GC-MS分析法在人参有机氯农药残留检测中的应用
作者：赵云峰 陈建民 王绪卿
单位：赵云峰 王绪卿(中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所，北京 100050)；陈建民(中国医学科学院药用植物研究所)
关键词：气相色谱-质谱联用技术；有机氯农药；人参
卫生研究990119 摘要 以丙酮-饱和氯化钠溶液-石油醚的一步法提取分离技术制备样品溶液，采用GC-MS分析方法对人参中有机氯农药残留进行了测定。加标人参样品的测定结果表明：两个水平加标回收率：0.10mg/kg添加水平时，除PCNB平均回收率为58.3%，其它组分的平均回收率为76.0%～90.1%，相对标准差为9.3%～15.0%；0.050mg/kg添加水平时，平均回收率为62.3%～87.2%，相对标准差为6.0%～22.5%。应用本方法测定人参中有机氯农药残留，基本上满足了灵敏、快速、准确可靠的分析方法要求。
, http://www.100md.com 中图分类号 S567.51 TS207.53
Application of gas chromatography-mass spectrometry for determination
of the organochlorine pesticide residues in Ginseng
Zhao Yunfeng, Chen Jianmin, Wang Xuqing
Institute of Nutrition and Food Hygiene, Chinese Academy of Preventive Medicine, Beijing 100050,China
A gas chromatographic-electronionization-mass spectrometric method (GC-EIMS) was developed for the determination of organochlorine pesticide residues in Ginseng plants. The Ginseng samples were extracted with acetone, paritioned using petroleam ester with sodium chloride saturated aqueous solution and clean-up with concentrated sulfuric acid. The organochlorine pesticide residues were analysed by GC-MS with monitoring selective mass ions. Ten organochlorine pesticides including alpha, beta, gamma and delta isomers of hexachlorocyclohexane (HCH), pp'-DDE, pp'-DDT, op'-DDT, pp'-DDT, pentachloronitrobenzene (Quintozene, PCNB), and hexachlorobenzene(HCB), were determined simultaneously. Targeted pesticide analytes were separated on DB-5 capillary column. The optimum chromatographic conditions and MS parameters were determined. The average recovery rates for those pesticide residues Ginseng were from 76.6% to 90.1% at 0.1mg/kg of spiked level, except 58.3% for PCNB. The relative standard deviations were 9.3%～15.0%.
, 百拇医药
Key words:gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS), organochlorine pesticide, Ginseng
在人参的栽培生产和贮存过程中，需要使用农药进行病虫害的防治，这就不可避免地给人参带来不同程度的农药残留。我们曾用国家标准方法对多份人参样品中的农药残留进行了检测，均检出HCH残留，部分样品检出了DDT残留[1]。在进行HCH和DDT残留检测中，有些人参样品的HCH各异构体存在严重的干扰。为了准确测定这些样品中各农药组分的含量，有必要建立灵敏、可靠、实用的检测方法。本文采用已建立的有机氯农药多残留GC-MS分析方法对人参中10个有机氯农药残留进行了定量分析[2]。
