利用分散固相萃取凈化—GPC—GCMS快速分析魚塘水中21種農(nóng)藥的研究

何曉東

摘要：本文為了探究魚塘水中21中農(nóng)藥成分，建立乙醚小體積液萃取和PSA分散固相萃取，在魚塘水樣中加入內(nèi)標(biāo)磷酸三丁酯，提取乙醚后取出清液研究。基于此，本文以分散固相萃取凈化作為研究對(duì)象，通過實(shí)驗(yàn)研究分散固相萃取凈化方法，科學(xué)選擇分散固相萃取條件和GPC條件，并對(duì)最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：在線凝膠色譜；魚塘水；農(nóng)藥分析

引言：

現(xiàn)如今，人類各項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)中都會(huì)應(yīng)用到農(nóng)藥，如果超范圍、超劑量使用農(nóng)藥，將會(huì)對(duì)地表水造成污染。雖然農(nóng)藥在地表水中含量微乎其微，但是依舊會(huì)影響到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，導(dǎo)致魚塘養(yǎng)殖業(yè)中的魚類和蝦類逐漸產(chǎn)生耐藥性，嚴(yán)重情況下會(huì)造成魚蝦死亡。地表水中殘留的農(nóng)藥里具有有機(jī)磷和氨基甲酸酯，人們可以使用氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)合方法分散固相萃取凈化魚塘水。

1.實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)儀器與實(shí)驗(yàn)試劑

本文根據(jù)在線凝膠色譜可以凈化大分子農(nóng)藥雜質(zhì)特性，在分散固相萃取凈化的同時(shí)不需要濃縮水樣，并優(yōu)化在線凝膠色譜凈化采集時(shí)間，建立起分散固相萃取凈化、在線凝膠色譜凈化以及氣質(zhì)聯(lián)用法分析魚塘水中的農(nóng)藥成分。該試驗(yàn)方法的靈敏度比較高，操作方便，通用性較強(qiáng)。本次研究實(shí)驗(yàn)中需要使用Shima公司生產(chǎn)的2010ULTRA島津氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用儀、Thermo公司研發(fā)生產(chǎn)的微型漩渦混勻器以及Shimadzu公司研發(fā)的LC-20ADGPC凈化系統(tǒng)。

實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用到的試劑有21種魚塘水農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品、分散固相萃取材料、丙酮和環(huán)乙烷材料。其中，21種魚塘水農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品中包含每毫升1.0mg的乙醇溶液，并將其作為磷酸三丁酯，以實(shí)驗(yàn)中內(nèi)標(biāo)物的身份出現(xiàn)。分散固相萃取凈化材料以N-丙基乙二胺分散固相萃取劑為主，實(shí)驗(yàn)中用到的水為超純水[1]。

1.2提取凈化方法

選定實(shí)驗(yàn)儀器與實(shí)驗(yàn)試劑后，取出10毫升的魚塘水樣品，并在樣品中加入100ng的磷酸三丁酯內(nèi)標(biāo)物和1mL的乙醚溶液。渦旋三分鐘后，以每分鐘6000轉(zhuǎn)的速度高速離心分取上層清液，將清液放在試管中，然后加入0.1g的N-丙基乙二胺分散固相萃取劑，渦旋三分鐘，繼續(xù)以每分鐘6000轉(zhuǎn)的速度高速離心分取上層清液，微膜過濾以后進(jìn)樣可以進(jìn)行在線凝膠色譜凈化與氣相色譜、質(zhì)譜分析。

1.3儀器條件

1.3.1凝膠滲透色譜條件

本次魚塘水21種農(nóng)藥成分研究實(shí)驗(yàn)中，凝膠滲透色譜柱的條件具體如下：（1）凝膠滲透色譜柱為10cm×0.25μm×0.25mmID。（2）凝膠滲透色譜柱的柱溫為40攝氏度。（3）檢測波長為210nm。（4）流動(dòng)相為丙酮環(huán)乙烷，流速為每分鐘0.1毫升。（5）進(jìn)樣體積為80μl。（6）魚塘水樣品采集時(shí)間最低4.06分鐘，最高6.06分鐘，需嚴(yán)格保持在時(shí)間區(qū)間內(nèi)[2]。

1.3.2氣相色譜條件

本次魚塘水21種農(nóng)藥成分研究實(shí)驗(yàn)中，氣相色譜條件具體如下：（1）氣相色譜柱為DB-35ms（30m×0.25μm×0.25mmID）。（2）實(shí)驗(yàn)需要載入高純氦氣。（3）PTV進(jìn)樣口的升溫時(shí)需要在5分鐘內(nèi)保持120攝氏度，以每分鐘100攝氏度的速度將溫度提升到250攝氏度，整體需要維持31.7分鐘。（4）氣相色譜柱箱在升溫的時(shí)候，需要在5分鐘內(nèi)保持82攝氏度，并以每分鐘8攝氏度的速度將氣相色譜柱箱溫度升至310攝氏度，整體需要維持11.75分鐘。（5）氣相色譜研究時(shí)以不分流進(jìn)樣作為實(shí)驗(yàn)進(jìn)樣模式。

1.3.3質(zhì)譜條件

以70eV作為EI源，保證離子源的溫度在200攝氏度左右，接口處的溫度在250攝氏度左右，要求質(zhì)量掃描范圍為m/z45-450，實(shí)驗(yàn)允許溶劑延遲9.5分鐘。

