流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光法檢測(cè)蔬菜中樂果含量

王守敏，胡燕，徐志祥，*

(1．山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東泰安 271018;2．泰安市中心醫(yī)院，山東泰安 271000)

流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光法檢測(cè)蔬菜中樂果含量

王守敏1，胡燕2，徐志祥1，*

(1．山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東泰安 271018;2．泰安市中心醫(yī)院，山東泰安 271000)

在堿性介質(zhì)下，過氧化氫氧化魯米諾產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光現(xiàn)象，樂果對(duì)該化學(xué)發(fā)光體系有較強(qiáng)的增敏作用，據(jù)此建立了流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光測(cè)定樂果含量的快速分析方法。結(jié)果顯示，樂果的質(zhì)量濃度為0．01～10 mg/L時(shí)與發(fā)光強(qiáng)度成良好的線性關(guān)系。該方法的最低檢出限為0．009 mg/L，對(duì)0．5 mg/L的樂果進(jìn)行11次平行測(cè)定，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2．1%。將該體系用于菜花樣品的加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，回收率為86．7%～109．5%。

流動(dòng)注射;化學(xué)發(fā)光;魯米諾;樂果

樂果(dimethoate，C5H12NO3PS2)，是廣泛使用的有機(jī)磷農(nóng)藥之一，為中等毒性、內(nèi)吸性有機(jī)磷類殺蟲劑、殺螨劑，具有潛在致畸、致突變、致癌的“三致”作用。樂果具有較高的揮發(fā)性，很容易揮發(fā)進(jìn)入大氣，流入水體，或沉降聚集在土壤中，污染農(nóng)畜漁果產(chǎn)品，并通過食物鏈的富集作用轉(zhuǎn)移到人體，對(duì)人體產(chǎn)生危害。因此，建立一種快速檢測(cè)樂果含量的方法對(duì)于保障食品安全和人類健康具有重大的意義。

目前對(duì)樂果殘留量的測(cè)定方法主要有氣相色譜法［1-2］、液相色譜法［3-4］、質(zhì)譜法［5-6］、酶聯(lián)免疫法［7］、光度法［8-10］等。氣相、液相色譜法及質(zhì)譜法檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，但所需儀器設(shè)備昂貴、成本高，分析時(shí)間一般較長(zhǎng)，難以對(duì)樣品進(jìn)行快速檢測(cè);免疫分析法中半抗原合成工作量大、周期長(zhǎng)，且結(jié)構(gòu)類似的農(nóng)藥或待測(cè)農(nóng)藥代謝物可能發(fā)生不同程度的交叉反應(yīng)。近年來，化學(xué)發(fā)光分析法以其靈敏度高，分析速度快，儀器設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中引起關(guān)注。Roda等［11］和Moris等［9］利用有機(jī)磷農(nóng)藥能破壞乙酰膽堿酶活性從而抑制魯米諾-過氧化氫化學(xué)發(fā)光的性質(zhì)，建立了測(cè)定有機(jī)磷農(nóng)藥的抑制性酶聯(lián)化學(xué)發(fā)光分析法。鄧浩等［12］研究了對(duì)硫磷的化學(xué)發(fā)光酶聯(lián)免疫吸附分析方法。直接利用化學(xué)發(fā)光體系測(cè)定辛硫磷［13］、敵敵畏［14］、甲基毒死蜱［15］等有機(jī)磷農(nóng)藥的研究也取得了良好的效果?；跇饭趬A性條件下能顯著增強(qiáng)魯米諾-過氧化氫化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度，結(jié)合流動(dòng)注射技術(shù)建立了一種簡(jiǎn)單高效、快速靈敏的樂果殘留量分析方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

魯米諾(luminol，純度為99%)，上海邁瑞爾化學(xué)技術(shù)有限公司;樂果(dimethoate，純度為98．3%)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì);質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%過氧化氫、氫氧化鈉、丙酮、磷酸氫二鈉(分析純)，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司。

魯米諾儲(chǔ)備液(1×10-2mol/L):稱取0．177 2 g魯米諾，用0．01 mol/L氫氧化鈉溶液溶解，用超純水定容至100 mL，超聲15 min使其完全溶解，低溫貯藏3 d后使用。

樂果儲(chǔ)備液(1 g/L):稱取0．100 0 g樂果標(biāo)準(zhǔn)品，加10 mL丙酮溶解，用超純水定容于100 mL容量瓶，搖勻，放置冰箱中貯存?zhèn)溆谩?/p>

磷酸鹽緩沖溶液:稱取0．400 g氫氧化鈉，溶解并定容至100 mL，配制成0．1 mol/L的氫氧化鈉溶液;稱取1．790 g Na2HPO4·12H2O，溶解并定容至100 mL，配制成0．05 mol/L的磷酸氫二鈉溶液;磷酸鹽緩沖溶液根據(jù)所需的pH值由上述兩種溶液按照一定的比例混合而成，并調(diào)整至所需pH值。