1 材料和方法
1.1 试剂与仪器
, http://www.100md.com 1.1.1 试剂 加标的混合标准溶液：取各农药的标准储备液，以石油醚配制成加标的混合标准溶液，其中α-HCH、β-HCH、γ-HCH、δ-HCH、op'-DDT、pp'-DDD、pp'-DDE、HCB浓度为0.40μg/ml；pp'-DDT、PCNB浓度为0.50μg/ml。
1.1.2 仪器 MD-800气质联用仪，Masslab软件(VG公司，英国)，旋转蒸发器(Heidolph,德国)，N2-蒸发器(Organomation Associate Inc.,美国)，打碎机(plender, Moulinex,法国)，2D-2调速多用振荡器(江苏金坛县环保仪器厂)。
1.2 样品制备
1.2.1 人参样品的制备 取人参样品，按1∶5的比例加水浸泡，用打碎机制匀浆。称取匀浆24g(相当于人参4g)，加水16ml加入丙酮80ml，振荡1h后，加入氯化钠12g，摇匀，加石油醚60ml，继续振荡1h，静置，使水相与有机相完全分层，取90ml有机相转移至装有适量无水硫酸钠的100ml三角瓶中，过夜。
, 百拇医药
取上述经脱水后的有机溶液70ml，旋转蒸发至1ml左右，加入3～4ml石油醚，再旋转蒸发至近干，使样品液中的丙酮完全蒸除。用石油醚溶解残留物，将样品液转移到5ml刻度试管中，以石油醚定容至刻度。加入浓硫酸0.5ml，振摇1min，离心20min(3000r/min)，取上清液4ml，吹氮浓缩至2ml，待测。
1.2.2 加标样品的制备 称取匀浆24g，加水16ml，加入丙酮80ml，以两个添加水平，加入混合标准溶液，高水平加1.0ml，低水平加0.5ml。加标水平为①除PCNB、pp'-DDT 0.125mg/kg外，其它各组分为0.10mg/kg；对六份样品进行添加试验②除PCNB、pp'-DDT为0.0625mg/kg外，其它各组分为0.05mg/kg，对五份样品进行添加试验。振摇1h，按人参样品的制备方法制备加标的样品溶液。
1.3 测定方法
1.3.1 色谱条件 DB-5毛细管柱(30m×0.25mmi.d×0.25μm，J&W公司)；色谱柱升温程序：初始50℃，保持1min，30℃/min升至150℃，10℃/min升至280℃，保持5min；进口样温度为230℃；不分流时间为1min；进样量为1μl；He流量：以柱前压表示为5 psi。
, 百拇医药
1.3.2 质谱条件 EI离子源；电子能量70eV；发射电流0.2mA；光电倍增器电压350V；离子源温度200℃；接口温度285℃；扫描质量范围50～450amu；扫描速度1sec/scan；溶剂延迟4min。
1.3.3 测定方法 在给定的色谱条件及质普参数下，用选择离子扫描方式进行采集，记录各样品的总离子流图。利用建立的Masslab软件的定量方法，以各农药的保留时间和特征的质量离子进行定性[2]。以峰面积为定量指标，采用外标法计算样品中农药残留量。
2 结果与讨论
2.1 提取方法
以丙酮-饱和氯化钠溶液-石油醚的一步法提取分离技术制备样品溶液，减少了样品处理的中间环节，从而避免了样品在转移过程中的损失，减少了系统误差产生的可能性，同时减少了有机溶剂的使用量，降低了分析成本[3]。
, http://www.100md.com
2.2 净化步骤
农药残留分析属痕量测定，用有机溶剂提取样品时，不可避免的存在共提取物的干扰。净化是农药残留痕量分析工作中的一个重要步骤。本试验采用浓硫酸处理，为简便易行的净化手段。
2.3 回收试验
在样品基质中，添加已知目标物进行回收试验，是验证分析方法可靠性的重要手段。本研究采用在人参的匀浆中，定量加入有机氯农药的混合标准溶液，按照人参的农药残留测定过程，制备加标样品的提取液，进行GC-MS分析。
分别对两个添加水平的加标样品进行测定，计算回收率，结果见表1。从表1中可以看出，对人参样品的两个水平加标：0.10 mg/kg添加水平时，除PCNB平均回收率为58.3%，其它组分的平均回心率为76.6%～90.1%，相对标准差为9.3%～15.0%；0.050mg/kg添加水平时，平均回收率为62.3%～87.2%，相对标准为6.0%～22.5%，符合农药残留痕量分析的要求[4]。PCNB的回收率偏低，可能与其理化性质有关。
, http://www.100md.com
表1 人参加标试验中各农药的回收测定结果 农药
添加水平
(μg/kg)
检测量
(μg/kg)
平均回收
率(%)
RSD(%)
添加水平
(μg/kg)
检测量
(μg/kg)
, http://www.100md.com
平均回收
率(%)
RSD(%)
α-HCH
100.0
80.7
80.7
15.0
50.0
37.0
74.0
7.6
HCB
, http://www.100md.com
100.0
81.2
