新型農(nóng)藥殘留凈化材料的篩選研究

王正瑋 黎其萬 梅文泉 方海仙 耿慧春 汪祿祥

摘要?[目的]優(yōu)選香蔥農(nóng)殘凈化材料。[方法]采用QuEChERS法從PSA、硅酸鎂（弗洛里夕）、中性氧化鋁和石墨烯4種材料中優(yōu)選出香蔥農(nóng)藥殘留前處理凈化材料，并對(duì)實(shí)驗(yàn)室偶有檢出的腐霉利做了4種材料的加標(biāo)回收試驗(yàn)。[結(jié)果] 4種凈化材料均能不同程度地凈化香蔥基質(zhì)，其中最優(yōu)的是弗洛里夕;4種凈化材料的回收率都比較滿意，分別為弗洛里夕94.0%、中性氧化鋁87.5%、PSA 103.0%、石墨烯87.5%。[結(jié)論]4種凈化材料均可作為香蔥農(nóng)殘的備用材料，其中弗洛里夕較優(yōu)。

關(guān)鍵詞?農(nóng)藥殘留凈化材料;弗洛里夕;中性氧化鋁;PSA;石墨烯

中圖分類號(hào)?TS207.5+3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào)?0517-6611（2018）35-0165-04

農(nóng)藥是當(dāng)前世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中最重要的生產(chǎn)資料之一，然而它是一把雙刃劍，在保證農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量的同時(shí)也引入了農(nóng)藥殘留對(duì)于人類的安全隱患[1]。農(nóng)藥殘留的控制是長(zhǎng)期以來世界的重要科學(xué)議題。農(nóng)藥殘留的監(jiān)測(cè)是指導(dǎo)科學(xué)合理用藥以達(dá)到減少其對(duì)環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)和人類產(chǎn)生不良影響的目的。農(nóng)藥殘留的準(zhǔn)確測(cè)定是農(nóng)藥殘留監(jiān)測(cè)的基本手段。農(nóng)產(chǎn)品等樣品中含有大量油脂、蛋白質(zhì)、色素、酚類、醚類、胺類、糖類、有機(jī)酸類等雜質(zhì)會(huì)給農(nóng)藥準(zhǔn)確測(cè)定造成嚴(yán)重的干擾。樣品的前處理就是將農(nóng)藥提取并將雜質(zhì)盡量去除的步驟。

樣品前處理一般分為樣品提取、樣品凈化、樣品濃縮和樣品定容等幾個(gè)步驟，其中樣品凈化是除去雜質(zhì)的過程。樣品凈化有多種方法，其中固相萃取法較常用。固相萃取又分為多種方法，但其原理都是通過應(yīng)用固相萃取劑的選擇性吸附來實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥與雜質(zhì)的分離。近10年發(fā)展起來的分散固相萃取法是一種新型樣品前處理方法，集萃取和凈化于一身，具有操作高效簡(jiǎn)單、溶劑用量少、無需特殊設(shè)備等特點(diǎn)，分析結(jié)果與其他方法相當(dāng)或更優(yōu)越。目前最經(jīng)典的分散固相萃取法是2003年美國(guó)科學(xué)家Anastassiades等[2]提出的QuEChERS（Quick，Easy，Cheap，Effective，Rugged，Safe）法，即快速、簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、高效、安全、耐用，因此適用廣泛。QuEChERS法主要由乙腈提取目標(biāo)物和凈化劑分散凈化提取液中的雜質(zhì)兩部分組成。固相萃取劑即為農(nóng)藥殘留前處理凈化材料。隨著科技的發(fā)展，多種農(nóng)藥殘留前處理凈化材料大量涌現(xiàn)，常用的有N-丙二基乙二胺（primary secondary amine，PSA）[3-4]、C18鍵合硅膠[5]、硅酸鎂（slicon magnesium）即弗洛里夕（Florisil）[6]、氧化鋁[7]、石墨化炭黑（graphitized carbon blacks，GCB）[8]以及新型碳納米材料多壁碳納米管（multiwalled carbon nanotubes，MWCNTs）[9]和石墨烯（graphene）[10]等。

