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固相萃取-毛细管气相色谱法测定枇杷花中有机氯农药残留量



全 文 :固相萃取-毛细管气相色谱法
测定枇杷花中有机氯农药残留量
杨必坤1 , 张 宏 1 , 2 , 张晓喻1 , 2 , 刘 刚1 , 2 , 徐世兰2
(1.四川师范大学生命科学学院 , 成都 610068;2.四川师范大学植物资源应用与开发研究所 , 成都 610068)
摘 要:建立了枇杷花中有机氯类农药残留量的固相萃取-毛细管气相色谱
(SPE-CGC)分析方法 。对采自福建蒲田等 12 地的枇杷花中六六六(4 种异构
体)、滴滴涕(4种异构体)、五氯硝基苯共 9 种有机氯农药的残留量进行了测
定 。样品采用丙酮超声波提取 , 浓缩后过 Florisil固相萃取小柱净化 , 洗脱剂为
V(正己烷)∶V(丙酮)100∶1。用 DB-1701弹性石英毛细管气相色谱柱分离样品 ,
微电子捕获检测器进行检测 。9种有机氯农药的峰面积与其质量浓度均有良好
的线性关系 , 相关系数均大于 0.999 , 最低检测限为 0.016 ~ 0.125μg L , 样品的
加标回收率为 85.4%~ 106.9%, 相对标准偏差为 1.8%~ 9.8%。该方法能够
满足农药残留检测的要求 。
关键词:固相萃取;毛细管气相色谱法;有机氯类农药;枇杷花
中图分类号:O657.8  文献标识码:A   文章编号:1000-0720(2010)01-057-04
  以六六六(BHC)和滴滴涕(DDT)为代表的有
机氯农药(Organochlorine Pesticides , OCPs)由于杀虫
效果显著曾被广泛使用 , 但该类农药具有致癌 、
致畸 、致突变效应和遗传毒性 , 且挥发性小 、水溶
性差 、半衰期长 、不易降解和代谢 , 广泛存在于各
种环境介质(地下水 、土壤等)及动植物组织器官
和人体中[ 1 ~ 3] 。因此 , 我国于 1983年停产六六六
和滴滴涕 , 但环境介质中残存的农药可以通过生
物富集作用进入动植物体内 , 封棣[ 4] 等研究表明
土壤中残留量高的农药在中药材中含量也较高。
用于中药材有机氯农药残留测定的净化方法
主要有浓硫酸磺化法和固相萃取法(SPE)[ 5] 。固相
萃取(SPE)结合GC-ECD检测中药材中有机氯类农
药残留已有研究报道[ 1, 6] , 该方法能简便有效地除
去杂质组分并浓缩待测组分 , 是一种最常使用的
样品前处理方法[ 7, 8] 。
枇杷花中有机氯类农药残留量的检测方法尚
未见报道 , 本课题组采用 Florisil固相萃取-毛细管
气相色谱(SPE-CGC)法分析测定枇杷花中 9 种有
机氯类农药残留 , 该方法能满足实际样品快速测
定的需要 , 检出限为 0.016 ~ 0.125 μg L , 低于文
献[ 1] 的报道。不同产地枇杷花中有机氯农药残留
量的测定 , 为枇杷花的开发和利用奠定了基础 。
1 实验部分
1.1 仪器 、试剂与材料
7890A气相色谱仪 , 微电子捕获检测器μECD ,
CTC-PAL 自动进样器(美国 Agilent公司);Syncore
Analyst R-12 多功能平行浓缩仪(瑞士 BUCHI 公
司);Avanti· J-25 离心机(美国 Beckman 公司);
WK-1000A高速中药粉碎机(青州市精诚机械公
司);WH-2微型漩涡混合仪(上海沪西分析仪器
厂);超声波清洗器(江西昆山超声仪器公司)。
C18 、 Florisil 、 Carbon 及 Alumina SPE 小 柱
(500 mg×6 mL , 美国 Agilent公司)。农药标准品:
六六六(α-BHC 、 β-BHC 、γ-BHC 、δ-BHC)、滴滴涕
(pp′-DDE 、 pp′-DDD 、 op′-DDT 、 pp′-DDT)及五氯硝
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收稿日期:2009-04-12;修订日期:2009-07-10
基金项目:四川省教育厅青年基金(2006B035)和四川省攀枝花市科技局重点(2008CY-S-1)项目资助
作者简介:杨必坤(1984-), 男 , 硕士研究生;E-mail:bikunyang@126.com.、 zwyjs2006@yahoo.com.cn
DOI :10.13595/j.cnki.issn1000-0720.2010.0016
基苯(PCNB)购自农业部环境保护科研监测所 , 质
量浓度为 100 mg L;石油醚(60 ~ 90 ℃), 其它试
剂均为分析纯 , 有机试剂使用前重蒸馏。
枇杷花样品由本课题组在全国各地采集 , 经
本院植物教研室鉴定为蔷薇科植物枇杷 (Eriobot-
rya japonica(Thunb.)Lindl.] 的花。
1.2 样品处理
称取过0.55 mm筛的干燥枇杷花样品 1 g (精
