郭富美 [1]
_{[1] 財團法人金屬工業研究中心}

壹、前言

　　藥用植物在臺灣被廣泛的使用，國人常用的中藥材包含人參、黃耆、當歸、柴胡、川芎、紅棗、紫蘇、陳皮和牡丹皮等，但因為臺灣中藥主要進口來源為中國，其來源複雜，品質常受到品種、產地、採收部位、保存方式、運輸方式、包裝及貯藏等因素影響而易造成品質良莠不齊，且可能會有藥材誤用的情形發生。

　　藥用植材之重金屬及農藥殘留問題是長久以來影響中藥用藥安全之主因之一，其中有機氯農藥（Organochlorine Pesticides, OCPs）由於其毒性大，且揮發性低、半衰期長不易分解，而其屬於疏水性的脂溶性化合物，易滯留於土壤中，可轉化成更穩定之代謝產物與衍生物，懸浮水層表面四處飄散，經由食物鏈的傳遞，產生生物濃縮效應，對環境及食品安全造成危害，在長期暴露有機氯劑農藥下，所引起的毒性傷害主要為致癌性、致腫瘤和致畸型等毒性，所以有機氯劑農藥被認為是最危險的農藥之一。雖然有機氯劑農藥是現代農業經營為了消滅害蟲、提高生產力和降低農作物損失率所必需的殺蟲劑，為避免藥用植材中有機氯劑農藥殘留量過高而影響民眾健康，宜訂定藥材之有機氯劑農藥殘留量來確保用藥安全。我國已訂定番瀉葉、人參、甘草與黃耆之 BHC 總量、DDT 總量、及 PCNB 分別不得超出 0.9 ppm、1.0 ppm 與 1.0 pm；目前世界各國各自訂有農藥之限量標準，日本規定人參等中藥材之 BHC 總量及 DDT 總量分別不得超出 0.2 ppm；中國大陸規定甘草與黃耆之 BHC 總量 、DDT 總量與 PCNB 分別不得超出 0.2 ppm、0.2 ppm 與 0.1 ppm。

　　農藥樣品之萃取方法目前常使用的方法為固相萃取法 、QuEChERS 法 、固相微萃取法和分散式液液微萃取法等；固相萃取法為傳統分析方法，但所需時間長，因此效率高之 QuEChERS 法為近年來發展的新樣品前處理技術。本研究分別進 行固相萃取法與 QuEChERS 法，評估陳皮、紫蘇、紅棗和牡丹皮等 4 種藥用植材之 α-BHC 、β-BHC、γ-BHC、δ-BHC、 p,p, -DDD、p,p, -DDE、 p,p, -DDT、o,p, -DDT、quintozene、pentachloroaniline、methyl sulphide 等有機氯劑農藥檢測之萃取效率，並以 GC / MS 進行分析，期能建立能夠同步且快速萃取多種類型農藥之方法，達到低污染、低消耗、且高效率的訴求。

貳、材料與方法

　　本研究選用材料為紫蘇、陳皮、牡丹皮和紅棗等藥用植材以氣相層析質譜儀進行有機氯劑農藥殘留前處理分析方法之比對。

一、材料

（一）檢體：紫蘇、陳皮、牡丹皮、紅棗等 4 種，產地來源為中國。

（二）對照用標準品：α-BHC、β-BHC、γ-BHC 及 δ-BHC 購自 CHEM SERVICE, USA，o,p, -DDE、 p,p, -DDE、o,p, -DDT、p,p, - DDT、quintozene、 pentachloroaniline 及 methyl -pentachlorophenyl sulfide 購自 Rie-de-I-de Haen AG , Germany。

（三）試藥：丙酮、正己烷、乙腈採用殘留級，氯化鈉採試藥特級，無水硫酸鈉採試藥級。

（四）器具及材料：

1. 5A 濾紙（直徑 9 cm）、布赫納漏斗、稱量瓶、有蓋玻離量筒（250 Ml）、濾膜（0.45 m m ， Nylon 材質）、矽酸鎂固相萃取匣（1000 mg/6mL）、淨化用離心管（含 PSA450 mg 、無水硫酸鎂 900 mg 、C18EC 300mg 、GCB 50mg）。

