气相色谱法测定马铃薯中代森锰锌残留量

杨晓凤，陈 倩，雷绍荣，郭灵安，王方灵

(1.四川省农业科学院分析测试中心，四川 成都 610066；2.农业部农产品质量安全风险评估实验室(成都)，四川 成都 610066；3.四川省农业科学院质量标准与检测技术研究所, 四川 成都 610066；4.中国绿色食品发展中心，北京 100081；5.成都医学院生物技术专业，四川成都 610083)

气相色谱法测定马铃薯中代森锰锌残留量

杨晓凤1,2,3，陈 倩4*，雷绍荣1,2,3，郭灵安1,2,3，王方灵5

(1.四川省农业科学院分析测试中心，四川 成都 610066；2.农业部农产品质量安全风险评估实验室(成都)，四川 成都 610066；3.四川省农业科学院质量标准与检测技术研究所, 四川 成都 610066；4.中国绿色食品发展中心，北京 100081；5.成都医学院生物技术专业，四川成都 610083)

为了建立马铃薯中代森锰锌农药残留检测的气相色谱分析方法，在100 mL顶空瓶中，样品中的代森锰锌与氯化亚锡酸性溶液在80 ℃下反应2 h后产生二硫化碳(CS2)，CS2经正己烷收集后采用CP-SIL5CB毛细管柱(30 m×0.32 mm×3 μm)分离，电子捕获检测器(ECD)测定，以CS2含量表示代森锰锌残留量。代森锰锌反应生成的CS2在0.05～1.00 mg/kg范围内峰面积和浓度成良好的线性关系(R2=0.9979)，回收率为91.7 %～102.0 %，相对标准偏差为2.7 %～4.6 %，检出限为0.01 mg/kg。该方法简便、准确可靠，适用于马铃薯中代森锰锌残留量的测定。

代森锰锌；气相色谱法；二硫化碳；马铃薯

代森锰锌为叶面保护用杀菌剂，因具有高效、低毒、对人畜植物安全以及防治植物病害广泛和价格低廉等特点而被广泛使用。在马铃薯上，代森锰锌是国内外允许使用的农药，对马铃薯的晚疫病、疮痂病等多种病害有效[1-2]。我国国家标准[3]规定了代森锰锌在马铃薯中的最大残留限量为0.5 mg/kg，特指测定时转化的二硫化碳(CS2)的量。

目前，关于代森锰锌的残留分析报道大多是采用顶空进样-气相色谱法[4-9]，即以CS2的检测量计算。但顶空进样-气相色谱法需要复杂的顶空进样设备，尤其是盐酸等酸性气体会对顶空进样系统的不锈钢进样针有腐蚀作用，进而造成重现性差等问题。本研究采用正己烷收集代森锰锌与氯化亚锡酸性溶液反应后产生的二硫化碳，液体进样后进行GC-ECD分析，避免了顶空进样带来的种种问题，方法准确可靠，具有较好的重现性。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

氯化亚锡(SnCl2·2H2O)：上海安谱科学仪器有限公司，批号为1C63K008；正己烷(HPLC级，纯度为99.9 %)：美国Fisher公司，批号为123910；盐酸(荧光级)：四川西陇化工有限公司，批号为130130；抗坏血酸：西陇化工股份有限公司，批号为131206；吡啶(HPLC级)：美国Tedia公司，批号为13010249。

标准品：代森锰锌(纯度为79.0 %)：由德国Dr. Ehrenstorfer公司提供，批号为30606；CS2(纯度为≥99.9 %)：由上海安谱科学仪器有限公司提供，批号为B152G476。

氯化亚锡溶液：溶解15 g氯化亚锡于430 mL浓盐酸中，用去离子水稀释至1000 mL。

1.2 仪器与设备

Agilent 6890N气相色谱仪(美国Agilent公司)，配有自动进样器、ECD检测器；SHA-2(A)型数显水浴恒温振荡器(江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司)；100 mL顶空瓶(德国Macherey-Nagel公司)，带内涂聚四氟乙烯膜的瓶垫和铝密封盖。

