（分析化学专业论文）环境水、蔬菜中有机磷杀虫剂农药残留的分离检测.pdf

首都师范大学硕十学1 7 ：论文 摘要 目前，全世界有机磷农药达3 0 多种，广泛应用于农业、工业中。研究表明，通 过食物链的富集，有机磷杀虫剂( o p p s ) 能使动物和人中毒，影响人体内激素的代谢 平衡。我国虽然对一些有机磷杀虫剂的使用进行了限制，但由于有机磷杀虫剂药效高、 在自然环境中容易降解而继续使用。为了保证食品安全，各国政府对食品中0 p p s 残 留限量的要求越来越严格。因此，建立有效的监测水体和食品中有机磷农药残留的方 法具有重要的意义。 本论文共包括四个部分： ( 一) 总结了食品中有机磷杀虫剂残留分析方法，对样品的前处理方法和样品的 检测方法进行了详细的介绍。 ( - - ) 建立了环境水样中乐果、敌敌畏、甲基对硫磷、马拉硫磷和对硫磷的毛细 管电泳的分离检测方法。通过考察缓冲溶液种类、浓度和p h 、s d s 浓度、甲醇体积、 分离电压等实验参数对分离的影响，确定了最佳分离条件。乐果、敌敌畏、甲基对硫 磷、马拉硫磷和对硫磷五种有机磷杀虫剂得到很好的分离。该方法可用于环境水样中 这五种有机磷农药残留的检测，结果令人满意。以五种有机磷杀虫剂为代表，比较了 一种固相萃取填料碳纳米管与传统c 1 8 填料的富集效果。 ( 三) 采用毛细管电泳法对水果蔬菜中五种有机磷杀虫剂一乐果、敌敌畏、甲基 对硫磷、马拉硫磷和对硫磷进行了检测。 ( 四) 采用了g c m s 对水果蔬菜中的五种有机磷杀虫剂一乐果、敌敌畏、甲基 对硫磷、马拉硫磷和对硫磷进行了检测。 ( 五) 对毛细管电泳法和g c m s 法在有机磷杀虫剂残留测定中的应用进新了简 单的比较。 关键词：有机磷杀虫剂，毛细管电泳，固相萃取，环境水，水果蔬菜，气相色谱一 质谱 首都师范大学硕+ 学位论文 a b s t r a c t a tp r e s e n t ，t h e r ea r ea b o u tm o r et h a n3 0k i n d so fo r g a n p h o s p h o r u sp e s t i c i d e s ( o p p s ) i n t h ew o r l d a l t h o u g ho u l g o v e r n m e n th a dm a d es o m er e s t r i c t i o ni ns o m ep e s t i c i d e sb e c a u s e o ft h e i rh i g h e rt o x i c i t yt oh u m a na n d a n i m a l sw h i c ha f f e c t i n gt h em e t a b o l i s mo fh o r m o n ei n b o d ya c c o r d i n g t ot h ee n r i c h m e n to ff o o d c h a i no nr e s e a r c h ，t h e ya r ee x t e n s i v e l ye m p l o y e d f o ra g r i c u l t u r a la n di n d u s t r i a lu s ei nt h el a s ty e a r sm a i n l yd u et ot h d rh i g he f f e c t i v ea n d r e l a t i v e l yl o wp e r s i s t e n c ei nt h ee n v i r o n m e n t i no r d e rt o i n s u r et h ef o o ds a f e t y ，s o m e c o u n t r i e sh a dm a d ev e r ys t r i c tr e s t r i c t i o no no p p sr e s i d u el i m i t t h ed e v e l o p m e n to f a d v a n c e da n a l y t i c a lm e t h o d sf o rt h ed e t e c t i o na n dq u a n t i t a t i o no fo r g a n o p h o s p h o r o u s p e s t i c i d e si nw a t e ra n df o o d s ，i st h e r e f o r ea c r i t i c a li s s u e t h ep a p e rc o n t m n sf o u rp a r t s ： p a r t1a n a l y t i c a lt e c h n i q u e sf o ro r g a n o p h o s p h o r u sp e s t i c i d er e s i d u e si nf o o da n dt h e i r r e c e n td e v e l o p m e n tw e r er