LC-ICP-MS法对农残中代森锌检测实验方案

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1、LC-ICP-MS法对农残中代森锌检测实验方案一、研究项目 本实验针对农产品中重金属农药代森类化合物进行提取富集检测，检测方法采用LC-ICP-MS法。填补金属农药ICP-MS法检测的空白，为重金属农药检测提供更低的检测限和更准确的检测方法。二、研究的背景；代森锌在我国是1956年首先由原华北农业科学研究所农药研究所试制成功，其后由山东农药厂上产。代森锰锌是继代森锌和代森锰之后发展起来的新品种。这几种农药对农作物，特别是果树和蔬菜徐福哦病害有效，所以一直在使用中。其中代森锰锌的发展最快。代森类农药的研制成为我国化工部“七五”攻关项目，由沈阳化工研究院承担“代森锰锌生产技术开发”。由于发展过快，

2、代森类农药的生产已经处于超饱和状态，继而向多种农药配用的方向发展。有研究表明，代森锌络合物能降低乙撑硫脲的量，而且药效也比代森锌有所提高。随着代森类农药在农作物的使用的普及，越来越多的农民采用其作为田间杀虫剂，同时为保证更好的防治效果，使用量也有所增大。但是越来越多的研究发现代森类物质及其代谢物质对人体有较强的毒性。有研究发现，代森锌在人和动物体内可分解为乙二胺、二硫化碳和氧化锌或分解成为二硫化碳、硫化氢和乙二胺。二硫化碳和硫化氢一般由肺脏排出。还有学者提出，代森类农药在空气中、体内、食物处理等多种条件下不稳定，分解成的乙撑硫脲（ETU）能对人体引起甲状腺肿瘤。曾有学着通过小鼠试验发现，代森类

3、农药对甲状腺体染色体有致突变作用。英国和美国均建议减少EBDC类的用药次数，降低用药量，延长安全间隔期等，以达到降低作物中的残留量，而允许在小范围内食用EBDC，但未有根本性的改变。农产品的药物残留问题已成为各级政府部门和消费者关注的焦点。目前农产品中药物残留问题的严重性已拉响了我国食品安全的警报，特别是农药残留问题，已成为我国食品安全的主要问题之一。这一问题同时也是我国食品出口的障碍之一。由于重金属农药的使用会导致药物的滞留或积蓄，并以残留的方式进入动物体内及生态系统，即使在体内分解代谢，金属离子也会在体内蓄积，从而对人类生命健康和环境造成一定的危害。因此，目前农副产品中的农药残留不仅已成为

4、公认的农业和环境问题，而且也已成为目前世界各国政府保障国民人体健康和国际贸易中实施技术壁垒的重要手段之一。由于我国对农用化学品的生产、使用的管理混乱和惩治力度不够，加之农业科学技术普及程度较低，使得过量使用、滥用或误用农药而导致农作物、牲畜、土壤、水和大气中农药残留超标的问题日趋严重，甚至因无意食用农残超标的食品而导致急性中毒乃至死亡的事件也有发生，已严重威胁到我国人民的身体健康。目前世界上已有许多国家对食品中代森类农药规定了最高残留限量，其中“日本肯定列表制度”（以二硫代氨基甲酸酯）计规定了196种农产品中二硫代氨基甲酸酯的最高残留限量；美国规定了41种农产品中代森锰农药最高残留限量，74种

5、农产品中代森锰锌农药最高残留限量；澳大利亚规定了61中农产品中（以二硫代氨基甲酸酯计）包括代森锌、代森锰锌、威百亩、代森联、福美双、福美锌的最高残留限量；我国对大白菜、番茄、黄瓜等三种农产品中丙森锌规定了最高残留限量均为,六种农产品中的代森锰锌规定了最高残留限量为5mg/kg；CAC没有对此类农药做出规定。三、研究的目的、意义；鉴于目前代森类重金属的广泛、大量使用，造成其对生态环境的破坏，还会通过食物链对人及动物的健康构成危害。因此，亟需世界各国联合对代森类药物进行严格管制，减少使用量和降低使用频率，以降低残留量。在文献中，能够查到一些EBDC农药的检测方法，较广泛地应用于蔬菜、水果等农产品，