1.3 色谱分析条件

色谱柱为CP-SIL5CB毛细管柱(30 m×0.32 mm×3 μm)，载气为高纯氮气(纯度≥99.999 %)；进样口温度：90 ℃；进样方式：分流进样(分流比=5∶1)；恒流模式：载气流速为2.0 mL/min；柱温：40 ℃，保持8 min，后运行温度为180 ℃，16 min。检测器温度：200 ℃；尾吹气流量：尾吹气流量+柱流量=20 mL/min；进样量：1 μl。

1.4 标准溶液配制

代森锰锌标准储备溶液(悬浮液)：称取代森锰锌标准品63.3 mg置于50 mL容量瓶中，用少量吡啶溶解，再加入少量水混溶，混合均匀后超声10 min，继续按少量吡啶、少量水的顺序加入混匀、超声，直至接近刻度时，冷却至室温后用吡啶定容至刻度，此代森锰锌储备液的浓度为1.0 mg/mL。临用时，预先超声30 min，按少量吡啶、少量水的顺序稀释成200 mg/L的标准使用液。

CS2标准储备溶液：称取CS250.0 mg置于50 mL容量瓶中，用少量正己烷溶解并定容至刻度，此CS2储备液的浓度为1.0 mg/mL。临用时，用正己烷稀释成不同浓度的标准使用液。

1.5 前处理

样品：称取10 g试样于100 mL顶空瓶中，依次加入0.1 g抗坏血酸、10.0 mL正己烷和40 mL氯化亚锡溶液，迅速密封，摇匀；然后将装有试样的顶空瓶置于恒温水浴振荡器上(水温80 ℃，转数120 r/min) 振荡2 h；振荡完毕，取出顶空瓶，冷却至室温后，上清液装入进样瓶中进行GC-ECD分析。

标准溶液：于100 mL顶空瓶中加入10 mL水，再准确移取一定量的代森锰锌标准使用液，然后按照样品前处理“依次加入0.1 g抗坏血酸、10.0 mL正己烷和40 mL氯化亚锡溶液……”执行，上清液装入进样瓶中进行GC-ECD分析。

2 结果与分析

2.1 萃取溶剂的选择及条件优化

样品中的代森锰锌与氯化亚锡酸性溶液在80 ℃下反应2 h后产生CS2，CS2的分子量为76.14，沸点为46.3 ℃，在气相色谱上采用顶空进样进行ECD检测是理想的方法。但盐酸等酸性气体对顶空进样系统的不锈钢进样针有腐蚀作用，故本研究根据相似相溶的原理，非极性的正己烷对CS2有很好的溶解提取效果，采用正己烷收集反应产生的CS2，GC-ECD检测。而且，正己烷与水不互溶，可将水溶性和极性的杂质留在水相中，减少了杂质干扰。另外，实验对比了纯度为95 %的正己烷(美国Tedia公司)和纯度为99.9 %的正己烷(美国Fisher公司)分别作为代森锰锌反应生成CS2萃取溶剂的情况(图1)。结果表明，纯度为99.9 %的正己烷干扰杂质少，故实验选择纯度为99.9 %的正己烷作为萃取溶剂。

A：95 %的正己烷作为萃取溶剂的色谱图；B：99.9 %的正己烷作为萃取溶剂的色谱图图1 不同纯度的正己烷吸收CS2的色谱图Fig.1 Chromatogram of carbon disulfide (CS2) collected by different assay n-hexane

A：CS2在TG-5MS色谱柱上的色谱图；B：CS2在CP-SIL24CB色谱柱上的色谱图；C：CS2在TG-WAXMS色谱柱上的色谱图；D：CS2在CP-SIL5CB色谱柱上的色谱图图2 不同色谱柱对CS2响应的色谱图Fig.2 Chromatogram of carbon disulfide (CS2) on different chromatographic column

