分散固相萃取凈化-GPC-GC/MS快速分析魚塘水中21種農(nóng)藥

王國強張　婷孫桂進張炳謙

（1　連云港市公安局刑警支隊　江蘇　連云港　222000；2　中國刑事警察學院　遼寧　沈陽　110035）

分散固相萃取凈化-GPC-GC/MS快速分析魚塘水中21種農(nóng)藥

王國強1張婷2孫桂進1張炳謙1

（1連云港市公安局刑警支隊江蘇連云港222000；2中國刑事警察學院遼寧沈陽110035）

建立了乙醚小體積液液萃取結(jié)合PSA分散固相萃取，在線GPC凈化-氣質(zhì)聯(lián)用分析魚塘水中農(nóng)藥的方法。加入內(nèi)標磷酸三丁酯的魚塘水樣，經(jīng)乙醚提取后取分層上清液，加入0.1gPSA，渦旋，離心過濾后，經(jīng)在線凝膠色譜凈化-氣質(zhì)聯(lián)用儀進行21種農(nóng)藥的凈化富集和檢測。魚塘水樣中農(nóng)藥的檢出限在0.31～26.70ng/mL之間，定量下限在0.87～80.1ng/mL之間，氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯在0.1～3.2μg/mL濃度范圍內(nèi)，其余18種農(nóng)藥在5～320ng/mL濃度范圍內(nèi)的線性關(guān)系良好。方法可用于魚塘水樣中農(nóng)藥殘留的快速檢驗分析。

魚塘水農(nóng)藥在線凝膠色譜氣相色譜-質(zhì)譜法

農(nóng)藥的使用與人們的生產(chǎn)生活密不可分，農(nóng)藥的超范圍、超劑量使用會最終造成地表水及土壤的污染。盡管農(nóng)藥在地表水中的含量極其微小，但給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的危害不可小覷，不僅會造成魚塘養(yǎng)殖業(yè)中魚蝦出現(xiàn)耐藥性，而且會引起耐藥性差的魚蝦大面積死亡［1-3］。地表水中農(nóng)藥殘留物以微量的有機磷、有機氯、氨基甲酸酯類，擬除蟲菊酯類農(nóng)藥為主，這些殘留農(nóng)藥的檢測方法有氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法、氣相色譜法等，常見的提取方法有液液萃取、液液微萃取、分散萃取、固相萃取和固相微萃取等［4-13］。針對水中農(nóng)藥殘留量小的特點，應(yīng)考慮在提取方法中選擇能夠?qū)崿F(xiàn)高效富集和快速富集的方法。本文利用在線凝膠色譜（GPC）能大體積進樣和凈化大分子雜質(zhì)的特性，提取過程無需濃縮，同時對在線GPC凈化采集時間和氣質(zhì)聯(lián)用程序方法進行優(yōu)化，建立了分散固相萃取-在線凝膠色譜凈化-氣質(zhì)聯(lián)用法分析魚塘水中常見農(nóng)藥的分析方法，方法特異性好、靈敏度高、通用性強且操作簡便快速。

1　實驗部分

1.1儀器與試劑

2010ULTRA島津氣相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用儀（Shima dzu公司）；LC-20AD在線凝膠色譜凈化系統(tǒng)（Shimadzu公司）；微型旋渦混勻器（Thermo公司）；高速離心機（Thermo公司）；

21種農(nóng)藥標準品（1.0mg/mL乙醇溶液，安譜公司）；內(nèi)標物：磷酸三丁酯（1.0mg/mL乙醇溶液，安譜公司）；

分散固相萃取材料：N-丙基乙二胺固相萃取劑（PSA），購于安譜公司；

丙酮、環(huán)己烷（色譜純，美國Fisher公司）；其他試劑為分析純；實驗用水為超純水。

1.2提取凈化方法

取10mL魚塘水樣加入磷酸三丁酯內(nèi)標物100ng，加入1mL乙醚，渦旋3min，6000r/min高速離心分取上層清液于另一只試管，加0.1g PSA，渦旋3min，6000r/ min高速離心分取上層清液，經(jīng)0.25μm微膜過濾后，進樣80μL供在線凝膠滲透色譜凈化-氣相色譜/質(zhì)譜分析。

