超聲輔助分散液液微萃取高效液相色譜法快速測定水樣中的6種農(nóng)藥

滕瑞菊　王歡　王雪梅　蘇加強(qiáng)　馮麗娟　盧小泉

摘要為實(shí)現(xiàn)小體積環(huán)境水樣中不同農(nóng)藥的準(zhǔn)確、快速、高靈敏測定，通過研究萃取劑、分散劑的種類、體積、鹽濃度及超聲時(shí)間對(duì)萃取效率的影響，結(jié)合分散液液微萃取與超聲萃取技術(shù)，并與高效液相色譜聯(lián)用，建立了快速測定環(huán)境水樣中的吡蟲啉、水胺硫磷、辛硫磷、毒死蜱、噠螨靈和阿維菌素6種農(nóng)藥的方法。在優(yōu)化的萃取條件下，檢測6種農(nóng)藥的線性范圍為10～600 μg/L， 檢出限（S/N=3）為0.8～3.1 μg/L， 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.7%～11.3%， 富集倍數(shù)可達(dá)到58～187倍。本方法具有良好的線性、精密度和回收率，并具有較好的實(shí)用性。

關(guān)鍵詞分散液液微萃??； 高效液相色譜； 農(nóng)藥； 環(huán)境水樣

1引 言

農(nóng)藥包括有機(jī)磷酸酯（有機(jī)磷農(nóng)藥）、氨基甲酸酯類、氯乙酰苯胺和擬除蟲菊酯類，在農(nóng)業(yè)上用于防治病蟲及調(diào)節(jié)植物生長、除草等。由于各類農(nóng)藥的廣泛而長期使用和處置不當(dāng)，它們會(huì)對(duì)空氣、水、土壤和農(nóng)產(chǎn)品造成嚴(yán)重污染，最終危害生態(tài)系統(tǒng)和人類健康，因此我國GB27632014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥殘留最大限量》[1]、GB38382002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[2]等標(biāo)準(zhǔn)，從多方面對(duì)農(nóng)藥殘留進(jìn)行了限定?，F(xiàn)代分析技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到農(nóng)藥檢測[3～6]。然而，在復(fù)雜的環(huán)境介質(zhì)中殺蟲劑是痕量級(jí)的，它們的直接分析通常很困難。在進(jìn)行儀器分析之前，樣品的富集、濃縮和預(yù)處理是必要過程。因此，建立快速靈敏的農(nóng)藥分離、富集及檢測方法在環(huán)境分析和食品分析領(lǐng)域具有重要的意義[7～9]。

傳統(tǒng)的樣品前處理技術(shù)存在萃取效率低、有機(jī)溶劑消耗大、操作繁瑣等缺點(diǎn)。近年來發(fā)展起來的新型樣品前處理方法主要有固相萃?。⊿PE）[10]、分子印跡技術(shù)（MI）[11]、固相微萃?。⊿PME）[12]、懸滴微萃?。⊿DME）[13]、基于中空纖維的液相微萃?。‵LPME）[14]、分散液液微萃?。―LLME）[15]等。分散液液微萃取的萃取劑用量少，并通過分散劑使萃取劑和樣品溶液的接觸面積最大化，因而富集倍數(shù)高，檢出限低，同時(shí)具有裝置簡單、操作更簡便、萃取時(shí)間短、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差低等優(yōu)勢(shì)，是目前水樣分析最新最佳的前處理方法之一。

本研究采用分散液液微萃?。―LLME）技術(shù)，輔以超聲萃取技術(shù)（US），通過對(duì)萃取條件的優(yōu)化，建立了環(huán)境水樣（黃河水，蔬菜塑料大棚蒸餾水和果汁）中吡蟲啉、水胺硫磷、辛硫磷、毒死蜱、噠螨靈和阿維菌素6種痕量農(nóng)藥的萃取方法， 用高效液相色譜紫外（PLCUV）技術(shù)進(jìn)行分析測定。結(jié)果表明， 本方法不但省時(shí)、高效、環(huán)保，而且方法的回收率、富集倍數(shù)、檢出限等均令人滿意，能夠滿足快速測定水樣中痕量農(nóng)藥的測定要求。

2實(shí)驗(yàn)部分

2.1儀器與試劑

1260高效液相色譜儀及其工作站（美國Agilent公司）；KQ3200E型超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）；G165離心機(jī)（長沙平凡儀器儀表有限公司）。

