一种GC-MS/MS测定水果和蔬菜中二溴氯丙烷残留的方法
技术领域
本发明涉及一种二溴氯丙烷残留量的检测方法,更具体地说,涉及一种采用气相色谱-串联质谱法(GC-MS/MS)定性定量测定水果和蔬菜中二溴氯丙烷残留量的方法,属于农药残留的检测技术领域。
背景技术
二溴氯丙烷,俗称黑药,学名1,2-二溴-3-氯丙烷,英文名称1,2-Dibromo-3-chloropropane(简称:DBCP),CAS号为96-12-8,分子量236.3328,结构式为:
二溴氯丙烷是液态熏蒸性杀线虫剂的活性成份。它是一种农业上使用的土壤熏蒸剂,适用于蔬菜、花卉、烟草、草莓等作物的苗床和温室大棚的熏蒸,防治根结线虫、孢囊线虫、短体线虫、螺旋线虫、纽带线虫、矮化线虫等。众多研究表明二溴氯丙烷对人体有剧毒,具有高残留、致畸、致不育的特点。在发现它对人类健康造成不良影响之后,此化合物于1979年被禁止及限制使用。但仍有不法分子为取得高效的种植效果,暗地使用该农药,为社会留下不少隐患。
国内外对于水果和蔬菜中二溴氯丙烷的检测研究开展的较少,且主要集中在上世纪80年代。已有的研究主要是针对花生上的二溴氯丙烷,采用气相色谱技术进行其残留量检测,但前处理手段落后、过程繁琐、检测效率低,且溶剂多为毒性较大的苯、乙烷、浓硫酸等,对人体有较大危害,不适用于果蔬基质。另外,气相色谱技术无法克服基质干扰、假阳性等问题,不能进行较复杂基质中二溴氯丙烷的检测,限制了其使用范围。因此,迫切需要建立一种操作简单、回收率高、重复性好、检出限低、选择性好的方法,适用于各种蔬菜和水果中二溴氯丙烷的检测。
发明内容
本发明要解决的问题是针对以上不足,提供一种GC-MS/MS测定水果和蔬菜中二溴氯丙烷残留的方法,克服传统技术检测步骤繁琐、溶剂毒性较大、灵敏度低、回收率低、重现性差、不适用于果蔬基质的缺陷,采用本发明的方法,具有检测快速简便、毒性小、灵敏度高、选择性强、重现性好、回收率高的优点。
为解决以上问题,本发明采取的技术方案是:一种GC-MS/MS测定水果和蔬菜中二溴氯丙烷残留的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)提取:称取粉碎好的样品置于具塞离心管中,加入无水硫酸镁、无水乙酸钠和0.1%醋酸/乙腈溶液,立即用玻璃棒充分搅拌均匀,均质后离心得样品提取液;
(2)净化:移取样品提取液上清液于旋蒸瓶中,旋蒸至近干,用乙腈溶解残渣,涡旋振荡,溶解液转入加有分散固相萃取剂和甲苯的离心管中,涡旋振荡,离心,过膜得样品液;
(3)标准工作溶液的配制:采用样品空白基质提取液配制不同浓度标准工作液,然后用标准溶液浓度-色谱峰面积作标准工作曲线;
(4)气相色谱串联质谱(GC-MS/MS)测定
将步骤(3)中的各浓度的标准工作液进行GC-MS/MS测定,用标准溶液浓度-色谱峰面积作出标准工作曲线;
在相同条件下将步骤(2)中得到的样品液进行GC-MS/MS测定,测得样品中二溴氯丙烷的色谱峰面积,带入标准曲线,得到样品液中二溴氯丙烷的含量,然后根据样品液所代表的质量计算得到样品中二溴氯丙烷的残留量。
以下是对上述技术方案的进一步说明:
步骤(1)中样品若为脱水蔬菜和水果,称样量减为正常值的十分之一,然后加水至正常值,浸泡半小时,进行检测。
步骤(2)中分散固相萃取剂由PSA和C18组成,加入量分别为150mg和200mg,甲苯为100ul。
步骤(4)中色谱条件为:色谱柱HP-5MS毛细管色谱柱,30*0.25*0.25;进样口温度250℃;载气:He气,不分流模式进样,进样量1ul;恒流模式,柱流量1.0ml/min;程序升温:初温50℃保持2min,以每分钟5℃的速度升至180℃,保持5min,然后以每分钟20℃的速度升至210℃,保持5min;传输线温度250℃。质谱条件为:离子源温度:250℃;电离模式:EI;碰撞气:高纯氩;多反应监测扫描模式SRM,二溴氯丙烷的母离子为156.8-157.2,子离子分别为74.8-75.2和76.8-77.2。