81.2
12.0
50.0
37.8
75.5
10.7
β-HCH
100.0
79.5
79.5
12.4
, http://www.100md.com
50.0
36.6
73.2
13.2
γ-HCH
100.0
79.3
79.3
12.2
50.0
33.6
67.2
17.4
, 百拇医药
PCNB
1250.0
72.9
58.3
9.3
62.5
38.9
62.3
8.2
δ-HCH
100.0
77.2
77.2
, 百拇医药
9.93
50.0
37.9
75.7
12.7
pp'-DDE
100.0
76.0
76.0
10.9
50.0
39.6
79.2
, http://www.100md.com
6.0
pp'-DDD
100.0
90.1
90.1
13.6
50.0
43.6
87.2
22.5
op'-DDT
100.0
80.8
, 百拇医药
80.8
12.8
50.0
39.0
78.0
11.2
pp'-DDT
125.0
114.8
91.8
13.0
62.5
49.9
, 百拇医药
79.9
16.1
2.4 人参样品的测定
随着质谱技术的发展，质谱法已逐渐成为农药残留分析的有效手段[5]。用化合物的质谱图鉴定组分优于色谱的保留时间，用色谱保留时间和质谱指纹数据对化合物进行分析，最大限度地保证了分析的可靠性。本文按照建立的全扫描质谱分析条件[2]，对人参样品进行全扫描质谱采集，得到各农药组分的质谱图。将样品的质谱图与农药谱库中的标准谱比较，可以看出，人参样品中检出的有机氯农药主要碎片峰及强度与标准谱基本吻合，使该农药组分得到了肯定的确证。依据建立的有机氯农药选择离子扫描质谱采集方法对人参样品进行定量检测[2]，测定结果见表2。
表2 人参样品的GC-MS方法测定结果(1) mg/kg 样品
, 百拇医药
α-HCH
HCB
β-HCH
γ-HCH
PCNB
δ-HCH
pp'
-DDE
pp'-
DDD
op'-
DDT
pp'-
, http://www.100md.com
DDT
1
0.041
0.017
0.01
0.007
0.147
0.026
0.003
-
0.004
0.002
2
, 百拇医药
0.029
0.406
0.007
-
1.967
0.023
0.007
-
0.002
0.027
3
0.042
0.015
, 百拇医药
0.015
0.022
0.107
0.077
0.015
0.012
0.013
0.002
4
0.029
0.031
0.020
0.045
, http://www.100md.com
0.116
0.010
0.006
-
0.012
0.037
5
0.038
0.017
0.023
0.010
0.293
0.009
, 百拇医药
-
0.004
-
0.003
6
0.036
0.007
0.013
0.018
0.065
0.009
0.016
-
, http://www.100md.com
-
0.003
7
0.034
0.047
0.006
0.017
0.939
0.021
-
0.003
0.004
0.024
, http://www.100md.com
8
0.067
0.011
0.012
0.057
0.074
0.147
0.009
-
0.013
0.006
注：(1)-：未检出
作者简介：赵云峰，男，硕士，助理研究员
, 百拇医药
参考文献
1 GB5009.19—85 食品中六六六、滴滴涕残留量的测定方法
2 赵云峰.有机氯农药多残留GC-MS分析方法的研究.卫生研究，1998，27(6)：425-428
3 Steinwandter H. Universal 5-min on-line method for extracting and isolating pesticide residues and industrial chemicals. Fresenius' J Anal Chem, 1985,322：754
4 樊德方主编.农药残留量分析与检测.上海：上海科学技术出版社，1982.119
5 Sherma J. Current status of pesticide residue analysis. J AOAC Int，1997，80(2)：283
1998-06-14收稿, http://www.100md.com
单位：赵云峰 王绪卿(中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所，北京 100050)；陈建民(中国医学科学院药用植物研究所)
关键词：气相色谱-质谱联用技术；有机氯农药；人参
