人参、黄芪和天南星三种中药中毒杀芬残留量的快速测定方法

黄莹滢, 徐宜宏, 付海滨, 毕孝瑞, 张 敏

(1. 沈阳出入境检验检疫局, 辽宁 沈阳 110016; 2. 沈阳农业大学 工程学院, 辽宁 沈阳 110866)

我国是中药生产大国,每年的中药产量达300×104t以上.由于中药在种植、生产和运输过程都会造成农药污染,中药及其制剂的农残超标问题已成为制约我国中药出口的一个重要因素.其中,有机氯类农药的检出率接近100%,部分中药品种的有机氯农药超过国家限量要求[1-2].毒杀芬(toxaphene)是一种广谱性的有机氯杀虫剂,曾代替六六六、滴滴涕被广泛施用.虽然我国于1996年起禁止其使用,但毒杀芬的持久性、生物蓄积性、内在毒性、远距离传输的稳定性,使其成为国际公认的有机氯污染物之一[3-4].许多国家和组织对其在食品中的最大残留量做了严格规定,如德国规定毒杀芬在鱼中的最大残留量为0.1 mg·kg-1[5],欧盟规定在水果、蔬菜和谷物中的最大残留量均为0.1 mg·kg-1[6],而我国还没有毒杀芬在中药材中的残留检测标准方法及其残留量要求.目前,文献报道的进行毒杀芬检测的样品前处理技术主要包括索氏提取[7]、凝胶渗透色谱净化萃取[8]、加速溶剂萃取[9]、微波辅助溶剂萃取[10]等,这些方法或步骤繁琐、危险系数高、不环保,或需专用高端的前处理设备,检测成本较高,较难在一般检测实验室进行使用.本实验采用了基质分散固相萃取法[11-12],其是当前农药残留分析领域中的一种简便、快速的样品前处理方法.同时参考蔬菜水果中毒杀芬检测的前处理方法[13],对其进行改良.实验选用检出毒杀芬残留的3种中药基质(人参、黄芪和天南星)为研究对象,建立改良基质分散固相萃取方法.该方法可有效去除中草药中的复杂杂质,快速、安全、准确、检测限低,可以满足中草药的日常检测及出口需求.

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

仪器:气相色谱仪(Agilent 7890A,配ECD检测器);中药粉碎机;分析天平;振荡器;真空快速浓缩系统;氮吹仪和离心机.

试剂:无水硫酸镁(分析纯);固相萃取填料为石墨化炭黑(Carb),N-丙基乙二胺(PSA);正己烷(色谱纯).

标准品:毒杀芬(迪马科技,100 μg·mL-1).

1.2 仪器工作条件

色谱柱为HP-5毛细管柱(30 m×0.32 mm×0.25m);载气为高纯氮气;流速为恒流1.0 mL·min-1;进样口温度为260 ℃;检测器温度为290 ℃;进样量为1.0 μL;进样方式为不分流进样;柱温为100 ℃保持1.0 min,以15 ℃·min-1的速率升温至290 ℃,保持15 min.

1.3 标准溶液配制

标准储备液:将100 μg·mL-1的毒杀芬农药标准物质,用正己烷稀释成10 μg·mL-1的标准储备液,0～4 ℃冰箱冷藏保存.

标准使用液:将10 μg·mL-1的毒杀芬标准储备液,用正己烷稀释成适合浓度的标准使用液.

1.4 分析检测

前处理:称取约10 g已粉碎并混匀的样品(精确至0.01 g),置于50 mL离心管中,加入20 mL正己烷,涡混5 min,于振荡器上提取30 min,向离心管中加入无水硫酸镁4.0 g,涡混1 min,振荡提取10 min,4 000 r·min-1离心5 min,取上清液10 mL于另一50 mL离心管,加入Carb 0.1 g,PSA 0.1 g,涡混5 min,4 000 r·min-1离心5 min;上清液转入250 mL鸡心瓶,于旋转蒸发仪中40 ℃水浴旋干,用1 mL正己烷定容,过0.22m膜,待测.

定性与定量:在上述气相色谱条件下对样品进行测定,根据标准品的保留时间定性,根据毒杀芬多个异构体混合物色谱峰峰面积的总和定量.毒杀芬标准品色谱图如图1,保留时间为13.823 min. 人参样品空白添加回收色谱图见图2,时间为13.862 min.