標(biāo)準(zhǔn)方法NY/T 761—2008蔬菜和水果中有機(jī)磷、有機(jī)氯、擬除蟲菊酯和氨基甲酸酯類農(nóng)藥多殘留的測(cè)定因其簡(jiǎn)易的特點(diǎn)是農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測(cè)常用的方法，其中有機(jī)氯和菊酯類農(nóng)藥檢測(cè)受到樣品基質(zhì)的影響嚴(yán)重，尤其是大蒜、香蔥等基質(zhì)比較復(fù)雜的樣品。香蔥在我國(guó)是一種很普遍且不可或缺的調(diào)味品、蔬菜，常做生吃。尤亞林等[11]研究認(rèn)為細(xì)香蔥提取物對(duì)人胃癌細(xì)胞SGC7901有抑制作用。香蔥成分豐富，硫醚等揮發(fā)性成分含量大[12]，葉綠素含量也比較高，這給其農(nóng)殘的測(cè)定造成了很大的干擾。然而蔥的生長(zhǎng)過程需要用農(nóng)藥，實(shí)驗(yàn)室偶有腐霉利（procymidone）等農(nóng)藥檢出。為促進(jìn)香蔥中腐霉利的準(zhǔn)確測(cè)定，做好香蔥前處理是很有必要的。筆者參考文獻(xiàn)[2，13-16]試圖采用QuEChERS法從PSA、弗洛里夕、中性氧化鋁和石墨烯4種材料中優(yōu)選出香蔥農(nóng)藥殘留前處理凈化材料。

1?材料與方法

1.1?儀器

GC-6890N氣相色譜（配有7683自動(dòng)進(jìn)樣器、63Ni 電子捕獲檢測(cè)器μECD，美國(guó)安捷倫公司）;TDL-40B低速大容量離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠）;HY-5A 振蕩器（金壇市科析儀器有限公司）;Heidolph LR 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（德國(guó)海道爾夫公司）; ESJ200-4 電子天平（沈陽(yáng)龍騰電子有限公司）;N-EVAP 水浴氮吹儀（美國(guó)Organomation公司）;渦旋振蕩器（美國(guó)Thermo Scientific 公司）;聚四氟乙烯離心管2.0 mL。

1.2?試劑?腐霉利[1 000 μg/mL，GBW（E）081390，農(nóng)業(yè)部環(huán)境質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（天津）];N-丙基乙二胺硅烷（PSA）固相分散凈化劑（40 μm，美國(guó)Varian 公司）;弗洛里夕固相分散凈化劑（美國(guó)Supelco公司）;中性氧化鋁（上海博勢(shì)生物科技有限公司）;石墨烯自制并表征[17];正己烷（色譜純，美國(guó)J.T.Baker 公司）;乙腈（分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司），氯化鈉（分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）。

1.3?試驗(yàn)方法

1.3.1?標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液的配制。

移取腐霉利1.0 mL，用正己烷定容至25.0 mL，配制成單一標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，貯存在-4.0 ℃冰箱中。

1.3.2?樣品的提取。秤取15.00 g（精確至0.01 g）磨碎的香蔥至50.0 mL 離心管中，加入30.0 mL乙腈、3 g 氯化鈉，振蕩提取30 min，5 000 r/min 離心5 min，得到提取液。

1.3.3?樣品的凈化。取1.0 mL 上清液于預(yù)先加入PSA、弗洛里夕、中性氧化鋁和石墨烯的離心管中，渦旋振蕩器渦旋30 s，離心取上清液過0.22 μm 濾膜，水浴加熱并通入氮?dú)獯蹈扇軇?，加?.0 mL 正己烷溶解，待分析。

1.3.4?氣相色譜條件。

色譜柱：DB-17 石英毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）;載氣：高純氮?dú)猓?9.999%），恒流模式，柱流速為1.0 mL/min;進(jìn)樣量1.0 μL，不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣口溫度230 ℃;尾吹氣流量60.0 mL/min;微電子捕獲檢測(cè)器（μECD）溫度：320 ℃;柱溫升溫程序：初始溫度150 ℃，保持2 min，以20 ℃/min 升至250 ℃，保持8 min，以10 ℃/min 升至270 ℃，保持20 min。

1.3.5?工作曲線繪制。

移取適量的腐霉利標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，用正己烷稀釋得到一系列工作使用溶液。按照“1.3.4” 條件進(jìn)行分析，采用外標(biāo)法定量。以標(biāo)準(zhǔn)溶液的峰面積（Y）為縱坐標(biāo)、質(zhì)量濃度（X，μg/mL）為橫坐標(biāo)繪制工作曲線。

1.3.6?添加回收試驗(yàn)。

對(duì)空白香蔥樣品添加不同水平的標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照“1.3.2”“1.3.3”“1.3.4”方法進(jìn)行前處理和分析測(cè)定，每個(gè)添加濃度重復(fù)測(cè)定10次，計(jì)算平均回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。