6、其含量和残留量的测定方法，常用的有紫外、可见、红外分光光度法、纸上色谱法、薄层层析法、毛细管电泳法、伏安法、气相色谱法和液相色谱法，这些方法各有其优缺点，但是总体一个问题是前处理较为繁琐，需要衍生化等操作步骤。本实验旨在建立LC -ICP-MS法分析农产品中的EBDC类残留分析检测方法，使农产品中EBDC类药物分析更简便，更快速，得到更低的检出限和更高的准确度；为食品安全检测提供更好的技术支持。四、研究的范围和内容；本实验研究包括粮食、蔬菜、水果等产品中EBDC进行分析检测。研究内容包括：1、建立一种残留于食品中代森类重金属农药的有效提取方法2、选择适宜LC-ICP-MS法分析代森类重金属农药

7、的流动相和色谱柱3、得出LC-ICP-MS法分析代森类重金属农药的参数条件、检出限、精密度和准确度等。五、研究的方法背景EBDC农药，较广泛地应用于蔬菜、水果等农作物，其含量和残留量的测定方法，常用的有紫外、可见、红外分光光度法、纸上色谱法、薄层层析法、毛细管电泳法、伏安法、气相色谱法和液相色谱法。 4.2.1分光光度法湖北商检局卢康全在甘居中乙撑双二硫代氨基甲酸酯类农药残留量的快速测定法一文中，采用酸分解蒸馏光度法测定代森锌的含量，该方法简易、快速、灵敏度高、不需要大型仪器，适用于现场检测。其机理为：试样与盐酸氯化亚锡共蒸馏，乙撑双二硫代氨基甲酸酯类农药即被分解，生成二硫化碳被馏出，吸收于二

8、乙胺。生成黄色络合物，于435nm下光度法测定。 4.2.2同位素示踪法李仁帧等曾采用35S放射性同位素示踪法，以放射性自显影和液体闪烁测量技术对小鼠体内代森锌的的吸收、分布、排泄代谢进行了实验观察，得出了较好的代森锌在小鼠体内的情况。 4.2.3滴定及液相分析法张连仲等1990年在对代森类杀菌剂贮存稳定性的研究中，采用化学滴定和气相分析化学反应产物的方法对其进行测定。（张连仲，莫汉宏，施国涵等。代森锌类杀菌剂在贮存中稳定性的研究。环境化学，1990,9（5）:61-66）方法一：EBDC杀菌剂含量分析称取0.5g的EBDC样品于500ml三角瓶中，加入45mol/L的硫酸100ml，加热沸腾

9、，消解30min，释放出来的二硫化碳经过10%醋酸铅净化后，被25ml 2mol/L的氢氧化钾的甲醇溶液吸收，生成黄原酸钾盐，经过36%醋酸调至中性后，以0.1mol/L的碘标准溶液滴定。方法二：EBDC中ETU的分析称取0.1g的EBDC样品，至于10ml刻度离心管中，加入10ml无水甲醇，加塞密封后，震荡15min，以3000r/min离心分离5min，取上清液，通过微孔滤膜过滤后，用液相色谱分析。ETU含量计算，用标准曲线峰高定量法。 4.2.4 碘量法行标3288-2000沈阳农药产徐徽，高晓辉于2000年参考联合国粮农组织（FAO）农药规格25/l/s18代森锌原药，并结合国内生产实

10、情对化工行业标准HG3288-1982代森锌原药进行了修订，从而制定了HG3288-2000。其中代森锌含量测定采用碘滴定法。试样于煮沸的硫酸溶液中分解，生成二硫化碳及干扰分析的硫化氢气体，先用乙酸镉溶液吸收硫化氢，继之以氢氧化钾乙醇溶液吸收二硫化碳，并生成乙基黄原酸钾。二硫化碳吸收液用乙酸中和后立即以碘标准滴定溶液滴定。反应式：C4H6N2S4Zn+4H+SO4- (NH2CH2CH2NH2)H2SO4+2CS2+Zn2+CS2+C2H5OKC2H5OSSK2 C2H5OSSK+I2 C2H5OC(S)SS(S)COC2H5+2KI其中：硫酸溶液：0.55mol/L；乙酸镉：100g/L；冰

11、乙酸：30%的水溶液；氢氧化钾乙醇溶液：现配110g/L；碘标准滴定溶液：c (I/2I2) =0.1mol/L，按GB/T601配制和标定；淀粉指示剂：5g/L；酚酞指示剂：10g/L乙醇溶液。 4.2.5 顶空气相色谱法SN 0711-1997出口茶叶中代森锌类农药总残留量检验方法由河南出入境检验检疫局杨冀州、刘亚风、杜爱荣等起草的该标准是以顶空气相色谱法来分析检测进出口茶叶中代森锌农药残留的行业标准，本方法虽然历时已久，但是其在气相色谱分析法提出的检测机理，永不过时。称取10.0g试样置于250ml顶空瓶中，加入80ml氯化亚（15g/kg）溶液，立即封口，70恒温水浴2h，每隔30mi

