基于QuEChERS-GC-ECD法分析大米中有机氯农药残留

李福敏，邵林*，刘晓云，杨艳华，赵海云

1. 大理州食品检验检测院（大理 671000）；2. 昆明学院（昆明 650214）；3. 云南中检检验检测技术有限公司（昆明 650223）

有机氯类农药因具有致癌性、致畸性和致突变性而被大多数国家禁止使用。这类农药因不易降解而长期存在于环境中，一旦通过食物链进入人体，其生物蓄积性会对肝脏、肾脏和神经系统等造成严重损害[1]。大米作为我国最主要的粮食作物和食品原料之一，在生产和流通环节中易被污染，因此，开展大米中有机氯农药残留检测的研究具有十分重要的意义。

目前，大米中农药残留分析的前处理技术主要有固相萃取、液液萃取、凝胶渗透色谱以及QuEChERS等技术[2-4]。QuEChERS法作为一种方便、快捷的样品前处理技术，能有效地改善前3种前处理技术费时、费力、操作繁琐、环境不友好等问题[5]。目前文献报道大米中有机氯农药残留检测的主要方法有气相色谱法[6-7]、气相色谱质谱法[8]、液相色谱质谱法[2,9]。基于气相色谱仪在基层实验室普及性较广，且ECD检测器对有机氯农残检测灵敏度高的特点，试验采取以丙酮为萃取溶剂，超声提取，QuEChERS法前处理净化，结合气相色谱ECD检测器分析技术，建立了大米中六六六、滴滴涕等32种有机氯农药多残留同时检测的方法，旨在为大米中有机氯农药多残留的快速、准确检测提供参考。

1 材料与方法

1.1 仪器与设备

2030气相色谱仪（日本SHIMADZU公司）；IKA VORTEX 2混匀器（德国IKA公司）；QUINTIX-1CN分析天平（德国Sartorius公司）；移液器（德国Brand公司）；TGL 1650高速冷冻离心机（湖南沪康离心机有限公司）。

1.2 试剂与材料

α-六六六、β-六六六、γ-六六六、δ-六六六、狄氏剂、艾氏剂、七氯、α-硫丹、β-硫丹、五氯硝基苯、敌稗、六氯苯、四氯硝基苯、环氧七氯、灭蚁灵、五氯苯胺、甲氧滴滴涕、氯硝胺、氧氯丹、异狄氏剂醛、异狄氏剂酮与异狄氏剂农药标准品，均购于农业部环境保护科研监测所；乙烯菌核利、P, P’-DDD、O, P’-DDT、P, P’-DDE、P, P’-DDT、顺-氯丹、反-氯丹、西玛津、莠去津与硫丹硫酸酯农药标准品，均购于坛墨质检-国家标准物质中心，上述标准品质量浓度均为100 μg/mL。

PSA吸附剂（60 μm）、C18吸附剂（60 μm），美国Agilent公司；丙酮，色谱纯，德国Merck公司；氯化钠和无水硫酸镁，分析纯，国药集团化学试剂有限公司。大米，市售。

1.3 试验方法

1.3.1 标准溶液配制

农药标准品混合储备液：移取100 μg/mL农药标准品，各0.1 mL，置于10 mL容量瓶中，用丙酮定容至刻度，配成质量浓度均为1.0 μg/mL农药标准品混合储备液，于4 ℃冰箱避光保存。

空白系列标准工作溶液：移取适量农药标准品混合储备液，经丙酮稀释，配成质量浓度为0.01，0.02，0.04，0.06，0.08和0.10 μg/mL的空白系列标准工作液，现用现配。

基质系列标准工作溶液：移取适量农药标准品混合储备液，用大米空白基质溶液定容，配成质量浓度为0.01，0.02，0.04，0.06，0.08和0.10 μg/mL的基质系列标准工作液，现用现配。

1.3.2 色谱条件

色谱柱：Rtx-5毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；进样量：1 μL；分流进样，分流比10∶1；色谱柱流量：1 mL/min；进样口温度：250 ℃；检测器温度：300 ℃；升温程序：80 ℃（保持1 min），先以40 ℃/min升温到160 ℃（保持5 min），再以5 ℃/min升温到220 ℃（保持6 min），继而以2 ℃/min升温到240 ℃（保持3 min），最后以40 ℃/min升温到280 ℃（保持2 min）。

1.3.3 样品处理

称取2.0 g（精确到0.000 1 g）均质大米样品于50 mL塑料离心管中，加入10 mL丙酮、0.5 g NaCl，涡旋30 s，超声提取5 min后，以8 000 r/min离心5 min。取2 mL上清液置于预先装有25 mg PSA、50 mg C18、300 mg无水硫酸镁的5 mL塑料离心管中，涡旋30 s，再以8 000 r/min离心5 min；上清液经0.22 μm有机系滤膜过滤后供GC分析。

2 结果与讨论

2.1 提取溶剂的选择

农药残留分析过程中，前处理的提取溶剂有正己烷、乙腈和丙酮等[10-11]。正己烷因极性较弱对极性较大农药的提取效果不佳；乙腈作为QuEChERS法普遍使用的提取溶剂，由于会对毛细柱造成较大的损害而不能直接进样，所以用乙腈提取时往往采取氮吹浓缩、旋转蒸发等方式换相后才能上机分析。综合考虑大米基质相对简单等因素，该方法以丙酮为提取溶剂，简化了实验流程，同时避免了农药在浓缩与换相过程中的损失。