1.2 儀器與設(shè)備

IFFM-E型流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光分析儀，西安瑞邁分析儀器有限公司;pH計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司;KQ-500DE型數(shù)控超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司;電子天平，上海梅特勒-托利多儀器有限公司;真空泵，鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司。

1.3 方法

流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光法反應(yīng)裝置如圖1，魯米諾和過氧化氫經(jīng)蠕動(dòng)進(jìn)入混合器混合，在進(jìn)樣閥和樣品混合后，由載液推動(dòng)進(jìn)入發(fā)光池。反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)發(fā)光由IFFS-A型多功能化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器檢測(cè)，記錄儀記錄信號(hào)，以相對(duì)峰高進(jìn)行定量檢測(cè)。

圖1 流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光分析法流程Fig．1Schematic diagram of flow injection chemiluminescence analysis

2 結(jié)果與分析

2.1 樂果對(duì)魯米諾－過氧化氫體系發(fā)光的影響

在魯米諾濃度8×10-4mol/L，過氧化氫濃度0．09 mol/L，pH值12．5的磷酸氫二納-氫氧化鈉緩沖溶液條件下，考察樂果對(duì)魯米諾-過氧化氫體系化學(xué)發(fā)光的增強(qiáng)反應(yīng)。魯米諾-過氧化氫化學(xué)發(fā)光體系在發(fā)光信號(hào)出現(xiàn)5 s后達(dá)到峰值(見圖2)。未加入樂果時(shí)，實(shí)驗(yàn)中發(fā)光體系的發(fā)光強(qiáng)度在3 000左右，加入1×10-6g/mL樂果之后，魯米諾-過氧化氫體系化學(xué)發(fā)光信號(hào)值大約增強(qiáng)為原來的1．7倍，此現(xiàn)象表明該體系可用于測(cè)定微量樂果。

圖2 樂果增強(qiáng)魯米諾-過氧化氫發(fā)光反應(yīng)譜圖Fig．2Response spectra of enhancement of dimethoate to luminol-hydrogen peroxide system

2.2 化學(xué)發(fā)光反應(yīng)條件的優(yōu)化

2.2.1 流路參數(shù)的選擇

實(shí)驗(yàn)考察不同泵運(yùn)行時(shí)間、主泵速和副泵速對(duì)化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的影響。考慮試劑用量、峰形、操作時(shí)間等因素，最終采用主泵速60 r/min、運(yùn)行時(shí)間20 s，副泵速30 r/min、運(yùn)行時(shí)間10 s為流動(dòng)注射參數(shù)。

2.2.2 緩沖體系pH值的選擇

由于魯米諾-過氧化氫體系的發(fā)光反應(yīng)需在堿性介質(zhì)中進(jìn)行，在魯米諾濃度1×10-4mol/L，過氧化氫濃度0．05 mol/L的條件下，實(shí)驗(yàn)考察了以磷酸氫二鈉-氫氧化鈉作為緩沖溶液，魯米諾-過氧化氫體系在pH值11．0～13．5的發(fā)光強(qiáng)度變化。當(dāng)pH值12．5時(shí)，發(fā)光信號(hào)達(dá)到最大，故選用pH值為12．5的磷酸氫二鈉-氫氧化鈉作為緩沖溶液(見圖3)。

圖3 pH值對(duì)體系發(fā)光強(qiáng)度的影響Fig．3Effect of pH value on chemiluminescence intensity

2.2.3 過氧化氫濃度的選擇

過氧化氫作為發(fā)光反應(yīng)的氧化劑，其濃度大小直接影響化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度。在魯米諾濃度為1×10-4mol/L，樂果質(zhì)量濃度為1×10-6g/mL，pH值12．5的磷酸氫二鈉-氫氧化鈉緩沖溶液條件下，不同過氧化氫濃度(0．01～0．14 mol/L)對(duì)發(fā)光強(qiáng)度的影響如圖4。在0．01～0．09 mol/L的濃度，體系發(fā)光強(qiáng)度隨著過氧化氫濃度的增大而增強(qiáng);當(dāng)過氧化氫的濃度為0．09 mol/L時(shí)，體系具有最大的化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度;隨著過氧化氫濃度的繼續(xù)增加，發(fā)光強(qiáng)度降低。因此，實(shí)驗(yàn)選擇過氧化氫濃度為0．09 mol/L。

圖4 過氧化氫濃度對(duì)體系發(fā)光強(qiáng)度的影響Fig．4Effect of hydrogen peroxide concentrations on chemiluminescence intensity

2.2.4 魯米諾濃度的選擇

魯米諾作為發(fā)光試劑直接影響著化學(xué)發(fā)光的強(qiáng)度。在樂果質(zhì)量濃度為1．0 mg/L，過氧化氫濃度為0．09 mol/L，pH值12．5的磷酸氫二鈉-氫氧化鈉緩沖溶液，流路參數(shù)為主泵60 r/min，副泵30 r/min的條件下，考察了不同魯米諾濃度(1×10-4～12× 10-4mol/L)對(duì)發(fā)光強(qiáng)度的影響。