e v i e w e d ，i n c l u d i n gt h ea p p l i c a t i o no fs a m p l ep r e t r e a t m e n t t e c h n i q u e p a r t2am e t h o do fc a p i l l a r ye l e t r o p h o r e s i sw a se s t a b l i s h e df o rt h es e p a r a t i o no f d i c h i o r v o s ，d i m e t h o a t e ，m e t h y l - p a r a t h i o n ，m a l a t h i o na n dp a r a t h i o ni ne n v i r o n m e n t a lw a t e r b a s e l i n es e p a r a t i o nw a so b t m n e df o rt h ef i v ea n a l y t e sw i t ht h eo p t i m u mc o n d i t i o n s a c c o r d i n g t o s t u d y i n g t h ec o n c e n t r a t i o no fb u f f e r , s d sa n dm e t h a n o l ，p h ，a p p l i e d v o l t a g e ，e t c a n dt h er e s u l tw a ss a t i s f a c t o r y p a r t3am e t h o do fm i c e l l a re l e c t r o k i n e t i cc a p i l l a r yc h r o m a t o g r a p h yw a se s t a b l i s h e df o r t h e s e p a r a t i o n o fd i c h i o r v o s ，d i m e t h o a t e ，m e t h y l - p a r a t h i o n ，m a l a t h i o n a n dp a r a t h i o ni n v e g e t a b l e p a r t4a n a l y s i so ff i v ek i n d so fo r g a n o p h o s p h o r u sp e s t i c i d e si nv e g e t a b l e sb yg a s c h r o m a t o g r a p h y - m a s ss p e c t r o m e t r y p a r t5as i m p l ec o m p a r i s i o nb e t w e e nc ea n dg c m si nt h ed e t e r m i n a t i o no f o p p s k e yw o r d s ：o r g a n o p h o s p h o r u sp e s t i c i d e ，c a p i l l a r ye l e c t r o p h o r e s i s ，s p e ，e n v i r o n m e n t a l w a t e r , v e g e t a b l e ，g c - m s 首都师范大学硕十学位论文 固相萃取 中英文对照及缩写 s o l i dp h a s ee x t r a c t i o n 基质固相分散 m a t r i xs o l i dp h a s ed i s p e r s i o n 凝胶渗透色谱 g e lp e r m e a t i o nc h r o m a t o g r a p h y 超临界流体萃取 s u p e rf l u i de x t r a c t i o n 加速溶剂萃取 a c c e l e r a t e ds o l v e n te x t r a c t i o n 固相微萃取 s o l i dp h a s em i c r oe x t r a c t i o n 液相微萃取l i q u i dp h a s em i c r oe x t r a c t i o n 气相色谱法 g a sc h r o m a t o g r a p h y 高效液相色谱法 h i 曲p e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h y 气相色谱一质谱 g a sc h r o m a t o g r a p h y - m a s ss p e c t r o m e t r y s p e m s p d g p c s f e a s e s p m e l p m e g c h p l c g c m s 液相色谱一质谱l i q u i dc h r o m a t o g r a p h y - m a