12、n振摇一次，取出冷却待测。用10ml水代替试样，封闭瓶口前加入适当体积的二硫化碳标准工作液，对标准瓶和试样瓶中气体等体积参插进样测定。二硫化碳保留时间为2.8min。 色谱柱：玻璃填充柱，1.2m2mm，填充物TENAX(60-80目)；载气：氮气，40ml/min；色谱柱温度：80；进样口温度：150；进样量：20l；检出限（以CS2计）：0.10mg/kg。 武汉商检局食品理化检验技术研究室卢康全和马振兴在气相色谱法测定罐头蘑菇中代森锌残留量干扰物质的探讨一文中，指出了以往气相色谱法的不足，并对其进行了改进。谢宝民等在1994年顶空取样测定西洋参中代森锌残留量中同样引用了该方法，获得了RS

13、D为0.82和回收率为92%的满意结果。其实验方法为：称取试样1g于反应瓶内，加0.1g抗坏血酸和10ml盐酸氯化亚锡溶液，立刻盖上聚乙烯密封盖，盖中间小孔上放一硅胶垫片，将胶木盖旋转。震荡5分钟，置于60恒温水浴中，加热10min后，震荡5min，再放入水浴中加热10min，取出震荡5min，最后放入60水浴中至少平衡3min，然后放至室温，用微量注射器吸取反应瓶上部空间气体，进行色谱分析。该方法改用盐酸氯化亚锡溶液，获得更高的回收率。 4.2.6 甲基衍生化高效液相色谱法王新全等2009年在研究代森锌在芦笋及土壤中的残留分析方法及消解动态一文中，演用了马婧玮等2007年在甲基化衍生-高效液

14、相色谱法检测代森锰锌在花生中的残留量一文中所建立的代森锰锌的甲基衍生化后进行液相检测的方法，该方法具有简单、快速、重现性好等优点。（王新全，朱亚红，吴珉等。代森锌在芦笋及土壤中的残留分析方法及消解动态。农药，2009，48（11）:818-820.马婧玮，董姝君，游文宇等。甲基化衍生-高效液相色谱法检测代森锰锌在花生中的残留量。农药学学报，2007,9（3）:297-300.）取20 g捣碎的花生样品于250mL 三角瓶中，加入100 mL 溶液A（pH=9.5-9.6的L-半胱氨酸盐酸盐和EDTA-2Na混合溶液），密封，20恒温条件下使用空气浴机械振荡器在150 r/min下，剧烈振荡10

15、 min，转移至离心管中，再在3 800 r/min下离心5 min，转移上清液于250mL三角瓶中；样品残渣再用50 mL溶液A涡旋2 min提取，步骤同上。合并上清液于250 mL三角瓶中，搅拌下用6mol/L的盐酸调pH=8.0，加5mL 0.41mol/L的四丁基硫酸氢铵水溶液，调节pH=7.0。搅拌下加入40 mL溶液B(0.05mol/L碘甲烷-正己烷=3:1体积比)剧烈振荡10min，静置10 min，弃水层，转移下层有机相于100 mL离心管中，于3800 r /min下离心5 min。弃水层，有机相用少量无水硫酸钠干燥，上清液转移至100 mL旋蒸瓶中，加5 mL 1,2-丙

16、二醇二氯甲烷( 1:4，体积比)溶液，于30水浴中旋蒸浓缩，残留物用1 mL乙腈溶解，摇匀，经0.45m过滤器过滤后进 HPLC 分析。色谱柱 Agilent TC-C18柱( 5m，4.6 mm 250 mm)；柱温：25；流速1.0mL /min；进样量：20L；VWD波长选用272 nm作为代森锰锌甲基化合物的检测波长；流动相为乙腈:水= 50 :50 (体积比)；仪器为四元泵配置，采用等梯度流动相洗脱。在SN 0711-1997出口茶叶中代森锌类农药总残留量检验方法确证实验方法附录中，同样采用的代森锌甲酯化用高效液相色谱-紫外检测器进行分析的方法。称取试样5g于250ml具塞锥形瓶中，