卫生研究990119 摘要 以丙酮-饱和氯化钠溶液-石油醚的一步法提取分离技术制备样品溶液，采用GC-MS分析方法对人参中有机氯农药残留进行了测定。加标人参样品的测定结果表明：两个水平加标回收率：0.10mg/kg添加水平时，除PCNB平均回收率为58.3%，其它组分的平均回收率为76.0%～90.1%，相对标准差为9.3%～15.0%；0.050mg/kg添加水平时，平均回收率为62.3%～87.2%，相对标准差为6.0%～22.5%。应用本方法测定人参中有机氯农药残留，基本上满足了灵敏、快速、准确可靠的分析方法要求。
, http://www.100md.com 中图分类号 S567.51 TS207.53
Application of gas chromatography-mass spectrometry for determination
of the organochlorine pesticide residues in Ginseng
Zhao Yunfeng, Chen Jianmin, Wang Xuqing
Institute of Nutrition and Food Hygiene, Chinese Academy of Preventive Medicine, Beijing 100050,China
A gas chromatographic-electronionization-mass spectrometric method (GC-EIMS) was developed for the determination of organochlorine pesticide residues in Ginseng plants. The Ginseng samples were extracted with acetone, paritioned using petroleam ester with sodium chloride saturated aqueous solution and clean-up with concentrated sulfuric acid. The organochlorine pesticide residues were analysed by GC-MS with monitoring selective mass ions. Ten organochlorine pesticides including alpha, beta, gamma and delta isomers of hexachlorocyclohexane (HCH), pp'-DDE, pp'-DDT, op'-DDT, pp'-DDT, pentachloronitrobenzene (Quintozene, PCNB), and hexachlorobenzene(HCB), were determined simultaneously. Targeted pesticide analytes were separated on DB-5 capillary column. The optimum chromatographic conditions and MS parameters were determined. The average recovery rates for those pesticide residues Ginseng were from 76.6% to 90.1% at 0.1mg/kg of spiked level, except 58.3% for PCNB. The relative standard deviations were 9.3%～15.0%.
, 百拇医药
Key words:gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS), organochlorine pesticide, Ginseng
在人参的栽培生产和贮存过程中，需要使用农药进行病虫害的防治，这就不可避免地给人参带来不同程度的农药残留。我们曾用国家标准方法对多份人参样品中的农药残留进行了检测，均检出HCH残留，部分样品检出了DDT残留[1]。在进行HCH和DDT残留检测中，有些人参样品的HCH各异构体存在严重的干扰。为了准确测定这些样品中各农药组分的含量，有必要建立灵敏、可靠、实用的检测方法。本文采用已建立的有机氯农药多残留GC-MS分析方法对人参中10个有机氯农药残留进行了定量分析[2]。
1 材料和方法
1.1 试剂与仪器
, http://www.100md.com 1.1.1 试剂 加标的混合标准溶液：取各农药的标准储备液，以石油醚配制成加标的混合标准溶液，其中α-HCH、β-HCH、γ-HCH、δ-HCH、op'-DDT、pp'-DDD、pp'-DDE、HCB浓度为0.40μg/ml；pp'-DDT、PCNB浓度为0.50μg/ml。