2?結(jié)果與分析

2.1?提取溶劑的選擇

香蔥樣品為鮮樣，樣品含有蛋白質(zhì)、膳食纖維、脂肪、色素、硫醚、礦物質(zhì)等。蛋白質(zhì)、色素、硫醚等為干擾農(nóng)藥組分測(cè)定的雜質(zhì)，乙腈作為溶解性好和通用性強(qiáng)的提取溶液，用其提取可避免基質(zhì)中的脂肪和一些親脂性色素的干擾，還兼具分離蛋白質(zhì)的作用，因此，該試驗(yàn)選擇乙腈作為提取溶劑。

2.2?凈化方法的選擇

試驗(yàn)參考文獻(xiàn)[2，13-16]，因?yàn)镼uEChERS法快速、簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、高效、安全、耐用，所以該試驗(yàn)采用QuEChERS法篩選凈化材料PSA、硅酸鎂、中性氧化鋁和石墨烯。取100.0 mg Florisil、15.0 mg PSA、100.0 mg中性氧化鋁和5.0 mg石墨烯作為凈化材料。

2.3?色譜條件的優(yōu)化

從不同程序升溫、進(jìn)樣口溫度、流量、檢測(cè)器溫度、不同色譜柱等方面進(jìn)行色譜條件考察，優(yōu)選出進(jìn)樣口溫度為200 ℃、壓力為1 100 hPa、氮?dú)饪偭髁繛?2.9 mL/min、模式為部分流;色譜柱模式為恒定流量、壓力為1 100 hPa、流量為1.0 mL/min、平均流速為30 cm/s、后運(yùn)行為1 mL/min;柱箱程序升溫初始值為150 ℃保持2 min運(yùn)行2 min、階升速率15 ℃/min達(dá)270 ℃保持26 min運(yùn)行36 min、后運(yùn)行50 ℃。在分析中，分別選用了DB-1、DB-17同等規(guī)格不同極性的色譜柱，在其他分離條件一致的情況下，DB-17的響應(yīng)值較高，峰形對(duì)稱，因此選擇DB-17作為分析色譜柱。

2.4?材料優(yōu)選

通過4種材料凈化后的香蔥樣品進(jìn)樣后的氣相色譜圖，在同樣比例的電信號(hào)范圍內(nèi)，從全圖來看，4種不同材料凈化劑對(duì)香蔥樣品的凈化效果不同，弗洛里夕對(duì)整體的凈化效果比較好，能比較全面地減弱雜質(zhì)峰;其次是中性氧化鋁，第三是PSA，較差的是石墨烯，但都無法對(duì)香蔥中的雜峰凈化完全。

由4種凈化劑重疊對(duì)比的細(xì)節(jié)圖可知，在保留時(shí)間9～11 min，石墨烯表現(xiàn)出了最好的凈化能力，其次是弗洛里夕，PSA在這段的凈化能力最差。然而在11～17 min弗洛里夕凈化能力最佳，其次是中性氧化鋁，石墨烯和PSA在保留時(shí)間14～16 min有明顯的雜質(zhì)峰，而石墨烯表現(xiàn)出了更差的凈化能力，保留時(shí)間在13～16 min的雜質(zhì)峰明顯高于PSA。整體來看，弗洛里夕的凈化能力最優(yōu)。

從4種材料凈化作用對(duì)腐霉利（保留時(shí)間為10.4 min）測(cè)定的影響對(duì)比可以看出，香蔥的空白都有雜質(zhì)峰未被凈化完全，均存在雜質(zhì)峰的干擾，但加標(biāo)的腐霉利峰特別明顯，且腐霉利通過4種凈化材料后的回收率都比較理想，分別為弗洛里夕94.0%、中性氧化鋁87.5%、PSA103.0%、石墨烯87.5%。

3?結(jié)論

4種不同材料凈化劑對(duì)香蔥樣品均有不同程度的凈化效果。其中弗洛里夕對(duì)整體的凈化效果比較好，能比較全面地減弱雜質(zhì)峰。這與其結(jié)構(gòu)及其極性有關(guān)，其具有兩性，且弗洛里夕又稱為“聚醚吸附劑”，能夠較大程度地吸附香蔥中的大量硫醚;其次是中性氧化鋁，與弗洛里夕一樣，氧化鋁也具有兩性，但其對(duì)香蔥的凈化能力不如弗洛里夕;第三是PSA，較差的是石墨烯。但4種材料都無法對(duì)香蔥中的雜峰凈化完全。根據(jù)以上譜圖的分析可以考慮通過材料的復(fù)合或串聯(lián)等形式來促進(jìn)凈化效果?？傊?，4種不同材料對(duì)香蔥樣品均有不同程度的凈化效果，考慮弗洛里夕等材料資源的有限性，4種材料均可作為香蔥的備用凈化材料。

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