s ss p e c t r o m e t r y l c m s 酶联免疫分析法 e n z y m e - l i n k e di m m u n o s o r b e n ta s s a y s 超临界流体色谱 s u p e rc r i t i c a lf l u i dc h r o m a t o g r a p h y 毛细管电泳 c a p i l l a r ye l e c t r o p h o r e s i s e l i s a s f c c e 胶束电动毛细管色谱 m i c e l l a re l e c t r o k i n e t i cc a p i l l a r yc h r o m a t o g r a p h ym e c c 十二烷基硫酸钠 s o d i u md o d e c y ls u l f a t e 有机磷杀虫剂 o r g a n o p h o s p h o m sp e s t i c i d e s 1 1 1 s d s o p p s 首都师范大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取 得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：彳铋洳赴 日期：洳眸岁月2 譬日 首都师范大学学位论文授权使用声明 本人完全了解首都师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留学位论文 并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权将学位论文用于非赢利 目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅。有权将学位论文的内容编入有关数据 库进行检索。有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规 定。 学位论文作者签名： 钇帕盖 日期：2 0 0 8 年s 月2 9 日 首都师范大学硕士学位论文 第一章食品中有机磷杀虫剂残留的研究进展 有机磷杀虫齐f ( o p p s ) 是含有c p 键或c o p 、c s p 、c - n p 键的有机化合 物，按其结构可分为磷酸酯类、硫代磷酸酯类、磷酸胺类、焦磷酸酯和磷酸酯类 五大类。大部分o p p s 不溶于水，溶于有机溶剂，在中性和酸性条件下稳定，不 易水解，在碱性条件下，易水解而失效。目前，全世界有机磷农药达3 0 多种， 包括杀虫剂、除草剂、杀菌剂等【l 】，其中杀虫剂的使用量约占7 0 。研究表明， 通过食物链的富集，o p p s 能使动物和人中毒，影响人体内激素的代谢平衡，尤 其是影响儿童神经系统的正常发育【2 】。为了保证食品安全，各国政府对食品中 o p p s 残留限量的要求越来越严格，尤以日本最近推出的肯定列表制度为代表， 从而加大了检测的难度。o p p s 残留分析包括样品前处理和分离检测两个环节， 本文对食品中有机磷杀虫剂残留分析其现状和发展方向进行阐述，评述了前处理 方法如固相萃取、基体固相分散萃取、超临界萃取、加速溶剂萃取、固相微萃取 和液相微萃取等技术在分析中的应用。概述了气相色谱、液相色谱及其联用技术、 免疫分析技术、超临界流体色谱和毛细管电泳等检测技术用于分析食品中o p p s 的优势和局限性，并展望了未来该领域研究的发展趋势。 首都师范大学硕+ 学位论文 1 样品前处理 o p p s 残留分析中样品前处理包括待测物的提取、净化和浓缩3 个步骤。样 品提取总的要求是尽可能完全地提取出所含农药成分，尽量少地提取出干扰物 质。在选择提取溶剂时应当根据“相似相溶原理 选择和待测农药极性相近的溶 剂并且提取剂不能与样品发生反应，毒性要低。有机溶剂提取是最常用的样品处 理方法，对极性小的农药，可以用非极性溶剂来提取，也可用混合溶剂来提取； 对含水量较高的样品，如蔬菜、水果等宜用极性溶剂。常用的提取剂有乙腈、丙 酮、石油醚、甲醇、苯、乙酸乙酯、环己烷、二氯甲烷和三氯甲烷等。在此基础 上，一些辅助萃取手段已应用于样品提取中，如微波辅助萃取( m a e ) 、超声辅助 萃取( u a e ) 等，能够显著提高萃取效率。 1 1 固相萃取( s p e ) s p e ，又称固液萃取，是八十年代中期开始发展较快的样品前处理技术，是 基于分析物功能团和固相填料功能团之间的作用力将分析物萃取出来的，其萃取 结果稳定、方法容易在实验室之间转移，有利于标准化。由于o p p s 为非极性到 中等极性的化合物，所以一般采用反相s p e 柱，用键合硅胶反相c 1 8 和c 8 作 柱填料，也有采用多孔苯乙烯二乙烯基苯共聚物和石墨化炭黑为填料的s p e 柱。 e m e y 等人采用酮乙睛和二氯甲烷两步提取牛乳和婴j l - 孚l 粉中的2 9 种o p p s 3 1 ， 再用c 1 8 的s p e 柱净化，采用气相色谱火焰光度检测器( o c f p d ) 检测，取得满 意的效果。