1.1.2 仪器 MD-800气质联用仪，Masslab软件(VG公司，英国)，旋转蒸发器(Heidolph,德国)，N2-蒸发器(Organomation Associate Inc.,美国)，打碎机(plender, Moulinex,法国)，2D-2调速多用振荡器(江苏金坛县环保仪器厂)。
1.2 样品制备
1.2.1 人参样品的制备 取人参样品，按1∶5的比例加水浸泡，用打碎机制匀浆。称取匀浆24g(相当于人参4g)，加水16ml加入丙酮80ml，振荡1h后，加入氯化钠12g，摇匀，加石油醚60ml，继续振荡1h，静置，使水相与有机相完全分层，取90ml有机相转移至装有适量无水硫酸钠的100ml三角瓶中，过夜。
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取上述经脱水后的有机溶液70ml，旋转蒸发至1ml左右，加入3～4ml石油醚，再旋转蒸发至近干，使样品液中的丙酮完全蒸除。用石油醚溶解残留物，将样品液转移到5ml刻度试管中，以石油醚定容至刻度。加入浓硫酸0.5ml，振摇1min，离心20min(3000r/min)，取上清液4ml，吹氮浓缩至2ml，待测。
1.2.2 加标样品的制备 称取匀浆24g，加水16ml，加入丙酮80ml，以两个添加水平，加入混合标准溶液，高水平加1.0ml，低水平加0.5ml。加标水平为①除PCNB、pp'-DDT 0.125mg/kg外，其它各组分为0.10mg/kg；对六份样品进行添加试验②除PCNB、pp'-DDT为0.0625mg/kg外，其它各组分为0.05mg/kg，对五份样品进行添加试验。振摇1h，按人参样品的制备方法制备加标的样品溶液。
1.3 测定方法
1.3.1 色谱条件 DB-5毛细管柱(30m×0.25mmi.d×0.25μm，J&W公司)；色谱柱升温程序：初始50℃，保持1min，30℃/min升至150℃，10℃/min升至280℃，保持5min；进口样温度为230℃；不分流时间为1min；进样量为1μl；He流量：以柱前压表示为5 psi。
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1.3.2 质谱条件 EI离子源；电子能量70eV；发射电流0.2mA；光电倍增器电压350V；离子源温度200℃；接口温度285℃；扫描质量范围50～450amu；扫描速度1sec/scan；溶剂延迟4min。
1.3.3 测定方法 在给定的色谱条件及质普参数下，用选择离子扫描方式进行采集，记录各样品的总离子流图。利用建立的Masslab软件的定量方法，以各农药的保留时间和特征的质量离子进行定性[2]。以峰面积为定量指标，采用外标法计算样品中农药残留量。
2 结果与讨论
2.1 提取方法
以丙酮-饱和氯化钠溶液-石油醚的一步法提取分离技术制备样品溶液，减少了样品处理的中间环节，从而避免了样品在转移过程中的损失，减少了系统误差产生的可能性，同时减少了有机溶剂的使用量，降低了分析成本[3]。
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2.2 净化步骤
农药残留分析属痕量测定，用有机溶剂提取样品时，不可避免的存在共提取物的干扰。净化是农药残留痕量分析工作中的一个重要步骤。本试验采用浓硫酸处理，为简便易行的净化手段。
2.3 回收试验
在样品基质中，添加已知目标物进行回收试验，是验证分析方法可靠性的重要手段。本研究采用在人参的匀浆中，定量加入有机氯农药的混合标准溶液，按照人参的农药残留测定过程，制备加标样品的提取液，进行GC-MS分析。
分别对两个添加水平的加标样品进行测定，计算回收率，结果见表1。从表1中可以看出，对人参样品的两个水平加标：0.10 mg/kg添加水平时，除PCNB平均回收率为58.3%，其它组分的平均回心率为76.6%～90.1%，相对标准差为9.3%～15.0%；0.050mg/kg添加水平时，平均回收率为62.3%～87.2%，相对标准为6.0%～22.5%，符合农药残留痕量分析的要求[4]。PCNB的回收率偏低，可能与其理化性质有关。
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表1 人参加标试验中各农药的回收测定结果 农药
添加水平
(μg/kg)
检测量
(μg/kg)
平均回收
率(%)
RSD(%)
添加水平
(μg/kg)
检测量
(μg/kg)
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平均回收
率(%)
RSD(%)
α-HCH
100.0
80.7
80.7
15.0
50.0
37.0
74.0
7.6
HCB
, http://www.100md.com
100.0
81.2
81.2
12.0
50.0
37.8
75.5
10.7
β-HCH
100.0
79.5
79.5
12.4
, http://www.100md.com
