多壁碳納米管基質(zhì)固相分散萃取-HPLC法測定蔬菜中的啶蟲脒殘留

楊 敏，方樹桔，譚 偉，李 彬，王紅斌

(云南民族大學(xué)，民族藥資源化學(xué)國家民委－教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，化學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，云南昆明650500)

啶蟲脒又名吡蟲清、莫比朗、NI－25，英文通用名為acetamiprid，1996年由日本曹達(dá)株式會社繼吡蟲啉、烯啶蟲胺后開發(fā)并且商品化的第3個氯化煙堿類殺蟲劑［1］，具有毒性小、活性高、持效期長等特性。目前，分析啶蟲脒農(nóng)藥殘留的方法有固相萃?。咝б合嗌V法［2］，固相萃?。咝б合嗌V串聯(lián)質(zhì)譜法［3］，柱層析－氣相色譜法［4］。固相萃取法是啶蟲脒農(nóng)藥殘留分析的主要前處理技術(shù)，氣相色譜法和液相色譜法是目前檢測啶蟲脒殘留的主要方法［5］?；|(zhì)固相分散(MSPD)是Barker首次提出并給予理論解釋的一種樣品處理技術(shù)［6］。MSPD包含前處理所需的樣品均化、提取、凈化等過程，避免了傳統(tǒng)的前處理方法在均化、沉淀、離心、轉(zhuǎn)溶、乳化、濃縮等轉(zhuǎn)移中造成目標(biāo)分析物的損失［7］。多壁碳納米管(Multi－walled carbon nanotubes，MWCNTs)作為一種新型的納米材料，具有廣泛的用途，有報道研究以碳納米管作為儲氫材料［8］;張茜等人研究首次以碳納米管作為電極測定石榴皮提取物中的鞣花酸，該方法在優(yōu)化條件下可以實(shí)現(xiàn)快速檢測鞣花酸［9］;趙海香等人以MWCNTs作為吸附劑，固相萃取凈化氣相色譜法分析蔬菜中有機(jī)磷［10］、有機(jī)氯和擬除蟲菊酯［11］，結(jié)果表明MWCNTs具有較強(qiáng)的吸附和去除色素的能力;李權(quán)龍，袁東星以MWCNTs作為吸附劑測定水樣中有機(jī)磷［12］，方法回收率均高于70%，MWCNTs吸附性強(qiáng);王學(xué)翠等人以MWCNTs為吸附材料測定牛奶中四環(huán)素，方法簡便，結(jié)果準(zhǔn)確［13］。本文以新型納米材料多壁碳納米管作為固相萃取材料，建立基質(zhì)固相分散萃取－高效液相色譜法測定蔬菜中啶蟲脒農(nóng)藥殘留。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

工業(yè)級多壁碳納米管(型號:GYM003)、羥基化多壁碳納米管(型號:FMQ003)、羧基化多壁碳納米管(型號:FMS003)中科院成都有機(jī)所，使用前于105℃下活化1h;三硅酸鎂、無水硫酸鎂 化學(xué)純;乙酸乙酯，乙腈，環(huán)己烷，甲醇 為色譜純;水 娃哈哈純凈水;啶蟲脒標(biāo)準(zhǔn)品 農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研檢測所，純度＞98.0%。

蔬菜、水果樣品 均采自海南省海口市、瓊海市、三亞市。

Agilent1290色譜儀 自動進(jìn)樣系統(tǒng)，紫外檢測器;RE－52AA型真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠;SHB－Ⅲ型冷卻循環(huán)泵 鄭州長城科工貿(mào)有限公司;JJ500型電子天平 常熟雙屯測試儀器廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 啶蟲脒標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 準(zhǔn)確移取1000mg/L啶蟲脒標(biāo)準(zhǔn)品0.9mL至10mL容量瓶中，用甲醇稀釋成90mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲備液，于4℃冰箱內(nèi)儲存。

1.2.2 MSPD樣品前處理過程 準(zhǔn)確稱取0.5g(精確到0.01g)樣品于研缽中，加入100mg MWCNTs，加入0.5g無水硫酸鎂，研磨4min。取10 mL注射器，底部放上篩板，稱取0.5g三硅酸鎂凈化材料置于篩板上，然后將已研磨好的混合物轉(zhuǎn)移到注射器內(nèi)，再放上少許脫脂棉，壓實(shí)，保證柱子填實(shí)均勻，避免有裂縫存在。用20mL乙酸乙酯進(jìn)行洗脫，收集洗脫液，旋蒸濃縮近干，用甲醇定容至2mL，過0.22μm濾膜，待分析。

