TiO2納米管檢測三七中農藥殘留的方法研究

劉媛，王澤峰，陳雪冰，石玲，李楠，唐艷花，王靜，*

（1.云南省紅河哈尼族彝族自治州環(huán)境監(jiān)測站，云南蒙自661100；2.云南紅河學院理學院，云南蒙自661100）

TiO2納米管檢測三七中農藥殘留的方法研究

劉媛1，王澤峰2，陳雪冰2，石玲2，李楠2，唐艷花2，王靜2，*

（1.云南省紅河哈尼族彝族自治州環(huán)境監(jiān)測站，云南蒙自661100；2.云南紅河學院理學院，云南蒙自661100）

利用二氧化鈦納米管固相萃取柱萃取和氣相色譜儀檢測，建立了一種三七樣品農藥殘留量的檢測方法。樣品采用丙酮進行超聲提取，提取液經二氧化鈦納米管固相萃取柱萃取后采用乙酸乙酯和正己烷（體積比為1∶1）混合溶劑進行洗脫，洗脫液濃縮蒸干后于氣相色譜儀進行檢測，并加入內標物氘代二嗪農進行定量分析，采用該方法對三七樣品中的甲胺磷、敵敵畏、乙酰甲胺磷、敵百蟲、樂果、乙拌磷、甲基對硫磷、毒死蜱等8種有機磷農藥含量進行了測定。檢測結果表明，8種農藥平均加標回收率為81.36%～100.66%，相對標準偏差（RSD，n=3）為2.21%～4.28%，定量限LOQ，均小于4μg/kg，該方法具有較高的檢測靈敏度和準確性，可滿足三七樣品中多種痕量有機磷農藥殘留的分析要求。

二氧化鈦納米管；固相萃取；氣相色譜；農藥殘留

三七是我國特有的名貴中藥材，具有止血、散淤、降血壓、治療心絞痛、冠心病等功效，素有“金不換”的美稱。三七除具有藥用功能外，還作為保建品供體弱者服用，并以食品補充劑等多種形式出口國外。因近百年來未有野生三七的采集記錄，目前市場上的三七均以人工種植提供。為防止病蟲害、提高產量，三七的種植過程中使用了有機氯、有機磷、氨基甲酸酯、擬除蟲菊酯等三致農藥[1-2]，不規(guī)范使用農藥導致三七中農藥殘留量超標，從而影響三七的藥用療效。

隨著人們對中藥材農殘危害認識的不斷深入，三七農藥殘留被列為必檢項，而三七樣本基質比較復雜，不同產區(qū)和批次間農藥殘留含量差異較大，因此，農藥殘留檢測需進行前處理來提高檢測靈敏度。固相萃?。⊿olid-phaseextraction，SPE）由于具有高回收率高、高富集倍數、萃取時間短及有機溶劑消耗少等優(yōu)點，廣泛應用于樣品前處理。固相萃取技術核心是吸附材料，吸附材料決定了SPE的靈敏度和選擇性。TiO2納米管具有穩(wěn)定性高、分散性好、再生性能高[3]等優(yōu)點，此外TiO2納米管較顆粒材料具有更大的比表面積，具有更好的吸附性能。Niu等用TiO2納米管制成固相萃取小柱萃取環(huán)境水樣中的酞酸酯、鄰苯二甲酸二正丁酯、鄰苯二甲酸環(huán)己酯，檢測限可達到0.039、0.019、0.035μg/L[4-7]。

本研究以TiO2納米管為吸附劑，制備了固相萃取柱，8種農藥經固相萃取柱預富集后，采用正己烷洗脫，收集洗脫液，采用氣相色譜儀進行分析檢測。將本方法用于三七樣品的檢測分析，方法的相對回收率為81.36%～100.66%，相對標準偏差均小于5%。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

GC-2010的氣相色譜儀，檢測器為FPD，分離柱為Rxi@-17（30×0.25m×0.25μm）：島津。

甲胺磷、敵敵畏、乙酰甲胺磷、敵白蟲、樂果、乙拌磷、甲基對硫磷、毒死蜱：（純度：98.5%）標準品，德國Dr.Ehrenstorfer；氘代二嗪農標準物質：美國AccuStandard公司。以上農藥標準品用丙酮配制成10μg/mL的標準儲備液，使用時再配成一系列混合標準工作液，該混合標準工作溶液中含有同為素二嗪農5μg/mL。

三七樣品：購買于中藥材市場，經植物學專家田學金教授鑒定為三七。

1.2 TiO2納米管的制備

稱取16 g氫氧化鈉加水至40mL，溶液攪拌至透明，倒入裝有0.4 g P25型納米TiO2粉體的聚四氟乙烯襯里不銹鋼水熱釜中，攪拌均勻后，密封放入油浴中，在攪拌條件下，140℃反應24 h，自然冷卻至室溫，倒出溶液。用蒸餾水將絮狀沉淀物洗滌至中性，然后在150mL濃度為0.1mol/L的稀鹽酸中超聲分散7 h，以中和多余的氫氧化鈉，然后抽濾，抽濾后繼續(xù)用蒸餾水將樣品洗至中性，無Cl-即可（以AgNO3為指示劑），80℃干燥后3 h，然后在400℃焙燒3 h，得到TiO2納米管樣品。

