多壁碳納米管分散固相萃取凈化——?dú)庀嗌V三重四級(jí)桿質(zhì)譜聯(lián)用同時(shí)測定桂皮中10種有機(jī)磷農(nóng)藥

李達(dá)+戶慶云+張琦

摘 要：建立一種多壁碳納米管分散固相萃取凈化-氣相色譜三重四級(jí)桿質(zhì)譜聯(lián)用同時(shí)測定桂皮中10種有機(jī)磷農(nóng)藥的檢測方法。樣品經(jīng)乙腈提取，以MWCNTs、PSA和MgSO4凈化，離心、過濾后經(jīng)氣相色譜三重四級(jí)桿質(zhì)譜測定，外標(biāo)法定量。結(jié)果表明，10種有機(jī)磷農(nóng)藥在0.01～1.0μg/mL范圍內(nèi)具有良好的線性。加標(biāo)回收率為78.3%～105.2%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（n=5）為1.6%～9.2%，方法檢出限為0.001～0.010mg/kg。該方法操作簡單快捷、準(zhǔn)確、檢測成本低，能滿足桂皮中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的檢測要求。

關(guān)鍵詞：多壁碳納米管 分散固相萃取 氣相色譜三重四級(jí)桿質(zhì)譜 桂皮 有機(jī)磷農(nóng)藥

廣東肇慶被稱為“桂皮之鄉(xiāng)”，種植桂樹歷史悠久，肇慶桂皮品質(zhì)純、產(chǎn)量大，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷歐洲、美洲、南洋群島一帶及港澳地區(qū)。近年來，隨著國際貿(mào)易競爭的不斷加劇以及各國對(duì)食品安全要求的提高，發(fā)達(dá)國家對(duì)此類產(chǎn)品制定了嚴(yán)格的農(nóng)藥殘留限量。由于農(nóng)藥殘留檢測項(xiàng)目的不斷增多，農(nóng)藥殘留問題已成為我國桂皮出口的瓶頸。

桂皮是一種有芳香性氣味的香辛料，其基質(zhì)復(fù)雜且含有大量的干擾物質(zhì)，因此樣品的有效凈化前處理是實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確分析檢測的前提，同時(shí)也能避免儀器被污染的風(fēng)險(xiǎn)。目前，農(nóng)藥檢測常用的提取方法有固相萃取法[ 1 ]、加速溶劑萃取法[ 2 ]、微波萃取法[ 3 ]和固相微萃取法[4]等。2003年，Anastassiades等[ 5 ]提出了QuEChERS方法，該方法準(zhǔn)確、快速、簡便、高效、成本低廉，在動(dòng)植物源食品農(nóng)獸藥殘留的檢測中得到了廣泛應(yīng)用[6、7]。多壁碳納米管具備較大的比表面積和較多的吸附位點(diǎn)，極好地增強(qiáng)了吸附性能，其吸附性優(yōu)于C18、PSA和GCB等常用的吸附材料。此外，碳納米管具有特殊π電子產(chǎn)生的π-π共軛作用，因此多壁碳納米管擁有高選擇性。目前，已經(jīng)有多壁碳納米管凈化應(yīng)用到水質(zhì)[ 8 ]、土壤[ 9 ]、農(nóng)副產(chǎn)品中農(nóng)獸藥殘留[10、11]等領(lǐng)域中的相關(guān)報(bào)道，還未見應(yīng)用到桂皮的殘留檢測的報(bào)道。本文采用吸附性能好、凈化效率高的多壁碳納米管作為吸附劑，并結(jié)合多反應(yīng)監(jiān)測模式的氣相色譜-三重四級(jí)桿串聯(lián)質(zhì)譜法對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行測定，該方法操作方便、凈化效果好，極大的提高了復(fù)雜基質(zhì)中農(nóng)藥殘留物分析的準(zhǔn)確性。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 7890B/7000C氣相色譜三重四級(jí)桿質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國安捷倫公司）；3-18K高速離心機(jī)（德國SIGMA公司）；Turbovap LV氮吹儀（美國caliper公司）；IKA MS3渦旋混合器（德國IKA公司）。

農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品甲胺磷、乙酰甲胺磷、敵敵畏、甲拌磷、甲基對(duì)硫璃、殺螟硫磷、馬拉硫磷、倍硫磷、毒死蜱、乙硫磷（均為100mg/L）購于國家環(huán)境保護(hù)監(jiān)測研究中心；乙腈、正己烷均為色譜純，購于德國merck公司；無水硫酸鎂（MgSO4，分析純，使用前于650℃下灼燒4h，備用）和氯化鈉購于廣州化學(xué)試劑廠；多壁碳納米管（直徑小于8nm，長度為10～30μm，純度為98%）購于北京德科島金科技有限公司；PSA購于天津博納艾杰爾科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

將0.5mL 100mg/L的各標(biāo)準(zhǔn)溶液轉(zhuǎn)移至10mL容量瓶中，用乙腈稀釋成質(zhì)量濃度均為5mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，置于4℃冰箱中保存。根據(jù)每種標(biāo)準(zhǔn)的靈敏度和儀器線性范圍，吸取一定量的混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，用乙腈稀釋成系列濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.2.2 樣品前處理

準(zhǔn)確稱取1.0g（精確至0.001g）樣品于50mL離心管中，加入5mL水，靜置10min，依次加入1g氯化鈉、10mL乙腈。用渦旋混合器渦旋振蕩提取3min，以10000r/min離心3min后取上清液至玻璃試管中，經(jīng)氮?dú)獯禎饪s至近干，加入1.0mL乙腈待凈化。