2.2 色谱柱的选择

分别用Rtx-5色谱柱和DB-5色谱柱对质量浓度均为0.08 μg/mL的32种有机氯类农药混合标准溶液进行分析。结果显示，采用Rtx-5色谱柱时，所有目标物在37.920 min内出峰完全且分离效果较好，采用DB-5色谱柱时，所有目标物在34 min内出峰完全，但顺-氯丹和α-硫丹重合，莠去津和β-六六六、P, P’-DDD和O, P’-DDT分离效果不佳。因此，采用Rtx-5色谱柱对目标物进行分离。32种农药混合标准品的色谱图见图1。

图1 32种有机氯农药混合标准溶液色谱图

2.3 基质效应

农药残留分析中基质效应（matrix effect，ME）普遍存在，为提高分析方法的可靠性，须对目标物进行基质效应评估，并采取有效措施予以补偿或消除[12]。通常利用“基质校准曲线斜率/溶剂校准曲线斜率”评价基质效应。比值介于0.8～1.2之间，基质效应可忽略；比值＜0.8，存在基质抑制效应；比值＞1.2，存在基质增强效应[13-14]。结果表明，除莠去津存在基质抑制效应外，其余农药的基质效应均介于0.8～1.2之间，结果见表1。为最大限度降低基质效应影响，方法采用基质校准曲线进行分析。

表1 32种农药的保留时间、校准曲线、相关系数、检出限、定量限、回收率、精密度和基质效应

2.4 超声提取时间选择

为考察超声时间对提取效果的影响，进行了提取时间（5，10，15和20 min）的平行试验。结果表明，超声时间对提取效果的影响不明显，为了提高试验效率，超声时间为5 min。

2.5 净化方式的选择

PSA作为一种弱阴离子交换剂，能除去糖类、脂肪酸、有机酸等极性物质，C18能除去油脂和非极性物质。大米是脂肪酸、糖类含量相对较高，水分含量相对较低的基质。方法以净化剂PSA、C18对样品净化，采取单因素试验，在空白样品中加标，分析回收率确定净化剂的最佳用量。为防止可能存在的水分对毛细管柱固定相造成损伤，参考AOAC 2007.01[15]，净化剂里加入300 mg无水MgSO4。

2.5.1 PSA用量对回收率的影响

在2 mL上清液中均加入300 mg无水MgSO4和50 mg C18时，再分别加入10，25，50，75和100 mg PSA，结果表明，随PSA用量增加，异狄氏剂醛回收率（见图2）先增大后减小，但PSA用量对其余农药回收率无明显影响。因此，该方法中PSA用量为25 mg。

图2 PSA用量对异狄氏剂醛回收率影响

2.5.2 C18用量对回收率的影响

在2 mL上清液中均加入300 mg无水MgSO4和25 mg PSA，再分别加入10，25，50，75和100 mg C18，结果表明，随C18用量增加，莠去津回收率（见图3）先增大后减小，但C18用量对其余农药回收率无明显影响。因此，该方法中C18用量为50 mg。经试验优化，净化剂用量为：每2 mL上清液中加入300 mg 无水MgSO4、25 mg PSA和50 mg C18。

图3 C18用量对莠去津回收率影响

2.6 线性范围、检出限与定量限

对基质系列标准工作液在优化的试验条件下分析，以各农药的峰面积对其质量浓度进行线性回归，绘制校准曲线，考察线性关系。用空白大米样品加标的方法，分别以信噪比S/N≥3时的含量定义为检出限（LOD），信噪比S/N≥10时的含量定义为定量限（LOQ）。结果显示，各目标物在0.01～0.10 μg/mL范围内线性关系良好，相关系数（r）为0.993 7～0.999 9。各目标物的LODs为1.0～20.0 μg/kg，LOQs为2.0～25.0 μg/kg，结果见表1。结果说明该方法适用于大米中有机氯农药残留的分析。

2.7 回收率与精密度

选取空白大米样品，在50.0，200.0和500.0 μg/kg添加水平下进行添加回收试验，每一添加水平平行分析6次，考察方法的回收率和精密度。结果显示，在3个不同添加水平下，目标物的平均加标回收率分别在71.8%～110.7%，87.2%～113.8%和76.5%～112.2%之间，相对标准偏差（SRSD）分别在0.62%～8.6%，0.28%～6.2%和0.19%～3.1%之间，具体结果见表1。该方法的准确度和精密度较好，能满足大米样品中有机氯农药残留的检测要求。

2.8 实际样品测定

将建立的方法用于当地市售30例大米样品检测，其中2个大米样品检出七氯和氧氯丹，其余农药均未检出。检出样品中七氯含量分别为8.7和15.9 μg/kg；氧氯丹含量分别为11.4和18.7 μg/kg。典型阳性样品谱图见图4。

图4 典型阳性样品色谱图

3 结论

试验建立了QuEChERS-GC-ECD检测大米中32种有机氯农药残留的分析方法，并对净化条件、基质效应等关键因素进行了考察评价。与传统样品处理法对比，该方法具有快速准确、操作简单、成本低廉等优点，可为大米中有机氯类农药多残留的检测提供新路径。