ-六六六(γ-BHC)、δ-六六六(δ-BHC)、p，p′-滴滴伊(p，p′-DDE)、o，p′-滴滴涕(o，p′-DDT)、p，p′-滴滴滴(p，p′-DDD)、p，p′-滴滴涕(p，p′-DDT)]，中国计量科学院；实验室用水为超纯水。

1.2溶液的配制精密量取六六六-滴滴涕混合标准溶液1.0 mL，置于10 mL容量瓶中，用甲醇稀释至刻度，摇匀，现配先用。然后再用甲醇分别将六六六-滴滴涕混合标准溶液准确逐级稀释成相应浓度的标准工作液。

1.3LC-MS条件液相色谱条件：色谱柱(150 mm×4.6 mm，5 μm)；柱温30 ℃；进样体积10 μL；流速0.25 mL/min；流动相为20 mmol/L乙酸铵溶液(A)和乙腈(B)；梯度洗脱程序：0~10 min，30%~40%B；10~15 min，40%~60%B；15~30 min，60%~95%B；30~40 min，95%B；40~40.01 min，95%~30%B，40.01~55 min，30%B。

质谱条件：电喷雾离子源(ESI+)；CDL温度为250 ℃；加热模块温度200 ℃；反吹气流量(N2)1.5 L/min；干燥气(N2)4.0 L/min；检测电压1.5 kV。

1.4样品前处理

1.4.1提取。先将香姜捣碎混匀，制成待测样，备用。准确称取25.0 g混匀后的样品于100 mL比色管中，加入50 mL正己烷-丙酮(4∶1)，5 g氯化钠，涡旋1 min，超声10 min，过滤。滤液中加入5 g无水硫酸钠，涡旋1 min，取上清液于55 ℃水浴旋转蒸发浓缩至近干，待用，同时做空白试验。

1.4.2净化。向上述残留物中加入2.0 mL正己烷待净化，将弗罗里硅土柱依次用5.0 mL丙酮+正己烷(10+90)、5.0 mL正己烷预淋洗，活化柱子，当溶剂液面到达柱吸附层面时，立即倒入上述待净化溶液，用15 mL刻度离心管接收洗脱液，用5 mL丙酮+正己烷(10+90)淋洗弗罗里硅土柱，并重复操作1次。将盛有淋洗液的离心管置于氮吹仪上，在水浴50 ℃条件下，氮吹蒸发至近干。加入2.0 mL甲醇溶解残渣，涡旋1 min，过0.22 μm滤膜，待上机。

2结果与分析

2.1样品前处理条件的优化

2.1.1提取溶剂的选择。选择提取溶剂时综合考虑溶剂、农药的性质和基质的特点。有机氯农药溶于大多数的有机溶剂，试验比较了丙酮、石油醚、乙腈、乙酸乙酯、正己烷几种溶剂的提取效果，结果表明，5种提取溶剂回收率分别为70%～90%、60%～70%、50%～60%、50%～80%、110%～120%。根据试验结果可以看出，使用一元溶剂萃取效果并不乐观，用丙酮、石油醚、乙腈、乙酸乙酯作为提取剂的提取回收率偏低，而用正己烷回收率偏高，因此选用正己烷-丙酮混合溶剂进行提取。分别考察正己烷-丙酮不同配比(体积比分别为1∶1、2∶1、3∶1、4∶1)的混合溶剂对香姜中农药的提取效率，结果见表1。香姜含水量较大，而干燥样品需要加水充分湿润，以利于农药残留的提取，提取农残后必须除去水分，有利于浓缩。试验证明，5 g无水硫酸钠能够有效除去水分和水溶性杂质，适合大批量样品的检测。

表1不同溶剂对香姜中农药的提取效果(回收率)

Table 1Effects of different solvents on the recovery rate of pesticides in ginger

%

2.1.2提取方式的选择。试验分别考察均浆、超声、振荡3种提取方法，在相同条件下提取农药的效果。由表2可见，在相同条件下，超声和均浆提取效果均比较好，但考虑到检测样品较多，选择超声提取能提高工作效率，同时减少工作量。

2.1.3提取时间的选择。该试验选定超声5、8、10、15、20 min，其他条件不变，考察提取时间对回收率的影响。由图1可见，在超声提取10 min时，回收率达到90%以上，因此选择10 min作为提取时间。

表2不同提取方式对香姜中农药的提取效果(回收率)

Talbe 2Effects of extraction method on the recovery rate of pesticides in ginger

%

图 1　不同提取时间对回收率的影响Fig.1　Effects of extraction time on recovery rate

2.1.4洗脱溶剂的选择。试验选择了5种混合溶剂作为洗脱剂[正己烷-二氯甲烷(1+1)，石油醚-乙酸乙酯(95+5)，正己烷-乙酸乙酯(1+1)，丙酮-正己烷(1+9)，乙醚-正己烷(5+95)]，分别考察用15 mL这5种洗脱剂对农药进行加标试验洗脱，结果见表3。结果表明，丙酮-正己烷(1+9)洗脱效果最佳，可将弗罗里硅土柱中的有机氯有效洗脱。

