基于GC-QTOF烟草中农药多残留筛查技术研究

发布时间：2020-11-03 01:54

　　 在烟草的生产加工环节,施用化学农药是防治病虫害、保证产量的有效手段,由于化学农药使用过程中的不规范用药以及违禁药物的偷用等,造成农药残留问题依然严重,严重影响烟草制品的安全性,并成为烟草全球贸易的重要控制因素。烟草样品基质复杂,干扰物质多,方法开发难度大,传统的检测方法选择性单一,程序繁琐,处理效率较低,难以满足大批量、多项目的检测工作要求,因此,开发烟草农药多残留的快速筛查和准确分析方法具有十分重要的意义,是烟草安全性控制监管的重要一环。本文采用Cleanert Nano微固相萃取(micro solid phase extraction,μ-SPE)净化柱,结合气相色谱-四极杆飞行时间质谱(gas chromatography-quadrupole time-of-flight mass spectrometry,GC-QTOF),建立了快速、准确的烟草农药多残留筛查确证体系,适用于烟草中农药多残留的快速分析。为烟草质量安全监控提供了快速定性确证的技术支持,为烟草农药残留风险评估提供了方法根据。主要研究结果如下:1.以184种农药标准品为研究材料,TOF扫描模式下分别采集各农药的全扫描质谱信息,结合PCDL数据库软件建立了184种农药的GC-QTOF/MS的精确质量数据库,包含名称,保留时间,质谱图等信息。2.采用响应面实验法,优化了μ-SPE方法的提取和净化条件,其中包含溶剂类型的选择和溶剂用量,水的用量及净化用量等。实验最终选择无水条件下,15 mL乙腈进行提取,1 mL上清液进行净化。在0.05、0.25、0.5μg/g的添加浓度下,除二溴氯丙烷等九种农药外,平均添加回收率为62.05~122.19%,相对标准偏差为0.03~14.92%。通过本方法与传统方法的对比分析,本方法在保证处理效率的同时,大部分农药具有较好的回收率和精密度,可实现快速高通量检测烟草中的农药残留。3.基于气相色谱-四极杆飞行时间质谱结合Workflow筛查软件,建立了烟草中184种农药残留筛查确证体系,确定了方法中各农药的筛查限。该方法的样品平均处理时间为10 min,71.74%的农药筛查限小于0.05μg/g,92.34%的农药筛查限小于0.1μg/g。可实现对烟草样品的快速自动化筛查,假阳性低,为烟草农药残留的快速筛查提供相关技术支持。
【学位单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：O657.63;TS47
【部分图文】：

学院硕士学位论文 第一而将待测物洗脱出来（朱英月，2015）。MSPD 方法操作简单，省去了组织匀步骤，在缩短前处理处理时间的同时，有效减少了待测物的损失，保证了回收性（卢蕾，2012）。林建等（2011）建立了 MSPD 法测定蔬菜中六六六和滴滴方法，萃取吸附剂为弗罗里硅土，将吸附剂与样品及无水硫酸钠混合充分研磨溶剂淋洗填充柱，洗脱液浓缩后经 GC-MS 分析。农药残留的平均回收率为 76.5偏差为 2.23~7.23%，检测限为 0.0013~0.0018 μg/g，但该方法由于淋洗后需旋。除上述样品前处理方法外，基于传统液液萃取及上述 SPE、SPME 技术，又速和溶剂用量少的前处理技术，如液相微萃取技术以及搅拌棒吸附萃取（stirB，SBSE）等。究采用的新型 μ-SPE 装置，将改性的 MWCNT 装入两个多孔的滤芯中，多孔少了吸附剂的损失，并且起到过滤器的作用，排除了外来物质的提取。特殊官NTs 的表面，大大提高了色素，脂肪酸和其他干扰物的选择性。大的比表面积结构增加了承载能力。通过表面失活技术，控制了材料对分析物的过度吸附，回收。μ-SPE 柱的示意图如图 1.1 所示。

图 2.1 空白基质提取液对比Fig 2.1 Comparison of blank matrix子流图包含了扫描范围 50~500 m/z 内的全部样品化合物信息，通过总离子流反映出方法净化效果的差异。空白烟草样品分别经 μ-SPE 和 QuEChERS 方流图如图 2.2 所示。从图中可以看出，与 QuEChERS 前处理方法相比，μ-SP基质溶液的基线总体较低，溶液的颜色也较浅，说明 μ-SPE 去除杂质干扰S 强，尤其是一些生物碱类组分，如烟碱、二烯烟碱等，此外 μ-SPE 对于烟巨豆三烯酮-1-4 的去除能力也较强，经处理后溶液中仅含少量的巨豆三烯酮西柏三烯二醇类成分的去除效果相差不大。总体而言，μ-SPE 具有更好的净气成分的效果，去除色素的能力也较强，同时具有步骤少，操作简单的特点的优良前处理方法。

图 2.1 空白基质提取液对比Fig 2.1 Comparison of blank matrix总离子流图包含了扫描范围 50~500 m/z 内的全部样品化合物信息，通过总离子流图对比，可以直观的反映出方法净化效果的差异。空白烟草样品分别经 μ-SPE 和 QuEChERS 方法提取后得到总离子流图如图 2.2 所示。从图中可以看出，与 QuEChERS 前处理方法相比，μ-SPE 方法处理后的空白基质溶液的基线总体较低，溶液的颜色也较浅，说明 μ-SPE 去除杂质干扰的能力要比QuEChERS 强，尤其是一些生物碱类组分，如烟碱、二烯烟碱等，此外 μ-SPE 对于烟草中重要的香气成分巨豆三烯酮-1-4 的去除能力也较强，经处理后溶液中仅含少量的巨豆三烯酮。两种净化方式对于西柏三烯二醇类成分的去除效果相差不大。总体而言，μ-SPE 具有更好的净化生物碱类和部分香气成分的效果，去除色素的能力也较强，同时具有步骤少，操作简单的特点，是适用于快速检测的优良前处理方法。
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本文编号：2867912