2. 氮氣濃縮裝置。

（五）儀器設備：氣相層析質譜儀（GC / MS）（PE Clarus600）。

二、方法

（一）標準品溶液配製

1. 儲備標準溶液配製
   秤取各農藥標準品 100 mg，以正己烷定容至 10 mL，供作儲備標準溶液（10,000 m g/mL），保存於 -20 ^｡ C 冰箱中。
2. 標準曲線溶液配製
   取上述儲備溶液 10 m L，置於定量瓶中以正己烷定容至 10 mL，供作中間儲備溶液（10 m g/mL），取中間儲備溶液 10 、20 、50 、100 、200 mL，分別以正己烷定容至 10 mL，使各農藥之標準曲線溶液濃度均為 10 、20 、50 、100 、200 ng/mL。

（二）檢液之配製與測定

(1) 固相萃取法 ⁽⁸⁾

　　精確均勻檢體 20 g 置於攪拌瓶中，加水 80 mL 混合，靜置 20 分鐘，加入乙腈 100 mL，攪拌 1 分鐘，倒入附有 5A 濾紙之布赫納漏斗內，抽氣過濾，濾液倒入有蓋玻離量筒中，以乙腈 10 mL 洗容器及殘留物，抽氣過濾，合併濾液，再以乙腈定容至 200 mL，加入氯化鈉 15 g 震盪 1 分鐘，靜置 20 分鐘分層後，記錄上層乙腈體積（ V₁ mL），並取上層濾液 20 mL 以無水硫酸鈉 5g 過濾，收集濾液。取濾液 10 mL 至玻璃試管中，於 40 ^｡ C 氮氣吹至微乾，加入正己烷 2 mL 溶解，注入預先以 10% 丙酮／正己烷（v/v） 5mL 潤濕之矽酸美固相萃取匣。再 10% 丙酮／正己烷（v/v） 5mL 沖提二次，收集沖提液於玻離試管中，於 40 ^｡ C 氮氣吹至微乾，以 1mL 正己烷溶解並定容，再以 0.45 mm 濾膜過濾於樣品瓶中，供作檢液，以 GC / MS 分析之 ， 如圖一所示 。

(2) QuEChERS 法

　　取磨粉後之檢體約 2g，置於離心管中，加入去離子水 10 mL，靜置 20 分鐘，加入含 1% 醋酸之乙腈溶液 10 mL，加入陶瓷均質石 1 顆及萃取用粉劑，蓋上離心管蓋，振盪 5 分鐘後，於 15 ℃，3000 × g 離心 1 分鐘。取上清液 6 mL，置於淨化用離心管 III，振盪 5 分鐘後，於 15 ℃，3000 × g 離心 2 分鐘。另取上清液 1 mL，以氮氣吹乾，殘留物以丙酮：正己烷（1:1, v/v）溶液溶解，加入含 5% 甲酸之乙腈溶液 10 μL，使體積為 1 mL，混合均勻，以濾膜過濾後，供作檢液 II，以 GC / MS 分析 之 ， 如圖二所示。

圖一 固相萃取法之流程

圖二 QuEChER 法之流程

（三）氣相層析質譜儀（GC / MS）分析條件 ^(9-10)

1. 層析管：DB-5MS，30 m （長） x 0.25 mm （內徑），0.25 m m （膜厚）。
2. 分析溫度：
   A. 注射器：250˚C。
   B. 偵測器介面溫度：300˚C。
   C. 層析管溫度：起始溫度 70˚C，持續 2 min 後，以 25˚C/min 升溫速率至 130˚C，再以 2˚C/min 升溫速率至 140˚C，最後以 25˚C/min 升溫速率至 300˚C，持續 10.2 min。
3. 注射體積：1 μL。
4. 載行體積：氦氣，1.0 mL/ min。

