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气相色谱质谱测定三七、云木香、茯苓中有机磷农药残留量方法研究



全 文 :303
气相色谱质谱测定三七、云木香、茯苓中
有机磷农药残留量方法研究
刘 卫1,2,3,吴 娜1,2,3,潘青山1,2,3,樊爱萍1,2,3,严和平1,2,3,陈显兰1,2,3,周 波1,2,3,石 玲1,2,3,徐世娟1,2,3
( 1.云南红河学院理学院化学系,云南蒙自 661100; 2.云南红河学院理学院分析测试中心,云南蒙自 661100;
3.云南省高校天然药物与化学生物学重点实验室,云南蒙自 661100)
摘 要:采用气相色谱质谱( GC /MS) 建立三七、云木香、茯苓中的 8 种有机磷类农药( 甲胺磷、敌敌畏、乙酰甲胺磷、敌
百虫、乐果、乙拌磷、甲基对硫磷和毒死蜱) 残留量的快速检测方法。样品经过丙酮超声提取,提取液经过 C18固相萃取
小柱净化,乙酸乙酯和正己烷的混合溶液(体积比为 5∶5混合)为洗脱液洗脱,洗脱液浓缩尽干后乙腈定容,于 GC/MS上
检测。对样品前处理条件进行了优化,采用选择离子扫描( SIM) 方式,外标法定量。8 种有机磷类农药在 0.05~5μg /mL
范围内线性良好,相关系数为 0.9910~0.9994,平均加标回收率为 71.03% ~115.57%,相对标准偏差 ( RSD,n = 3 ) 为
0.54% ~9.36%,检出限( S /N = 3) 在 2.8 × 10 -6~4.0 × 10 -5μg之间。结果表明,该方法简便、快速,能满足三七、云木香、
茯苓中 8 种有机磷类农药残留量同时测定的要求。
关键词:气相色谱质谱,三七,云木香,茯苓,有机磷类农药
Study on determination of eight organophosphate pesticides residues
from Panax Notoginseng,Aucklandia Lappa Decne and Poria Cocos by
Gas Chromatography /Mass Spectrometry
LIU Wei1,2,3,WU Na1,2,3,PAN Qing-shan1,2,3,FAN Ai-ping1,2,3,YAN He-ping1,2,3,
CHEN Xian- lan1,2,3,ZHOU Bo1,2,3,SHI Ling1,2,3,XU Shi-juan1,2,3
( 1.Dept.of Chemistry,Honghe College,Mengzi,661100,China;
2.School of Science,Honghe University,Mengzi 661100,China;
3.Key Loboratory of Natural Pharmaceutical & Chemical Biology of Yunnan Province,Mengzi 661100,China)
Abstract: A rapid analytical method has been developed for determination of eight Organophosphate Pesticides
( Methamidophos,Dichlorovos,Acephate,Frichlorfon,Dimethoate,Disulfoton,Parathion - methyl,Chlorpyrifos )
Residues from Panax Notoginseng,Aucklandia Lappa Decne and Poria Cocos by Gas Chromatography /Mass
Spectrometry( GC/MS) .The sample was extracted with acetone as the extraction by means of ultrasonication.The
crude extract was purified by an C18solid phase extraction column,which was eluted from homogenized tissue with
ethylacetate-n-hexane( 5∶5,v /v) .The eluates were concentrated,and then were redissolved in acetonitrile prior to
GC/MS analysis.Sample pre- treatment conditions were optimized.The determination was performed in selected
ion monitoring ( SIM ) mode with the external calibration for quantitative analysis. The linear range of eight
organophosphate pesticides was 0.05 ~ 5μg /mL,the correlation coefficients were 0.9910 ~ 0.9994,the average
recoveries ranged from 71.03% to 115.57%,and the relative standard deviation( RSD,n = 3) were between 0.54%
and 9.36%,the limits of detection ( S/N = 3 ) were 2.8 × 10 -6~4.0 × 10 -5 μg.The results indicated that the method
developed was easier and faster. It also demonstrated that this multiresidue analysis method could meet the
requirements for simultaneous determination of many organophosphate pesticides in Panax Notoginseng,
Aucklandia Lappa Decne and Poria Cocos.
