MWCNT分散固相萃取气相色谱串联质谱法检测茶油中11种有机磷农药残留

摘要建立了分散固相萃取净化气相色谱串联质谱测定茶油中11种有机磷农药残留的分析方法.样品采用乙腈提取，羧基化多壁碳纳米管和中性氧化铝混合吸附剂富集和净化，能够有效去除茶油中脂肪等杂质对测定结果的影响.本方法中11种有机磷农药在0.01～0.5 mg/L范围内，线性良好，相关系数为0.999 61～0999 96；在0.02～0.1 mg/kg范围内，11种目标物的回收率为86.2%～112.6%，RSD为3.2%～11.2%.

关键词多壁碳纳米管；分散固相萃取；气相色谱串联质谱；茶油；有机磷农药

中图分类号TS227；O65763文献标识码A文章编号10002537（2017）02004907

Determination of 11 Organophosphorus Pesticide Residues in Camellia Oil by

Gas ChromatographyTandem Mass Spectrometry with Dispersive Solidphase

Extraction Using Multiwalled Carbon Nanotubes as Adsorbent

ZHANG Fan1，2 ， BAI Shan1， WANG Meiling2， ZHANG Ying2，

HUANG Zhiqiang2*， LI Zhonghai3， ZHONG Haiyan3

（1. Changsha Environmental Protection College， Changsha 410004， China；

2. Hunan Academy of Science and Technology for Inspection and Quarantine， Changsha 410004， China；

3. Faculty of Food Science and Engineering， Central South University of Forestry and Technology， Changsha 410004， China）

AbstractAn analytical method has been developed for the determination of 11 organophosphorus pesticide residues in camellia oil by gas chromatographytandem mass spectrometry with dispersive solidphase extraction. The samples were extracted with acetonitrile and purified using carboxylated multiwalled carbon nanotubes and neutral alumina sorbent， which could be used to remove fats and other impurities from the camellia oil that would affect the effectiveness of measurement results. Our results showed that the 11 organophosphorus pesticides had a good linearity in the range of 0.01～0.5 mg/L and the correlation coefficients were between 0.999 61 to 0999 96. The recoveries at spiked levels of 0.02， 0.05， and 0.1 mg/kg for the 11 targets were 86.2%～1126%，with their relative standard deviations in the range of 3.2%～11.2%.

Key wordsmultiwalled carbon nanotubes； dispersive solidphase extraction； GCMS/MS； camellia oil； organophosphorus pesticide

茶油原料碓从谖夜特有的一种常绿灌木――油茶，其与油棕、油橄榄和椰子各占据了世界上四大木本油料作物一席之位.茶油含有丰富的不饱和脂肪酸和维生素、山茶甙和角鲨烯等生物活性成分，是既具有食用价值又具有药用价值的高档植物油，具有广阔的开发应用前景[1].在油茶的种植过程中，如果没有进行有效的病虫害防治，油茶的产量将受到严重影响.因此，油茶种植农户大量使用高效、易降解的有机磷农药，容易在茶油原料中造成农药残留.这些受到有机磷农药污染的茶油原料加工成茶油后，通过食物链长时间作用于人体，器官易发生病变，严重时会产生“致畸、致癌、致突变”作用[2].

气相色谱法[3]、气相色谱串联质谱法[4]以及液相色谱串联质谱法[5]等都是有机磷农药残留分析中常用的检测方法，这些分析方法往往要求有效去除样品基质中的杂质，从而降低对谱图的干扰，减少分析结果的误差.通常使用较多的前处理手段有固相萃取[6]、凝胶渗透色谱[7]、分散固相萃取[89]，近年来，分散固相萃取凭借其快速、操作简单、成本低廉等优势在农药残留分析中受到欢迎.

多壁碳纳米管（MWCNT）作为一种新型的吸附剂材料，其超强的吸附能力和超大的吸附容量使得MWCNT在食品农药残留的前处理中运用广泛[1012].本研究考虑到茶油基质净化的难度，选用多壁碳纳米管和中性氧化铝的混合物作为吸附剂，替代传统的分散固相萃取的吸附剂，能够更有效地去除茶油中的大量脂肪和有机酸等大分子干扰杂质，建立一种快速、准确、经济的茶油中11种有机磷农药残留的分析方法.

1实验方法

1.1仪器与试剂

GCMSTQ8030气相色谱三重四级杆气质联用仪，EI源（日本岛津公司） ；SA300振荡器（日本YAMATO公司）；XS20电子天平（瑞士METTLER TOLEDO公司）；NEVAP12氮吹仪（美国 Organomation Associates 公司）；UNIVERSAL320 高速冷冻离心机（德国Hettich公司）；MILLIQ去离子水系统（美国Millipore公司）.

5种不同规格的多壁碳纳米管（MWCNT），主要参数如下：MWCNT1：外径20～30 nm，长度5～10 μm，纯度大于90%（广东深圳纳米港公司）；MWCNT2：外径10～20 nm，长度10～30 μm，纯度大于95%；MWCNT3：外径10～20 nm，长度0.5～2 μm，纯度大于95%；MWCNT4：外径20～30 nm，长度0.5～2 μm，羧基化，纯度大于95%；MWCNT5：外径20～30 nm，长度0.5～2 μm，羟基化，纯度大于95%（以上4种MWCNT购于南京先锋纳米材料科技有限公司）.弗罗里硅土填料（Florisil）、中性氧化铝填料（AluminaN）：75～150 μm，上海CNW Technologies 公司.

