LC-ICP-MS法對農(nóng)殘中代森鋅檢測實驗方案

1、LC-ICP-MS法對農(nóng)殘中代森鋅檢測實驗方案一、研究項目 本實驗針對農(nóng)產(chǎn)品中重金屬農(nóng)藥代森類化合物進行提取富集檢測，檢測方法采用LC-ICP-MS法。填補金屬農(nóng)藥ICP-MS法檢測的空白，為重金屬農(nóng)藥檢測提供更低的檢測限和更準(zhǔn)確的檢測方法。二、研究的背景；代森鋅在我國是1956年首先由原華北農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所農(nóng)藥研究所試制成功，其后由山東農(nóng)藥廠上產(chǎn)。代森錳鋅是繼代森鋅和代森錳之后發(fā)展起來的新品種。這幾種農(nóng)藥對農(nóng)作物，特別是果樹和蔬菜徐福哦病害有效，所以一直在使用中。其中代森錳鋅的發(fā)展最快。代森類農(nóng)藥的研制成為我國化工部“七五”攻關(guān)項目，由沈陽化工研究院承擔(dān)“代森錳鋅生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)”。由于發(fā)展過快，

2、代森類農(nóng)藥的生產(chǎn)已經(jīng)處于超飽和狀態(tài)，繼而向多種農(nóng)藥配用的方向發(fā)展。有研究表明，代森鋅絡(luò)合物能降低乙撐硫脲的量，而且藥效也比代森鋅有所提高。隨著代森類農(nóng)藥在農(nóng)作物的使用的普及，越來越多的農(nóng)民采用其作為田間殺蟲劑，同時為保證更好的防治效果，使用量也有所增大。但是越來越多的研究發(fā)現(xiàn)代森類物質(zhì)及其代謝物質(zhì)對人體有較強的毒性。有研究發(fā)現(xiàn)，代森鋅在人和動物體內(nèi)可分解為乙二胺、二硫化碳和氧化鋅或分解成為二硫化碳、硫化氫和乙二胺。二硫化碳和硫化氫一般由肺臟排出。還有學(xué)者提出，代森類農(nóng)藥在空氣中、體內(nèi)、食物處理等多種條件下不穩(wěn)定，分解成的乙撐硫脲（ETU）能對人體引起甲狀腺腫瘤。曾有學(xué)著通過小鼠試驗發(fā)現(xiàn)，代森類

3、農(nóng)藥對甲狀腺體染色體有致突變作用。英國和美國均建議減少EBDC類的用藥次數(shù)，降低用藥量，延長安全間隔期等，以達(dá)到降低作物中的殘留量，而允許在小范圍內(nèi)食用EBDC，但未有根本性的改變。農(nóng)產(chǎn)品的藥物殘留問題已成為各級政府部門和消費者關(guān)注的焦點。目前農(nóng)產(chǎn)品中藥物殘留問題的嚴(yán)重性已拉響了我國食品安全的警報，特別是農(nóng)藥殘留問題，已成為我國食品安全的主要問題之一。這一問題同時也是我國食品出口的障礙之一。由于重金屬農(nóng)藥的使用會導(dǎo)致藥物的滯留或積蓄，并以殘留的方式進入動物體內(nèi)及生態(tài)系統(tǒng)，即使在體內(nèi)分解代謝，金屬離子也會在體內(nèi)蓄積，從而對人類生命健康和環(huán)境造成一定的危害。因此，目前農(nóng)副產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留不僅已成為