1.3 固相萃取過程

精密稱取三七樣品1.0 g，加入混合標準溶液靜置30min，加入20mL丙酮溶劑后超聲輔助提取30min，提取液采用無水硫酸鈉干燥，干燥后與旋轉蒸發(fā)儀上濃縮至干，用乙酸乙酯和正己烷（體積比為1∶1）定容至2mL，備用。將安捷倫ZORBAXSPEC18萃取柱倒空，將0.3 g的TiO2納米管裝入萃取柱，用聚丙烯篩板擋住TiO2納米管。分別用2mL正己烷活化納米管萃取柱。將1mL樣品溶液通過萃取柱進行固相萃取，然后用2mL乙酸乙酯和正己烷（體積比為1∶1）的混合溶劑重復洗脫2次，收集洗脫液，于旋轉蒸發(fā)儀上濃縮至近干，再以1mL含5μg氘代二嗪農內標溶液復溶，0.45μm濾膜過濾，清液供氣相色譜檢測儀進行檢測，采用內標法計算其農殘含量。計算公式如下：

式中：mi為待測組分含量；f為校正因子；Ai為樣品峰面積；As為內標物峰面積；ms為加入內標物的量；mr為對照品的量；Ar為對照品峰面積。

1.4 方法的準確度和精密度

按照步驟1.3，分別加入1.6、2、2.4mg/kg3個濃度水平的混合標準溶液進行加標回收試驗，每個濃度水平平行測定3次，表1為3個濃度水平的平均回收率的平均值以及相對標準偏差的平均值。

2 結果與討論

2.1 TiO2納米管的表征

2.1.1 TiO2納米管的SEM和TEM

圖1為樣品的掃描電鏡（SEM）圖，圖2為樣品的透射電鏡（TEM）圖。

圖1 TiO2納米管的SEMFig.1 SEM image of TiO2

圖2 TiO2納米管的TEMFig.2 TEM image of TiO2

從圖1中可以看出，樣品TiO2的形貌多為線條狀，線條有重疊，成為納米簇。此外還有彎曲和交叉的現(xiàn)象。線的直徑分布多在10 nm～40nm，長度為100nm～500 nm，可見產物的長徑比很高。從圖2中可以看出，圖像中的襯度說明了TiO2樣品的形貌是中空的管狀，而非實心的納米線。

2.1.2 TiO2納米管的XRD

圖3為TiO2納米管的XRD衍射色譜圖。

圖3 TiO2納米管的XRDFig.3 XRD image of TiO2

從圖譜中可以看出，樣品的晶型為銳鈦礦型，晶面為101和200。

2.2 萃取條件的優(yōu)化

2.2.1 吸附劑的選擇

分別考察了TiO2納米管、C18硅膠固相萃取柱吸附劑對甲胺磷、敵敵畏、乙酰甲胺磷、敵白蟲、樂果、乙拌磷、甲基對硫磷、毒死蜱的萃取效率的影響，見圖4。

圖4 不同固相萃取柱填充劑對峰面積的影響Fig.4 The effect of different solid phase extraction column fillers on peak area

結果如圖4所示，以TiO2納米管為吸附劑時，峰面積最大，這是由于TiO2納米管多層壁結構[8]，分析物的分子容易被吸附和洗脫，同時由于TiO2納米管的比表面積高，有效提高了對分析物的吸附能力。根據峰面積，得出C18硅膠固相萃取柱吸附劑的8種農藥加標回收率為65.73%～85.21%。

2.2.2 樣品量的影響

考察5mL～10mL范圍內樣品量對峰面積的影響，當樣品量從5mL逐漸增大到10mL時，洗脫液的峰面積隨著樣品量的增加而增大。當洗脫液體積進一步增大時，獲得的峰面積仍未達到平臺，說明萃取柱仍未達到萃取平衡。這也說明了二氧化鈦納米管固相萃取柱對分析物具有較大的萃取容量。考慮到萃取時間和富集效率，選擇10mL的樣品加入量。

2.2.3 洗脫劑的選擇

考察了甲醇、正己烷、乙腈、丙酮、二氯甲烷對8種農藥的洗脫效率。相同濃度的農藥經萃取柱萃取后，分別以這5種溶劑進行洗脫，測定洗脫液的峰面積。結果表明，正己烷的洗脫效率最高?？紤]到目標分析物中涉及到的農藥種類較多，極性參差不齊，本試驗加入同體積的乙酸乙酯組成混合溶劑進行洗脫，結果表明，峰面積較單一的正己烷做洗脫劑時有明顯提高。

