韭菜汁中吡蟲啉農(nóng)藥殘留熒光檢測方法研究*

陳 盛，劉偉明

（1.三亞市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)檢驗檢測預(yù)警防控中心，海南 三亞 572000；2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，廣東 廣州 510000）

吡蟲啉是一種新型煙堿類農(nóng)藥，具有使用范圍廣、作用高效的特點，因此,被廣泛用于番茄、香蕉、韭菜等諸多農(nóng)作物的殺蟲[1]。目前，吡蟲啉常見的檢測方法包括高效液相色譜-質(zhì)譜法（HPLC-MS）[2]、電化學(xué)法[3]。HPLC-MS 檢測結(jié)果準(zhǔn)確率極高，但它需要昂貴的設(shè)備和對樣品的大量預(yù)處理，從而導(dǎo)致檢測過程耗費大量時間和精力[4-6]。而電化學(xué)方法的穩(wěn)定性和比色法的靈敏度通常較差，檢測結(jié)果可信度較差[7]。因此，需要使用一種更靈敏和方便高效的分析方法，用以檢測農(nóng)作物中吡蟲啉農(nóng)藥殘留水平[8]。

現(xiàn)如今，各種分析工具的開發(fā)和應(yīng)用取得了相當(dāng)大的進展，其中包括氣相色譜（GC）和高效液相色譜（HPLC）等分離檢測方法以及電化學(xué)和熒光光譜法等檢測技術(shù)[9,10]。這些技術(shù)使人們能夠（在低濃度水平下）識別和測定許多食品和環(huán)境中的農(nóng)藥殘留[11]。關(guān)于農(nóng)藥熒光檢測的起初工作是在固定溶液中進行的，并且僅限于天然熒光農(nóng)藥物質(zhì)[12]。這種早期熒光測定法的目的是定量測定低濃度水平下農(nóng)藥殘留量。為了快速準(zhǔn)確的得到所需要的數(shù)據(jù)，熒光檢測以直接法分析物質(zhì)為基礎(chǔ)，主要應(yīng)用于具有熒光發(fā)射的農(nóng)藥物質(zhì)[13]。眾多研究結(jié)果表明，熒光分析是一種基于化合物熒光發(fā)射光譜的形狀和強度進行物質(zhì)定性和定量的分析方法[14]。因此，這種熒光分析檢測方法也可以應(yīng)用于吡蟲啉農(nóng)藥殘留量的檢測[11]。

本文利用熒光物質(zhì)具有特定的熒光譜圖以及同種熒光物質(zhì)在不同濃度下對應(yīng)熒光強度值的性質(zhì)，使用熒光光譜分析方法，對韭菜汁中吡蟲啉農(nóng)藥殘留進行了測定與研究，并簡單檢測分析了普通農(nóng)家和大型農(nóng)貿(mào)各自售賣的韭菜中吡蟲啉農(nóng)藥殘留的含量，最后總結(jié)出了吡蟲啉農(nóng)藥在韭菜汁中的熒光特性。

1 實驗部分

1.1 儀器及操作條件

F-7000 DC-0506 型熒光光度計（日立高新技術(shù)公司）用于測定樣品的熒光光譜。儀器使用100W 氙燈和1cm 石英比色皿，激發(fā)和發(fā)射狹縫寬度設(shè)置為5nm。設(shè)備靈敏度：s/n 大于800（RMS），s/n 大于250。主要技術(shù)指標(biāo)：標(biāo)準(zhǔn)熒光池（45mm×12.5 mm×12.5mm）,最小樣品量：0.6mL；狹縫方式：水平狹縫；光譜通帶：激發(fā)側(cè)：1～20nm；發(fā)射側(cè)：1～20nm；光源：150W 的連續(xù)氙燈光源；激發(fā)波長范圍（EX/EM）：200～800nm；波長掃描速度：30～6000nm·min-1；響應(yīng)時間（0～98%）：0.002～4s；光譜分辨率：1.0nm；波長準(zhǔn)確性：1nm；熒光顯示強度范圍：0～9999；檢測器電壓0～1000V 連續(xù)可調(diào)。

1.2 實驗材料

吡蟲啉農(nóng)藥（山東省農(nóng)科院）和純凈水；韭菜汁（純度100% 某大型超市購買）；韭菜汁待測樣品1（某大型農(nóng)貿(mào)市場購買）；韭菜汁待測樣品2（某農(nóng)家商鋪購買）。

1.3 實驗方法

首先，配制檢測樣品溶液，使用石英比色皿進行提取后，采用日立F-7000 DC-0506 型熒光光度計進行樣品檢測。設(shè)置儀器采樣間隔0.5nm，狹縫寬度5nm，掃描波長范圍為200～800nm，進行快速自動掃描以確定該樣品的最佳激發(fā)波長。

2 結(jié)果與討論

2.1 吡蟲啉熒光光譜檢測

以韭菜汁（100%）與吡蟲啉農(nóng)藥混合，配制一系列含有吡蟲啉農(nóng)藥的韭菜汁標(biāo)準(zhǔn)溶液，吡蟲啉農(nóng)藥濃度分別為0.1、0.2、0.4、0.6mg·mL-1。在吡蟲啉溶液最佳激發(fā)波長255nm 下，用量筒量取4mL 溶液，倒入石英比色皿中，分別測定不同濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液的熒光光譜，見圖1。