4、公認(rèn)的農(nóng)業(yè)和環(huán)境問題，而且也已成為目前世界各國政府保障國民人體健康和國際貿(mào)易中實施技術(shù)壁壘的重要手段之一。由于我國對農(nóng)用化學(xué)品的生產(chǎn)、使用的管理混亂和懲治力度不夠，加之農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)普及程度較低，使得過量使用、濫用或誤用農(nóng)藥而導(dǎo)致農(nóng)作物、牲畜、土壤、水和大氣中農(nóng)藥殘留超標(biāo)的問題日趨嚴(yán)重，甚至因無意食用農(nóng)殘超標(biāo)的食品而導(dǎo)致急性中毒乃至死亡的事件也有發(fā)生，已嚴(yán)重威脅到我國人民的身體健康。目前世界上已有許多國家對食品中代森類農(nóng)藥規(guī)定了最高殘留限量，其中“日本肯定列表制度”（以二硫代氨基甲酸酯）計規(guī)定了196種農(nóng)產(chǎn)品中二硫代氨基甲酸酯的最高殘留限量；美國規(guī)定了41種農(nóng)產(chǎn)品中代森錳農(nóng)藥最高殘留限量，74種

5、農(nóng)產(chǎn)品中代森錳鋅農(nóng)藥最高殘留限量；澳大利亞規(guī)定了61中農(nóng)產(chǎn)品中（以二硫代氨基甲酸酯計）包括代森鋅、代森錳鋅、威百畝、代森聯(lián)、福美雙、福美鋅的最高殘留限量；我國對大白菜、番茄、黃瓜等三種農(nóng)產(chǎn)品中丙森鋅規(guī)定了最高殘留限量均為,六種農(nóng)產(chǎn)品中的代森錳鋅規(guī)定了最高殘留限量為5mg/kg；CAC沒有對此類農(nóng)藥做出規(guī)定。三、研究的目的、意義；鑒于目前代森類重金屬的廣泛、大量使用，造成其對生態(tài)環(huán)境的破壞，還會通過食物鏈對人及動物的健康構(gòu)成危害。因此，亟需世界各國聯(lián)合對代森類藥物進行嚴(yán)格管制，減少使用量和降低使用頻率，以降低殘留量。在文獻(xiàn)中，能夠查到一些EBDC農(nóng)藥的檢測方法，較廣泛地應(yīng)用于蔬菜、水果等農(nóng)產(chǎn)品，

6、其含量和殘留量的測定方法，常用的有紫外、可見、紅外分光光度法、紙上色譜法、薄層層析法、毛細(xì)管電泳法、伏安法、氣相色譜法和液相色譜法，這些方法各有其優(yōu)缺點，但是總體一個問題是前處理較為繁瑣，需要衍生化等操作步驟。本實驗旨在建立LC -ICP-MS法分析農(nóng)產(chǎn)品中的EBDC類殘留分析檢測方法，使農(nóng)產(chǎn)品中EBDC類藥物分析更簡便，更快速，得到更低的檢出限和更高的準(zhǔn)確度；為食品安全檢測提供更好的技術(shù)支持。四、研究的范圍和內(nèi)容；本實驗研究包括糧食、蔬菜、水果等產(chǎn)品中EBDC進行分析檢測。研究內(nèi)容包括：1、建立一種殘留于食品中代森類重金屬農(nóng)藥的有效提取方法2、選擇適宜LC-ICP-MS法分析代森類重金屬農(nóng)藥

7、的流動相和色譜柱3、得出LC-ICP-MS法分析代森類重金屬農(nóng)藥的參數(shù)條件、檢出限、精密度和準(zhǔn)確度等。五、研究的方法背景EBDC農(nóng)藥，較廣泛地應(yīng)用于蔬菜、水果等農(nóng)作物，其含量和殘留量的測定方法，常用的有紫外、可見、紅外分光光度法、紙上色譜法、薄層層析法、毛細(xì)管電泳法、伏安法、氣相色譜法和液相色譜法。 4.2.1分光光度法湖北商檢局盧康全在甘居中乙撐雙二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留量的快速測定法一文中，采用酸分解蒸餾光度法測定代森鋅的含量，該方法簡易、快速、靈敏度高、不需要大型儀器，適用于現(xiàn)場檢測。其機理為：試樣與鹽酸氯化亞錫共蒸餾，乙撐雙二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥即被分解，生成二硫化碳被餾出，吸收于二

