離子液體溶劑浮選高效液相色譜法測定蕓豆中5種磺酰脲類除草劑

劉嬌嬌 張晨曦 張雪 張悅 周萌 張麗媛

[摘要]為了得到有效的萃取、分離、凈化蕓豆中磺酰脲類除草劑的方法，對離子液體溶劑浮選前處理方法進行研究。建立蕓豆中磺酰脲除草劑萃取、分離、凈化的離子液體溶劑浮選新方法，用高效液相色譜法對其進行檢測，對浮選溶液、萃取溶劑、離子液體的種類、溶液pH值等實驗參數(shù)進行優(yōu)化。在最優(yōu)條件下，該方法線性關(guān)系良好，甲磺隆、氯磺隆、芐嘧磺隆、吡嘧磺隆、氯嘧磺隆的檢出限分別是1.7μg/kg、1.1μg/kg、1.0μg/kg、1.4μg/kg 、0.9μg/kg，回收率在90.2%～106.4%，相對標準偏差低于5.3%。

[關(guān)鍵詞]離子液體;溶劑浮選;HPLC;磺酰脲類除草劑;蕓豆

中圖分類號：TS255.41 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.201910

磺酰脲類除草劑（SUH）是繼三嗪類除草劑后發(fā)展最快、應(yīng)用范圍逐漸擴大，由25種有機化合物組成的一類廣譜除草劑[1-3]。但已有報道稱這類除草劑長期使用也會危害環(huán)境和人類的健康[4]，由此可見，農(nóng)產(chǎn)品中磺酰脲類除草劑的殘留監(jiān)測已經(jīng)不容忽視[5-7]。

在分析復(fù)雜基質(zhì)時樣品的前處理是十分重要的。從各種樣品中萃取磺酰脲類除草劑可以通過固相萃取、液液萃取、分子印跡、連續(xù)流動液膜萃取、分子印跡固相萃取、基質(zhì)固相萃取和微波輔助溶劑萃取。分析樣品主要是環(huán)境樣品和蔬菜水果等，而有關(guān)雜豆樣品中磺酰脲類除草劑殘留檢測的報道不多。盡管國家標準建立了LC/MS對幾百種農(nóng)殘進行同步測定的方法，但是這種方法只能進行初步篩選，對磺酰脲類除草劑的針對性不強，有些物質(zhì)回收率偏低。建立一種針對性強、操作簡單、成本較低、應(yīng)用范圍廣的多殘留分析方法勢在必行。

溶劑浮選法[8]是近20年來發(fā)展起來的一種新型分離富集技術(shù)。它將一層有機溶劑加在待浮選的溶液表面，當某種惰性氣體通過溶液時，利用溶液中存在的表面活性不同的各組分在氣-液界面的吸附能力的差異而將各組分進行分離。分離后的組分富集于有機層，之后取出有機相，提取其中被捕集的成分。由于溶劑浮選有分離與富集同時完成的特點，因此在農(nóng)殘檢測液-液萃取方面的應(yīng)用非常廣泛。離子液體[9-11]作為萃取溶劑或者起泡劑被廣泛應(yīng)用[12-13]，近來報道了基于離子液體泡沫浮選萃取、分離和富集玉米中的三嗪除草劑[14]。

為了擴大方法的應(yīng)用，本實驗利用離子液體溶劑浮選從蕓豆樣品中萃取和分離五種磺酰脲類除草劑，應(yīng)用該方法萃取分離除草劑時并不需要提前將蛋白和脂肪等雜質(zhì)從蕓豆樣品中除去，這樣就大大減少了樣品預(yù)處理的步驟。這是我們所知的第一次應(yīng)用該方法與高效液相色譜結(jié)合萃取、分離和測定蕓豆樣品中的磺酰脲類除草劑。

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

Agilent1200型高效液相色譜儀，配有多波長檢測器、真空脫氣機和Chemstation工作站：美國Agilent公司;粉碎機（JFSD-100-Ⅱ）：上海嘉定糧油儀器有限公司;電子分析天平（ALC-310型）：上海民橋科學(xué)儀器有限公司;SH-36型攪拌器：上海正慧儀器有限公司;RE-52AA型真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海亞榮儀器公司;超聲波清洗器（KQ2200E）：中國昆山儀器有限公司;高速離心機（Allegre 64R）：美國貝克曼公司;純水凈化儀（Milli-Q）：法國Millipore公司;移液槍（Finnpipetter F3）：賽默飛世爾科技公司;微量注射器：美國Agilent公司;針式有機相濾膜（0.22μm）：天津蘭博儀器有限公司。

