基质分散固相萃取―气相色谱法测定茶叶中13种有机氯和拟除虫菊酯类农药残留
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摘要：建立了一种茶叶中13种有机氯和拟除虫菊酯类农药残留的气相色谱分析方法。样品经乙腈提取，提取液用无水硫酸镁、PSA和GCB纯化，以GC-μECD法测定，外标法定量。13种农残在0.016～0.24mg/L内线性关系良好（R2>0.994），加标量在0.4～1.5 mg/L的回收率在81%～122%之间，检出限为0.001～0.005 mg/kg。本方法简便、快速、经济、可靠，适用于茶叶样品中有机氯和拟除虫菊酯类农残的快速分析。
关键词：基质分散固相萃取 茶叶 农药残留 有机氯 拟除虫菊酯 气相色谱仪 GC-μECD
1 引言
茶叶是我国出口的主要经济作物之一。目前，茶叶中的农药残留问题已引起关注。随着茶叶进口国家和地区对农药限制种类的增多，对农药最高残留量的限制也越来越严格，在现有技术条件下如何使农药残留分析达到快速、准确、多目标物同时检测，是分析化学工作者面临的紧迫问题[1]。
有机氯农药作为持久性有机物对环境的污染和对人类健康的危害已经在世界范围内得到普遍的关注。有机氯农药非常难以降解，施过药的土壤甚至在十年之后仍然检测出残留[2]。拟除虫菊酯类农药属高效低毒农药。茶叶在种植过程中可能使用一些拟除虫菊酯类农药，以防治病虫害，同时也带来了茶叶的农药残留问题[3]。
茶叶中有机氯农药残留的检测方法有气相色谱法、气质联用法、液相色谱法、液质联用法。
由于液液萃取法、索氏提取法、振荡提取法等传统前处理方法工作强度大、处理时间长、溶剂消耗量大，已被固相萃取法（SPE）、凝胶渗透色谱法（GPC）、加速溶剂萃取法等代替[4]。另外，茶叶中色素较多，传统样品前处理复杂，步骤繁琐，干扰性较大且不能满足大批量样品多组分快速测定要求[3]。GPC法仪器昂贵，SPE方法[5、6、7、8、4、9、3]需经多次样品转移，导致误差增大，且为一次性使用，成本高。本实验采用基质分散固相萃取的前处理方法，使用气相色谱-电子捕获检测器对茶叶中13种有机氯和拟除虫菊酯类农药实现了快速分析。
基质分散固相萃取（dSPE），通常又称为QuEChERS方法，意为快速（Quick）、简单（Easy）、实惠（Cheap）、有效（Effective）、好用（Rugged）、安全（Safe）的样品前处理方法，此方法越来越广泛地用于食品及农产品中的多农药残留的检测[10、11、12、13]。与传统的SPE纯化方法不同，dSPE是把SPE的填料（如PSA、Carbon-GCB，C18等）和提取液混合，达到净化效果，然后再通过离心取上清液直接进色谱分析或者进行更进一步的处理。
本文旨在简化样品前处理过程，为茶叶中农药残留的快速定量分析提供方法依据。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
2.1.1 仪器
Agilent 7683-7890A自动液体进样系统气相色谱仪（美国Agilent公司），配有电子捕获检测器（μECD）；YP6002电子天平（常州市衡正电子仪器有限公司）；台式高速离心机（长沙湘智离心机仪器有限公司）；家用食品粉碎机。
2.2.2 试剂和材料
2.2 试验方法
2.2.1 样品的提取
称取粉碎好的茶叶样品2.0g于50mL dSPE柠檬酸盐萃取管中，加入10mL乙腈，剧烈震荡1min后，以4500 r/min离心10min，取上清液，待纯化。
2.2.2 提取液的纯化
取5mL样品上清液于50mL dSPE PSA/GCB纯化管内，剧烈震荡1min后，以6000r/min离心5min，取上清液过0.45μm滤膜后，取1μL供气相色谱（GC-μECD）分析，外标法定量。
2.2.3 色谱条件
3 结果与讨论
3.1 色谱条件的优化
对有机氯和拟除虫菊酯农药要实现快速分析，本实验采用HP-5弱极性宽口径毛细管柱。采用不分流进样模式，以得到较高的仪器灵敏度，提高方法检出限，同时可以节省前处理中的浓缩步骤，方法的检出限满足农药残留的分析要求（见表1）改变色谱柱、程序升温条件及载气流速，考察13种有机农药色谱分离情况。色谱柱、程序升温和载气流速不同，有机农药分离情况不同，根据在最短时间获得最佳分离效果的原则，最终采用2.2.3节色谱条件。13种待测组分标准色谱图见图1.
3.2 样品前处理
3.2.1 基质分散试剂选择
PSA去除脂肪酸效果好，去除色素、甾醇和维生素效果一般[3]；由于GCB碳表面的正六元环结构，使其对平面分子有极强的亲和力，非常适用于很多有机物的萃取和净化，尤其适于分离或去除各类基质如地表水和果蔬中的色素（如叶绿素和类胡萝卜素）、甾醇、苯酚、氯苯胺、有机氯农药、氨基甲酸盐等。对茶叶样品来说，去除色素的干扰是最主要的[3].通过实验考察，添加PSA粉300mg就可取得很好的净化脂肪酸效果，且对目标农药的回收率影响可以忽略；GCB对5种拟除虫菊酯农药都有不同程度的吸附，特别是对氯菊酯、氰戊菊酯和溴氰菊酯的影响[3]。GCB粉使用量在150mg 5种拟除虫菊酯的回收率可达80%以上。通过两种净化剂的优化选择，对于绿茶和红茶样品，用900mg无水硫酸镁做担体，5mL提取液加入300mg PSA，150mg GCB，经过改进的基质分散固相萃取方法处理绿茶和红茶样品，色素处理完全，溶液无色透明，经色谱分析对目标化合物基本无干扰，定性、定量更加准确（见图1）[3] 。
3.2.2 离心转速和时间的选择
原QuEChERS方法采用3700r/min离心1min，笔者通过实验发现并不能很好的分离，特别是对于细小的GCB粉，在离心转速达到5000r/min时，上清液基本澄清。为进一步保证净化效果，取上清液过0.45μm滤膜，可有效去除残留的GCB粉末。
3.3 标准曲线、线性范围、检出限和加标回收率
用正己烷将混合标准储备液配制成0.04、0.08、0.16、0.2、0.4、0.8μg/mL系列标准使用液，分别取1μL进行测定，以峰面积（Y）对质量浓度（X，μg/mL）绘制标准曲线，当取样量为2g时，以3倍噪声确定每种农药的检出限，结果见表1，。实验表明，13种农药均呈良好的线性关系。在本实验中应当注意的是氯菊酯有2个同分异构体，氯氰菊酯有3个同分异构体，笔者按照面积归一化法进行统一积分计算。
4 结论
将样品粉碎后，用乙腈对样品进行提取，提取液用无水硫酸镁、PSA和GCB纯化，以GC-μECD法测定，建立了一种检测红茶与绿茶中13种有机氯和拟除虫菊酯类农药残留的分析方法。实验表明，本方法性能可靠、简单、快速、经济、有机溶剂消耗少、环境友好，可用于茶叶样品中农药残留的快速测定。
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