8、乙胺。生成黃色絡(luò)合物，于435nm下光度法測定。 4.2.2同位素示蹤法李仁幀等曾采用35S放射性同位素示蹤法，以放射性自顯影和液體閃爍測量技術(shù)對小鼠體內(nèi)代森鋅的的吸收、分布、排泄代謝進行了實驗觀察，得出了較好的代森鋅在小鼠體內(nèi)的情況。 4.2.3滴定及液相分析法張連仲等1990年在對代森類殺菌劑貯存穩(wěn)定性的研究中，采用化學(xué)滴定和氣相分析化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物的方法對其進行測定。（張連仲，莫漢宏，施國涵等。代森鋅類殺菌劑在貯存中穩(wěn)定性的研究。環(huán)境化學(xué)，1990,9（5）:61-66）方法一：EBDC殺菌劑含量分析稱取0.5g的EBDC樣品于500ml三角瓶中，加入45mol/L的硫酸100ml，加熱沸騰

9、，消解30min，釋放出來的二硫化碳經(jīng)過10%醋酸鉛凈化后，被25ml 2mol/L的氫氧化鉀的甲醇溶液吸收，生成黃原酸鉀鹽，經(jīng)過36%醋酸調(diào)至中性后，以0.1mol/L的碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。方法二：EBDC中ETU的分析稱取0.1g的EBDC樣品，至于10ml刻度離心管中，加入10ml無水甲醇，加塞密封后，震蕩15min，以3000r/min離心分離5min，取上清液，通過微孔濾膜過濾后，用液相色譜分析。ETU含量計算，用標(biāo)準(zhǔn)曲線峰高定量法。 4.2.4 碘量法行標(biāo)3288-2000沈陽農(nóng)藥產(chǎn)徐徽，高曉輝于2000年參考聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）農(nóng)藥規(guī)格25/l/s18代森鋅原藥，并結(jié)合國內(nèi)生產(chǎn)實

10、情對化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG3288-1982代森鋅原藥進行了修訂，從而制定了HG3288-2000。其中代森鋅含量測定采用碘滴定法。試樣于煮沸的硫酸溶液中分解，生成二硫化碳及干擾分析的硫化氫氣體，先用乙酸鎘溶液吸收硫化氫，繼之以氫氧化鉀乙醇溶液吸收二硫化碳，并生成乙基黃原酸鉀。二硫化碳吸收液用乙酸中和后立即以碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定。反應(yīng)式：C4H6N2S4Zn+4H+SO4- (NH2CH2CH2NH2)·H2SO4+2CS2+Zn2+CS2+C2H5OKC2H5OSSK2 C2H5OSSK+I2 C2H5OC(S)SS(S)COC2H5+2KI其中：硫酸溶液：0.55mol/L；乙酸鎘：10

11、0g/L；冰乙酸：30%的水溶液；氫氧化鉀乙醇溶液：現(xiàn)配110g/L；碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液：c (I/2I2) =0.1mol/L，按GB/T601配制和標(biāo)定；淀粉指示劑：5g/L；酚酞指示劑：10g/L乙醇溶液。 4.2.5 頂空氣相色譜法SN 0711-1997出口茶葉中代森鋅類農(nóng)藥總殘留量檢驗方法由河南出入境檢驗檢疫局楊冀州、劉亞風(fēng)、杜愛榮等起草的該標(biāo)準(zhǔn)是以頂空氣相色譜法來分析檢測進出口茶葉中代森鋅農(nóng)藥殘留的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，本方法雖然歷時已久，但是其在氣相色譜分析法提出的檢測機理，永不過時。稱取10.0g試樣置于250ml頂空瓶中，加入80ml氯化亞（15g/kg）溶液，立即封口，70恒溫水浴2h，