确到 0.0001 g), 置于 100 mL 具塞锥形瓶中 , 加
40 mL丙酮 , 超声提取(温度 20 ℃, 频率 40 kHz)
30 min后 抽滤 , 滤液过 10 cm 高的无水 Na2SO4 玻
璃小柱 , 用少量丙酮多次洗涤容器壁及脱水小柱 ,
溶液于多功能平行浓缩仪在 40 ℃浓缩至近干 , 待
净化 。
依次用 V(正己烷)∶V(丙酮)=100∶1 、正己烷
各5 mL 活化 、平衡固相萃取柱 。用 5mL正己烷分
2次溶解样品并上样于固相萃取柱 , 使其逐滴流
下。用 15 mL V(正己烷)∶V(丙酮)=100∶1淋洗小
柱 , 收集洗脱液 , 于多功能平行浓缩仪在 40 ℃浓
缩至近干 , 加正己烷 5 mL 溶解 , 微孔过滤膜
(0.45μm)过滤 , 备GC-ECD测定 。
1.3 色谱条件
色谱柱:DB-1701弹性石英毛细管柱(30 m×
0.25 mm i.d.×0.25 μm);载气:高纯N2 , 流速为
1.0 mL min(恒流模式);尾吹气:高纯N2 , 流速为
20 mL min(恒定尾吹+柱流);进样量:1μL(不分
流);进样口温度:230 ℃;检测器温度 300 ℃;程
序升温:初始温度 100 ℃, 以 10 ℃ min 升至
220 ℃, 再以 8 ℃ min升至 250 ℃, 保持10 min[ 9] ;
外标法定量。
1.4 标准曲线及检出限
用石油醚配制 250 μg L 的农药混合标准品贮
备溶液 , 移取标准品贮备液分别配制成0.25 、0.5 、
1 、 5 、10 、 50 、100 、 250 μg L的混合标准品浓度梯
度溶液 , 按 1.3色谱条件进样分析 , 以质量浓度
(μg L)为横坐标(ρ), 以峰面积为纵坐标(Y), 线
性回归得标准曲线方程 。取上述 0.25μg L混合标
准品溶液逐级稀释 , 稀释液按 1.3 色谱条件进样
分析 , 峰高<3倍噪声即认为无法检出。
2 结果与讨论
2.1 提取条件的优化
2.1.1 提取溶剂 实验了丙酮 、石油醚 、正己烷 、
V(石油醚)∶V(丙酮)=1∶2 、 V(丙酮)∶V(正己烷)
=2∶1 , 1∶1 , 1∶2 、V(丙酮)∶V(CH2Cl2)=2∶1的提
取效果。结果表明:丙酮的提取效果最好 , 提取出
的干扰杂质较少且在净化处理中容易被除去。
2.1.2 提取溶剂用量及超声提取时间 实验了
10 、20 、30 、 40 mL丙酮的提取效果 , 结果表明:β-
BHC 、γ-BHC 、δ-BHC 及 PCNB 的提取受提取溶剂
用量影响不明显 , 其它 5种农药在一定范围内随
溶剂用量的增大提取率有所增加 , 当用量超过
30 mL或40 mL时 , 提取趋于完全。
考察了超声 15 、 30 、 45 、 60 min 的提取效果 。
结果表明:δ-BHC 、γ-BHC 、 pp′-DDD及 PCNB受超
声提取时间影响不明显 , 其它 5种农药的提取率
并未随超声提取时间增长而持续增加 , α-BHC 、
pp′-DDT 、 pp′-DDE 及 op′-DDT 超声提取 30min , β-
BHC超声提取40 min时测定值最高 , 其后开始减
小 , 分析认为超声雾化作用及超声时局部产生的
热量使部分农药挥发从而使测定结果减小 。
基于上述实验结果 , 正交设计试验最终确定
提取溶剂用量为 40 mL 、超声时间为 30 min。
2.2 固相萃取因素分析
2.2.1 固相萃取小柱 用于有机氯农药残留分析
的SPE柱主要有 Florisil柱 、C18柱 、Alumina Neutral
柱 、Carbon柱等[ 1 , 10, 11] , 其中以 Florisil柱最常用 。
本文比较了这 4种 SPE柱对枇杷花提取物的净化
效果 , 结果表明:C18柱不能完全除尽色素 , Florisil
柱 、Alumina Neutral柱和 Carbon柱都能很好地除去
色素等杂质 , 但后两种 SPE 柱对部分待测农药吸
附能力较强 , 洗脱剂消耗量大 , 回收率偏低 , 样品
提取物经 Florisil柱净化后能有效除去杂质组分 ,
净化后仍存在的杂质与待测农药能完全分离 , 对
分析测定没有影响 。
2.2.2 洗脱剂 实验了 V(正己烷)∶V(乙酸乙
酯)=90∶10 , 100∶1 、 V(正己烷)∶V(丙酮)=95∶5 ,
100∶1 、 V(石油醚)∶V(丙酮)=95∶5 , 100∶1 、 V(石
油醚)∶V(乙酸乙酯)=100∶1 及石油醚的洗脱情
况 , 结果表明:V(正己烷)∶V(丙酮)=100∶1的洗
脱效果最好。
2.2.3 洗脱剂用量 通过洗脱曲线及比较不同用
量洗脱剂的洗脱效果确定洗脱剂的用量为 15 mL。
2.3 标准曲线 、线性范围及检出限
标准曲线方程 、线性关系 、线性范围及检出
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2010年 1 月              分析试验室Chinese Journal of Analysis Laboratory            Vol.29.No.12010-1