將上述提取液1.0mL轉(zhuǎn)移至已加入100mg無水MgSO4、50mg PSA和10mg MWCNTs的2mL離心管中，渦旋30s，14000r/min離心1min，取上清液過0.22μm聚四氟乙烯微孔濾膜于進(jìn)樣小瓶，待測。

1.2.3 儀器的工作條件

色譜條件：色譜柱HP-5ms（30m×0.25mm×0.25μm）；初始溫度：95℃保持1.5min，20℃/min升溫至200℃，5℃/min升溫至230℃，25℃/min升溫至280℃保持5min；載氣：氦氣；流速：1.2mL/min；進(jìn)樣口溫度：250℃，進(jìn)樣量：1μL；進(jìn)樣方式：不分流進(jìn)樣。

質(zhì)譜條件：電離電壓：EI 70eV；離子源：230℃；傳輸線溫度：280℃；MRM條件：根據(jù)不同的農(nóng)藥進(jìn)行分別優(yōu)化；相關(guān)的母離子、子離子和碰撞電壓見表1；10種有機(jī)磷農(nóng)藥的總離子流色譜圖見圖1。

2 結(jié)果與討論

2.1 萃取條件的優(yōu)化

分別考察了振蕩、渦旋、超聲3種提取方式對(duì)回收率的影響，確定渦旋提取方式最為省時(shí)且提取效率高。分別考察了丙酮、乙腈、乙酸乙酯3種提取溶劑對(duì)回收率的影響，發(fā)現(xiàn)乙酸乙酯和乙腈作為提取液時(shí)的回收率普遍高于丙酮的提取效率，但是乙酸乙酯提取液的雜質(zhì)較多，所以初步選定乙腈作為提取液。在提取溶劑用量和提取時(shí)間的條件優(yōu)化中，對(duì)比了提取溶劑分別為10mL、20mL、30mL，渦旋提取時(shí)間1～5min的回收率，發(fā)現(xiàn)提取溶劑為10mL，提取時(shí)間2min就可得到理想的提取效果。

2.2 凈化條件的優(yōu)化

PSA作為弱陰離子交換吸附劑，可以有效去除樣品中的脂肪酸、有機(jī)酸和糖類，但其吸附色素的能力有限[ 1 2 ]。試驗(yàn)考察了只使用PSA對(duì)桂皮提取液的凈化效果，PSA用量從20mg增加至100mg，凈化液的顏色依然較為混濁。說明PSA對(duì)色素的吸附能力較弱，需要與其他吸附試劑聯(lián)合使用。多壁碳納米管具有較大的比表面積及較強(qiáng)的吸附能力，試驗(yàn)考察了多壁碳納米管作為吸附劑除去色素的能力，同時(shí)與GCB相比較，相同用量下，多壁碳納米管的凈化效果明顯優(yōu)于GCB，并且只需少量，就可以較好的去除色素，因此本試驗(yàn)通過采用多壁碳納米管和PSA混合使用的方式，取得了較好的凈化效果。endprint

為了確定多種吸附劑的使用量，本試驗(yàn)設(shè)計(jì)了正交實(shí)驗(yàn)—向1mL加標(biāo)提取液中分別加入不同比例的MWCNTs、PSA和MgSO4，渦旋后離心，上機(jī)測定，結(jié)果表明100mg無水MgSO4、50mg PSA和10mg MWCNTs作為吸附劑時(shí)，凈化效果和回收率最佳。

2.3 儀器條件的優(yōu)化

針對(duì)復(fù)雜基質(zhì)的農(nóng)藥殘留檢測，使用GC-MS-MS多反應(yīng)監(jiān)測模式（MRM）比GC-MS選擇離子監(jiān)測模式（SIM）抗干擾能力更強(qiáng)，有效降低了基質(zhì)干擾，可以增加定性結(jié)果的可靠性，且由于定量時(shí)本底值降低，極大的提高了檢測的靈敏度。本試驗(yàn)對(duì)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液運(yùn)行全掃描，掃描離子的質(zhì)量范圍為50～500，選擇特征離子作為母離子后，進(jìn)行產(chǎn)物離子掃描，選擇豐度最強(qiáng)的子離子，確定子離子后設(shè)定碰撞電壓為10～30eV，每隔5eV進(jìn)行一次碰撞，選取最優(yōu)碰撞能量，10種有機(jī)磷農(nóng)藥的質(zhì)譜條件見表1。

2.4 精密度和準(zhǔn)確度

在最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)條件下，10種有機(jī)磷農(nóng)藥溶液在0.01～1.0μg/mL范圍內(nèi)有較好的線性，采用S/N=3計(jì)算方法的檢出限，S/N=10計(jì)算方法的定量下限，在低、中、高3個(gè)加標(biāo)濃度水平下，每個(gè)濃度水平重復(fù)測定5次。10種農(nóng)藥的平均回收率為78.3%～105.2%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為1.6%～9.2%，結(jié)果見表1。用本方法對(duì)50個(gè)不同產(chǎn)地的桂皮樣品進(jìn)行了檢測，其中一個(gè)樣品檢測出馬拉硫磷0.015mg/kg，一個(gè)樣品檢測出甲基對(duì)硫磷0.011mg/kg，其余樣品均未檢出。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)以MWCNTs、PSA和MgSO4作為吸附劑，運(yùn)用氣相色譜三重四級(jí)桿質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測桂皮中10種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留。本方法快速高效、前處理成本低，符合桂皮中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的檢測要求，此方法也可應(yīng)用于其它香辛料產(chǎn)品的檢測。

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