2.2.4 洗脫劑用量的選擇

固相萃取技術中洗脫劑的用量也是影響萃取效率的一個關鍵因素，洗脫劑用量少，目標化合物洗脫效果差，柱損率相對增加，洗脫劑用量增加，導致部分農藥回收率降低，因此本試驗采用2mL乙酸乙酯和正己烷（體積比為1∶1）的混合溶劑重復2次進行洗脫，這樣不僅可以達到洗脫效果好的目的，還可以節(jié)省試劑。

2.2.5 萃取液流速的影響

考察1mL/min～5mL/min的流速范圍內考察流速對萃取率的影響。結果表明，流速對峰面積沒有較大的影響，為了縮短分析時間，選擇5mL/min的流速進行試驗。

2.2.6 內標物的選擇

試驗分別以3種有機磷同位素樂果-d6，倍硫磷-d6，二嗪農d-10作為內標物，然后比較3種內標物的校正結果，根據試驗比較，二嗪農d-10對所有目標物的校正結果比較合適，所以選擇二嗪農d-10為所有有機磷的內標物[9]。

2.3 準確度與精密度

在優(yōu)化條件下，對8中有機磷農藥進行固相萃取-氣相色譜檢測，得到的色譜圖如圖5。樣品不同濃度加標回收試驗結果見表1。

圖5 濃度為5.0μg/m L混合標準溶液色譜圖Fig.5 Chromatogram of mixed standard solution on Concentration of 5.0μg/m L

表1 三七樣品有機磷農藥的添加量、平均回收率和相對標準偏差Table1 The spiked，the average recoweries and the relative standard deviation（RSD）of organophosphate pesticides in Panax

2.4 樣品檢測

本方法檢測購買于藥店和市場的三七樣品的32個樣品中8種有機磷農藥殘留量，結果表明，其中5份樣品中有毒死蜱、敵敵畏和樂果有檢出，其余的均未檢測到，具體的檢測結果見表2。

3 結論

1）本研究利用水熱法制備出TiO2納米管，然后利用TiO2納米管作為固相萃取柱，以8有機磷農藥為目標分析物，與氣相色譜聯(lián)用對這些目標物進行萃取測定，并與C18硅膠固相萃取柱進行比較，結果表明，以TiO2納米管作為固相萃取柱比C18硅膠固相萃取柱的峰面積較大，加標回收率為81.36%～100.66%，而C18硅膠固相萃取柱的加標回收率為僅為65.73%～85.21%。

表2 三七樣品8種有機磷農藥的殘留量Table2 Eight organophosphate pesticdes from Panax μg/mg

2）以二氧化鈦納米管作為固相萃取劑，并將固相萃取技術與氣相色譜技術聯(lián)用，內標法定量，建立了測定三七中8種有機磷農藥的殘留量的方法，平均加標回收率為81.36%～100.66%，相對標準偏差（RSD，n=3）為2.21%～4.28%，定量限LOQ均小于4μg/kg，因此，本方法簡便，靈敏度高，完全滿足三七樣品中多種痕量有機磷農藥殘留的測定要求。

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The Research Method of Pesticides Residue Quantity in Panax Notoginseng through TiO2Nanotube

LIU Yuan1，WANG Ze-feng2，CHEN Xue-bing2，SHI Ling2，LI Nan2，TANG Yan-hua2，WANG Jing2，*
（1.Yunnan Province Honghe Hani and Yi Autonomous Prefecture Environmental Monitoring Station，Mengzi 661100，Yunnan，China；2.College of Science，Honghe University，Mengzi661100，Yunnan，China）

titanium dioxide nanotube；solid phase extraction（SPE）；gas chromatographic analysis technology；pesticides residue quantity

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.04.025

2016-03-04

國家自然科學基金（21366011）；云南省自然科學基金應用基礎研究項目（2013FZ120）；云南省紅河學院化學學科開放基金（HXY1303）

劉媛（1982—），女（漢），工程師，本科，研究方向：環(huán)境監(jiān)測。

*通信作者：王靜（1981—），女（漢），講師，碩士研究生，研究方向：分離與分析化學。

Abstract：A test method of pesticides residue quantity in Panax notoginseng has been established by means of titanium dioxide nanotube solid phase extraction（SPE）and gas ch romatography analysis technology.Pesticides in the samples were extracted with acetone as the extracting agent by means of ultrasonication and concentrated by solid phase extraction using titanium dioxide nanotube as extractor.hen the mixture of ethyl acetate and hexane with the volume ratio of1∶1 mL was used to elute pesticides from the extractor.Finally，pesticide concentration in the eluant was detected by gas chromatography analysis technology.Residue quantities in Panax notoginseng of 8 kinds of organophosphate，Methamidophos，Dichlorvos，Acephate，Trichlorfon，Dimethoate，Disulfoton，Parathion-methyl and Chlorpyrifos have been measured by using this newly established method.The results show that the average recovery rate of these 8 kinds of pesticides is 81.36%-100.66%，the relative standard deviation（RSD，n=3）is2.21%-4.28%，and Quantitation limit is less than 4μg/kg.The method has higher detection sensitivity and accuracy，which can satisfy the analyzing requirement of variety of trace organophosphorus pesticide residues in Panax notoginseng.