17、加入100mlEDTA溶液，震荡15min，过滤，残渣用20mlEDTA溶液洗涤，合并滤液于另外一个具塞锥形瓶中提取。在磁力搅拌器上，加入四丁基硫酸氢铵溶液，用2mol/L盐酸溶液，调pH为7.5-8.0，加40ml碘甲烷，搅拌10min，过滤于分液漏斗中，分层。水相再用20ml碘甲烷溶液提取一次。合并有迹象，放置30min后，于旋转蒸发器30下减压蒸至近干，用1.0ml乙腈溶解残渣，供液相色谱测定甲酯化。色谱柱：C18柱，5m，250mm4.6mm（内径）或相当的色谱柱；流动相：乙腈：水=2:3；流速：1.0ml/min；紫外检测器：波长272nm；进样量：20L。由上可知，EBDC类重金属

18、农药具有一定的毒性，同时也发展了很多种分析检测方法，检测方法中都有各自的优缺点，其中应用最多的是气相色谱法，液相色谱法应用相对少一些。六、 研究方案及过程 研究对象： 本实验研究包括粮食、蔬菜、水果等基质中EBDC类进行分析检测。 本方法主要针对代森锌、代森锰、代森锰锌、代森联等金属农药。 前处理条件:(1) 提取介质选择 针对目前国际和国内对农产品中EBDC类重金属农药残留量的最新研究情况，依据EBDC类重金属农药的理化性质，以及要采取的检测方法，拟采用一下三种提取介质：A：超纯水依据：室温水中溶解度为10mg/L B：EDTA螯合 依据：代森锌易溶于螯合剂EDTA，微溶于吡啶，不溶于其他有

19、机溶剂EDTA具有与绝大多数金属离子生成螯合物的特性。在化学中用于萃取、掩蔽、离子交换和稀有元素碱土金属的分析分离、抑制有害金属催化反应等。利用EDTA的螯合性能，可与代森锌发生反应，用于提取。因此，考虑用EDTA螯合法提取农产品中的EBDC，此方法已经在SN 0711-1997出口茶叶中代森锌类农药总残留量检验方法确证实验方法附录中提到。该标准采用改变称取试样5g于250ml具塞锥形瓶中，加入100mlEDTA溶液，震荡15min，过滤，残渣用20mlEDTA溶液洗涤，合并滤液于另外一个具塞锥形瓶中。C：乙腈水=1:1依据：GB/T20769-2006水果和蔬菜中405种农药及相关化学品残留

20、量的测定液相色谱串联质谱法中采用提取液为乙腈：水=1:1进行提取，后经过柱净化，进液质检测。(2) 提取方式选择 采用水浴提取、超声萃取、液液萃取、加速溶剂萃取等多种提取方式对比优化。取20 g捣碎的样品于250mL 三角瓶中，加入100 mL 提取液，调PH至酸性，密封，分别超声提取10min、15min、20min，转移至离心管中，再在3000 r/min下离心5 min，转移上清液于250mL三角瓶中；样品残渣再用50 mL提取液，步骤同上。提取后的溶液采用离心法得到上清液，残渣进行消解测得残渣中残留的EBDC（以Zn或Mn计），以计算提取效率。优化条件包括：提取时间，提取效率，标品加入

21、量，最优的提取方式等。(3) 富集柱选择 色谱柱考虑采用C18反向柱，前面文献中均采用了该富集分离方式。(4) 洗脱方式优化 等度洗脱和梯度洗脱进行比较 A：采用乙腈水作为流动相，考虑采用乙腈和水的不同配比进行洗脱。 B: 采用超纯水作为流动相，则用等度洗脱的方式。 (5) 联机方式 LC-ICP-MS联机： A：首先应用数据线，链接数据端口，建立LC和ICP-MS之间的IP链接 B：信号启动装置：信号启动装置由一六通阀关联，通过掰动六通阀实现LC与ICP-MS链接信号的启动与终止 C：数据采集：信号启动后，ICP-MS启动检测器，开始对进样口进入的样品进行检查，检测的对象为方法中选择的金属元

22、素。 D：数据处理：数据处理主要是对采集的色谱图进行分析和计算，辨别分析的元素及其含量，从而推知相应的代森农药的含量，最后达到对目标物质进行定性和定量的目的。 E：仪器条件：仪器条件选择，并进行微调优化，达到最优灵敏度和采集方式。ICP-MS工作参数：射频功率：1500 W；采样深度：7.2 mm；石英晶体同心微流雾化器；载气流速0.67 L/min；补偿气流速：0.21 L/min；加氧量（O2/Ar混合气，其比例为1/4）：30%；雾化温度：-5 ；样品锥：铂锥；。分析柱：Agilent TC-C18，（250 mm4. 6mm，5 m）；流速0.6 mL/min；进样量：20 L。七、 试验结果预计A：建立农产品中EBDC类农药LC-ICP-MS分析方法B：完成论文一篇