1.3儀器條件

1.3.1凝膠滲透色譜條件

色譜柱：10cm×0.25μm×0.25mmID；柱溫：40℃；檢測波長：210nm；流動相：丙酮-環(huán)己烷（V/V7：3）；流速：0.1mL/min；進樣體積：80μL，采集樣品時間：4.06～6.06min。

1.3.2氣相色譜條件

色譜柱：DB-35ms（30m×0.25μm×0.25mmID）；載氣：高純氦氣；PTV進樣口升溫程序：120℃保持5min，以100℃/min升溫至250℃，保持31.7min；氣相色譜柱箱升溫程序：82℃保持5min，以8℃/min升溫至310℃，保持11.75min；進樣模式：不分流進樣。

1.3.3質(zhì)譜條件

EI源，70eV；離子源溫度：200℃；接口溫度：250℃；質(zhì)量掃描范圍；m/z 45～450，溶劑延遲9.5min。

2　結(jié)果和討論

2.1萃取條件的選擇

本文首先對水體采用了小體積液液萃取，考察了提取溶液的種類和用量，在比較了乙腈、乙醚、環(huán)己烷等3種有機溶劑后，其中1mL乙醚能最大限度地富集農(nóng)藥成分。后續(xù)的去除雜質(zhì)過程又使用了PSA進行分散固相萃取。N-丙基乙二胺固相萃取劑（PSA）是近些年在農(nóng)藥殘留及食品安全分析時常用的固相萃取材料，市售的萃取材料分為預裝柱型和分散劑型。PSA的用量考察中表明0.1g的量足以去除魚塘水中的雜質(zhì)，且不會對待測農(nóng)藥有明顯的吸附。另外在操作過程中采用分散固相萃取法更便于后續(xù)為GPC提供上清液的分離。

2.2GPC條件的選擇

2.2.1進樣量的選擇

GPC的進樣量與凝膠色譜柱柱容量有關(guān)系，超過柱容量的進樣量會使得GPC雜質(zhì)去除不徹底，進樣量過小則在農(nóng)藥收集過程中易遺漏，難以保證紫外檢測器需要的檢測靈敏度。因此，在保證檢測靈敏度和雜質(zhì)去除效果較好的情況下選擇較大的進樣量水平，最終確定進樣量為80μL。

2.2.2采樣時間節(jié)點的確定

根據(jù)空白水樣和混合農(nóng)藥標樣提取液的紫外吸收色譜圖來確定GPC的采樣時間。本文實驗條件下，空白水樣提取液中雜質(zhì)類物質(zhì)出峰時間主要分布在2.41～3.90min，混合農(nóng)藥標樣的提取液出峰時間主要分布在3.50～5.46min，最終確定待測物和水樣提取液雜質(zhì)的分離時間節(jié)點3.50～5.50min，結(jié)果如圖1所示。

圖1　樣品GPC進樣210nm波長下紫外吸收色譜峰

2.2.3雜質(zhì)凈化效果

取水樣10mL，按1.2實驗方法提取凈化，進樣80μL經(jīng)GPC-GC/MS分析，另取水樣提取液800μL濃縮定容至10μL，進樣1μL經(jīng)GC/MS分析，考察了水樣提取物未凈化和GPC凈化后中雜質(zhì)的去除效果，結(jié)果如圖2所示。

圖2　水樣提取液的總離子流色譜圖

2.3色譜行為的考察

本文考察了21種有代表性農(nóng)藥的色譜行為，采用PTV進樣口，程序升溫，不分流進樣模式，結(jié)果表明21種農(nóng)藥在色譜柱上均有好的保留行為，特別是色譜行為較差的敵百蟲也有著很好的檢出效果。通過PTV大體積在線進樣富集作用，水樣中農(nóng)藥檢出限有了極大的提高，如圖3所示。

圖3　空白水樣添加混合標準100ng和內(nèi)標100ng（1）及空白水樣總離子流色譜圖（2）

2.4定性定量分析

取10mL空白水樣添加氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯各1.0μg、其他分析物各0.10μg，按照1.2實驗方法進行定性分析，根據(jù)信噪比S/N=3∶1確定方法的檢出限，根據(jù)信噪比S/N=10∶1確定方法的測量限，結(jié)果見下表。取7份10mL空白水樣，分別添加3種菊酯類農(nóng)藥分析物，添加量各為 1μg、2μg、4μg、6μg、8μg、16μg和32μg，其他分析物添加量各為0.05μg、0.1μg、0.2μg、0.4μg、0.8μg、1.6μg和3.2μg，上述溶液中均加入內(nèi)標磷酸三丁酯0.10μg，按照1.2實驗方法進行定性分析，以分析物和內(nèi)標色譜峰面積比值（Y）和分析物濃度與內(nèi)標濃度比值（x）進行線性回歸，方法的線性方程及相關(guān)系數(shù)見下表。