甲拌磷（Phorate）、乐果（Dimethoate）、二嗪磷（Diazinon）、杀螟硫磷（Fenitrothion）、马拉硫磷（Malathion）、毒死蜱（Chlorpyrifos）、倍硫磷（Fenthion）、对硫磷（Parathion）、喹硫磷（Quintiofos）、杀扑磷（Methidathion）、伏杀硫磷（Phosalone）标准物质：纯度≥97.0%，购于德国Ehrenstorfer公司. 乙腈、乙酸乙酯、二氯甲烷（色谱纯，美国Merck公司）； 丙酮、正己烷（色谱纯，美国TEDIA公司）；无水硫酸镁、无水硫酸钠（分析纯，上海国药集团化学试剂有限公司）；实验用水为超纯水.茶油购于湖南某超市.

11种有机磷农药混合标准工作溶液：准确称取11种有机磷农药标准品各10 mg（精确到0.000 1 g），分别置于10 mL容量瓶中，加少量丙酮溶解后定容至刻度线，配制成1.0 mg/mL的单标储备液，于4 ℃冰箱中保存.根据检测需要移取一定体积的各单标储备液混合后，用空白茶油基质提取液逐级稀释成适当浓度的混合标准工作液，标准工作溶液需现用现配.

1.2仪器工作条件

1.2.1色谱条件色谱柱：Rxi5Sil MS 石英毛细管柱（ 30 m×0.25 mm，0.25 μm）；载气：高纯氦气（纯度大于99.999%），流速为1.64 mL/min，恒流；进样口温度：250 ℃，不分流进样，进样量： 1 μL；升温程序：初始温度为80 ℃，保持1 min，以25 ℃/min升至180 ℃，再以10 ℃/min升至240 ℃；最后以20 ℃/min升温至280 ℃，保持5 min.

1.2.2质谱条件离子化方式：电子轰击（EI）；离子化能量：70 eV；离子源温度：230 ℃；接口温度：250 ℃；溶剂切除时间：3 min；碰撞气：高纯氩气（纯度大于99.999%）；采用多反应监测（ MRM） 模式进行数据的采集.11种有机磷质谱参数见表1.

1.3样品的前处理

1.3.1提取准确称取2.0 g（精确至0.01 g）茶油样品置于50 mL具塞刻度离心管中，移取10 mL乙腈到离心管中，旋紧管盖后，振荡混匀后超声5 min，再于振荡器上振荡提取15 min，-20 ℃下以8 000 r/min冷冻离心10 min后，将上清液转移至另一洁净的离心管中，残渣用10 mL乙腈再提取一次，-20 ℃下以8 000 r/min冷冻离心10 min，将两次的乙腈提取液合并于离心管中，用移液管准确吸取10 mL提取液至15 mL具塞刻度离心管中，待净化.

1.3.2净化向装有10 mL提取液的具塞刻度离心中加入1.0 g 无水硫酸镁，1.0 g无水硫酸钠，100 mg多壁碳纳米管和1 g中性氧化铝.将离心管置于振荡混匀器上振荡净化5 min，随后-20 ℃下以8 000 r/min离心10 min后，然后将上清液小心转移到氮吹仪所配套的氮吹管中，于40 ℃下， N2吹至约0.5 mL左右，将10 mL丙酮分两次加入氮吹管中进行溶剂交换，待氮吹管中的溶液吹至近干后，最后用丙酮定容到1 mL，过022 μm有机微孔滤膜的滤液即为分析溶液，供GCMS/MS检测.

2结果与讨论

2.1提取溶剂的选择

前期曾采用气相色谱法对茶油中4种有机磷农药的检测方法进行了研究，对乙腈、正己烷、二氯甲烷和乙酸乙酯的提取效果进行了比较，发现正己烷和乙酸乙酯与茶油混溶，提取液离心后不易分层；二氯甲烷较乙腈提取出来的杂质较多，图谱干扰较大，操作步骤繁琐，且4种有机磷农药回收率均低于乙腈提取时的回收率[2].所以试验又比较了乙腈与乙腈、正己烷混合液（体积比1∶1）对茶油中11种有机磷农药的提取效果，两种提取溶剂的提取效果都比较理想，但是乙腈、正己烷混合溶剂提取时因为取下层，最后易取到上层溶解了油脂的正己烷，从而对实验结果造成干扰，所以实验最终选取乙腈作为提取溶剂.

2.2多壁碳纳米管的选择

在茶油中有机磷农药的净化过程中，脂肪的去除是十分关键的步骤，若是提取液中的脂肪带入分析过程较多，不仅会影响回收率，而且会对毛细管柱造成污染，使得谱图干扰很大.试验采用多壁碳纳米管和弗罗里硅土混合物作为吸附净化材料.为了得到更理想的净化效果，在5份被测物添加浓度为0.05 mg/kg的茶油样品中，按照1.3节所述步骤进行样品前处理，考察了5种不同规格MWCNT的净化吸附效果，分别取MWCNT1，MWCNT2，MWCNT3，MWCNT4和MWCNT5各60 mg进行试验，实验结果如图1所示.5种不同规格的多壁碳纳米管对茶油中11种有机磷农药的回收率范围分别为62.2%～97.1%，68.2%～101.7%，72.7%～111.6%，84.8%～118.9%和67.4%～119.1%，实验结果为两次测定的平均值.由于MWCNT4富含羧基官能团，增强了极性，从而对11种极性有机磷农药吸附能力更强，表现出^好的回收率，因此选取其作为分散固相萃取的吸附材料.