Key words: GC/MS; Panax Notoginseng ; Aucklandia Lappa Decne; Poria Cocks; organophosphate pesticide
residues
中图分类号:TS207.3 文献标识码:A 文 章 编 号:1002-0306(2013)17-0303-04
收稿日期:2013-01-25
作者简介:刘卫( 1962- ) ,女,硕士,教授,从事食品药品农药残留检测
分析及光催化。
基金项目:国家公益行业项目 ( 200810998 ) ; 云南省应用基础研究计
划青年项目( 2012FD053) 。
三七、云木香、茯苓被列入食品目录中,可以药
食两用,具有中药与食物的共同点。三七具有止血、
散瘀、消肿、止痛、补虚、强壮等功效[1]; 云木香具有解
痉、降压和抗菌作用[2]; 茯苓具有渗湿利尿、合胃健
脾、宁心安神、抑菌、增强机体抗病能力及降低血糖
的功效[3]。三七、云木香、茯苓作为防治、治病、保健
304
的特殊用品,为国内患者或体弱者服用,并以食品补
充剂等多形式出口国外,备受青睐。因此,野生中药
材已供不应求,人工种植的中药材逐步走向市场。
为防止病虫害,提高产量,减轻劳动强度,各种农药
被广泛应用于中药材的生产中[4],从而导致中药材中
农药含量超标,不仅影响中药材的质量,甚至使患者
蓄积中毒。随着国内外对中药材认识的加深以及需
求量的增长,以及人们对中药材安全性要求的不断
提高,中药材中农药残留问题成为人们关注的焦
点[5]。相对于有机氯、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯类农
药,有机磷农药被广泛应用于防治植物病、虫、草
害[6],品种多、药效好、用途广,但易对人体或者动物
造成急性中毒,是一类具有全身多脏器毒性的污染
物[7]。目前,有机磷农药残留量测定方法的文献报道
多为蔬菜、谷物、饲料、水质等,鲜有中药材中有机磷
农药残留量测定方法的报道。而且我国对中药材中
有机磷农药的残留量限制尚无统一标准,其残留量
会影响我国中药材的出口[8]。针对有机磷农药的特
点及三七、云木香、茯苓的自身差别,为保护消费者
健康,本文探讨建立高灵敏度、高选择性、简便快速
的三七、云木香、茯苓中有机磷农药多残留的气相色
谱质谱检测方法,为建立其国家检测标准和质量控
制奠定基础,确保中药材的用药安全和人体健康。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
三七、云木香、茯苓原生药 购买于当地中药市
场,先用自来水冲洗 2~3 次,再用去离子水洗净,于
60℃烘箱中干燥 5h,用粉碎机粉碎后过 40 目筛,将
40 目粉末状的原药置于干燥器内保存备用。
乙腈 色谱纯;丙酮、乙酸乙酯、正己烷、无水硫
酸钠、氯化钠,均为分析纯; 无水硫酸钠: 经120℃干
燥 4h,置于干燥器中备用;氯化钠:经120℃干燥 4h,
置于干燥器中备用; 甲胺磷( 纯度:98.5%)、敌敌畏
( 纯度:97.0%)、乙酰甲胺磷( 纯度:99.0%)、敌百虫
( 纯度:99.0%)、乐果( 纯度:98.0%)、乙拌磷( 纯度:
95.3%)、甲基对硫磷( 纯度:98.5%) 和毒死蜱( 纯度:
98.5%) 标准品,德国Dr.Ehrenstorfer公司。
超声波清洗器 HS3120 天津市恒奥科技发展有
限公司;旋转蒸发仪N-1200A 中国上海 EYELA; 电
子天平 CP224C 中国奥豪斯; 固相萃取装置HSE-
12D 天津市恒奥科技发展有限公司;电热鼓风干燥
箱 HG202-2 郑州宏朗仪器设备有限公司;C18固相萃
取小柱(6mL,300mg)Waters公司;Rtx-5ms(30.0m ×
0.25mm × 0.25um) 弹性石英毛细管柱(RESTEK) 日
本岛津;GC-MS-QP2010 日本岛津。
1.2 农药标准溶液的配制
标准储备液:称取约0.01g标准品( 精确至1mg)
于 10mL容量瓶中,用丙酮定容至刻度,配制浓度为
1mg /mL(1000μg /mL) 的标准储备液,于4℃下避光
保存。
混合标准中间液: 分别移取0.5mL 标准储备液
于 50mL容量瓶中,用丙酮定容至刻度,得到浓度为
10μg /mL的混合标准储备液,于 4℃下避光保存。
基质标准液的配制: 移取5mL 混合标准中间液
至 10mL的容量瓶中,采用三七经提取净化的无检测
目标化合物溶液稀释定容,得到 5μg /mL 的工作溶
液,用逐级稀释的方法,配制浓度为 0.05、0.1、0.25、