1.2.3 HPLC色譜條件 色譜柱:C8柱(3.0mm×100mm，1.8μm)，流動相:甲醇－水(3∶2，v/v);流速:0.10mL/min;紫外檢測波長:250nm;進(jìn)樣量:2.5μL;柱溫:30℃。

2 結(jié)果與討論

2.1 HPLC色譜條件的確定

2.1.1 流動相的確定 啶蟲脒極性大，易溶于水，故采用甲醇－水體系作為流動相，甲醇－水體積比為9∶1、4∶1、7∶3、3∶2、1∶1、2∶3。結(jié)果表明，當(dāng)流動相體積比為9∶1、4∶1、7∶3 時，啶蟲脒在 5min 前出峰，出峰過早且峰拖尾;當(dāng)流動相體積比為3∶2時，基線平穩(wěn)，啶蟲脒與最近的雜質(zhì)峰達(dá)到基線分離，分離效果很好;當(dāng)流動相體積比為1∶1、2∶3時，啶蟲脒分離效果好，但峰不夠銳。故選擇甲醇－水(3∶2)作為流動相。

2.1.2 檢測波長的確定 對啶蟲脒標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行了全波長掃描，啶蟲脒在250nm處有最大吸收，故選擇250nm作為檢測波長。

2.1.3 流速的確定 考察了流速為 0.05、0.10、0.20mL/min時啶蟲脒的出峰情況。結(jié)果表明，當(dāng)流速為0.05mL/min，啶蟲脒出峰有拖尾現(xiàn)象，且出峰延遲;0.20mL/min時，基線分離，分離效果較好，但啶蟲脒出峰時間為 2.958min，出峰過早;當(dāng)流速為0.10mL/min時，啶蟲脒在5.801min出峰，基線平穩(wěn)，分離效果很好，故本文選擇流速為0.10mL/min。

2.1.4 柱溫的確定 考察了柱溫為20、30、40℃下，啶蟲脒的出峰情況，結(jié)果表明柱溫對啶蟲脒出峰影響不大，故選擇30℃作為檢測柱溫。

本文最終確定了1.2.3的色譜條件，啶蟲脒標(biāo)準(zhǔn)品(0.5mg/L)色譜分析圖如圖1所示。

圖1 啶蟲脒的標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖Fig.1 Chromatogram of standard acetamiprid

2.2 MSPD樣品前處理?xiàng)l件的優(yōu)化

2.2.1 固相萃取材料的選擇 工業(yè)級MWCNTs、羥基化MWCNTs、羧基化MWCNTs對啶蟲脒添加回收率分別為103.8%，81.4%，87.3%，都能滿足農(nóng)藥殘留分析要求，最終選擇效果最好、價格便宜的工業(yè)級多壁碳納米管作為固相萃取材料。

2.2.2 萃取材料用量的選擇 樣品用量為0.5g、MWCNTs用量分別為 50、80、100、120mg，同時加入0.5g無水硫酸鎂除水，其回收率分別為63.6%、97.7%、99.8%、83.3%。固相萃取材料用量為50和120mg時，樣品加標(biāo)回收率偏低，用量為80和100mg時回收率滿足農(nóng)藥殘留分析要求，最終選擇回收效果更好的100mg作為萃取用量。

2.2.3 洗脫劑及其用量的選擇 用30mL乙腈、乙酸乙酯、乙酸乙酯－環(huán)己烷(4∶1)、乙酸乙酯－環(huán)己烷(9∶1)對啶蟲脒分別進(jìn)行洗脫，其回收率分別為113.6%、103.8%、103.5%、98.7%。四種洗脫劑均能滿足分析要求，但乙腈回收率偏高，乙酸乙酯、乙酸乙酯－環(huán)己烷(4∶1)、乙酸乙酯－環(huán)己烷(9∶1)的洗脫效果相當(dāng)。為便于分析，最后選擇乙酸乙酯作為洗脫劑。同時考察了洗脫劑用量對分析的影響，比較了乙酸乙酯用量為 10、15、20、25、30、35mL 的洗脫效果，結(jié)果如圖2所示，最終選擇20mL為洗脫劑用量。