12、每隔30min振搖一次，取出冷卻待測。用10ml水代替試樣，封閉瓶口前加入適當(dāng)體積的二硫化碳標(biāo)準(zhǔn)工作液，對標(biāo)準(zhǔn)瓶和試樣瓶中氣體等體積參插進樣測定。二硫化碳保留時間為2.8min。 色譜柱：玻璃填充柱，1.2m×2mm，填充物TENAX(60-80目)；載氣：氮氣，40ml/min；色譜柱溫度：80；進樣口溫度：150；進樣量：20l；檢出限（以CS2計）：0.10mg/kg。 武漢商檢局食品理化檢驗技術(shù)研究室盧康全和馬振興在氣相色譜法測定罐頭蘑菇中代森鋅殘留量干擾物質(zhì)的探討一文中，指出了以往氣相色譜法的不足，并對其進行了改進。謝寶民等在1994年頂空取樣測定西洋參中代森鋅殘留量中同樣

13、引用了該方法，獲得了RSD為0.82和回收率為92%的滿意結(jié)果。其實驗方法為：稱取試樣1g于反應(yīng)瓶內(nèi)，加0.1g抗壞血酸和10ml鹽酸氯化亞錫溶液，立刻蓋上聚乙烯密封蓋，蓋中間小孔上放一硅膠墊片，將膠木蓋旋轉(zhuǎn)。震蕩5分鐘，置于60恒溫水浴中，加熱10min后，震蕩5min，再放入水浴中加熱10min，取出震蕩5min，最后放入60水浴中至少平衡3min，然后放至室溫，用微量注射器吸取反應(yīng)瓶上部空間氣體，進行色譜分析。該方法改用鹽酸氯化亞錫溶液，獲得更高的回收率。 4.2.6 甲基衍生化高效液相色譜法王新全等2009年在研究代森鋅在蘆筍及土壤中的殘留分析方法及消解動態(tài)一文中，演用了馬婧瑋等200

14、7年在甲基化衍生-高效液相色譜法檢測代森錳鋅在花生中的殘留量一文中所建立的代森錳鋅的甲基衍生化后進行液相檢測的方法，該方法具有簡單、快速、重現(xiàn)性好等優(yōu)點。（王新全，朱亞紅，吳珉等。代森鋅在蘆筍及土壤中的殘留分析方法及消解動態(tài)。農(nóng)藥，2009，48（11）:818-820.馬婧瑋，董姝君，游文宇等。甲基化衍生-高效液相色譜法檢測代森錳鋅在花生中的殘留量。農(nóng)藥學(xué)學(xué)報，2007,9（3）:297-300.）取20 g搗碎的花生樣品于250mL 三角瓶中，加入100 mL 溶液A（pH=9.5-9.6的L-半胱氨酸鹽酸鹽和EDTA-2Na混合溶液），密封，20恒溫條件下使用空氣浴機械振蕩器在150 r

15、/min下，劇烈振蕩10 min，轉(zhuǎn)移至離心管中，再在3 800 r/min下離心5 min，轉(zhuǎn)移上清液于250mL三角瓶中；樣品殘渣再用50 mL溶液A渦旋2 min提取，步驟同上。合并上清液于250 mL三角瓶中，攪拌下用6mol/L的鹽酸調(diào)pH=8.0，加5mL 0.41mol/L的四丁基硫酸氫銨水溶液，調(diào)節(jié)pH=7.0。攪拌下加入40 mL溶液B(0.05mol/L碘甲烷-正己烷=3:1體積比)劇烈振蕩10min，靜置10 min，棄水層，轉(zhuǎn)移下層有機相于100 mL離心管中，于3800 r /min下離心5 min。棄水層，有機相用少量無水硫酸鈉干燥，上清液轉(zhuǎn)移至100 mL旋蒸瓶中

16、，加5 mL 1,2-丙二醇二氯甲烷( 1:4，體積比)溶液，于30水浴中旋蒸濃縮，殘留物用1 mL乙腈溶解，搖勻，經(jīng)0.45µm過濾器過濾后進 HPLC 分析。色譜柱 Agilent TC-C18柱( 5µm，4.6 mm ×250 mm)；柱溫：25；流速1.0mL /min；進樣量：20µL；VWD波長選用272 nm作為代森錳鋅甲基化合物的檢測波長；流動相為乙腈:水= 50 :50 (體積比)；儀器為四元泵配置，采用等梯度流動相洗脫。在SN 0711-1997出口茶葉中代森鋅類農(nóng)藥總殘留量檢驗方法確證實驗方法附錄中，同樣采用的代森鋅甲酯化用高效液