限见表1 。
表 1 标准曲线 、相关系数 、 线性范围及最低检测限
Tab.1 Regression equations , correlation coefficients , linear ranges and detection limits
农药 回归方程* r 线性范围 ρ (μg L) 检出限 ρ (μg L)
α-BHC Y=1.204e+007ρ-5.956e+006 0.9999 0.25~ 250 0.016
β-BHC Y=2.650e+006ρ+3.063e+006 0.9999 0.25~ 250 0.125
γ-BHC Y=1.175e+007ρ-4.548e+006 0.9999 0.25~ 250 0.032
δ-BHC Y=8.519e+006ρ-7.029e+006 0.9996 0.25~ 250 0.063
pp′-DDE Y=8.524e+006ρ-8.052e+006 0.9994 0.25~ 250 0.063
pp′-DDD Y=4.830e+006ρ-2.071e+006 0.9996 0.25~ 250 0.125
op′-DDT Y=4.200e+006ρ+1.105e+005 0.9997 0.25~ 250 0.125
pp′-DDT Y=4.662e+006ρ-4.262e+006 0.9994 0.25~ 250 0.125
PCNB Y=1.124e+007ρ+9.801e+006 0.9999 0.25~ 250 0.016
    *ρ (μg L);Y-有机氯农药峰面积
2.4 加标回收率
准确称取枇杷花样品 9份 , 分别加入一定量
的标准品溶液(3 个添加水平 , 每个添加水平
3份), 按 1.2和 1.3方法进行测定 , 计算平均回
收率及相对标准偏差 , 结果见表 2。
2.5 样品分析
准确称取采自 12个不同地方的枇杷花样品 ,
按 1.2和 1.3方法进行测定 , 农药残留量测定结
果见表 3。
表 2 有机氯农药加标回收率的测定
Tab.2 The results of the recovery test for organochlorine pesticides(n=3)
农药 A回收率 % RSD %
B
回收率 % RSD %
C
回收率 % RSD %
α-BHC 100.3 5.0 88.2 1.8 104.8 4.0
β-BHC 103.1 6.0 98.0 2.7 95.4 5.5
γ-BHC 103.1 4.9 87.9 2.0 97.4 7.2
δ-BHC 106.9 6.0 104.4 3.9 85.4 9.3
pp′-DDE 91.0 5.2 90.9 8.2 102.4 5.7
op′-DDT 110.6 5.5 103.0 9.7 92.1 4.6
pp′-DDD 103.6 6.0 103.1 9.7 99.6 5.8
pp′-DDT 104.9 7.3 102.2 3.1 87.6 4.4
PCNB 94.6 4.3 93.2 1.9 91.2 9.2
     添加水平:A-1250 ng g;B-625 ng g;C-5 ng g
表 3 枇杷花中农药残留量的测定
Tab.3 Determination results of organochlorine pesticide residues in samples(n=3)
产地 农药残留 w (μg kg)α-BHC β-BHC γ-BHC δ-BHC pp′-DDE op′-DDT pp′-DDD pp′-DDT PCNB
福建蒲田 13.975 0.600 0.430 0.239 3.269 4.901 0.714 1.752 0.552
湖北黄石 11.156 0.724 0.372 0.421 3.761 5.287 0.689 1.932 0.310
湖南岳阳 6.662 0.804 0.419 0.081 2.507 2.625 1.020 1.182 0.285
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   续表 3(Contiued Tab.3)
产地 农药残留 w (μg kg)α-BHC β-BHC γ-BHC δ-BHC pp′-DDE op′-DDT pp′-DDD pp′-DDT PCNB
浙江杭州 11.410 0.589 0.502 0.100 3.877 5.059 2.425 6.684 0.525
浙江余杭 10.844 0.671 0.344 0.117 3.341 4.718 0.471 1.577 0.322
重庆壁山 19.062 1.054 0.828 0.277 3.508 6.580 0.670 3.251 0.487
四川龙泉 11.503 0.734 0.327 0.329 3.205 4.161 1.548 2.943 0.270