步骤(4)中测定样品和标准工作溶液时,若两者相应农药的保留时间一致,并且在扣除背景后的样品质谱图中所选择的离子均出现,且离子丰度比与标准溶液一致,则可判断样品中残留此种农药,若不能同时满足上述两个条件,则判断不含该种农药。
回收率为86.54-95.25%,检出限为0.76ug/kg,RSD为2.44-5.79%。
本发明采用以上技术方案,与传统技术相比,具有以下优点:将分散固相萃取前处理技术和GC-MS/MS检测技术相结合,快速简便,采用醋酸、乙腈作为溶剂,毒性小。检出限低至0.76ug/kg,所以灵敏度高。回收率86.54-95.25%,所以选择性强。RSD值2.44-5.79%,所以重现性好,有效的去除了基质的干扰,适用于各种蔬菜水果中二溴氯丙烷的检测。在分散固相萃取前处理方法的净化步骤中加入了甲苯,降低PSA对目标物的吸附,同一基质中使方法的回收率由不加甲苯时的72.03-75.88%,提高到86.54-94.29%。
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
附图说明
附图1为添加在空白苹果基质中的二溴氯丙烷标液的选择离子色谱图;
附图2为空白苹果样品的选择离子色谱图;
附图3为添加在空白苹果基质中的二溴氯丙烷标液的质谱图。
具体实施方式
现以以下实施实例来说明本发明,但并不是限制本发明的范围。
实施例1:下面以苹果为例,说明GC-MS/MS测定二溴氯丙烷残留的方法,包括如下步骤:
(1)样品前处理
称取粉碎并充分混匀的苹果15g,置于100mL塑料离心管中,加入0.1%醋酸/乙腈溶液15mL,无水硫酸镁6.0g,无水乙酸钠1.5g,用玻璃棒充分搅拌均匀,于均质器上高速均质2min,10000r/min,4℃高速离心10min;
取10mL上清液于250mL旋蒸瓶中,旋蒸至近干,准确加入乙腈2mL溶解残渣,1400r/min涡混2min,溶解液转移入盛有150mg PSA、200mg C18和100uL甲苯的离心管中,1400r/min涡混2min,净化液4000r/min,离心10min后用0.45um滤膜过滤,供GC-MS/MS分析。
(2)气相色谱串联质谱(GC-MS/MS)测定
将不同浓度的标准工作液进行GC-MS/MS测定,用标准溶液浓度-色谱峰面积作出标准工作曲线;
在相同条件下将样品液进行GC-MS/MS测定,测得样品中二溴氯丙烷的色谱峰面积,带入标准曲线,得到样品液中二溴氯丙烷的含量,然后根据样品液所代表的质量计算得到样品中二溴氯丙烷的残留量。
(3)色谱条件和质谱条件
色谱条件:
色谱柱HP-5MS毛细管色谱柱,30*0.25*0.25;进样口温度250℃;载气:He气,不分流模式进样,进样量1uL;恒流模式,柱流量1.0mL/min;程序升温:初温50℃保持2min,以每分钟5℃的速度升至180℃,保持5min,然后以每分钟20℃的速度升至210℃,保持5min;传输线温度250℃。
质谱条件:
离子源温度:250℃;电离模式:EI;碰撞气:高纯氩;多反应监测扫描模式SRM,二溴氯丙烷的母离子为156.8-157.2,子离子分别为74.8-75.2和76.8-77.2。
表1 MRM检测参数
*为定量离子对。
(4)基质标准工作曲线
分别用苹果空白基质提取液配制标准工作液各点:0.02、0.05、0.1、0.2、0.5ug/mL,按照实验条件GC-MS/MS测定,用标准溶液浓度-色谱峰面积作出标准工作曲线,求出回归方程如表2。
表2 苹果空白基质中二溴氯丙烷的标准曲线
农药名称 |
保留时间 |
回归方程 |
|
二溴氯丙烷 |
12.07 |
Y=11494X+3200.4 |
0.9927 |
加标回收率和重复性:
在不含二溴氯丙烷的空白苹果样品中加入50、100和200ug/kg三个浓度水平的二溴氯丙烷标准溶液,按上述步骤进行残留量测定。将测定浓度与农药理论添加浓度进行比较,得到农药的添加回收率,每个添加水平平行测定6次,计算其相对标准偏差,测定结果见表3。
表3二溴氯丙烷的回收率和重复性(n=6)
由上表可以看出,在3个添加水平上,二溴氯丙烷的平均回收率为86.54-94.29%,RSD为2.44-5.79%。说明本发明方法的回收率高,重现性好。
检出限:将不同浓度的二溴氯丙烷基质标准工作液注入GC-MS/MS,以最低浓度基质标准溶液色谱峰的3倍信噪比计算检出限,二溴氯丙烷的检出限为0.88ug/kg。
另外,采用同样的实验方法,使用该基质对比研究了在净化粉中不加甲苯时的回收率。测定结果为:不加甲苯时苹果中二溴氯丙烷的平均回收率为72.03-75.88%。对比上述表3中的回收率数据表明,甲苯的加入降低了净化粉对二溴氯丙烷的吸附,大大提高了回收率。
实施例2:下面以冷冻菠菜为例,说明GC-MS/MS测定二溴氯丙烷残留的方法,包括如下步骤:
(1)样品前处理
称取粉碎并充分混匀的冷冻菠菜15g,置于100mL塑料离心管中,加入0.1%醋酸/乙腈溶液15mL,无水硫酸镁6.0g,无水乙酸钠1.5g,用玻璃棒充分搅拌均匀,于均质器上高速均质2min,10000r/min,4℃高速离心10min;
取10mL上清液于250mL旋蒸瓶中,旋蒸至近干,准确加入乙腈2mL溶解残渣,1400r/min涡混2min,溶解液转移入盛有150mg PSA、200mg C18和100uL甲苯的离心管中,1400r/min涡混2min.净化液4000r/min,离心10min后用0.45um滤膜过滤,供GC-MS/MS分析。
(2)基质标准工作曲线
分别用冷冻菠菜空白基质提取液配制标准工作液各点:0.02、0.05、0.1、0.2、0.5ug/mL,按照实验条件GC-MS/MS测定,用标准溶液浓度-色谱峰面积作出标准工作曲线,求出回归方程为Y=19232X+8700.3,相关系数R2=0.9987。
(3)气相色谱串联质谱(GC-MS/MS)测定操作步骤、色谱和质谱条件与上述苹果样品中二溴氯丙烷的测定一致。
加标回收率和重复性:
在不含二溴氯丙烷的空白冷冻菠菜样品中加入50、100和200ug/kg三个浓度水平的二溴氯丙烷标准溶液,按上述步骤进行残留量测定。将测定浓度与农药理论添加浓度进行比较,得到农药的添加回收率,每个添加水平平行测定6次,计算其相对标准偏差,测定结果见表4。
表4二溴氯丙烷的回收率和重复性(n=6)
由上表可以看出,在3个添加水平上,二溴氯丙烷的平均回收率为91.05-95.25%,RSD为3.02-4.05%,说明本发明方法的回收率高,重现性好。
检出限:将不同浓度的二溴氯丙烷基质标准工作液注入GC-MS/MS,以最低浓度基质标准溶液色谱峰的3倍信噪比计算检出限,二溴氯丙烷的检出限为0.76ug/kg.
以上试验的仪器与试剂
均质器(T25,IKA);离心机(5810R,Eppendorf);涡旋混合器(MS3,IKA);气相色谱串联质谱联用仪(TSQ,Thermo)。
PSA和C18均购于艾杰尔有限公司;乙腈:色谱纯;冰醋酸:优级纯;无水乙酸钠:分析纯;无水硫酸镁:分析纯。用前在500℃马弗炉内烘5h,200℃时取出装瓶,贮于干燥器中,冷却后备用。
二溴氯丙烷标准品:纯度为98.5%,购于Dr.Ehrenstorfer.GmbH公司。
除非有特殊说明,以上百分比指的是质量百分比。
以上的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通工程技术对本发明的技术方案作出的各种变型和改进,均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。