0.5、1、2、5μg /mL的基质工作溶液。
1.3 仪器条件
进样口温度:200℃; 分流比为20 ∶ 1; 柱流量:
1.80mL /min;程序升温:70 ℃(1min) →
12℃ /min
200℃
(2min) →
1 ℃ /min
210℃(2min) ; 离子源温度:200℃;
接口温度:250℃; 检测电压:1.27KV; 溶剂延迟:
5min;质量扫描范围:50~500m /z。
1.4 定性及定量离子
采用选择离子模式(SIM) 与单一标准溶液进样
相结合对 8 种农药定性,在选择离子扫描的基础上
采用提取单一离子的方法进行定量,以提高分析灵
敏度及降低干扰。本文所选的定量定性离子,如表 1
所示。
表 1 8 种有机磷农药名称、保留时间及定量定性离子
Table 1 The names,retention times,quantitative ions and
qualitative ions of eight organophosphate pesticides
序号 农药名称
保留时间
(min)
定性定量离子(m/z)
(* 定量离子)
1 甲胺磷 7.156 94* ,47、141、187
2 敌敌畏 7.435 79* ,109、185、220
3 乙酰甲胺磷 9.642 136* ,183、142、94
4 敌百虫 10.004 145* ,79、109、221
5 乐果 12.998 125,87、143、229
6 乙拌磷 14.041 88* ,60、186、274
7 甲基对硫磷 15.424 263* ,109、125
8 毒死蜱 17.335 314* ,197、258、286
1.5 实验步骤
1.5.1 提取 分别称取约 1.00g 的样品于 100mL 的
具塞三角瓶中,加入 20mL丙酮溶剂后放入超波清洗
器中超声提取 30min,提取液经 5g 无水硫酸钠和氯
化钠按质量比为 1∶1 混合的混合固体试剂干燥,干燥
后于旋转蒸发仪上浓缩近干( 水浴温度低于40 ℃) ,
用乙酸乙酯和正己烷溶液(5∶5) 定容至2mL,待净化。
1.5.2 净化 将 C18固相萃取小柱置于固相萃取装置
上,用 2mL 乙酸乙酯和正己烷溶液(5∶5) 活化[9],再
将待净化的样品试液转移至 C18固相萃取小柱内,用
2mL乙酸乙酯和正己烷(5 ∶5) 的混合溶剂重复5 次
进行洗脱,速率不超过 5.0mL /min 为宜; 收集洗脱
液,于旋转蒸发仪上浓缩,用乙腈定容至 1mL,待测。
2 结果与讨论
2.1 提取溶剂的选择
有机磷农药的品种多,极性较强,不同农药品种
选取的提取溶剂极性强弱不同,中等极性和强极性
的有机溶剂有二氯甲烷、氯仿、乙腈、甲醇、丙酮及苯
等,这些溶剂均能将各种有机磷农药提取出来[10]。
鉴于氯仿、苯的毒性相对较大,论文考察了甲醇、乙
腈、丙酮、二氯甲烷四种溶剂对三七、云木香、茯苓中
305
表 2 不同溶剂提取实验的回收率测定结果
Table 2 The recoveries of four kinds of carbamate pesticides with different extraction solvents
农药名称
加标量
(μg)
加标回收率(%)
甲醇 乙腈 丙酮 二氯甲烷
三七 云木香 茯苓 三七 云木香 茯苓 三七 云木香 茯苓 三七 云木香 茯苓
甲胺磷 2.1216 50.63 63.24 65.48 86.79 79.85 80.77 99.67 101.34 109.78 78.93 83.44 78.95
敌敌畏 1.8528 60.96 45.97 67.40 68.73 74.43 68.55 91.24 96.70 112.59 80.56 69.70 73.60
乙酰甲胺磷 1.9760 55.33 58.72 59.89 78.65 76.97 75.24 99.49 92.39 106.78 78.96 66.96 50.41
敌百虫 2.0480 62.45 60.89 69.01 62.90 80.24 79.38 92.90 94.76 106.49 84.76 86.90 95.91
乐果 2.0460 45.97 57.34 74.56 65.87 60.49 64.67 95.76 103.70 99.81 69.65 95.50 90.37
乙拌磷 2.0000 61.66 59.78 62.43 67.98 79.19 82.13 101.43 109.42 95.24 74.80 56.72 81.34