当o p p s 浓度为o o lm g k g 时，2 9 种杀虫剂的回收率为6 9 - - - 9 9 ， 相对标准偏差( r s d ) 为1 0 - 9 7 ；当o p p s 浓度为0 0 2m g k g ，2 9 种杀虫剂中 的2 4 种杀虫剂的回收率为6 4 , - , 1 0 3 ，r s d 为1 9 0 旷2 0 9 。与传统的液液萃 取法( l l e ) 相比，s p e 具有较高的回收率，能更有效地去除干扰组分，操作简单、 方便、易推广。目前已经有很多商品化的s p e 柱上市，但由于填料量有限，对 于杂质较多、杀虫剂残留量高的样品，容易出现“负载”现象，造成回收率偏低。 1 2 基质固相分散( m s p d ) m s p d 技术由美国l o u i s i a n a 州立大学的b a r k e r 教授于1 9 8 9 年首次提出， 其基本操作是将试样直接与适量反相填料研磨、混匀，制成半固态装柱淋洗，淋 2 首都师范大学硕士学位论文 洗液经净化后直接进行色谱分析1 4 1 。m s p d 将传统样品前处理中的样品均化、组 织破碎和提取等步骤一体化，避免了多步骤造成的目标成分损失，有利于提高回 收率。m u c c i o 等人【5 】利用m s p d 测定牛乳中2 4 种o p p s 残留，整个样品萃取过 程仅需3 0m i n ，无乳化现象，而且洗脱液无需净化，操作简单。除乐果和氧乐果 无法检测外，该方法对2 种o p p s 的回收率为7 2 0 旷1 0 9 ，r s d 为1 1 9 。 k r i s t e n s o n 等人【6 】利用m s p d 测定4 种水果中的1 0 种杀虫剂，其中8 种为o p p s 。 实验以正己烷和乙酸乙酯作为淋洗剂，以硅胶键合的c 1 8 作为吸附剂，其回收 率8 3 - - - 118 ，r s d 为1 0 - - - 1 3 ，检测限为和9 0p g k g ，低于欧盟的最高残留 限量。 寇立卷等人【| 7 】建立了m s p d g c m s 联用同时测定蔬菜样品中8 0 种农药的分 析方法选取有机氯、有机磷、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯等农药为研究对象，以弗 罗里硅土为基质分散剂，石墨化碳黑为净化剂，以乙酸乙酯为淋洗剂。回收率为 6 3 7 - - - 1 1 7 8 ，r s d 为3 4 1 7 8 3 ，检测限为5 1 0 8m g k g 。文献【8 】也报道 了m s p d 在油菜籽中多种有机磷农药残留中的应用。 m s p d 方法分析时间短，所需样品量少( o 5 - 1 0g ) ，有机溶剂用量少( 1 0 1 5 m l ) 。m s p d 过程的自动化，则极大地提高了分析效率。 1 3 凝胶渗透色谱( g p c ) g p c 技术是基于体积排阻效应原理而达到分离净化目的。在o p p s 残留分析 中，利用g p c 能有效地将大分子杂质和小分子o p p s 分离，尤其适用于净化含 类酯的复杂样品。g p c 的凝胶有不同孔径，目前多采用x a d 系列凝胶，以不同 配比的环己烷和乙酸乙酯作为洗脱剂。 文献【9 】报道了1 9 6 7 年r u z i c k a 等人首次将g p c 用于蔬菜中o p p s 残留分析 并取得了较好的结果。此后，g p c 在谷物【l o - 1 1 1 、蔬菜和水果 1 2 , 1 3 】等食品的o p p s 残留分析中应用。由于g p c 的分离原理主要基于分子大小，对于待分离物质的 极性等要求较低，特别适合用于含不同极性o p p s 样品的多残留分析。尤其是基 质比较复杂时，g p c 比l l e 更有优势，其色谱柱可以连续使用几个月而不影响 柱效。另外，g p c 还具有自动化程度高以及较好的回收率等优点。 1 4 超临界流体萃取( s f f , ) 3 首都师范人学硕士学位论文 s f e 是近年来发展较快的一种特殊的分离技术，是利用超临界流体为溶剂对 样品中待测组分进行萃取，通常采用c 0 2 作为萃取剂，具有节约溶剂、避免污 染、无毒安全等优点。1 9 8 6 年，c a p r i e l 等【1 4 1 。首次将s f e 用于杀虫剂残留分析， 此后有利用超临界c 0 2 萃取草莓【1 5 】、玉米和小麦【1 6 1 、鸡脂肪、绞细牛肉、猪油【1 7 】 和蜂蜜【1 8 l 等食品中o p p s 的报道。由于c 0 2 属非极性溶剂，在萃取极性化合物时 具有一定的局限性，通常需加人少量改进剂如n h 3 、n 0 2 和甲醇等极性化合物来 改善萃取效果。此外，s f e 只适用于干燥的固态样品，对于含水量较高的食品， 可采用无水硫酸钠或硅藻土除去水分；同时，硅藻土还可促进样品分散，提高 s f e 的萃取效率。目前，s f e 技术已经实现与气相色谱( g c ) 、高效液相色谱 ( h p l c ) 等分析方法的联用【l6 1 ，显著提高了分析效率。但s f e 需要在高压条件下 进行，对设备要求较高，限制了在实际检测中的应用。 