7種離子液體：1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽（[C2MIM][BF4]）、1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽（[C8MIM][BF4]）、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽（[C4MIM][BF4]）、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽（[C8MIM][PF6]）、NH4PH6、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽（[C6MIM][PF6]）、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽（[C4MIM][PF6]），分析純，購于上海成捷化學(xué)有限公司。

甲磺隆、氯磺隆、芐嘧磺隆、吡嘧磺隆、氯嘧磺隆標準品均購自國家藥物和生物制品控制研究所（北京）用乙腈配制濃度為500?g/mL的5種磺酰脲類除草劑的單標儲備液，每周用乙腈稀釋單標儲備液制備單標工作溶液。同樣的方法稀釋配制不同濃度混合標準工作溶液。所有標準貯備和工作溶液在4℃條件下避光儲藏。乙腈、甲醇（色譜純）購自美國賽默飛世爾有限公司。其他試劑均為國產(chǎn)分析純，實驗用水為Milli-Q高純水。

1.2 樣品溶液的制備

蕓豆購于當?shù)爻胁⒂?℃儲存。取蕓豆粒，粉粹，過80目篩子，每份稱取3.00g蕓豆粉末，放入干燥燒杯中，加入10μg/mL混標溶液1mL，加入丙酮混勻，室溫24h干燥后，再加入30mL蒸餾水，20.0μL離子液體[C8MIM][BF4]，超聲5min，用1.0mol/mL NaOH溶液和0.1mol/mL鹽酸溶液將pH調(diào)解為8，制備成加標樣品溶液備用?？瞻讟悠穼φ眨Q取3.00g蕓豆粉，放入干燥的燒杯中，加入30mL蒸餾水，2μL離子液體[C8MIM][BF4]，超聲5min，將pH調(diào)解為8，制備成空白樣品溶液。

1.3 離子液體溶劑浮選

如圖1所示，分別將制備的加標樣品溶液移入浮選瓶中，加入正丙醇和乙酸乙酯各5mL，保持氮氣流速為50mL/min，浮選10min后，將上層溶液取出，旋轉(zhuǎn)蒸干用100μL乙腈溶液定容，得到分析溶液。分析溶液經(jīng)0.22μm濾膜過濾后引入HPLC進行分析。

1.4 高效液相色譜法測定

色譜條件為C18色譜柱（250mm×4.6mm，5μm），柱溫30℃，流動相流量1.00mL/min，進樣體積20μL，紫外檢測波長為330nm。流動相為乙腈（A）和水（B），梯度洗脫：0～5min，40%～60%A;5～15min，60%～80%A;15～20min，80%～40%A。02EE8B5C-AEA7-4B11-B51B-DC34D4AA5AD5

1.5 方法評價

1.5.1 線性關(guān)系

校正曲線（工作曲線）是由加標樣品中目標分析物分析后得到的峰面積和其相應(yīng)的濃度繪。用上述萃取方法處理2.2中加標的樣品。以峰面積A對分析物的濃度C制作工作曲線。數(shù)據(jù)的線性以線性相關(guān)系數(shù)進行評價。檢出限（LOD）和定量下限（LOQ）分別是產(chǎn)生3倍和10倍信噪比時對應(yīng)的最低濃度值。

1.5.2 精密度和回收率

對于同一樣品，1d內(nèi)分析3次，求得日內(nèi)精密度，對于同一樣品，在3d內(nèi)每天分析1次，求得日間精密度。日內(nèi)和日間精密度以相對標準偏差（RSDs）表示。

2 結(jié)果與討論

2.1 離子液體溶劑浮選條件優(yōu)化

在實驗條件優(yōu)化過程中，所有的實驗進行3次平行樣測定。

2.1.1 離子液體的類型和用量的影響

由于離子液體不論是親水性還是疏水性的在水溶液中都有起泡性，并且離子液體的起泡能力隨著1-碳鏈的加長而增強。因此，有必要考查離子液體類型對萃取回收率的影響。在實驗中，考察了[C8MIM][BF4]、[C2MIM][BF4]、[C4MIM][BF4]、NH4PH6、[C8MIM][PF6]、[C6MIM][PF6]、[C4MIM][PF6]的萃取和浮選能力。由于用[C8MIM][BF4]時獲得的回收率比用其他離子液體得到的回收率高，因此，選擇[C8MIM][BF4]作為起泡劑和萃取劑，見圖2。

