气相色谱-负离子化学电离-质谱法检测咖啡中8种有机氯农药

介绍：近年来，食品中的农药残留问题越来越受到社会的重视。国内外关于水果蔬菜等食品中的农药残留研究多集中于对 食品原料的报道；咖啡作为一种加工的、在日常生活中直接泡饮的食品，其中的农药残留受到的关注却不多。有机 氯农药尽管禁用多年，却因其化学性质稳定、脂溶性强、易在环境和生物体中富集，至今仍能在大气[1]、水体[2]及 土壤[3]中检出。由于咖啡是一种加工食品，加工过程中的各个环节都可能受到污染。迄今为止，国内外有关咖啡的 残留分析研究报道不多，不仅仅因为所受关注较少，还因为咖啡比一般的植物性产品成分复杂[4]，颗粒较细，油脂 及色素含量较高，样品中被测物浓度较低

因此，本文采用加速溶剂萃取，结合凝胶渗透色谱法及柱层析法，通过气相色谱-负离子化学电离-质谱检测器进行 分析，建立了咖啡中 8 种有机氯农药的残留测定方法。

1. 实验部分 1.1 仪器与试剂 加速溶剂萃取仪（ASE200 自动分析仪，DIONEX 公司 ）； 自动凝胶渗透色谱仪（O.I.公司），凝胶色谱柱：25cm×15mm，填料（200-400 目）：Bio-Beads S-X3； PE气质联用仪：PE Clarus600GC-NCI-MS，色谱柱：VF-5 MS 毛细管柱（30m×0.25mm×0.25μm） 二氯甲烷、正己烷、丙酮、无水硫酸钠；分析纯（北京化工厂）；环己烷：色谱纯（ACROS ORGANICS LTD., USA）。

净化柱：填充 0.7g 弗罗里硅土（60-100 目，含水 2%），0.5g 石墨化炭黑（150-200 目）；用前依次用 10mL 正己烷 /丙酮（V/V，85:15）、5mL 正己烷预淋洗。

有机氯农药标准品：α-六六六，β-六六六，γ-六六六，δ-六六六，o,p’-DDT，p,p’-DDT，p,p’-DDD， p,p’-DDE，由农业部农药检定所提供。有机氯农药标准品储备液（20mg/L）和工作液（0.20，0.50，1.0， 2.0，5.0，10，20，50μg/L）均用色谱纯环己烷配制，储存于 4℃冰箱中。

1.2 样品的处理 1.2.1 样品的提取 称取样品约 4g（至 0.01g）于 22mLASE 萃取池中，用正己烷/丙酮（V/V,1:1）[5]于 100℃，1500psi 静态萃取 5min，淋洗体积为 6

1.2.2 样品净化 将 2mL（含 2g 样品）浓缩液 用 GPC 净化，流动相为二氯甲烷，流速 3mL/min，接收 9.5-12min 流出液，浓缩定容 至 1.5-2mL，继而加到净化柱上，用正己烷/丙酮（V/V，85:15）洗脱，接收前 8mL 洗脱液，浓缩并定容至 1mL， 供 GC-NCI-MS 检测。

1.3 样品的检测 气相色谱条件：始温 120℃，保持 2min，以 10℃/min 升至 210℃，再以 6℃/min 升至 260℃/min，保持 5min；进样口温度 250℃；不分流进样；氦气 1.0mL/min；进样量 1μL。

质谱条件：电离方式 NCI，电离电压 70eV，离子源温度 180℃；传输线温度 250℃；光电倍增器电压 450V；选择 离子分析条件见表 1。

以样品空白、标准品、样品、标准品的顺序进样，每个重复进样两次。 表 1 待测农药化合物名称，通道数，时间窗口，定性离子，定量离子，标准曲线方程和相关系数

2. 结果与讨论 2.1. 方法的线性关系 将混合储备液（20mg/L）配制成 0.20，0.50，1.0， 2.0，5.0，10，20，50μg/L 的有机氯农药标准工作液，按 “1.3”节选定的仪器条件进样，以峰面积对浓度作标准曲线，得 8 种有机氯农药的线性方程、相关系数 R（见表 1）及方法检测限（见表 2）。5μg/L 有机氯农药混合标准品图谱见图 1（A）。

结果表明，8 种有机氯农药在 0.20~50.0µg/L 范围内线性良好，相关系数 R 达到 0.9995~0.9998，可以满足残留定 量分析的要求。根据信噪比（S/N=10）计算得出，8 种有机氯农药的方法检出限在 0.002~0.069ng/g 之间，结果见

图 1 5μg /L 有机氯农药混合标准品(A)，空白咖啡样品(B)及添加 5μg/L 咖啡样品(C)的选择离子色谱图 其中: 1. α-六六六；2. β-六六六；3. γ-六六六；4. δ-六六六；5.p,p’- DDE；6.p,p’- DDD；7. o,pDDT；8. p,p’-DDT

2.2. 前处理方法的选择 样品中有机氯农药的前处理方法很多，如提取方法有索氏抽提法、振荡浸提法、固相萃取法等，净化方法 有磺化法、柱层析法、液液分配法等。本实验利用ASE萃取效率高、有机溶剂用量少、快速及自动化等优点[6] ， 采用GPC去除大部分油脂等大分子杂质，再结合柱层析去除油脂与色素等杂质，解决咖啡样品因颗粒较细不易提 取、油脂与色素等杂质较多难以净化等问题，优化萃取及净化步骤，从而提高回收率。

2.3. 检测方法的选择 常见的有机氯农药检测方法有 GC-ECD[7] ，GC-MS/MS[8] ，GC-EI-MS[9]等，8 种有机氯 农药（α-六六六，β-六六六，γ-六六六，δ-六六六，o,p’-DDT，p,p’-DDT，p,p’-DDD，p,p’-DDE，下 同）的方法检出限分别为 0.53~1.83μg /kg，0.333~1.667μg /kg 及 0.167μg /kg；近年来，GC-NCI-MS 技术 迅猛发展，逐渐广泛应用于基质复杂的农药残留分析中，如 L.B. Rivera-RodrÍguez 等[9]研究野生鸟类血浆中 的有机氯农药，方法检测限可达 0.015~0.084μg /kg。本文采用 GC -NCI –MS，通过选择特定的离子，排除检 测中基质的干扰（见 5μg /L 有机氯农药混合标准品图谱见图 1（A）与空白咖啡样品（图 1B）），方法检出限为 0.002~0.069μg /kg，具有更高的选择性和灵敏度。

2.4. 方法的回收率和精密度 在空白样品中分别加入 0.5，5μg/L 标准工作液 1.0mL，按照“1.2”节操作方法制备样品溶液，以峰面积计算 各种农药在两个添加水平的回收率，重复试验 6 次，计算各种农药的平均回收率及相对标准偏差（见表 2）。添 加 5μg/L 咖啡样品的选择离子色谱图见图 1C。 结果显示，在 5μg /kg 添加水平，平均加标回收率为 94.3%~107.2%，RSD 为 3.7%~10.6%；在 0.5μg /kg 添加 水平，平均加标回收率为 96%~110.1%，RSD 为 3.5~10.2%，均满足残留分析的要求。

3. 总结 本文建立了咖啡中 ASE 提取，GPC 与柱层析相结合净化，GC-NCI-MS 检测 8 种有机氯农药残留量的方 法。该方法能有效排除咖啡中大量油脂及色素对检测的干扰，回收率和精密度符合残留分析的要求，具有 良好的应用前景。