GC-FPD结合大体积不分流进样技术测定烟草中的有...（一）
GC-FPD结合大体积不分流进样技术测定烟草中的有机磷农残
摘要
本文采用 GC-FPD 结合大体积不分流进样技术，建立高效、灵敏测定烟草中有机磷农残的检测方法。对烟草样品，采用改进的 QuEChERS 方法，以去离子水浸泡、乙酸乙酯丙酮混合溶剂对烟草中的有机磷农残进行提取，经Carbon-NH2 复合柱净化，不经浓缩直接进样分析。通过实验发现： 1）使用大体积不分流进样技术，进样体积为 30ul 时，对各有机磷农残的检测相比传统不分流进样 1ul，灵敏度提高了近 25 倍； 2）采用经 Carbon-NH2 复合柱净化后的空白烟草提取液配制的有机磷农残系列标样能显著改善各有机磷的峰形以及灵敏度。总体来看，采用 GC-FPD 结合大体积不分流进样技术对烟草中有机磷农残检测是一种非常灵敏、高效的检测方法，能够大大减少前处理过程中对样品浓缩的时间耗费，并同时具有较高的检测灵敏度。
1. 简介
随着科技的发展以及人们对健康的不断关注，关于食品、消费品以及环境等各方面的农药残留， 对其的检测日趋受到越来越多的国家和检测机构的重视 [1]。 随着中国加入 WTO 和国际烟草控制公约， 国际上对卷烟和烟叶中的农残最高限量均做出了规定 [2]； 另外， 少量残留在烟草中的农药， 特别是有机磷农残因其高的毒性， 在卷烟抽吸时会直接影响吸烟者的身体健康， 所以建立有效、 可行的检测方法来测定烟草中有机磷农药的残留量是十分必要的。
目前，国内外针对烟草中有机磷农残的检测方法很多，主要有GC-FPD、GC-MS以及GC-MS/MS方法等[2-4]。其中，GC-FPD方法因其配制简单、对有机磷检测具有高选择性、可大大降低复杂基质中的干扰问题，而受到许多检测机构的广泛采用。在烟草有机磷农残前处理方面，QuEChERS 方法作为一种快速、 简便、 价格低廉、 适用面（包括农药种类和基质种类）广的样品前处理方法，其低成本高效的样品处理技术，可用于绝大多数食品基质的宽泛的农药残留类别，已被多个国际农药残留分析机构广泛采纳。但是，样品中大多有机磷农残的浓度低，为了达到对其的准确测定，通常需要对其进行浓缩，以提高目标物浓度，而在此过程中会导致部分低沸点的有机磷农残的挥发损失，从而影响对其的准确定量；且此过程耗时，不利于检测效率的提高。对此，可采用大体积进样技术，通过提高样品的进样量来提高对有机磷农残检测的灵敏度，不进行样品浓缩，而达到与传统进样方式需要浓缩样品测定有机磷农残时相同的灵敏度，从而简化样品前处理步骤。程序升温大体积进样技术，是目前应用最多的一种大体积进样技术，它可以在略高于溶剂沸点的温度下通过载气将溶剂分流出衬管，然后快速升温将目标物汽化转移到色谱柱进行分离[5]。在这一过程中，对于一些低沸点的农残会随着溶剂的分流而损失，并最终导致其检测灵敏度低的结果。为了克服这一问题，另一种大体积进样技术 --- 同时溶剂浓缩进样技术（SCR）通过预柱来承载大体积进样的所有溶剂及目标物， 然后缓慢蒸发溶剂通过色谱柱到达检测器并放空， 比溶剂沸点略高的目标物在溶剂之后达到检测器被检测， 从而保证了所有沸程的目标组分均由色谱柱分离到达检测器，因此可以保证较高的检测灵敏度 [6-7]。
鉴于此，本文以改进的QuEChERS方法进行提取、经Carbon-NH2复合柱净化、采用GC-FPD结合大体积不分流进样技术，不经浓缩直接进样来高效、灵敏地检测烟草中的有机磷农残含量。
2. 实验材料
2.1 仪器与试剂
2.1.1 仪器
Trace 1310 GC-FPD 气相色谱仪（Thermo Fisher Scientific）；Triplus RSH 三 合 一 自 动 进 样 器（Thermo Scientific）； TR-35MS 色 谱 柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）（Thermo Fisherscientific, P/N： 260C142P）； 大体积不分流套件（内含 5mm×0.32 mm 预柱、 玻璃两通以及大体积不分流计算软件）（Thermo Fisher scientific, P/N:19050725）。
2.1.2 试剂、 耗材