A：不分流进样CS2的色谱图；B：分流进样(分流比为10∶1)CS2的色谱图；C：分流进样(分流比为5∶1)CS2的色谱图图3 进样模式对CS2(浓度为0.05 mg/kg)的响应情况Fig.3 Chromatogram of carbon disulfide (CS2) in different injection mode

2.2 色谱柱的选择

实验考查了CS2在TG-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm，相当于HP-5色谱柱)、CP-SIL24CB(30 m×0.32 mm×0.25 μm，相当于HP-17色谱柱)、TG-WAXMS(30 m×0.25 mm×0.25 μm，相当于HP-WAX色谱柱)和CP-SIL5CB(30 m×0.32 mm×3 μm，相当于HP-5色谱柱)4种色谱柱上的分离分析情况(图2)。前3种柱子分析CS2时的保留时间在2.00～3.07 min，时间过短，而且在CS2色谱峰附近有干扰峰，不利于GC分析，这主要是由于被汽化后的样品溶液在40 ℃的色谱柱温度下溶剂聚焦后，CS2的沸点较低，为46.3 ℃，很快就被分离出来，CS2的保留时间与色谱柱的极性关系不大；而在厚液膜的CP-SIL5CB(30 m×0.32 mm×3 μm)上，CS2的出峰时间明显增加，保留时间为6.39 min，且峰形对称，说明液膜的厚度对于低沸点的CS2的分离起了至关重要的作用。故实验选择CP-SIL5CB(30 m×0.32 mm×3 μm)毛细柱作为分离柱。

图4 检测器温度对CS2的响应情况Fig.4 Response of carbon disulfide (CS2) under different detector temperature

2.3 色谱条件的优化

由于CS2的沸点为46.3 ℃，故进样口温度选择90 ℃，以保证CS2充分汽化；柱温起始温度选择40

图5 尾吹气流量对CS2的响应情况Fig.5 Response of carbon disulfide (CS2) with different make-up flow

℃，并保持8 min，以避免CS2过早出峰，对检测造成不便；180 ℃的柱子末温可保证在进样口被汽化的物质全部流出色谱柱，以避免对下次进样的干扰。

从图3可知，不分流进样时，CS2的色谱峰拖尾，半峰宽较宽；而采用分流进样时，峰型对称。试验对比了分流比分别为10∶1和5∶1时仪器的灵敏度，发现分流比为5∶1时半峰宽和灵敏度均取得满意的效果，故实验选择了分流比为5∶1的进样模式。

从图4～5可知，随着检测器温度的升高，CS2的峰面积降低，故实验选择200 ℃作为检测器温度；尾吹太大，柱子中流出的组分被稀释，并被快速吹走，检测器灵敏度降低，故实验中尾吹气流量选择为“尾吹气+柱流量=20 mL/min”。

A：代森锰锌反应转化成CS2的标准色谱图；B：马铃薯空白样品色谱图；C：空白样品加标色谱图图6 代森锰锌反应转化成CS2的标准色谱图、马铃薯空白样品及空白样品加标色谱图Fig.6 Chromatogram of carbon disulfide (CS2) produced by mancozeb, blank potato sample and mancozeb spiked in blank potato sample

样品编号本底值(mg/kg)加入值(mg/kg)平均测定值(mg/kg)回收率(%)RSD(%)A0.050.048196.22.7未检出(<0.01)0.20.18391.74.60.50.510102.03.6B0.050.046693.13.3未检出(<0.01)0.20.203101.44.50.50.49699.34.2

综上，在“1.3 色谱分析条件”下，代森锰锌反应转化成CS2的标准色谱图(代森锰锌浓度为0.5 mg/kg)、马铃薯空白样品及加标(代森锰锌加入浓度为0.5 mg/kg)的色谱图见图6。