魯米諾在1×10-4～8×10-4mol/L濃度，體系發(fā)光強(qiáng)度隨著魯米諾濃度增大而增強(qiáng)(見圖5)。當(dāng)魯米諾濃度為8×10-4mol/L時(shí)，體系具有最大化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度;隨著魯米諾濃度的繼續(xù)增加，發(fā)光強(qiáng)度開始降低。實(shí)驗(yàn)選擇魯米諾濃度為8×10-4mol/L。

圖5 魯米諾濃度對(duì)體系發(fā)光強(qiáng)度的影響Fig．5Effect of luminol concentrations on chemiluminescence intensity

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限分析

樂果的質(zhì)量濃度在0．01～10 mg/L時(shí)，與發(fā)光強(qiáng)度成良好的線性關(guān)系，如圖6，線性回歸方程為y=2 558．8x+2 725．3，相關(guān)系數(shù)R2=0．998。在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件下，該方法的最低檢出限(limit of detection，LOD)為0．009 mg/L。對(duì)0．5 mg/L的樂果進(jìn)行11次平行測(cè)定，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD為2．1%。

圖6 魯米諾-過氧化氫化學(xué)發(fā)光體系測(cè)定樂果的標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig．6Calibration curve of dimethoate determined by luminol-hydrogen peroxide chemiluminescence system

2.4 添加回收實(shí)驗(yàn)分析

稱取30 g有機(jī)菜花，平均分為3組，分別加入0．045 mg/L(5 LOD)，0．09 mg/L(10 LOD)，0．18 mg/L(20 LOD)的樂果，靜置4 h。然后加入10 mL丙酮，超聲提取15 min，抽濾并轉(zhuǎn)移到50 mL容量瓶中。提取3次，定容到50 mL，用流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光檢測(cè)儀進(jìn)行分析。測(cè)得菜花樣品的樂果加標(biāo)回收率為86．7%～109．5%(見表1)。

表1 菜花樣品的樂果加標(biāo)回收率Tab．1Dimethoate recoveries in cauliflower samples μg/g

2.5 實(shí)際樣品測(cè)定

稱取農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)所購(gòu)買的韭菜10 g，用研缽研碎后，加入10 mL丙酮，超聲提取15 min，抽濾并轉(zhuǎn)移到50 mL容量瓶中。提取3次，定容到50 mL，用流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光檢測(cè)儀進(jìn)行分析，測(cè)得韭菜中樂果殘留量為12．6 mg/kg。

3 結(jié)論

流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光分析技術(shù)是一種高靈敏度微量及痕量分析方法，具有分析速度快、線形范圍寬、操作簡(jiǎn)單方便、儀器設(shè)備簡(jiǎn)單便宜、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和能連續(xù)分析等優(yōu)點(diǎn)。

分析了建立的流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光測(cè)定樂果的方法，得出該方法的最低檢出限為0．009 mg/L，樣品的添加回收率為86．7%～109．5%，結(jié)果令人滿意。

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Flow Injection Chemiluminescence Method for Detection of Dimethoate in Vegetables

WANG Shoumin1，HU Yan2，XU Zhixiang1，*

(1．College of Food Science and Engineering，Shandong Agricultural University，Tai'an 271018，China; 2．Tai'an City Central Hospital，Tai'an 271000，China)

In alkaline medium，hydrogen peroxide oxidizes luminol and then produces chemiluminescence．Dimethoate could enhance the chemiluminescence intensity strongly，and thus a quick and direct flow injection chemiluminescence method based on luminol-hydrogen peroxide system was established to determine the content of dimethoate．The results indicated that the dimethoate concentration had a good linear correlation with chemiluminescence within the scope of 0．01 to 10 mg/L．The detection limit of the method was 0．009 mg/L．The relative standard deviation was 2．1%for eleven replicate detections of 0．5 mg/L dimethoate．Using this system，the cauliflower samples were spiked with dimethoate and detected by this method with recovery ranging from 86．7%～109．5%．

flow-injection;chemiluminiscence;luminol;dimethoate

檀彩蓮)

TS207．3;TQ317．5

A

10．3969/j．issn．2095-6002．2016．06． 013

2095-6002(2016)06-0075- 04

2015-10- 24

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(31471649)。

王守敏，女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称焚|(zhì)量與安全;

*徐志祥，男，教授，博士，主要從事食品質(zhì)量與安全方面的研究。

。

王守敏，胡燕，徐志祥．流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光法檢測(cè)蔬菜中樂果含量［J］．食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)，2016，34(6):75-78．

WANG Shoumin，HU Yan，XU Zhixiang．Flow injection chemiluminescence method for detection of dimethoate in vegetables［J］．Journal of Food Science and Technology，2016，34(6):75-78．