圖1 各濃度梯度吡蟲啉韭菜汁標(biāo)準(zhǔn)溶液熒光光譜圖Fig.1 Fluorescence spectrum of the standard solution of imidacloprid leek juice at each concentration gradient

由圖1 可見，在激發(fā)光波長為255nm 時，吡蟲啉韭菜汁溶液的特征發(fā)射波長為395nm 左右，并且隨著溶液濃度的降低其特征峰強度逐漸降低，而在510nm 左右處的熒光光譜峰為激發(fā)光的半倍頻峰。從圖1 中還可以看出，隨著吡蟲啉藥物濃度在韭菜汁中的成倍增加，其在特征發(fā)射波長395nm 處的熒光強度也有成倍增加的趨勢，說明了吡蟲啉藥物的濃度與熒光發(fā)射強度呈一定的線性相關(guān)。

2.2 韭菜汁樣品中吡蟲啉熒光光譜檢測

先將韭菜汁待測樣品1 與樣品2 進行預(yù)處理，通過靜置、過濾等方法除去樣品溶液中顆粒雜質(zhì)，量取樣品溶液4mL，倒入石英比色皿中，使用日立F-7000 DC-0506 型熒光光度計測定樣品1 和樣品2的熒光發(fā)射光譜，見圖2。

圖2 韭菜汁待測樣品熒光光譜圖Fig.2 Fluorescence spectrum of leekjuice samples

由圖2 可見，在激發(fā)光波長為255nm 下，韭菜汁待測樣品1 和樣品2 都在395nm 處表現(xiàn)出特征熒光發(fā)射峰，并且樣品1 的熒光強度明顯高于樣品2 的熒光強度，數(shù)據(jù)分析得出，韭菜汁待測樣品1 和2 的熒光強度分別為48.39 和18.59，結(jié)合圖1 便得到韭菜汁樣品1 中所含吡蟲啉濃度更高。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以得知，大型農(nóng)貿(mào)農(nóng)作物生產(chǎn)時可能使用了吡蟲啉含量較高的殺蟲劑，從而導(dǎo)致韭菜汁中吡蟲啉農(nóng)藥殘留量高。

2.3 吡蟲啉含量與熒光峰強度相關(guān)性

依據(jù)圖1 中各濃度梯度吡蟲啉農(nóng)藥含量與熒光強度的對應(yīng)關(guān)系，進一步研究韭菜汁中吡蟲啉農(nóng)藥殘留量與熒光強度的相關(guān)性。因此，選取特征發(fā)射波長395nm 處的熒光強度值，以便得到韭菜汁中吡蟲啉農(nóng)藥含量所對應(yīng)的熒光強度，通過計算，得出數(shù)據(jù)見表1。

表1 吡蟲啉藥物濃度與熒光強度關(guān)系Tab.1 Relationship between drug concentration of imidacloprid and fluorescence intensity

由表1 可見，吡蟲啉藥物濃度0.1、0.2、0.4、0.6mg·mL-1分別對應(yīng)的熒光強度為23.09、33.19、39.92、56.39，通過Origin 軟件對吡蟲啉藥物濃度和熒光強度進行線性擬合，由工作曲線及其相應(yīng)模型函數(shù)可以看出（圖3），韭菜汁中吡蟲啉藥物濃度和熒光強度滿足的函數(shù)關(guān)系為：

y=17.97+62.08x

該模型函數(shù)R2為0.96811，因此，韭菜汁中吡蟲啉藥物濃度與熒光強度基本呈線性關(guān)系。分析圖2數(shù)據(jù)，在特征發(fā)射波長395nm 處韭菜汁待測樣品1和樣品2 的熒光強度分別為48.39 和18.59，將韭菜汁待測樣品1 和樣品2 的熒光強度代入公式y(tǒng)=17.97+62.08x 可以得出，韭菜汁待測樣品1 和樣品2中所含吡蟲啉藥物濃度分別為0.49 和0.01mg·mL-1，這也驗證了前面的推測。

3 結(jié)論

首先，測定了韭菜汁中不同吡蟲啉農(nóng)藥含量的熒光光譜圖，得到了在激發(fā)光波長為255nm 時，韭菜汁吡蟲啉溶液的特征發(fā)射波長在395nm 左右。其次，對待測樣品1 和樣品2 分別進行熒光光譜分析，得出韭菜汁樣品1 熒光強度高于樣品2，從而推測韭菜汁樣品1 中所含吡蟲啉濃度更高。最后，通過對標(biāo)準(zhǔn)溶液中吡蟲啉藥物濃度和熒光強度線性擬合，得出韭菜汁中吡蟲啉藥物濃度與熒光強度的線性相關(guān)函數(shù)，并通過函數(shù)可以簡單計算出韭菜汁待測樣品1 和樣品2 中所含吡蟲啉藥物濃度。通過以上研究發(fā)現(xiàn)，使用熒光光譜分析法分析與檢測韭菜汁中吡蟲啉農(nóng)藥殘留量直接且高效，相對于其他檢測手段，熒光檢測法更加方便快速且有效。