分子印跡－化學發(fā)光法測定甲基對硫磷

分子印跡-化學發(fā)光法測定甲基對硫磷

劉婷婷1劉佳莉1蔡臘梅1曾劉藝1胡桂林1張羅一覽1向輝1鄭紅1,2*

(1.重慶師范大學化學學院，重慶 410331；2.青海師范大學化學系，西寧 810008)

摘要：以甲基對硫磷為模板分子，采用原位逐步聚合法制備了甲基對硫磷分子印跡聚合物，利用高錳酸鉀-甲醛-甲基對硫磷化學發(fā)光體系，建立了測定甲基對硫磷高選擇性的分子印跡-化學發(fā)光分析方法。方法的線性范圍為2.0×10-6～5.0×10-5 mol/L，檢出限為2×10-7 mol/L，對1.0×10-6 mol/L甲基對硫磷溶液進行11次平行測定，相對標準偏差為3.3 %。此法已用于谷物中甲基對硫磷的測定，結果滿意。

關鍵詞：分子印跡; 甲基對硫磷; 化學發(fā)光; 高錳酸鉀

作者簡介：劉婷婷，女，1992出生，本科。

通訊作者:鄭紅，E-mail : zhenghong670@163.com。

DOI:10.3936/j.issn.1001-232x.2015.01.006

收稿日期：2014-10-11

Molecular imprinting-chemiluminescence determination of parathion.LiuTingting1，LiuJiali1，CaiLamei1，ZengLiuyi1，HuGuilin1，ZhangluoYilan1，XiangHui1，ZhengHong1,2*(1.DepartmentofChemistry,ChongqingNormalUniversity,Chongqing401331,China;2.DepartmentofChemistry,QinghaiNormalUniversity,Xining810008,China)

Abstract:Molecularly imprinted monolithic column was prepared using methyl parathion as the template molecule by in situ step-addition polymerization. A new chemiluminescence method for the determination of methyl parathion was proposed by the combination of methyl parathion-imprinted polymer and KMnO4- methyl parathion-formaldehyde-CL system. The linear range was 2.0×10-6-5.0×10-5mol/L, the detection limit was 2.0×10-7mol/L, the relative standard deviation was 3.3%(n=11).This method has been successfully applied to the determination of trace residue of parathion in vegetable and grain samples.

Key words：molecular imprinting; methyl parathion; chemiluminescence; potassium permanganate

甲基對硫磷是一種常用的廣譜有機磷殺蟲劑[1，2]，屬高毒農(nóng)藥，對蔬菜、水稻等的害蟲有很好的防治效果，但如不正確使用會嚴重威脅人們的身體健康，為防止人、畜中毒及保護環(huán)境，對其監(jiān)測工作十分重要。目前測定方法主要有高效液相色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法、化學發(fā)光法等[3-5]。由于復雜樣品中的一些共存物質(zhì)對甲基對硫磷的測定會產(chǎn)生不同程度的干擾，因此檢測前需進行富集。

本實驗利用逐步聚合反應，以甲基對硫磷為模板分子，聚乙二醇作為致孔劑，二乙烯三胺為固化劑與環(huán)氧樹脂聚合，制備出了一種新型的甲基對硫磷分子印跡聚合物整體柱，將其連接在流動式化學發(fā)光分析系統(tǒng)中，作為分子識別元件，利用高錳酸鉀-甲醛-甲基對硫磷化學發(fā)光體系，建立了測定甲基對硫磷的分子印跡-化學發(fā)光分析法，方法可用于谷物中痕量甲基對硫磷的直接測定。

1實驗部分

1.1　儀器與試劑

IFFL-DD型流動注射化學發(fā)光分析儀(西安瑞邁電子科技有限公司)；KQ-5200DB型數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超生儀器有限公司)；AB2042N型電子天平(上海梅特勒-托利多儀器有限公司)。

環(huán)氧樹脂、二乙烯三胺和聚乙二醇—1500(天津市化學試劑批發(fā)公司，分析純)；甲基對硫磷(天津農(nóng)藥質(zhì)檢中心)。

高錳酸鉀儲備液(1.0×10-2mol/L)：稱取1.58 g 高錳酸鉀溶解于1000 mL沸水中，玻璃纖維過濾，室溫下放置一周后使用。甲醛用二次水新配制，其它試劑均為分析純，水為二次去離子水。

1.2　甲基對硫磷分子印跡聚合物(MIP)的制備

在60 ℃下，將2 g環(huán)氧樹脂和4 g聚乙二醇充分混合后，加入0.5 mmoL甲基對硫磷和0.5 g二乙烯三胺。在強烈攪拌下，待混合體系初期劇烈的放熱反應結束，黏度很高的時候將其轉入玻璃空管柱中，密封置于60 ℃的恒溫箱中，在無攪動模式下繼續(xù)反應24 h。得到管內(nèi)的白色固體，取出后冷卻，用熱水反復洗滌除去致孔劑，用去離子水洗滌至中性，60 ℃干燥后，研磨過篩備用。

非印跡聚合物的制備(NIP)，除不加甲基對硫磷外，其余步驟同上。

1.3　甲基對硫磷分子印跡整體柱的準備

向一根4 mm×20 mm的玻璃管內(nèi)填充10.0 mg MIP，兩端塞少許玻璃棉即成。使用前，使高錳酸鉀和甲醛溶液合并流流過MIP柱，除去MIP上的模板分子甲基對硫磷。當試劑合并流通過MIP柱時，與柱中的甲基對硫磷發(fā)生反應，產(chǎn)生發(fā)光信號。隨著試劑流持續(xù)地流過，MIP中甲基對硫磷不斷被消耗，信號逐漸降低。當信號降至與背景信號相同時，表明MIP柱中甲基對硫磷已經(jīng)完全除盡。然后用二次蒸餾水洗凈MIP柱，備用。