2.3 代森锰锌工作曲线法的选择及方法的线性关系和检出限

采用代森锰锌工作曲线法进行测定并计算，消除了由于CS2-代森锰锌的质量转换系数不确定所带来的困难[10]。因此，对于代森锰锌工作曲线的绘制，本研究采取的方法为：于100 mL顶空瓶中加入10 mL水，再准确移取一定量的代森锰锌标准使用液，然后按照样品前处理同步执行，GC-ECD分析。在代森锰锌添加浓度为0.05～1.0 mg/kg范围内，其峰面积与质量浓度的线性关系良好，曲线回归方程为A=4934.32×C+0，相关系数为0.9979，以S/N=3计算检出限，代森锰锌的检出限为0.01 mg/kg。

2.4 方法的准确度与精密度

在空白样品中分别添加一定量的代森锰锌标准溶液，使添加浓度分别为0.05、0.20、0.50 mg/kg，按上述色谱条件进行测定，每个浓度重复实验6次，得出代森锰锌的回收率及相对标准偏差(表1)。该方法具有较好的准确性和精密度，适合马铃薯样品中代森锰锌的测定。

2.5 实际样品测定

分别对来自四川省内不同地区的马铃薯进行代森锰锌残留量测定，共计150份样品，其中11份样品检出代森锰锌农药残留，残留量为0.058 mg/kg～0.38 mg/kg，均低于GB 2763-2014 《食品安全国家标准——食品中农药最大残留限量》，符合用药标准。

3 讨论与结论

建立了正己烷吸收代森锰锌与与氯化亚锡酸性溶液反应后产生二硫化碳，电子捕获检测器(ECD)测定的马铃薯中代森锰锌残留量的气相色谱法。通过选择CP-SIL5CB(30 m×0.32 mm×3 μm)色谱柱，检测器温度为200 ℃，尾吹气流量+柱流量=20 mL/min，方法灵敏度高，操作简单、快捷，重现性好，能够满足大量样品的检测要求。

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(责任编辑 李 洁)

Detection of Mancozeb Residue in Potato by Capillary Gas Chromatograph

YANG Xiao-feng1,2,3, CHEN Qian4*,LEI Shao-rong1,2,3, GUO Ling-an1,2,3, WANG Fang-ling5

(1.Analysis and Testing Center, Sichuan Academy of Agricultural Sciences, Sichuan Chengdu 610066, China; 2.Risk Assessment Laboratory of Agro-Products Quality and Safety, Ministry of Agriculture (Chengdu), Sichuan Chengdu 610066, China; 3.Institute of Quality Standards and Testing Technology, Sichuan Academy of Agricultural Sciences, Sichuan Chengdu 610066, China; 4.China Green Food Development Center, Beijing 100081, China; 5.Department of Biotechnology, Chengdu Medical College, Sichuan Chengdu 610083,China)

A method based on capillary gas chromatography (GC) was developed to detect mancozeb residue in potato. In a headspace vial of 100 mL, mancozeb in samples was reacted with acid stannous chloride to produce carbon disulfide (CS2) by heating at 80 ℃ for 2 hours. CS2was separated on a capillary column (CP-SIL5CB，30 m×0.32 mm×3 μm) after collected by n-hexane, and then, it was detected by GC-ECD. Results showed that the calibration curve for CS2produced by mancozeb had a good linearity in the range of 0.05 mg/kg to 1.0 mg/kg and the linear correlation coefficient was 0.9979. The recoveries of mancozeb in potato ranged from 91.7 % to 102.0 %, the relative standard deviations ranged from 2.7 % to 4.6 %, and the detection limit (3S/N) of this method was 0.01 mg/kg. The method is simple, accurate and reliable. It is suitable for the detection of mancozeb residues in potato.

Mancozeb; GC; CS2; Potato

1001-4829(2016)12-2830-05

10.16213/j.cnki.scjas.2016.12.012

2015-12-31

2014年国家蔬菜产品质量安全风险评估(GJFP20 14001)；农产品产供安全过程管控技术研究与示范(201303088-01)

杨晓凤(1979-)，女，硕士，副研究员，研究方向为食品及农产品质量安全分析，E-mail：1945004861@qq.com，*为通讯作者。

S532

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