2.2.4 研磨時間的優(yōu)化 研磨時間為3、4、5min的回收率分別為88.8%、101.3%、102.1%。研磨時間≥4min時，回收率較好，因此，選擇研磨時間為4min。

圖2 洗脫劑用量對啶蟲脒回收率的影響Fig.2 Effect of ethylacetate consumption on recovery rate of acetamiprid

2.2.5 凈化條件的確定 以三硅酸鎂作為凈化劑，按1.2.2操作步驟，稱取一份樣品，將0.5g三硅酸鎂放入研缽中，與樣品和碳納米管一起研磨分散凈化;稱取另一份樣品與碳納米管一起研磨，取0.5g三硅酸鎂置于注射器底部篩板上，然后將已研磨好的混合物轉(zhuǎn)移至注射器內(nèi)，通過填柱凈化以達(dá)到除雜的目的，凈化效果如圖3所示。由圖3可知，三硅酸鎂直接置于篩板上凈化樣品的效果較好，故選擇其作為凈化方式。

2.3 方法的線性及檢出限

準(zhǔn)確配制含量分別為 0.025、0.05、0.10、0.50、1.00、2.50 mg/L的啶蟲脒標(biāo)準(zhǔn)溶液，按1.2.3色譜條件分析。以峰面積(Y)對濃度(X)作線性回歸分析，得到線性方程為:Y=144.34X+3.0611，R=0.9996，方法最低檢出限(3S/N)為0.0085mg/L。

2.4 方法的精密度及回收實(shí)驗(yàn)

稱取 0.5g空心菜樣品，分別添加 0.05、0.10、0.50mg/L的啶蟲脒標(biāo)樣，方法的回收率及精密度如表1所示，其加標(biāo)回收率在95.6%～99.5%之間，RSD≤2.9%，符合農(nóng)藥殘留分析的要求。

表1 方法的回收率及精密度(n=3)Table 1 Recovery rate and RSD(n=3)

2.5 實(shí)際樣品分析

按本文建立的分析方法測定了不同批次不同品種蔬菜樣品中的啶蟲脒殘留，分析結(jié)果如表2所示，蔬菜樣品的平均回收率為84.0%～106.0%，精密度為0.1%～12.5%，方法精密度較好，符合啶蟲脒殘留分析的要求。蔬菜樣品中有兩個樣品檢出啶蟲脒，分別為蕹菜 0.118mg/L，菜心 0.148mg/L，均未超標(biāo)［14］。

表2 蔬菜樣品分析結(jié)果(n=3)Table 2 Analytical results of vegetable samples(n=3)

表3 水果樣品分析結(jié)果(n=3)Table 3 Analytical results of fruit samples(n=3)

圖3 研磨分散凈化與填柱凈化的對比Fig.3 Comparison of dispering purification and Filling column purification

2.6 方法推廣

將該方法應(yīng)用到水果中啶蟲脒殘留的測定，分析結(jié)果如表3所示，水果樣品中啶蟲脒的平均回收率為85.2%～105.5%，精密度為0.2%～6.5%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法精密度好，滿足農(nóng)藥殘留分析要求。實(shí)驗(yàn)測定了三個水果樣品，均未檢出啶蟲脒，結(jié)果見表3。

3 結(jié)論

本文采用吸附性較強(qiáng)的多壁碳納米管為基質(zhì)分散劑，以三硅酸鎂作為凈化劑，乙酸乙酯為洗脫劑，建立了蔬菜中啶蟲脒農(nóng)藥殘留的基質(zhì)固相分散萃取、高效液相色譜紫外檢測的分析方法。采用C8柱(3.0mm ×100mm，1.8μm)分離，甲醇－水(3∶2，v/v)為流動相，流速0.10mL/min，紫外檢測波長250nm，進(jìn)樣量2.5μL，柱溫為30℃。結(jié)果表明，本方法對蔬菜樣品中啶蟲脒的平均回收率為84.0%～106.0%，精密度為0.1%～12.5%，方法最低檢出限為0.0085mg/L，方法的各項(xiàng)指標(biāo)均符合農(nóng)藥殘留分析的要求，說明多壁碳納米管能夠用作啶蟲脒農(nóng)藥殘留分析。該方法對蔬菜中啶蟲脒測定效果較好，同時可以對部分水果中農(nóng)殘樣品進(jìn)行分析。

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