1.4　分析步驟

按照圖1所示，對甲基對硫磷進行測定，其過程分為四個步驟：

步驟1：吸附甲基對硫磷。泵1停止，切換閥處于d位置，泵2傳送甲基對硫磷溶液流過MIP柱，溶液中的甲基對硫磷被吸附在MIP柱上。

步驟2：洗滌除去其它雜質(zhì)。泵1停止，切換閥處于c位置，泵2輸送甲醛溶液流過MIP柱，洗掉MIP柱上除甲基對硫磷以外的其它物質(zhì)，并對MIP柱進行保護。

步驟3：化學發(fā)光檢測。切換閥處在c位置，啟動泵1，泵2，高錳酸鉀和甲醛溶液合并流流過MIP柱，與吸附在MIP上的甲基對硫磷發(fā)生反應，產(chǎn)生化學發(fā)光(CL)。

步驟4：清洗MIP柱。泵1停止，切換閥處在e位置，泵2輸送水流過MIP柱，洗去MIP柱上的殘留物，以備下一次檢測。

圖1　分子印跡-化學發(fā)光分析流程圖 P-蠕動泵；D-檢測器；F-MIP柱；PC-計算機；W-廢液；S-切換閥 a-高錳酸鉀溶液；b-硫酸；c-水; d-樣品或標準溶液；e-水

2結果與討論

2.1　吸附時間

吸附時間是指標準溶液或樣品溶液通過MIP柱的時間，它決定著甲基對硫磷吸附在MIP柱上的量，影響測定的靈敏度和線性范圍。固定流速為1.5 mL/min，在10 ~ 100 s范圍內(nèi)考察了吸附時間對化學發(fā)光強度的影響(見圖2)。

由圖2可見，對于5.0×10-6g/mL的甲基對硫磷溶液, CL強度隨著吸附時間的增加而增大, 40 s后, CL強度趨于恒定，基本達到吸附平衡。選擇50 s作為吸附時間。

圖2　吸附曲線

2.2　洗滌時間

在40 ~ 160 s范圍內(nèi)，考察了洗滌時間對化學發(fā)光強度的影響。結果表明，洗滌時間為60 s時，即可洗凈柱中的甲基對硫磷。此時，測得的化學發(fā)光強度與使用同濃度不含甲基對硫磷的甲基對硫磷標準溶液得到的化學發(fā)光強度相同。因此，選擇洗滌時間為60 s。

2.3　化學發(fā)光反應時間

化學發(fā)光試劑流過MIP柱時，就與吸附在柱上的甲基對硫磷發(fā)生反應，產(chǎn)生CL。發(fā)光信號回到基線時，表明柱上的甲基對硫磷已完全反應。實驗表明，完成這一過程需要20 s。

2.4　清洗時間

考察了在10 ~ 100 s范圍內(nèi)不同清洗時間的清洗效果。結果表明，清洗70 s即可將反應殘留物洗凈。此時再進行化學發(fā)光測定，測定結果的重復性很好。因此，選擇清洗時間為70 s。

2.5　化學發(fā)光反應條件的優(yōu)化

按圖1所示程序對化學發(fā)光反應條件進行了優(yōu)化。分別考察了高錳酸鉀濃度在5.0×10-5~8.0×10-4mol/L范圍內(nèi)，甲醛的濃度在0.5 %～5 %范圍內(nèi)，硫酸的濃度在0.1～5 mol/L范圍內(nèi)其濃度對CL強度的影響。以最大化學發(fā)光強度為指標，選擇的最佳條件為：2.0×10-4mol/L的高錳酸鉀，2 mol/L的硫酸，3%的甲醛。

2.6　校準曲線、精密度和檢出限

在優(yōu)化的實驗條件下，化學發(fā)光強度與甲基對硫磷濃度在2.0×10-6~5.0×10-5mol/L范圍內(nèi)呈線性關系，線性回歸方程為I= 0.0871c+ 12.262 (r=0.998)，式中，I是CL強度(相對單位)，c代表甲基對硫磷的濃度。對1.0×10-6mol/L的甲基對硫磷溶液進行11次平行測定，相對標準偏差為3.3 %。根據(jù)IUPAC規(guī)則，測得方法的檢出限為2.0×10-7mol/L。

2.7　干擾實驗

實驗發(fā)現(xiàn)，對于5.0×10-6mol/L甲基對硫磷， 500倍的K+、Na+，200倍的Ca2+、Mg2+、Mn2+、Ba2+、Ni2+、H2PO4-、PO43-、I-，100倍的V5+，50倍的Fe3+，大量的Cl-和NO3-對實驗無干擾。說明本方法具有較強的抗干擾能力。

2.8　樣品分析

分別稱取20.00g大米、黑米、小米和包谷馇，研磨成粉末狀，轉移到100 mL容量瓶中，用蒸餾水定容，浸泡5 h。然后在超聲波清洗器中處理50 min，離心分離。取上層清液10 mL，加入8 %聚乙二醇10 mL充分混合，再放置5 h。按照圖1所示流程進行CL檢測，平行測定3次，測定結果見表1。

表1　樣品中甲基對硫磷的回收結果

3結論

利用高錳酸鉀-甲醛-甲基對硫磷化學發(fā)光體系，建立了測定甲基對硫磷的分子印跡—化學發(fā)光分析法，方法操作簡便，可用于谷物中痕量甲基對硫磷的直接測定。

參考文獻

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