2.2色谱条件的优化试验分别对甲醇-水、乙腈-水、20 mmol/L乙酸铵-乙腈、20 mmol/L乙酸铵-甲醇4种流动相进行考察。综合考虑峰行、保留时间、分离度和灵敏度，以20 mmol/L乙酸铵-乙腈作为流动相时效果较好。

2.3线性关系、精密度和检出限按“1.4”的方法进行样品前处理，配制浓度为2、5、10、20、50 μg/L的标准溶液，并按“1.3”的方法进行分析，结果见表4。结果显示，有机氯农药在2~50 μg/L范围内线性关系良好，相关系数0.990~0.998。以信噪比S/N≥3计算方法检出限(LOD)均为1 μg/kg，信噪比S/N≥10计算方法定量下限(LOQ)均为5 μg/kg。向空白江永香姜样品中加入混合标准溶液5、10、20 μg/L，做加标回收试验，每个加标水平做6次，按优化条件进行试验，结果见表4。结果显示，5、10、20 μg/L加标水平下平均回收率分别为80.0%~95.7%、82.4%~97.2%、83.6%~98.3%；相对标准偏差(RSD)分别为4.2%~9.8%、1.8%~9.4%、2.6%~8.8%。

表3　不同洗脱溶剂对香姜中农药的洗脱效果(回收率)

表4　有机氯农药的相关系数、加标回收率及相对标准偏差(n=6)

3结论

该研究建立了HPLC-MS测定江永香姜中有机氯农药残留的方法。结果表明，有机氯农药标准的线性范围2~50 μg/L,相关系数r均在0.99以上，在5、10、20 μg/L加标水平下，平均回收率分别为80.0%~95.7%、82.4%~97.2%和83.6%~98.3%；相对标准偏差(RSD)分别为4.2%~9.8%、1.8%~9.4%和2.6%~8.8%。方法检出限(信噪比S/N≥3)均为1 μg/kg，方法定量下限(信噪比S/N≥10)均为5 μg/kg。该方法前处理简单，溶剂用量少，回收率高，稳定性好，重现性好，准确度、精密度均能满足残留量分析要求，适合于短时间大批量样品的分析。该方法可为香姜中有机氯农药残留的测定提供参考依据。

参考文献

[1] 付尧，于超，徐晨，等.食品中有机氯农药残留检测方法的研究进展[J].北京农业，2014(4)：9-11.

[2] 刘国红，杨克敌，刘希平，等.人体内有机氯农药残留对生殖内分泌的影响研究[J].卫生研究，2005，34(5)：524.

[3] 曹静.液相色谱-电喷雾串联质谱法测定生姜中215种农药残留[D].泰安：山东农业大学，2010.

[4] 孙为明，王权帅.气相色谱-质谱法同时测定生姜中15种有机氯及氨基甲酸酯类农药残留[J].中国卫生检验杂志，2014，24(5)：647-649.

[5] 叶江雷，金贵娥，庄婉娥，等.分散固相萃取净化茶叶中20种农药残留量的GC-μECD测定[J].分析试验室，2011，10(2)：115-119.

[6] 王旭东，宋姚，王磊，等.固相萃取气质联用测定水中痕量有机氯农药[J].中国给水排水，2009，25(12)：79-82.

Determination of Organochlorine Pesticides Residues in Ginger by HPLC-MS

REN Hong-ying, HU Hong-yun, YANG Xiao-hong et al(Food Quality and Safety Supervision Inspection Center of Yongzhou City, Yongzhou, Hunan 42500)

Abstract[Method] To establish a detection method for the organochlorine pesticides residues in ginger by high liquid chromatograpy-mass spectrometry (HPLC-MS). [Method] Ultrasonic extraction was carried out by n-hexane-acetone (4∶1). After filtration, salting out and drying, florida silica column was used for purification; and acetone + n-hexane (10+90) was used for elution. Organochlorine pesticides residues were detected in ginger by HPLC-MS in ginger. [Result] The standard linear range of organochlorine pesticides was 2-50 μg/L; correlation coefficientrwas above 0.99. The average recovery rates at three levels of 5, 10 and 20 μg/L were 80.0%-95.7%, 82.4%-97.2% and 83.6%-98.3%, respectively. Their relative standard deviations (RSD) were 4.2%-9.8%, 1.8%-9.4% and 2.6%-8.8%, respectively. The detection limit (S/N≥3) was 1 μg/kg; and the quantitation limit (S/N≥10) was 5 μg/kg. [Conclusion] This method is simple, rapid, accurate and sensitive, and is suitable for the determination of organochlorine pesticides residues in ginger.

Key wordsGinger; Organochlorine; HPLC-MS

收稿日期2015-12-14

作者简介任红英(1984- )，女，湖南永州人，工程师，硕士，从事食品检验研究。

基金项目湖南省食品药品监督管理局食品药品安全科技项目(湘食药科R201522)。

中图分类号S 481+.8

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)02-116-03