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使用SPEX高通量组织研磨仪改良法和标准QuEChERS法提取农药残留的比较

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内容节点
概述
实验/设备条件
样品提取
实验/操作方法
实验结果/结论
仪器/耗材清单

自2003年Anastassiades和Lehotay等人创建QuEChERS方法(快速、简单、廉价、有效、坚固、安全)以来,该方法已被证明可以非常有效、便捷的分析农产品中的多种农药残留。农药残留对水果和蔬菜的健康影响日益受到关注,使这些产品的检测量逐年提升,以保证人民的食品安全。与以前的方法相比,QuEChERS方法允许分析人员在更短的时间内处理更多的样品,更适合现在的检测需要。

本实验以草莓、苹果及青椒为样品,分别采用标准QuEChERS法及SPEX高通量组织研磨仪改良法进行分析。SPEX Geno/Grinder是一种机械均质设备,可以通过快速垂直运动来研磨和混合样品。通过GC-MS的结果来比较两种方法制备的样品。

样品前处理

罐装冷冻、均质后的草莓、苹果和青椒(块状和非块状的混合物)来自UC Davis (IR-4项目)。每一种水果或蔬菜都含有一种已知的杀虫剂:草莓和苹果含有 Flutianil,青椒含有Etoxazole。罐子在室温下解冻,然后将15g样品放入50mL离心管中。

每管加入含1%乙酸的乙腈15ml。草莓和苹果样品分别加入6.0 g无水硫酸镁和1.5 g醋酸钠。在青椒样品中加入6.0 g无水硫酸镁和1.0 g氯化钠。所有样管均加盖,每个水果或蔬菜的样品分为两组,A组和B组。A组用手摇,B组用Geno/Grinder高通量组织研磨仪机械摇。每个样本组由5-7个样本组成。

方法一  

样品组A(每种样品:草莓、苹果和青椒)用手摇1min

方法二  

在样品组b中,每根试管中加入两个角切陶瓷圆柱体(3/8 " x 7/8 ")

将管道加盖,在Geno/Grinder上以1500spm的速度摇晃1min

净化

混合后,从A组和B组的所有样品以3500转/分的速度离心3分钟。从每个样品中取下一份上清液(12-13ml),转移到一个干净的15ml离心管中。每样加入一级仲胺(PSA, 25 mg/ml),石墨化炭黑(GCB, 5 mg/ml),无水硫酸镁(75 mg/ml),封管。样品组A用手摇30秒,样品组B在Geno/Grinder上摇30秒,速度为1500spm。经过这种处理后,两套样品的颜色都明显变浅了。所有样品在3200 rpm下离心30秒,从每个样品中再次取出上清液,转移到干净的15ml离心管中。将每个样品的总体积放入1毫升甲苯中,并加入内部标准混合物(SPEX CertiPrep: CLPS-190)。样品用SIM法进行GC-MS分析。

气相色谱条件

使用HP 5890气相色谱仪和5972质量选择性检测器对样品进行分析。GC- ms配备HP 7673 GC/SFC喷射器。分析物的分离在HP-5毛细管柱(3.0 x 0.25毫米x 0.25µm)。将GC烤箱温度程序设置为初始温度70°C,持续1分钟,并以20°C/min的速度提高到230°C,总运行时间为15.0分钟。MS在电子碰撞电离的SIM模式下工作,扫描范围为35-450 m/z。气相界面和MS源都是250°C,不分流注射2µL净化后样品。Chemstation B.02.05 and Enviroquant G1701 BA Ver. B.01.00用于样本的数据收集和分析。

结果与讨论

结果如表1所示。对于这三种样品,当使用Geno/Grinder高通量组织研磨仪摇晃样品时,测量的农药浓度更大。草莓和苹果的回收率分别提高了20%和22%。这两种水果都含有农药 Flutianil。对于辣椒,农药Etoxazole的回收率提高了35%。这表明使用Geno/Grinder高通量组织研磨仪可以改善果蔬基质中农药的提取。每分钟1500次,在一分钟的运行中,样品被完整地上下摇动1500次。相比之下,一名实验室工作人员在一分钟内可以摇动样品约200次。由于使用Geno/Grinder高通量组织研磨仪搅拌速度更快、力度更大,因此均质比手动更彻底,比手动萃取更完善也就不足为奇了。

表1 手动法和SPEX高通量组织研磨仪结果对比表.jpg

表1 手动法和SPEX高通量组织研磨仪结果对比表

在Geno/Grinder高通量组织研磨仪上均质的每个样品瓶里,增加两个陶瓷研磨柱也可能有助于萃取过程。在振荡过程中,陶瓷研磨柱进一步捣碎和研磨水果或蔬菜基质,从而增加表面积,并使从基质中更完整地提取农药成为可能。事实上,在Geno/Grinder上摇匀的样品中,基质明显比手工摇匀的样品磨得更彻底。

使用Geno/Grinder高通量组织研磨仪进行样品制备,另一个好处是消除了均质过程中的变化。使用Geno/Grinder时,每个样品被垂直地放置在泡沫支架中,每一个样品都要经受相同的振动条件。此外,由于可以在Geno/Grinder上设置操作速度和运行时间,因此可以确保每次运行都具有相同的条件。然而,当样品手工摇匀时,摇匀条件会发生变化,这将影响样品混合的程度。当工人因摇晃多个样品而感到疲劳时,他/她可能会放慢速度,之后的样品可能不会像之前的样品那样摇晃得那么好。如果有两个以上的人在准备样品,也有可能工人不会以同样的方式摇动样品,同样,这也会影响提取的效果。

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最后,使用Geno/Grinder高通量组织研磨仪可以同时均质更多样品。实验室工作人员可以同时用手摇2-4个样品(50毫升管),而Geno/Grinder高通量组织研磨仪可以一次均质16个样品。因此,在给定的时间内,SPEX高通量组织研磨仪可以制备更多的样品。

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