二溴磷、 甲胺磷、 速灭磷、 灭线磷、 甲基内吸磷、 特丁硫磷、乙拌磷、 乐果、 甲基嘧啶磷、 甲基对硫磷、 马拉硫磷、杀螟硫磷、 对硫磷、 溴硫磷标样， 浓度均为 100ppm， 购于国家标准物质中心； 氯化钠、 无水硫酸钠购于上海国药化学试剂有限公司； Carbon-NH2 复合柱（规格 1g） 购于上海安普科技有限责任公司； 乙酸乙酯（色谱纯）、丙酮（色谱纯） 由 ThermoFisher 提供； 水为去离子水； 烟草烟丝由市场购买（使用前粉碎成烟末）。
2.2 提取溶剂及有机磷标样的配制
提取溶剂： 取 450ml 乙酸乙酯与 50ml 丙酮混合， 配制成乙酸乙酯与丙酮体积比为 9:1 的混合溶剂。
空白烟草提取液： 取 2.0g 无待测有机磷的烟末， 加入10ml 去离子水浸泡 5min， 加入 4.0g NaCl， 20ml 乙酸乙酯丙酮混合溶剂， 涡旋 2min， 过 Carbon-NH2 复合柱净化，待配标样用。
浓度为 1.0ppm 的 14 种有机磷农残混标： 分别取 100ul100ppm 的各有机磷农残标样储备液 , 加入到 10ml 容量瓶中 , 用空白烟草提取液定容至刻度， 得到浓度为 1.0ppm的 14 种有机磷农残混标。
系列浓度有机磷农残标样的配制： 取 5 ml 1.0 ppm 的 14 种种有机磷农残混标加入到 10ml 的溶剂瓶中， 置于 TriplusRSH 三合一自动进样品台标准清洗位的 4 号位； 将 10ml空白烟草提取液加入到 10ml 溶剂瓶中置于 Triplus RSH 三合一自动进样品台标准清洗位的 1 号位， 用做稀释溶剂；在 Triplus RSH 大体积清洗位上的两个溶剂瓶中分别加入适量的乙酸乙酯丙酮混合溶剂用于洗针。 在样品盘上放置空样品瓶（位置如下图，图1的2、3、4、5、6号位），直接调用内置自动稀释文件，即可自动配制系列标准溶液（浓度分别为20ppb、50ppb、100ppb、200ppb和500ppb）。
2.3 样品前处理
精确称取烟末样品 2.0g 于 50mL 离心管中， 加入 10.0ml 去离子水， 浸泡 5min； 加入 4.0g NaCl 和 20.0ml 的乙酸乙酯丙酮混合溶剂， 涡旋 3min； 取 10ml 乙酸乙酯丙酮混合溶剂活化 Carbon-NH2 复合柱（在上端加入 2.0g 无水硫酸钠），吹干后， 取 10ml 提取液上样， 过柱（流速约 1 滴 /s）；装入色谱瓶， 进行 GC-FPD 分析。
2.4 样品加标
精确称取烟末样品 2.0g 于 50mL 玻璃瓶中， 加入 10.0ml 去离子水， 浸泡 5min； 分别加入 1.0ml 及 2.0ml 1.0ppm 的 14种有机磷农残混标； 加入 4.0g NaCl 和 19.0ml 及 18.0ml 的乙酸乙酯丙酮混合溶剂， 涡旋 3min； 取 10ml 乙酸乙酯丙酮混合溶剂活化 Carbon-NH2 复合柱（在上端加入 2.0g 无水硫酸钠）， 吹干后， 取 10ml 提取液上样， 过柱（流速约 1 滴 /s）； 装入色谱瓶， 进行 GC-FPD 分析。
2.5 色谱条件
色谱条件： 柱温： 75℃（7 min）， 20℃ /min 到 200℃，10℃ /min 到 280℃（6min）； 不分流进样， 不分流时间7min； 进样口温度： 280℃； 载气： 高纯氮（99.999%），恒流模式， 1.2 mL/min。 液体进样模式， 进样量： 30.0 μL，进样速度 100ul/s； FID 检测器： 基座温度 300℃， 检测池温度 150℃， 空气 115 mL/min， 氢气 90mL/min。
3. 结果与讨论
3.1 标准品色谱图
3.1.1 大体积不分流进样与标准不分流进样的比较
图 2 为浓度 100ppb 的 14 种有机磷农残， 采用大体积不分流进样（进样体积 30ul、 黑色） 和标准不分流进样（进样体积 1ul、 红色） 的色谱图。 从图中可以看出， 采用大体积不分流进样能够显著提高各有机磷农残的灵敏度。 经计算， 采用大体积不分流进样 30ul， 大部分有机磷农残的峰面积比标准不分流进样 1ul， 平均提高近 25倍（见表 1）。