甲基对硫磷 2.0160 72.56 69.90 59.72 72.65 73.21 85.36 108.97 95.87 98.67 69.88 80.54 80.97
毒死蜱 2.0480 69.76 66.73 71.67 80.30 84.53 79.49 97.40 97.59 93.95 74.75 79.46 87.52
残留有机磷农药的提取效果,结果见表 2。由表 2 可
知,丙酮提取的样品加标回收率相对高( 加标回收率
均高于 90%) ,所以实验选用丙酮为提取溶剂。
2.2 洗脱剂用量的选取
固相萃取柱中填料不同,对检测农药或有机溶
剂提取出来的化合物均有不同的吸附效应。为了考
察检测农药经过 C18固相萃取小柱后,C18固相萃取小
柱对检测农药的吸附情况及洗脱剂用量的影响。实
验以云木香提取液作为研究基质,原因是三七、云木
香、茯苓三种中药材相比,云木香提取液基质相对复
杂。实验称取约 5.0g 云木香粉末于锥形瓶中,加入
50mL的丙酮,超声波提取 30min,提取液经 5g 混合
无水硫酸钠和氯化钠( 按质量比为1 ∶1 混合) 过滤,
滤液浓缩至干,用正己烷与乙酸乙酯的混合溶剂( 体
积比为 5∶5) 转移稀释定容至10mL容量瓶中,分别取
出 2mL四份的提取液,其中三份加入混合标准品,一
份为参照溶液,均进行净化处理,加入混合标准品的
三份样品的洗脱溶剂用量分别为 6.00、10.00、
12.00mL,参照溶液的洗脱剂用量为 12.00mL,净化液
均于 GC /MS 上检测。结果见表 3。由表 3 可知,洗
脱剂的用量影响检测结果,洗脱剂用量少,目标化合
物洗脱效果差,柱子上的损失率相对增加。但是随
着洗脱剂用量的增加,出现部分农药的回收率降低
或相当,如甲胺磷、敌敌畏、乙酰甲胺磷、乐果、甲基
对硫磷、毒死蜱,仅有少部分农药的回收率出现上升
趋势。所以,采用 2mL乙酸乙酯和正己烷(5∶5) 的混
合溶剂重复 5 次进行洗脱,洗脱剂用量为 10.00mL不
仅可以达到洗脱效果佳,而且节省试剂。
2.3 回归方程、线性相关系数、检出限
按“1.4”优化的色谱条件,对系列浓度的标准工
作溶液进行测定,以峰面积为纵坐标,浓度为横坐
标,绘制标准曲线,得线性回归方程、相关系数( 见
表 4) ,并且结合浓度为0.05μg /mL 的混合标准溶
液检测谱图,根据检出限浓度为信噪比 S /N = 3 计
算出最低检出浓度( 见表4)。同时 8 种有机磷农
药在线性范围为 0.05~5μg /mL 内的仪器响应值与
质量分数呈良好线性关系。浓度为 5.0μg /mL 8 种
有机磷农药混合标准溶液的全扫描总离子流色谱
图,参见图 1。
表 3 洗脱剂用量对 8 种有机磷类
农药回收率和柱损失率的影响
Table 3 Effects of different dosage of eluents on the
recoveries and column loss of 8 organophosphate pesticides
农药名称
加标量
(μg)
洗脱剂用量
(mL)
回收率
(%)
柱损失率
(%)
甲胺磷 2.1216
6 70.67 29.33
10 95.89 4.11
12 95.34 4.66
敌敌畏 1.8528
6 74.31 25.69
10 98.97 1.03
12 96.87 3.13
乙酰甲胺磷 1.9760
6 66.45 33.55
10 89.76 10.24
12 89.81 10.19
敌百虫 2.0480
6 69.45 30.55
10 96.43 3.57
12 94.56 5.44
乐果 2.0460
6 65.42 34.58
10 88.75 11.25
12 90.23 9.77
乙拌磷 2.0000
6 77.21 22.79
10 97.33 2.67
12 99.49 0.51
甲基对硫磷 2.0160
6 80.24 19.76
10 93.00 7.00
12 92.09 7.91
毒死蜱 2.0480
6 85.12 14.88
10 97.36 2.64
12 96.78 3.22
2.4 加标回收率与精密度
分别称取 1.000g 无目标物物残留的三七、云木
香、茯苓样品各三份,分别加入同一水平的混合标准
溶液,各平行重复 3 次。按照 1.6 分别进行 8 种有机
磷农药的回收率及精密度实验,实验结果见表 5。结
果显示,平均加标回收率在 71.03% ~115.57%之间,
相对标准偏差(RSD,n = 3) 在0.54% ~9.36%之间,表
明该方法具有良好的准确性和精密度。