保留

图1 毒杀芬标准品色谱图Fig.1 Standard chromatogram of toxaphene

图2毒杀芬空白人参样品添加回收色谱图

Fig.2 Add recovery chromatogram of toxaphene for the blank ginseng sample

2 结果与讨论

2.1 提取溶剂的选择

以人参为考察对象,通过查阅文献,分别考察了使用相同体积乙腈、丙酮和正己烷三种有机溶剂提取中药样品对回收率的影响,如图3所示.结果表明,正己烷的提取效果明显好于乙腈和丙酮.这是因为毒杀芬本身属于偏弱极性物质,在同样是弱极性的正己烷中溶解性最好,故本实验选用正己烷作为提取溶剂.

图3采用不同种类提取溶剂的加标回收率

Fig.3 Theadding standard recovery of different kinds of extraction solvents

在确定了提取溶剂的基础上,分别用不同体积的正己烷溶剂对样品进行提取,对提取溶剂的用量进行了比较,见图4.结果显示当溶剂用量从10 mL增加到20 mL时,毒杀芬的回收率显著提高,而继续增加溶剂用量,毒杀芬的回收率并无明显变化.因此,本试验最终确定正己烷溶剂的用量为20 mL.

图4采用不同用量提取溶剂的中药中毒

杀芬的加标回收率

Fig.4 Theadding standard recovery of toxaphene in traditional Chinese medicine with different amounts of solvent extraction

2.2 除水剂用量的选择

中草药样品中含有一定的水分,因此本实验考察了除水剂无水硫酸镁的用量.观察了离心后样品基质,正己烷的分层情况后,最终确定无水硫酸镁的用量为4.0 g.

2.3 净化方法的选择

中草药样品各种杂质较多,如色素、糖类等.本实验在传统基质分散固相萃取法基础上,对该方法的净化步骤进行了适当的优化,使其更符合中药样品的净化要求.分别选用PSA、Carb、弗罗里硅土3种分散固体净化填料进行净化效果及回收率考察,结果发现选用3种填料对中药的净化效果接近,但选用弗罗里硅土净化的毒杀芬回收率仅为30%,而另外2种的回收率均可达到80%以上,这是因为弗罗里硅土对毒杀芬有一定的吸附作用,故而不考虑弗罗里硅土进行净化.进一步试验发现,选用PSA和Carb填料组合时,净化效果要好于2种填料单独使用的效果,且回收率并无明显降低,如表1所示.分析认为PSA能有效去除样品基质中的有机酸和多糖类等干扰物质,Carb对样品基质中的色素去除效果最好,2种填料在净化过程中,存在互补性.因此,本试验选用PSA和Carb填料组合净化.

表1 采用不同分散固体净化填料时加标回收率Table 1 Adding standard recovery using different dispersed solid purification fillings

在此基础上,对PSA和Carb的加入量对净化效果和回收率的影响进行了考察.研究发现,在加入0.1 g石墨化炭黑和0.1 g PSA粉末时,可以同时达到净化效果和回收率的最佳状态.

2.4 方法的标准曲线与线性关系

参考我国的毒杀芬限量标准及仪器的灵敏度,在0.02～1.00 μg·mL-1线性范围内配制6种不同浓度的毒杀芬标准溶液,以毒杀芬浓度为横坐标,标准溶液中毒杀芬峰面积为纵坐标,制作标准曲线,得到毒杀芬的线性回归方程为y=324 778x-23 851,相关系数为0.994.

2.5 方法的回收率、精密度和定量限

在空白中药样品中分别添加0.05, 0.10及0.50 mg·kg-13种水平的毒杀芬农药标准品,进行六组平行精密度试验,按上述实验方法操作,同时做空白对照.所得到的毒杀芬的添加回收率、相对标准偏差见表2.以3倍信噪比确定毒杀芬检出限(MDL)为0.005 mg·g-1,10倍信噪比确定定量限(LOD)为0.05 mg·g-1.

表2 回收率与精密度试验结果Table 2 Test results of recovery and degree of precision

实验结果表明:在所考察的范围内,毒杀芬的相对标准偏差均小于8.5%,回收率为68%～98%,根据GB/T 27404—2008中的附录F[14],该方法的精密度和准确度均可满足分析要求.

3 结 论

本方法利用了改良的基质分散固相萃取法作为前处理方法,建立了中药样品中毒杀芬残留量的快速测定方法,具有试剂用量少、毒性低、检测限低,以及分析速度快的突出特点,可满足中药中毒杀芬农药残留的快速检测及进出口检测需求,适用于在食品药品检测机构及企业日常质控中推广应用.

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