1 5 加速溶剂萃取( a s e ) a s e 是利用较高的温度( 5 0 , - - 2 0 0 ) 和压力( 1 0 3 2 0 6m p a ) 来增加溶质 的溶解度和扩散效率，从而提高萃取效率，该方法已被美国环境保护局列为固体 样品前处理的标准方法之一。目前，在婴儿食品【1 9 】、蔬菜、水果和果汁【2 0 1 、谷物 ( 2 h 等食品中o p p s 的分析方法中已有研究。o a b a n 等人【2 0 】采用a s e 法，用环己 烷与丙酮( 体积比1 ：1 ) 或二氯甲烷与丙酮( 体积比1 ：1 ) 萃取面粉中1 7 种o p p s ， 用环己烷+ 乙酸乙酯( 体积比1 ：1 ) 萃取葡萄和橙汁中的1 9 种o p p s 残留，萃取 条件均为1 0 0 和1 0 3 m p a ，预热5m i n 后静态萃取5m i n ，然后采用g p c 净化， g c f p d 检测。结果表明，面粉中除敌敌畏外，其余杀虫剂的回收率均在8 3 - - 1 1 5 ，r s d 1 0 ，这可能与敌敌畏的蒸汽压较低有关：葡萄和橙汁中除甲胺磷和乙 酰甲胺磷外，其余杀虫剂的回收率分别为8 2 , - - 1 0 5 、5 l 1 1 0 ，这与甲胺磷 和乙酰甲胺磷在水中的溶解度较高有关。和传统方法相比，a s e 具有溶剂用量 少、萃取时间短、萃取效率高、精确度高、安全、容易实现自动化等优点，而且 非常适合半固体、固体样品的处理。另外，a s e 可同时萃取不同极性的多种杀 虫剂残留，容易实现多残留分析。但对于水分含量较高的样品，必须使用硅藻土 等除去水分，否则，会引起回收率降低【1 9 2 1 1 ，尤其用乙酸乙酯作为萃取剂时，较 高的萃取温度会使萃取过程产生乳化现象，影响方法的精密度1 2 0 ! 。 4 首都师范大学硕+ 学位论文 1 6 固相微萃取( s p m e ) s p m e 是近年来国际上兴起的一项样品分析前处理新技术。1 9 9 0 年由加拿 大w a t e r l o o 大学的a r h t u r h e 和p a w l i s z y n 首创，1 9 9 3 年由美国s u p e l c o 公司推 出商品化固相微萃取装置。固相微萃取是根据吸附一解吸原理，由萃取头( 纤维) 吸附样品中挥发性或半挥发性有机污染物。吸附一定时间后，取出萃取头，置于 气相色谱( g c ) 或高效液相色谱( h p l c ) 等仪器进样口，进行热解吸或溶解。目前， s p m e 主要应用于水样中o p p s 的检测，在其他食品基质的o p p s 检测中也有应 用。常用于萃取o p p s 的固定相涂层有聚二甲基硅氧烷( p d m s ) 和聚氰酸酯 ( p a c r y ) 。j i m e n e z 等人【2 2 】采用s p m e 分析了蜂蜜中2 类杀虫剂残留，其中包括 甲基对硫磷、对硫磷、毒死蜱等7 种o p p s ，研究发现，固定相为1 0m l 的p d m s 回收率最高，r s d 为9 3 、检测限为0 0 0 4m g k g ，且线性范围宽。此外，增加 样品稀释倍数可以提高回收率，这一点已在s i m p l i c i o 的研究中被证实【2 3 1 。因此， 在用p d m s 进行农药分析时，可利用蒸馏水稀释样品，以减少基质的负面效应， 提高回收率。焦琳娟等 2 4 】也将s p m e 用于蜂蜜中有机氯农药分析的前处理。 黄行九掣2 5 】人研究了固相微萃取( s p m e ) 和二氧化锡气体传感器的联用技术 对果蔬中有机磷农药残留乐果、氧乐果、甲胺磷、乙酰甲胺磷、马拉硫磷、敌百 虫等的快速检测。结果表明，在8 5 下，解吸8m i n ，二氧化锡气体传感器 在2m i n 内完成对有机磷农药残留的快速检测，方法检测限在2g k g 以下。在 2 5 2 5 0 1 a g k g 的浓度范围内，蔬菜中每种农药残留的平均回收率在7 5 9 和 1 0 2 6 之间。s p m e - - 氧化锡气体传感器联用技术对分析s p m e 的解吸平衡非 常有利。徐溢等【2 6 】人利用溶胶凝胶法制备出p e g - 2 0 m 的固相微萃取头( s p m e h e a df i b e r ) ，将自制的微萃取装置与气相色谱( g c ) 联用，用于蔬菜样品中残留 扑草净的分析。以自制的p e g 2 0 m 萃取装置分离富集蔬菜中残留扑草净，结果 表明p e g 2 0 m 萃取头对三嗪类农药扑草净具有较好的分离富集作用。文献【2 7 3 1 】 也报道了s p m e 在蜂蜜、蔬菜、牛奶和葡萄酒中的应用。 由于s p m e 不使用有机溶剂，萃取和净化一步完成，减少了分析过程中目 标成分的损失，有利于提高回收率，并且操作简单，选择性强，是一种有前景的 样品前处理技术。 目前萃取头涂层均为非离子型，由s p m e 的原理可知，只能用于有机物质 5 首都师范人学硕士学位论文 的分析。当萃取头使用离子交换涂层时，即可检测无机物，故新型萃取头将是 s p m e 的研究方向。s p m e 技术目前在农药残留分析方面的应用己相当成功， 最近已由挥发性物质的提取发展到不具有挥发性的除草剂。