標(biāo)準(zhǔn)純品： 吡蟲啉、水胺硫磷、辛硫磷、毒死蜱、噠螨靈和阿維菌素（沈陽科發(fā)新技術(shù)開發(fā)公司）。標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液： 分別以甲醇（色譜純）為溶劑配制100.00 mg/L標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，0～4℃保存，有效期1年。其余各中間系列濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液由標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液以甲醇稀釋取得，0～4℃保存，有效期半年?；旌蠘?biāo)準(zhǔn)溶液于0～4℃保存，有效期1月。甲醇、乙腈為色譜純，其它試劑均為分析純，實(shí)驗(yàn)用水為超純水。

2.2色譜條件

Agilent C18色譜柱（150 mm×4.6 mm，5 μm）。流動(dòng)相： 甲醇水（85∶15， V/V）；流速： 1.00 mL/min； 紫外檢測器波長： 225 nm；柱溫： 室溫；進(jìn)樣量： 10 μL。

2.3USDLLME操作過程

準(zhǔn)確移取含1.00 mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)的水樣5.00 mL，加入10.0 mL尖底具塞離心管中，快速移取40.0 μL萃取劑三氯甲烷和0.60 mL分散劑四氫呋喃注入離心管，輕搖后放入超聲儀振蕩3 min，形成試液/三氯甲烷/四氫呋喃的乳濁液體系，以4000 r/min離心4 min，使有機(jī)相沉淀于試管底部，用微量進(jìn)樣器移取沉積相到自動(dòng)進(jìn)樣內(nèi)襯管中。取10 μL進(jìn)行PLC自動(dòng)進(jìn)樣分析（如圖1所示）。

3.2USDLLME萃取條件優(yōu)化

3.2.1萃取劑種類與體積的選擇在DLLME中，萃取劑是影響萃取效率的重要因素。萃取劑的選擇主要依據(jù)以下原則： 密度大于水，且不溶于水，便于離心分離；對(duì)待測物的溶解能力大，以獲得良好的萃取效率；與分散劑能很好地混溶，增大萃取劑與待測物的接觸面積；具有良好的色譜行為，不影響待測物的定性/定量分析。本實(shí)驗(yàn)考察了常用的鹵代烷烴二氯甲烷（Dichloromethane，密度1.33 kg/L）、三氯甲烷（Chloroform，密度1.49 kg/L）、四氯化碳（Phenixin，密度1.59 kg/L）和綠色環(huán)保的離子液體1丁基3甲基咪唑六氟磷酸鹽（[BMIM][PF6]，密度1.37 kg/L）作為萃取劑。結(jié)果表明（圖3），三氯甲烷作為萃取劑時(shí)，形成的乳濁液較穩(wěn)定，沉積相易吸出，富集倍數(shù)最高。

萃取溶劑體積的選擇直接影響DLLME的富集倍數(shù)及回收率。本實(shí)驗(yàn)選取10， 25， 40， 55， 70， 85和100 μL進(jìn)行萃取劑體積優(yōu)化（圖4）。結(jié)果表明，隨著萃取劑體積增加，目標(biāo)化合物的富集倍數(shù)逐漸增大，在40 μL后開始逐漸減?。?0 μL時(shí)有機(jī)沉積相的體積適中，便于移取，富集倍數(shù)也比較理想。所以本實(shí)驗(yàn)選取萃取劑體積為40 μL。

3.2.2分散劑種類與體積的選擇在DLLME中，分散劑須與萃取劑和水都有很好的混溶性，促使萃取劑在水中形成的液滴較小，分散均勻，與待測物的接觸面積越大，越有利于待測物從樣品溶液中向萃取劑中轉(zhuǎn)移，萃取效率也越高。本實(shí)驗(yàn)以40 μL三氯甲烷為萃取劑，分別考察0.6 mL的乙腈（Acetonitrile）、丙酮（Acetone）、甲醇（Methanol）和四氫呋喃（etrahydrofuran）作分散劑時(shí)的萃取效果（圖5），結(jié)果表明，乙腈、丙酮、甲醇和四氫呋喃得到的沉積相體積分別為18， 10， 7和16 μL。經(jīng)PLC測試，四氫呋喃為分散劑時(shí)萃取效率最高。

分散劑體積的選取與水相體積和萃取劑的體積都有關(guān)，一般加入0.5～1.5 mL[17]。分散劑體積影響萃取劑在水中的分散程度，進(jìn)而影響萃取效率。當(dāng)分散劑體積較小時(shí)，體系不能形成乳濁態(tài)；體積較大時(shí)，待測物在水中的溶解度增大，不易被萃取劑萃取，使得萃取效率降低。本實(shí)驗(yàn)選取0.4， 0.6， 0.8和1.0 mL的四氫呋喃，分別與40 μL三氯甲烷進(jìn)行萃取實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，0.6 mL四氫呋喃為分散劑時(shí)萃取效率最高（圖6）。