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論

2.1萃取條件的選擇

選擇本次魚塘水21種農(nóng)藥成分研究實(shí)驗(yàn)的萃取條件時(shí)，應(yīng)該先對(duì)水體進(jìn)行小體積液液萃取。萃取是要求實(shí)驗(yàn)人員考察被提取溶液的種類，對(duì)乙醚、環(huán)乙烷等有機(jī)溶液進(jìn)行科學(xué)比較，最終發(fā)現(xiàn)乙醚可以將魚塘水中的農(nóng)藥成分集中，實(shí)驗(yàn)時(shí)只需要1毫升的乙醚溶液即可。隨后，取出魚塘水中雜質(zhì)的時(shí)候，需要使用N-丙基乙二胺分散固相萃取劑進(jìn)行分散固相萃取。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)研究表面，N-丙基乙二胺分散固相萃取劑是目前人們研究食品安全與農(nóng)藥分析時(shí)最常用到的萃取材料，市場中出現(xiàn)的固相萃取材料主要有兩種形式，一種是預(yù)裝柱型，另一種是分散劑型。關(guān)于N-丙基乙二胺分散固相萃取劑的用量，建議使用0.1g的N-丙基乙二胺分散固相萃取劑取出雜質(zhì)，這些容量的萃取劑不會(huì)對(duì)農(nóng)藥產(chǎn)生顯著吸附作用。表（1）為幾種農(nóng)藥保留時(shí)間、檢出限、工作曲線以及精密度信息，根據(jù)表格中數(shù)據(jù)選取相應(yīng)的萃取材料，有效提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性。

2.2GPC條件的選擇

2.2.1科學(xué)選擇進(jìn)樣量

在線凝膠滲透色譜進(jìn)樣量和凝膠色譜柱的容量有著密切聯(lián)系。一旦超過凝膠色譜柱容量的進(jìn)樣量，將會(huì)導(dǎo)致在線凝膠滲透色譜中的雜質(zhì)無法徹底去除。但是，如果在線凝膠滲透色譜進(jìn)樣量過小，將會(huì)導(dǎo)致魚塘水中農(nóng)藥收集時(shí)發(fā)生遺漏現(xiàn)象，無法保證紫外線檢測儀器的靈敏度。因此，本次研究實(shí)驗(yàn)中以紫外線檢測儀器靈敏度和魚塘水雜質(zhì)去除效果作為基準(zhǔn)，選擇較大凝膠滲透色譜進(jìn)樣量水平，即80μL的進(jìn)樣量。

2.2.2明確采樣時(shí)間節(jié)點(diǎn)

想要確定在線凝膠滲透色譜的具體采樣時(shí)間，可以從空白水樣提取液與混合農(nóng)藥標(biāo)樣提取液的紫外線吸收色譜圖入手。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，空白水樣提取液中存在的雜質(zhì)出峰時(shí)間在2.4分鐘左右，過了3.9分鐘以后雜質(zhì)逐漸減少；混合農(nóng)藥標(biāo)樣提取液的出峰時(shí)間為3.5分鐘，過了5.5分鐘后雜質(zhì)逐漸減少。

2.2.3觀察雜質(zhì)凈化效果

為了探究魚塘水中雜質(zhì)的凈化效果，可以取出10毫升水樣，按照上文提到過的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行水樣提取與凈化，容量為80μL的進(jìn)樣量經(jīng)過在線凝膠滲透色譜分析。隨后額外取出水樣提取液800μL濃度定容到10μL，繼續(xù)進(jìn)行氣相色譜分析，尋找水樣中沒有完全凈化的提取物，以及經(jīng)過在線凝膠色譜凈化后雜質(zhì)去除效果。

2.3魚塘水樣品分析

本次魚塘水21種農(nóng)藥成分研究實(shí)驗(yàn)中，為了防止魚塘水污染導(dǎo)致的魚蝦中毒案件不再發(fā)生，人們送檢本地10毫升魚塘水樣品。利用本文中提到的聯(lián)合方法進(jìn)行檢驗(yàn)，最終在兩處魚塘水樣中發(fā)現(xiàn)了甲拌磷成分，具體含量分別為每升0.61μg和79.3μg。在三處魚塘水樣中發(fā)現(xiàn)了乙草胺、硫丹以及氯氰菊酯成分，具體含量分別為每升110.9μg、8.5μg以及189.2μg。除此之外，其他農(nóng)藥成分沒有檢測出，由此可見該方法在魚塘水21種農(nóng)藥成分研究中是可實(shí)施的，可以滿足當(dāng)前魚塘水樣檢測標(biāo)準(zhǔn)。

總結(jié)

總而言之，本文從實(shí)際角度出發(fā)，采用了分散固相萃取、在線凝膠色譜、氣相色譜以及質(zhì)譜相結(jié)合的方法，成功建立了與魚塘水中氨基甲酸酯類、有機(jī)磷類等21中農(nóng)藥成分殘留物的快速檢測。同時(shí)，本次實(shí)驗(yàn)利用在線凝膠色譜法加快了水樣的凈化速度，減少有機(jī)溶劑的使用，提高檢測設(shè)備的靈敏度，充分證實(shí)了該方法的實(shí)用性。

參考文獻(xiàn)

[1]王國強(qiáng)，張婷，孫桂進(jìn)，張炳謙.分散固相萃取凈化-GPC-GC/MS快速分析魚塘水中21種農(nóng)藥[J].中國刑警學(xué)院學(xué)報(bào)，2016（03）：74-76.

[2]藺大偉，張艷，孫紅雷，李文海，邵凱.SPE-GC/MS法分析魚塘水中的5種農(nóng)藥[J].法醫(yī)學(xué)雜志，2015，31（01）：41-43.

（作者單位：賀州市公安局）