表　21種農(nóng)藥的保留時間、檢出限、工作曲線和精密度

2.5魚塘樣品分析

2014年1月～2015年1月，本實驗室共受理魚蝦中毒案件31起，分別取送檢魚塘水樣10mL，用本文方法測定，在2處水樣中檢出甲拌磷成分，含量為0.61μg/L、79.3μg/L，3處水樣中分別檢出硫丹、氯氰菊酯、乙草胺成分，含量分別為8.5μg/L、189.2μg/L、110.8μg/L，其他未檢出，說明本方法在魚塘水樣分析中是應(yīng)用可行的，能滿足魚塘水檢測的要求。

3　結(jié)論

本文采用分散固相萃取結(jié)合在線GPC-GC/MS，建立了與魚塘水中有機磷類、氨基甲酸酯類、酰胺類、擬除蟲菊酯類21種農(nóng)藥多殘留的快速檢測方法。利用自動在線GPC-GC/MS法加快了提取、凈化和富集的速度，減少了有機溶劑的使用量，同時也提高了檢測的靈敏度。通過魚塘實際樣品的分析，證明了方法的應(yīng)用性，為水體中痕量農(nóng)藥殘留的檢測提供了方法。

［1］張云峰，何毅，姚伊人，等.魚塘中投放硫丹致魚死亡1例［J］.刑事技術(shù)，2013（3）：66-67.

［2］徐仿敏，李海波，劉凌云.GC/MS法快速分析魚塘水中的硫丹［J］.刑事技術(shù)，2015（1）：45-48.

［3］謝偉宏，田國剛，羅永此.不同填料固相萃取柱提取魚塘水中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的比較［J］.中國法醫(yī)學雜志，2008（5）：336-337.

［4］段輝，周密，姜波，等.疏水性聚合樹脂吸附-氣相色譜質(zhì)譜法快速測定地表水農(nóng)藥殘留［J］.化學工程師，2016（2）：33-36.

［5］孫靜，徐雄，李春梅，等.固相萃取-超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時檢測地表水中的35種農(nóng)藥及降解產(chǎn)物［J］.分析化學，2015（8）：1145-1153.

［6］楊春雷，甘建駿，劉燕.GC/MS法在檢測乙草胺案件中的應(yīng)用［J］.中國刑警學院學報，2015（2）：79-80.

［7］王丹，孟品佳，龔舜.中空纖維液相微萃取-GCMS檢測尿中的安眠酮［J］.中國刑警學院學報，2013（4）：61-62.

［8］田良良，史永富，王媛，等.氣相色譜法測定蝦中有機氯農(nóng)藥和多氯聯(lián)苯殘留量［J］.分析試驗室，2014（9）：1043-1046.

［9］張付海，陸光華，胡雅琴，等.固相萃取-濃硫酸凈化-氣相色譜/三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜法測定水中的8種多溴聯(lián)苯醚［J］.分析試驗室，2013（8）：25-30.

［10］姜兆林，段夢圓，金倩輝，等.四種氨基甲酸酯類殺蟲劑分子印跡聚合物的合成及識別性能研究［J］.中國刑警學院學報，2012（4）：57-60.

［11］韓瀟，陳東輝，黃滿紅.固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜法聯(lián)用測定水體中痕量多環(huán)麝香類化合物［J］.分析試驗室，2012（4）：59-63.

［12］邵海洋，王臻，張建萍.固相膜萃取-氣相色譜法測定地表水中有機氯農(nóng)藥研究［J］.環(huán)境科學與管理，2015（10）：131-136.

［13］孫曉杰，郭萌萌，王蘇玥，等.分散固相萃取-在線凝膠色譜-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法快速檢測紫菜中的農(nóng)藥多殘留［J］.色譜，2014（10）：1124-1130.

（責任編輯：孟凡騫）

D918.93

A

2095-7939（2016）03-0074-03

10.3969/j.issn.2095-7939.2016.03.017

2016-05-06

王國強（1974-），男，山東日照人，江蘇省連云港市公安局工程師，主要從事毒物檢驗研究。