306
表 5 3 种药材中有机磷类农药组分的添加量、平均回收率和相对标准偏差
Table 5 The spiked,the average recoveries and the relative standard deviation(RSD)
of organophosphate pesticides in 3 Chinese Medicinal Materials
农药名称
加标量
(μg)
平均回收率(%) RSD(%)
三七 云木香 茯苓 三七 云木香 茯苓
甲胺磷 2.1216 71.27 87.32 80.33 5.52 7.87 3.45
敌敌畏 1.8528 77.01 71.03 76.64 5.60 6.76 2.76
乙酰甲胺磷 1.9760 94.47 82.29 85.53 8.21 5.34 0.78
敌百虫 2.0480 80.20 107.60 97.09 5.59 7.65 0.54
乐果 2.0460 73.26 72.57 89.65 2.28 6.89 1.25
乙拌磷 2.0000 74.95 93.26 110.72 2.28 3.41 1.47
甲基对硫磷 2.0160 87.22 113.59 115.57 9.36 2.39 2.04
毒死蜱 2.0480 88.46 83.71 88.59 0.67 3.97 1.32
表 6 3 种药材( 三七、云木香、茯苓) 中8 种有机磷农药的残留量(μg /g)
Table 6 Eight Organophosphate Pesticides Residues from Panax Notoginseng,Aucklandia Lappa Decne and Poria Cocos(μg /g)
样品 甲胺磷 敌敌畏 乙酰甲胺磷 敌百虫 乐果 乙拌磷 甲基对硫磷 毒死蜱
三七 0.160 0.030 - - 0.021 0.050 0.016 0.024
云木香 0.080 0.0112 0.023 - 0.034 - - 0.009
茯苓 - 0.007 - - 0.002 - - -
图 1 浓度为 5.0μg /mL 8 种有机磷农药
混合标准溶液的全扫描总离子流色谱图
Fig.1 Total ion current chromatogram of mixed solution
of 8 organophosphate pesticide standards
by scan mode(5.0μg /mL)
注:1-甲胺磷;2-敌敌畏;3-乙酰甲胺磷;4-敌百虫;
5-乐果;6-乙拌磷;7-甲基对硫磷;8-毒死蜱。
表 4 8 种有机磷农药回归方程、线性相关系数、检出限
Table 4 The linear regression eqation,the correlation
coefficients and LOD of 8 organophosphate pesticides
农药名称 线性方程 相关系数
检出限
LOD
(μg)
甲胺磷 y = 285788.7x-26560.82 0.9960 6.0 × 10 -6
敌敌畏 y = 357780.3x-10219.8 0.9910 2.8 × 10 -6
乙酰甲胺磷 y = 152211.5x-544.3728 0.9994 4.0 × 10 -5
敌百虫 y = 14883.73-2199.624 0.9942 8.2 × 10 -6
乐果 y = 375854.7x-35431.46 0.9964 6.1 × 10 -6
乙拌磷 y = 61360.4x-80365.65 0.9931 7.4 × 10 -6
甲基对硫磷 Y =39213.34X-2786.101 0.9971 5.3 × 10 -6
毒死蜱 y = 130539.1X-14803.37 0.9954 6.1 × 10 -6
2.5 样品检测
准确称取购买于某一中药市场三七、云木香、茯
苓样品,采用本方法测定其中 8 种有机磷农药的残
留量,结果见表 6。测定结果可知 3 种药材中检出了
部分有机磷农药的存在,其含量相对较低;敌敌畏和
乐果在 3 种中药材中都有残留,敌百虫未检测到。
3 结论
将固相萃取技术与气相色谱质谱技术联用,建
立测定中药材三七、云木香、茯苓中 8 种有机磷农药
的残留量,方法快速简便,回收率均高于 71.03%,相
对平均偏差(RSD) 均低于10%,能够满足农药残留
的测定要求,结果令人满意。
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