實驗還研究了[C8MIM][BF4]用量的影響，實驗結(jié)果顯示，隨著離子液體量從0.0μL增加到20.0μL，回收率也增加，當離子液體量再繼續(xù)增加時，回收率幾乎不變。故選擇[C8MIM][BF4]的量是20.0μL。

2.1.2 氮氣流速的影響

以氮氣作為載氣，研究了載氣流速對回收率的影響。改變氮氣流速進行試驗，見圖3，當流速很低時，氮氣沒有足夠的能力將除草劑從溶液中帶到提取溶劑表面，因而除草劑的回收率也很低。隨著氮氣流速的增大，溶液中的泡沫也逐漸增多，浮選效率增大。當流速為50mL/min時，泡沫量達到最高，且浮選效率達到最佳。根據(jù)試驗結(jié)果，選擇氮氣最佳流速為50mL/min。

2.1.3 溶劑浮選時間的影響

浮選時間對于提高目標物的分離富集效率有很重要的影響。當浮選時間過短時，溶液中的除草劑不能完全從溶液中進入到有機溶劑層，當浮選時間達到10min時，浮選基本達到平衡，見圖4。隨著浮選時間的繼續(xù)增加，浮選效率開始降低。經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn)，90%的離子液體都在10min內(nèi)從溶液中轉(zhuǎn)移到了提取溶劑中。故選擇最佳浮選時間為10min。

2.1.4 樣品溶液pH的影響

試驗考察了浮選溶液pH值從6變化到10時對于浮選效果的影響見圖5。結(jié)果表明，當浮選溶液從6增加到8時，離子液體的起泡能力顯著增強。隨著溶液pH值的增大，溶液中磺酰脲類除草劑的回收率明顯增大。pH繼續(xù)增加到10時，浮選效率開始降低。原因可能是隨著堿性條件增強，離子液體的起泡能力迅速增加，限制了它的承載能力，使得很大一部分離子液體沒辦法在10min內(nèi)承載著目標物從溶液內(nèi)部轉(zhuǎn)移到有機溶劑中。故試驗選擇浮選溶液的pH值為8。

2.2 方法評價

2.2.1 回歸方程

對于一系列加標蕓豆樣品，在上述最佳實驗條件下進行離子液體溶劑浮選法提取，在用HPLC分析，根據(jù)液相色譜圖上的峰面積與加標樣品中的標準品的濃度分別做方法工作曲線，其結(jié)果見表1，用這些方法工作曲線來計算方法檢出限（LODs）和定量下限（LOQs）。

LOD和LOQ均由以下公式得到：

LOD=3σ/k? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

LOQ=10σ/k? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

σ是由不含目標物的樣品得到的分析溶液，為空白樣品，k是方法工作曲線的斜率。該方法能夠取得很好的線性且全部分析物的相關(guān)系數(shù)都在0.998 3 ～0.999 9，結(jié)果令人滿意。

2.2.2 精密度和回收率

為了評價方法的精密度和準確性，制備三個加標水平（10?g/mL，50?g/mL，100?g/mL）的加標樣品進行日內(nèi)精密度和日間精密度的分析，日內(nèi)精密度是通過1d之內(nèi)平行測定3次加標樣品所得到回收率的相對標準偏差。日間精密度是通過每天分析1次加標樣品，連續(xù)分析3d所得回收率的相對標準偏差，結(jié)果見表2。

2.2.3 樣品分析

為了考察方法的適用性，對加入三種標準濃度（10 ?g/kg、50 ?g/kg和100 ?g/kg）的蕓豆樣品進行分析。結(jié)果列于表2中。表中結(jié)果表示，現(xiàn)有方法能夠得到很好的回收率（90.2%～106.4%）和精密度（≤5.3%）?？瞻讟雍图訕藰拥纳V圖見圖6。

3 結(jié) 論

試驗利用了離子液體的起泡特性，建立了離子液體溶劑浮選高效液相色譜分析蕓豆中5種磺酰脲類除草劑的方法，并研究了離子液體類型、離子液體濃度、氮氣流速、浮選時間和pH對5種磺酰脲類除草劑回收率的影響。經(jīng)過實驗因素的考察，確定離子液體為1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽（[C8MIM][BF4]）、離子液體用量20μL、氮氣流速50mL/min、浮選時間10min、樣液pH值8為最優(yōu)前處理條件。由于該測定方法的精密度、線性關(guān)系和靈敏度均良好，滿足磺酰脲類除草劑殘留分析的要求，因此該方法可用于蕓豆中磺酰脲類除草劑殘留檢測分析。02EE8B5C-AEA7-4B11-B51B-DC34D4AA5AD5

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