今后，随着联用技 术的发展及s p m e 技术本身的发展，将可能与更多的分析仪器联用，传统的是 s p m e 与h p l c 联用、s p m e g c m s 联用，而与傅立叶变换红外光谱( f t i r ) 、 电感耦合等离子体质谱仪( i c p m s ) 及拉曼光谱仪联用可以大大拓宽分析检测的 领域，相信固相微萃取技术会有更广阔的应用前景。 1 7 液相微萃取( l p m e ) l p m e 融合了l l e 和s p m e 的优点，其基本原理与传统的液液萃取一致， 通过被分析物在水相和有机相之间的分配进行萃取富集。l i a n g 等人【3 2 】用动态 l p m e h p l c 测定自来水和湖水中的辛硫磷。结果表明，l p m e 对分析物的萃取 受有机溶剂种类、液滴大小、搅拌速率、盐效应、p h 值以及温度等因素的影响。 在不加n a c l 的条件下，采用2 5 m l 己烷萃取样品3 0 次，每次萃取7 5 m l 取时 间为5s ，湖水和自来水中辛硫磷的叵l 收率分别为9 2 5 t i9 1 1 ，r s d 分别为 8 7 和5 6 ，效果较好。谢洪掣3 3 1 建立了基于1 丁基。3 甲基咪唑六氟磷酸盐离 子液体的液相微萃取高效液相色谱分析水样中甲拌磷、对硫磷和辛硫磷的方法。 考察了萃取溶剂、萃取溶剂与样品溶液体积比、萃取时问、萃取温度和搅拌速度 对液相微萃取的影响。在优化的萃取条件下，甲拌磷、对硫磷、辛硫磷3 种农药 的富集倍数分别为6 6 5 、6 3 0 和5 5 3 倍；该方法有好的线性范围( o 0 l l “l ) 和 低的检出限( o 0 0 1 0 0 1 心l ，s n = 3 ) 。对0 1l a g l 的甲拌磷，对硫磷和辛 硫磷测定3 次的相对标准偏差分别为3 4 4 、1 0 5 0 和2 4 1 。) 。l p m e 在其 他食品中o p p s 残留分析中的应用还未见报道，这可能与食品成分复杂，基质影 响较大有关。 2 检测方法 2 1 气相色谱法( g c ) g c 是测定o p p s 的常用方法，在国内外得到广泛使用。在g c 检测中，选 择合适的色谱柱、色谱条件和高灵敏度检测器对于实现o p p s 残留的准确定量至 6 首都师范大学硕+ 学位论文 关重要。由于o p p s 相对分子质量较大，挥发性较低，通常需要较高的柱温，因 此，硅酮聚合物为优选的固定相；采用程序升温和选择性检测器，如电子捕获检 测器( e c d ) 、氮磷检测器( n p d ) 、火焰光度检测器( f p d ) 、火焰离子化检测器( f i d ) 、 热离子化检测器( t i d ) 和原子激发检测器( a e d ) 等。t o r r e s t 3 4 1 对各中检测器的使用 频率进行的统计表明，对氮磷具有良好选择性的n p d 和f p d 在o p p s 残留分析 中最常用。 董春洲等【2 8 】采用顶空固相微萃取气相色谱法测定马铃薯中有机氯农药。胡 媛等【2 9 】应用固相微萃取气相色谱法测定红葡萄酒中残留的有机磷农药时，采用 溶胶一凝胶包埋技术制备了耐高温固相微萃取头( s p m e ) ，用该萃取头与气相色 谱一热离子化检测器联用对红葡萄酒中的1 2 种有机磷农药残留进行了测定。实 验中对搅拌速度、萃取时间、盐浓度等条件进行了优化。结果表明，在样品用量 2 5m l ，搅拌速度1 2 5 0r m i n ，盐浓度1 5 0 l ，萃取时间3 0m i n 的条件下，绝 大多数组分峰面积的相对标准偏差( r s d ) 在5 以下， 各利，有机磷农药的检测 限为5n g l 到0 3 8i ，t g l 。陈伟琪f 2 9 1 等在用s p m e g c 联用测定蔬菜中残留有机 磷农药时，发现四种有机磷农药的s p m e g c f p d 响应值与蔬菜匀浆液外加农 药浓度之间的关系，在0 1 0 0n g m l 范围内，相关系数分别为甲拌磷o 9 9 9 ： 二嗪农0 9 9 8 ，甲基对硫磷0 9 9 9 。乙硫磷0 9 9 5 ；方法检出限为甲拌磷o 2 5n g g ； 二嗪农0 3 0n g g ；甲基对硫磷0 5 5n g g ；乙硫磷0 4 0n g g 。 2 2 高效液相色谱法( h p l c ) 一般而言，g c 的检出限比h p l c 要高，但对于g c 不能分析的高沸点或热 不稳定的o p p s ，h p l c 可以进行有效的分离检测。在h p l c 分析中，反相c 1 8 柱或c 8 柱是最常用的，此外，也有采用化学键合相的氰基柱【3 5 1 ，一些硅胶柱也 用于正相h p l c 分析【3 6 1 。紫外检测器是最常用的h p l c 的检测器，但对于组分 比较复杂的样品，其选择性和灵敏度不是太好，且只能检测对紫外有吸收的成分； 荧光检测器的灵敏度高、选择性强，但由于大多数o p p s 本身不发荧光，若经衍 生化反应又比较麻烦，因此限制了它的应用。由于缺乏高灵敏度且广泛适用的检 测器，h p l c 在o p p s 残留分析中应用【3 3 3 7 3 81 的报道不多。 2 3 气相色谱质谱联用技术( g c m s ) 7 首都师范大学硕十学位论文 g c m s 既具有气相色谱高分离效能，又具有质谱准确鉴定化合物结构的特 点，其高灵敏度和良好的定性效果使其在o p p s 残留分析中显得尤为重要。