17、相色譜-紫外檢測器進行分析的方法。稱取試樣5g于250ml具塞錐形瓶中，加入100mlEDTA溶液，震蕩15min，過濾，殘渣用20mlEDTA溶液洗滌，合并濾液于另外一個具塞錐形瓶中提取。在磁力攪拌器上，加入四丁基硫酸氫銨溶液，用2mol/L鹽酸溶液，調(diào)pH為7.5-8.0，加40ml碘甲烷，攪拌10min，過濾于分液漏斗中，分層。水相再用20ml碘甲烷溶液提取一次。合并有跡象，放置30min后，于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器30下減壓蒸至近干，用1.0ml乙腈溶解殘渣，供液相色譜測定甲酯化。色譜柱：C18柱，5µm，250mm×4.6mm（內(nèi)徑）或相當(dāng)?shù)纳V柱；流動相：乙腈：水=2:3；

18、流速：1.0ml/min；紫外檢測器：波長272nm；進樣量：20µL。由上可知，EBDC類重金屬農(nóng)藥具有一定的毒性，同時也發(fā)展了很多種分析檢測方法，檢測方法中都有各自的優(yōu)缺點，其中應(yīng)用最多的是氣相色譜法，液相色譜法應(yīng)用相對少一些。6、 研究方案及過程 研究對象： 本實驗研究包括糧食、蔬菜、水果等基質(zhì)中EBDC類進行分析檢測。 本方法主要針對代森鋅、代森錳、代森錳鋅、代森聯(lián)等金屬農(nóng)藥。 前處理條件:(1) 提取介質(zhì)選擇 針對目前國際和國內(nèi)對農(nóng)產(chǎn)品中EBDC類重金屬農(nóng)藥殘留量的最新研究情況，依據(jù)EBDC類重金屬農(nóng)藥的理化性質(zhì)，以及要采取的檢測方法，擬采用一下三種提取介質(zhì)：A：超純水依據(jù)

19、：室溫水中溶解度為10mg/L B：EDTA螯合 依據(jù)：代森鋅易溶于螯合劑EDTA，微溶于吡啶，不溶于其他有機溶劑EDTA具有與絕大多數(shù)金屬離子生成螯合物的特性。在化學(xué)中用于萃取、掩蔽、離子交換和稀有元素堿土金屬的分析分離、抑制有害金屬催化反應(yīng)等。利用EDTA的螯合性能，可與代森鋅發(fā)生反應(yīng)，用于提取。因此，考慮用EDTA螯合法提取農(nóng)產(chǎn)品中的EBDC，此方法已經(jīng)在SN 0711-1997出口茶葉中代森鋅類農(nóng)藥總殘留量檢驗方法確證實驗方法附錄中提到。該標(biāo)準(zhǔn)采用改變稱取試樣5g于250ml具塞錐形瓶中，加入100mlEDTA溶液，震蕩15min，過濾，殘渣用20mlEDTA溶液洗滌，合并濾液于另外一

20、個具塞錐形瓶中。C：乙腈水=1:1依據(jù)：GB/T20769-2006水果和蔬菜中405種農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品殘留量的測定液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法中采用提取液為乙腈：水=1:1進行提取，后經(jīng)過柱凈化，進液質(zhì)檢測。(2) 提取方式選擇 采用水浴提取、超聲萃取、液液萃取、加速溶劑萃取等多種提取方式對比優(yōu)化。取20 g搗碎的樣品于250mL 三角瓶中，加入100 mL 提取液，調(diào)PH至酸性，密封，分別超聲提取10min、15min、20min，轉(zhuǎn)移至離心管中，再在3000 r/min下離心5 min，轉(zhuǎn)移上清液于250mL三角瓶中；樣品殘渣再用50 mL提取液，步驟同上。提取后的溶液采用離心法得到上清液，殘渣進行消解測得殘渣中殘留的EBDC（以Zn或Mn計），以計算提取效率