四川内江 7.688 1.304 0.455 0.237 3.325 3.768 1.333 0.839 0.532
四川攀枝花 16.546 0.570 0.916 0.352 3.496 4.343 1.795 10.014 0.243
四川仁寿 10.124 0.528 ! 0.308 0.027 3.659 3.578 0.025 1.675 0.322
四川蒲江 12.554 0.553 0.336 0.061 3.549 5.793 0.666 1.690 0.472
四川遂宁 6.182 0.774 0.477 0.195 1.945 2.265 1.251 0.845 0.447
  致谢:傅若农老师对本文提出了许多宝贵的意见 , 此
处予以衷心感谢!
参考文献
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Determination of residues of organochlorine pesticides in flowers of Eriobotrya japonica L.by solid-phase ex-
traction and capillary gas chromatography
YANG Bi-kun1 , ZHANGHong*1 ,2 , ZHANGXiao-yu1 , 2 , LIU Gang1 , 2 and Xu Shi-lan1 , 2(1.College of Life Scienc-
es , Sichuan Normal University , Chengdu 610068;2.Institute of Phytochemistry , Sichuan Normal University ,
Chengdu 610068), Fenxi Shiyanshi , 2010 , 29(1):57 ~ 60
Abstract:A method for the determination of 9 organochlorine pesticide residues including α-benzene hexachloride
(BHC), β-BHC , γ-BHC , δ-BHC , p , p′-dichloro-diphenyl-dichloroethylene (pp′-DDE), p ,p′-dichloro-diphenyl-di-
chloroethane (pp′-DDD), o , p′-dichloro-diphenyl-trichloroethane (op′-DDT), pp′-DDT , Pentachloronitrobenzene
(PCNB)in flowers of Eriobotrya japonica L.from different places of production by solid-phase extraction and capillary
gas chromatography was developed.The organochlorine pesticides were extracted from samples with acetone by ultra-
sonic and cleaned up by florisil solid-phase extraction column with n-hexane-acetone (100∶1 , V V).Then , the ex-
tract was separated on a capillary column(30 m×0.25 mm i.d.×0.25 μm)and detected by a micro-electron cap-
ture detector.The good linearity was obtained for 9 organochlorine pesticides(r>0.999).The detection limits were
between 0.016 and 0.125μg L.The recoveries were between 85.4% and 106.9%, and relative standard deviations
were 1.8%~ 9.8%.The method is simple , reproducible and accurate and suitable for analysis of pesticide residues.
Keywords:Solid-phase extraction;Capillary gas chromatography;Organochlorine pesticides;Flowers of Eriobotrya
japonica (Thunb.)Lindl
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