近年 来，国内外有关g c m s 法测定o p p s 残留分析中的研究很多( 见表1 1 ) ，而且， g c m s 已经列入我国的国标方法【3 9 1 。g c m s 法测定食品中的o p p s 具有相对标 准偏差较小，操作条件稳定；可实现多残留分析，分离效率高；检测限低，检测 灵敏度高等优点。 表1 1g c ms 法测定食品中o p p s 残留应用 t a b l el - lt h ea p p l i c a t i o no fg c - m so i lo p p sr e s i d u ei nf o o d 葡萄滔4 5 s p ea p c is i m 0 6 5m g l5 7 1 2 60 4 1 4 0 苹果 7 m s p de is i m 4 - - - , 9 0 g k g 8 3 1 1 81 0 , 一1 3 4 1 葡萄 蔬菜 9 l l e n c is i m o 12 - - 1p g & g7 8 1 2 60 5 8 1 4 7 4 2 水果a e 橄榄 3 m s p d e is i m 1 5 6 0p g k g9 3 4 , 1 1 8 44 o 4 9 4 3 橄榄油lle 小麦 1 0 s p ee is i m 4 一6 0t t g k g 9 3 86 4 51 6 浓缩果 7 s p ee is i m 0 0 1 2 。5m g k g8 2 l1 0 2 9 5 5 4 4 蔬汁 蔬菜8 0 m s p de ls i m 3 5 1 0 8m g k g6 3 7 11 7 83 4 7 8 7 蔬菜 1 0 l l ee is i m 0 0 0 9 4 ) 0 7 8m g k g7 7 1 0 53 0 - 0 8 4 5 水果 7 l l ee is i m 0 0 4 2 5 0 8 2 m e , k g 4 6 蔬菜 a p c i ：大气压化学电离；e i ：电子电离：n c h 负离子化电离；s i m ：选择扫描模式 2 4 液相色谱质谱联用技术( l c m s 或l c m s m s ) 将l c 与m s 联用可以解决l c 缺乏高灵敏度检测器的问题，也是针对高沸 点或热不稳定的o p p s 残留分析的有效方法。另外，采用l c m s 测定可以简化 净化步骤，提高分析效率。近年的研究中，采用l c m s 或l c m s m s 检测食品 中o p p s 残留的研究有很多。m o l 等人一7 】采用l c m s m s 法测定了卷心菜和葡萄 中的氧乐果、甲胺磷等六种o p p s ，采用乙酸乙酯萃取，吹干萃取液溶剂，用体 积分数0 5 乙酸溶液溶解后直接进样测定。l c 采用反相c 1 8 柱，m s 采用a p c i + 8 首都师范大学硕十学位论文 模式。方法的回收率为8 0 - v 1 0 1 ，r s d 1 1 ，检测限为0 0 0 1 - 0 0 0 4m g k g 。 b l a s c o 等人【4 8 1 利用l c m s 法测定了蜂蜜中的甲基毒死蜱、二嗪磷等6 种o p p s 。 l c 采用反相c 1 8 柱，用不同比例的乙醇和水作流动相，梯度洗脱；m s 采用a p c i 模式，定量限为o o 仙4m g k g ；r s d 为5 - - 9 。另外，很多o p p s 的降解产物 或代谢产物都具有高沸点或热不稳定性的特点，所以在分析o p p s 代谢产物4 9 1 及降解产物【5 0 】方面，l c m s 也发挥着重要作用，对于研究o p p s 的降解机理和 代谢途径有着重要意义，同时l c m s 可以满足欧盟关于婴儿食品中o p p s 的最 大残留限量包含其代谢物的分析要求。 2 5 酶联免疫分析法( e l i s a ) 酶联免分析法( e i l s a ) 是o p p s 残留分析中应用最多的免疫分析法，目前国 内外已研制出多种有机磷杀虫剂的e l i s a 试剂盒。l e e 等酬合成3 - 嗪磷的四 种半抗原，选用其中一种与钥孔血蓝蛋白结合作为抗原，用于制备单克隆抗体， 利用e i l s a 法测定葛芭和大米中的二嗪磷残留，回收率分别为7 8 9 6 、 7 9 0 o , , , 1 5 2 ；且该抗体对二嗪磷的代谢物及其他o p p s 不存在交叉反应。c h o 等 1 5 2 1 合成杀螟硫磷半抗原制备抗体，e l i s a 法测定葛芭和大米中的杀螟硫磷，回 收率分别为8 4 11 6 、1 0 0 0 1 2 1 ，该抗体除甲基对硫磷外，不与其他o p p s 发生交叉反应。尽管有关o p p s 半抗原的合成研究很多，但多数只针对一种o p p s ， 利用一种抗体进行o p p s 多残留分析的研究较少。与色谱法相比，e i l s a 法具有 快速、简单、节约费用、样品净化简单、技术性要求不高、易于推广等优点，能 满足食品中o p p s 残留的现场分析要求。