3.3.1方法的各項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)為了驗(yàn)證USDLLME用于定量分析的可行性，在優(yōu)化條件下，以1， 10， 100， 1000 和2000 μg/L混合標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制外標(biāo)校正曲線?？疾炝朔椒ǖ木€性范圍、檢出限、精密度、富集因子等。由表1可見，6種農(nóng)藥在10～600 μg/L范圍內(nèi)呈較好的線性關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)R2在0.9912～0.9978之間，以3倍信噪比（S/N=3）所得檢出限在0.8～3.1 μg/L之間，10倍信噪比（S/N=10）所得定量限為 2.6～10.2 μg/L之間。用本方法對(duì)6種農(nóng)藥含量均為10 μg/L的水樣進(jìn)行5次平行測定，批內(nèi)和批間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為4.7%～11.3%和6.2%～9.6%，富集因子在58～187之間。表明本方法能滿足實(shí)驗(yàn)選定目標(biāo)分析物的檢測要求，適宜實(shí)際樣品的快速檢測。

3.3.2與其它樣品前處理方法的比較對(duì)比了本研究方法與以往相關(guān)研究在試劑使用量、萃取時(shí)間、回收率和檢出限等方面的優(yōu)缺點(diǎn)（表2）。本研究方法在萃取時(shí)間和檢出限方面均具有明顯的優(yōu)勢(shì)和顯著的實(shí)用性，另外，DLLME方法條件溫和、快速，PLC分離時(shí)間短， 紫外檢測靈敏度高， 檢測器便宜，易普及，能滿足實(shí)際樣品的分析測定要求。

3.4實(shí)際樣品分析

本實(shí)驗(yàn)采集黃河水（蘭州段）、蔬菜塑料大棚蒸餾水、葡萄汁等作為實(shí)際樣品，在優(yōu)化條件下進(jìn)行5次平行測定，同時(shí)做50和100 μg/L水平加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)。樣品經(jīng)離心分離和0.45 μm纖維膜過濾，檢測結(jié)果如表3所示： 黃河水的加標(biāo)回收率為87.4%～115.4%，蔬菜塑料大棚蒸餾水的加標(biāo)回收率為86.9%～118.9%， 葡萄汁樣品的加標(biāo)回收率為70.6%～123.6%，3個(gè)實(shí)際樣品的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于9.6%， 10.3%和12.4%。結(jié)果表明，除葡萄汁樣品精密度和回收率稍差外，其余樣品均在一個(gè)滿意的范圍內(nèi)，能滿足痕量分析的要求。另外，通過與GB27632014[1]標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比可知，葡萄汁樣品中殘留低于GB27632014標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大限量要求，而GB38382002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[2]尚未對(duì)本研究所測定的6種農(nóng)藥作出限定?？赡苡捎谒牲S河水上游農(nóng)作物較少，故待測物含量偏低，甚至沒有檢出；由于植物蒸騰作用，造成蔬菜塑料大棚蒸餾水待測農(nóng)藥含量較高；而葡萄種植過程中使用殺蟲劑較少，殺菌劑較多，所以葡萄汁中目標(biāo)化合物含量也較低。

4結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)采用USDLLME與PLCUV聯(lián)用技術(shù)建立了一種快速測定實(shí)際水樣中吡蟲啉、水胺硫磷、辛硫磷、毒死蜱、噠螨靈和阿維菌素6種農(nóng)藥的新方法。與傳統(tǒng)的萃取方法相比，本方法具有操作簡單、快速、低成本、環(huán)境友好和富集倍數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，USDLLME用于基質(zhì)復(fù)雜的葡萄汁樣品的測定可取得滿意的結(jié)果，對(duì)于拓寬分散液液微萃取技術(shù)的應(yīng)用范圍具有指導(dǎo)意義。

AbstractA novel method for accurate， fast and sensitive detection of pesticides such as imidacloprid， isocarbophos， phoxim， dursban， imidacloprid， pyridaben and avermectin in environmental water samples has been developed by using ultrasoundassisted dispersive liquidliquid microextraction （UADLLME） coupled with high performance liquid chromatography with ultraviolet detection （PLCUV）. he UADLLME parameters such as types/volumes of extraction/dispersion solvents， ultrasonic time， ionic strength and extraction time were investigated. Under the optimized extraction conditions， the linearity for the detection of six pesticides in the concentration range of 10-600 μg/L was obtained with limits of detections （LODs） of 0.8-3.1 μg/L and relative standard deviations （RSDs） of 4.7%-11.3%. UADLLME method exhibited strong enrichment ability for the six pesticides， and the enrichment factor （EFs） were ranged from 58 to 187. his method had perfect linearity， precision and recovery results， and showed obvious advantages and practicality comparing the previously reported methods.

KeywordsDispersive liquidliquid microextraction； igh performance liquid chromatography； Pesticides； Water samples