參、結果與討論

　　本實驗中有機氯劑農藥對照標準品以各個不同濃度分析，其各標準品曲線之相關係數（R）均大於 0.995，顯示具良好之線性關係，a -BHC、b -BHC 之標準曲線圖如圖三及圖四所示；經固相萃取法及QuEChERS 法之各種農藥最低定量極限（LOQ）分別為 0.04 ppm 及 0.03 ppm 如表二所示，與我國之有機氯劑殘留限量（表一）比較，遠小於殘留限量。

表一　我國中藥材之農藥殘留限量標準 PDF

表二　11 種有機氯劑農藥標準品之標準曲線相關係數 ( R ) 、最低偵測極限 ( LOD ) 、 最低定量極限 (LOQ) PDF

圖三　a -BHC 之標準曲線圖

圖四　b -BHC 之標準曲線圖

　　研究中分別以固相萃取法及 QuEChERS 法進行比較，其中固相萃取法至今已開發純熟，應用廣泛，但其最大的缺點就是萃取時間較長（約 2 小時）、需要使用大量的有機溶劑（約 200 mL）及樣品體積（約 20 g）（如圖一所示），對於樣品來源有限時的萃取較不適合，且有機溶劑對人體與環境都會帶來傷害；此外，固相萃取仍有使用上的限制，如分析物與樣品基質間之健結較強時將導致較低的回收率。

　　目前 QuEChERS 前處理技術大多結合氣相液相層析質譜／串聯質譜儀進行檢測，主要是利用質譜之高靈敏度及高選擇之特性，能夠提供良好的分析結果，以及待測物之定性分析。由於具有操作簡單、快速、便宜、安全，且回收率及重複性佳等優點，並可簡化前處理流程，能在短時間內處理大量的樣品，所需時間約 30 分鐘，採用低體積的溶劑，所須溶劑約 20 mL 及樣品體積約 2g，產生很少的溶劑廢液 （如圖二所示），並提供分析物高回收率，可避免多次萃取減壓濃縮及定容等傳統農藥殘留分析步驟，尤其可大幅提升極性農藥及鹼敏感農藥之回收率。

肆、結論

　　本研究分別比較固相萃取法及 QuEChERS 法，以氣相層析質譜儀進行分析中藥材中有機氯劑農藥殘留的檢測；於固相萃取法中，萃取實驗中 4 種藥用植材紫蘇、陳皮、牡丹皮及紅棗經減壓濃縮等分析步驟，再將萃取條件進行淨化，經活化、置入樣品、沖洗、乾燥、洗脫、濃縮定量後，其 LOQ 為 0.04 m g/mL；接著探討 QuEChERS 法，中藥材樣品經均質、萃取、淨化、濃縮定量後，其 LOQ 為 0.03 m g/mL，二者方法皆為近年來相關研究常用之技術，評估其應用於有機氯劑農藥上的效能。

　　實驗結果顯示 QuEChERS 快速前處理方法可提供超過大部份的傳統技術的優點，因為它不需要玻離器皿或輔助設備，且較固相萃取法快速，所需時間約 30 分鐘內可完成檢驗，操作簡單且溶劑消耗量少，現今 QuEChERS 技術已應用蔬果類之農藥殘留檢測；許多實驗樣品的分析礙於農藥最大殘留值的規範，在定量工作中不易檢測，故必須進一步以萃取及前處理濃縮技術改善，然而傳統的農藥分析方法耗時操作過程煩瑣，且需耗費大量的有機溶劑，易造成人為及環境傷害，不符合現代追求的綠色化學，因此開發一個快速準確且低污染的前處理方法為必要之技術，相較於固相萃取法而言安全、快速之QuEChERS 前處理方法對於中藥材中有機氯劑農藥殘留具有極高的可行性。