50.0
36.6
73.2
13.2
γ-HCH
100.0
79.3
79.3
12.2
50.0
33.6
67.2
17.4
, 百拇医药
PCNB
1250.0
72.9
58.3
9.3
62.5
38.9
62.3
8.2
δ-HCH
100.0
77.2
77.2
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9.93
50.0
37.9
75.7
12.7
pp'-DDE
100.0
76.0
76.0
10.9
50.0
39.6
79.2
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6.0
pp'-DDD
100.0
90.1
90.1
13.6
50.0
43.6
87.2
22.5
op'-DDT
100.0
80.8
, 百拇医药
80.8
12.8
50.0
39.0
78.0
11.2
pp'-DDT
125.0
114.8
91.8
13.0
62.5
49.9
, 百拇医药
79.9
16.1
2.4 人参样品的测定
随着质谱技术的发展，质谱法已逐渐成为农药残留分析的有效手段[5]。用化合物的质谱图鉴定组分优于色谱的保留时间，用色谱保留时间和质谱指纹数据对化合物进行分析，最大限度地保证了分析的可靠性。本文按照建立的全扫描质谱分析条件[2]，对人参样品进行全扫描质谱采集，得到各农药组分的质谱图。将样品的质谱图与农药谱库中的标准谱比较，可以看出，人参样品中检出的有机氯农药主要碎片峰及强度与标准谱基本吻合，使该农药组分得到了肯定的确证。依据建立的有机氯农药选择离子扫描质谱采集方法对人参样品进行定量检测[2]，测定结果见表2。
表2 人参样品的GC-MS方法测定结果(1) mg/kg 样品
, 百拇医药
α-HCH
HCB
β-HCH
γ-HCH
PCNB
δ-HCH
pp'
-DDE
pp'-
DDD
op'-
DDT
pp'-
, http://www.100md.com
DDT
1
0.041
0.017
0.01
0.007
0.147
0.026
0.003
-
0.004
0.002
2
, 百拇医药
0.029
0.406
0.007
-
1.967
0.023
0.007
-
0.002
0.027
3
0.042
0.015
, 百拇医药
0.015
0.022
0.107
0.077
0.015
0.012
0.013
0.002
4
0.029
0.031
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0.045
, http://www.100md.com
0.116
0.010
0.006
-
0.012
0.037
5
0.038
0.017
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0.010
0.293
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, 百拇医药
-
0.004
-
0.003
6
0.036
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-
, http://www.100md.com
-
0.003
7
0.034
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0.006
0.017
0.939
0.021
-
0.003
0.004
0.024
, http://www.100md.com
8
0.067
0.011
0.012
0.057
0.074
0.147
0.009
-
0.013
0.006
注：(1)-：未检出
作者简介：赵云峰，男，硕士，助理研究员
, 百拇医药
参考文献
1 GB5009.19—85 食品中六六六、滴滴涕残留量的测定方法
2 赵云峰.有机氯农药多残留GC-MS分析方法的研究.卫生研究，1998，27(6)：425-428
3 Steinwandter H. Universal 5-min on-line method for extracting and isolating pesticide residues and industrial chemicals. Fresenius' J Anal Chem, 1985,322：754
4 樊德方主编.农药残留量分析与检测.上海：上海科学技术出版社，1982.119
5 Sherma J. Current status of pesticide residue analysis. J AOAC Int，1997，80(2)：283
1998-06-14收稿, http://www.100md.com