由于o p p s 属于小分子物质，必须与大 分子物质( 如蛋白质) 联结，才能用作抗原，而抗原的开发过程需要投人较多的资 金和时间；而且，对结构类似的化合物可能有一定程度的交叉反应【5 3 1 ，限制了 e l i s a 的应用。 2 6 超临界流体色谱( s f c ) s f c 主要作为分离技术，成为g c 和h p l c 技术的补充，可用于分析热不稳 定的o p p s 。m o l 等人【5 4 1 采用s f c n p d 测定洋葱和西红柿中的乐果、马拉硫磷、 保棉磷和辛硫磷等o p p s ；z e g e r s 等人【5 5 1 报道了s f c n p d 测定了葛苗、葡萄和 黄瓜中的二嗪磷、敌敌畏等1 9 种o p p s 残留。采用s f c 测定o p p s 残留的优点 9 首都师范人学硕+ 学位论文 在于：分离过程中可以根据需要改变流动相；检测器可与g c 和h p l c 通用；前 处理步骤简单，萃取后可直接进样与h p l c 相比，s f c 的分析速度快5 倍，效率 也更高。但是s f c 法还处于开发阶段，技术还不完善，所以在食品中o p p s 残留 分析方面应用较少。 2 7 毛细管电泳( c e ) c e 多运用于测定水中o p p s 残留网，但在食品中o p p s 残留分析的研究并不 多。c e 测定o p p s 残留的研究主要集中在电泳条件对分离度的影响方面，如电 解液种类、p h 值、表面活性剂、有机溶剂、温度和电压的影响等。p e f e z r u i 等人【5 7 1 采用s p e 和l l e ，毛细管胶束电动色谱u v 分离测定了水( 包括超纯水、 自来水和河水) 、蔬菜和谷物中的乙酰甲胺磷、甲胺磷、敌敌畏、百治磷和马拉 硫磷5 种o p p s ，电泳液采用含7 5m m o l l 十二烷基磺酸钠2 0m m o l l 磷酸盐缓 冲液( p h 为7 5 ) ，该条件下检测限为7 1 5 0p l 。c e 有分离度高，分析速度快 的优点，但由于进样体积小( 1 1 0n l ) ，方法的灵敏度相对较差。随着c e 与其 他高灵敏度检测器的联用，c e 在o p p s 残留分析中将会有更多的研究和应用。 2 8 其他分析方法 除上述分析方法外，用于食品中o p p s 残留分析的方法还有很多，如薄层色 谱法【5 8 1 、金属离子催化显色表面皿法等，但其灵敏度等需要进一步研究证实。 3 展望 随着对o p p s 毒性认识的深人以及人们对食品安全意识的加强，食品中o p p s 的残留限量将更加严格，这将对分析方法的灵敏度提出更高的要求。同时，食品 的多样性和成分的复杂性要求分析方法能减少基质干扰；对于蔬菜、水果等新鲜 产品，还要求方法快速、灵敏，实现现场测定。新发展起来的s p e 、m s p d 、a s e 、 s p m e 、g p c 和s f e 等前处理方法具有快速简便的优点，将被越来越多地关注和 应用。但这些方法仍存在一些问题需要解决，例如在使用s p e 时，根据待测杀 虫剂的性质选择合适的s p e 柱是分析过程中关键；s p e 柱的再生和重复利用也 应从降低费用的角度来考虑；而s f e 装置价格较高，且不适于分析含水样品和 极性较强的物质；因此，寻求广泛适用、操作简单、节约溶剂、成本低且容易实 1 0 首都师范大学硕十学位论文 现自动化的前处理方法仍然是o p p s 残留分析的重要研究目标。g c 和h p l c 是 检测o p p s 的主要手段，为了实现更低的食品中o p p s 残留检测限以及对降解产 物或代谢产物的分析，未来，质谱榆测器以及串联质谱检测器将会更多的应用于 o p p s 残留分析中。 首都师范大学硕十学位论文 参考文献 【l 】朱坚，汪国权，陈正夫食晶中危害残留物的现代分析技术【m 】上海：同济大学出版社， 2 0 0 3 ，1 0 2 1 0 8 【2 】p e h k o n e ns0 ，z h a n gq t h ed e g r a d a t i o no fo r g a n o p h o s p h o r u sp e s t i c i d e si nn a t u r a lw a t e r s a c r i t i c a lr e v i e w j 】c r i t i c a lr e v i e wi ne n v i r o n m e n t a ls c i e n c ea n dt e c h n o l o g y ，2 0 0 2 ，3 2 ( 1 ) ： 1 7 7 2 【3 】e m e ydr d e t e r m i n a t i o no fo r g a n o p h o s p h o r b sp e s t i c i d e si nw h o l e c h o c o l a t e s k i m - m i l ka n d i n f a n tf o r m u l au s i n gs o l i dp h a s ee x t r a c t i o nw i t h c a p i l l a r yg a sc h r o m a t o g r a p h y f l a m e p