胡業(yè)琴， 郗存顯， 曹淑瑞， 王國民， 李賢良， 張 雷， 張?jiān)茟眩?/p>

（1.重慶大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，重慶400030；2.重慶出入境檢驗(yàn)檢疫局，重慶400020；3.重慶市進(jìn)出口食品安全工程技術(shù)研究中心，重慶400020）

有機(jī)磷農(nóng)藥是廣泛用于控制或消滅農(nóng)業(yè)、林業(yè)病蟲害的一類有機(jī)化合物，多為磷酸酯類或硫代磷酸酯類化合物。有機(jī)磷農(nóng)藥毒性大，與有機(jī)體內(nèi)乙酰膽堿酯酶活性中心結(jié)合生成磷酸化膽堿酯酶，抑制膽堿酯酶使其失去分解乙酰膽堿的能力，造成乙酰膽堿積累，引起神經(jīng)功能紊亂，從而導(dǎo)致對(duì)肌體的損害。

目前常用的檢測方法主要有氣相色譜－質(zhì)譜法（GC－MS）［1－5］、液相色譜－質(zhì)譜法（LC－MS）［6－8］等。色譜法檢測靈敏度高、穩(wěn)定性好、選擇性高及定性定量準(zhǔn)確，但分析之前需要對(duì)樣品進(jìn)行凈化，如采用QuEChERS技術(shù)［2，8］、液液萃?。?］、固相微萃?。?0］、液相微 萃 ?。?1－13］、固 相 萃 ?。?］、分 散 固 相 萃 ?。?4］等。固相萃取技術(shù)具有操作簡單、價(jià)格便宜、吸附容量大、易于與檢測儀器聯(lián)用等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為一種通用型的樣品前處理技術(shù)。在影響固相萃取效率的因素中，吸附劑的選擇至關(guān)重要。目前用到的吸附劑材料 有 C18、弗 羅 里 硅 土、ENVI－Carb、Carb－NH2等。但上述傳統(tǒng)固相萃取吸附劑選擇性較差，且重復(fù)使用率低，因此迫切需要開發(fā)新型固相萃取吸附劑以提高分析檢測工作的水平。納米材料的比表面積非常大，因而相對(duì)于一般的吸附材料有更大的吸附容量，是一種較為理想的吸附材料，目前已有多種金屬氧化物（Al2O3、TiO2、ZrO2、CeO和SiO2）納米粒子作為吸附材料用于萃取不同環(huán)境介質(zhì)中的污染物。Rayalu等［15］從最大吸附量和吸附動(dòng)力學(xué)角度考察了介孔氧化鋁與普通活性氧化鋁對(duì)水溶液中氟離子的吸附能力，得出介孔氧化鋁的最大吸附量比普通活性氧化鋁要高，介孔氧化鋁去除水中氟離子的原理可歸結(jié)為吸附和配位體交換的相互作用。本研究利用溶膠凝膠技術(shù)合成了介孔氧化鋁材料，并以此作為固相萃取柱的吸附劑，實(shí)現(xiàn)待測組分檢測前處理的高效富集與凈化，有效去除蔬菜、水果及茶葉基質(zhì)中的色素等雜質(zhì)，并與氣相色譜－火焰光度檢測器聯(lián)用，建立了蔬菜、水果及茶葉基質(zhì)中16種有機(jī)磷農(nóng)藥的同時(shí)測定方法，可以大大提高方法的準(zhǔn)確度和精密度，降低檢出限。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器、試劑與材料

氣相色譜儀，配火焰光度檢測器（GC－2010，日本Shimadzu公司）；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（Laborota 4011型，德國 Heidolph公司）；冷凍離心機(jī)（3－30 K，德國Sigma公司）；漩渦混勻器（XH－B，江蘇康健醫(yī)藥用品有限公司）；氮吹濃縮儀（N－EVAP 116，美國Organomation Associates公司）；分析天平（BS224S，德國Sartorius公司）；組織搗碎機(jī)（Laboratory Blender，美國 Waring公司）；高速勻質(zhì)儀（Silent－Crusher，德國 Heidolph公司）；超聲清洗儀（KQ－600DB，昆山市超聲儀器有限公司）。

蔬菜、水果、茶葉購于重慶市超市。乙酸乙酯、乙腈、環(huán)己烷、丙酮（色譜純，美國Tedia公司）；氯化鈉（分析純，重慶市川東化工有限公司）；0.22μm有機(jī)濾膜；實(shí)驗(yàn)用水為超純水。

參考Yuan等［16］的合成方法，在實(shí)驗(yàn)室條件下合成介孔氧化鋁，使用前高溫焙燒4～5 h，冷卻后置于干燥器內(nèi)備用。稱取0.5 g合成的介孔氧化鋁填充固相萃取柱。16種有機(jī)磷農(nóng)藥見表1，其標(biāo)準(zhǔn)品純度為99.9%，均購于德國Augburg公司，－4℃下避光貯存。

表1 16種有機(jī)磷農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品Table 1 Standards of the 16 organophosphorous pesticides

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

1.2.1 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

分別準(zhǔn)確稱取適量的農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品，用丙酮溶解，配成1 000 mg／L的單標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，用乙酸乙酯配成2 mg／L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，并根據(jù)需要，用乙酸乙酯稀釋成不同質(zhì)量濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，于－18℃冰箱中保存。

1.2.2 樣品提取及凈化

稱取5.0 g樣品（白菜、生菜、南瓜、洋蔥、番茄、白蘿卜、蘋果、梨子及茶葉，精確到0.01 g）于50 mL離心管中，加入2 g無水氯化鈉和20 mL乙酸乙酯，渦旋振蕩后使其混合均勻，劇烈振蕩5 min，以6 000 r／min離心5 min；將上清液轉(zhuǎn)移至旋蒸瓶中，殘?jiān)?0 mL乙酸乙酯重復(fù)提取1次；合并提取液，于40℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干，用10 mL乙酸乙酯－環(huán)己烷（1∶1，v／v）溶解。

以自制介孔氧化鋁柱作為固相萃取柱，用5 mL乙酸乙酯活化，待10 mL待測樣液完全流出后，再用5 mL乙酸乙酯－環(huán)己烷（1∶1，v／v）淋洗凈化柱，收集全部流出液，于40℃下氮?dú)獯蹈?，? mL乙酸乙酯定容，過0.22μm濾膜，供氣相色譜測定。

1.3 氣相色譜條件

色譜柱：DB－1701毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm×0.25μm）；載氣：氮?dú)猓兌取?9.999%）；恒流，流量：1.2 mL／min；進(jìn)樣口溫度：250℃；檢測器溫度：275℃；進(jìn)樣方式：不分流進(jìn)樣；進(jìn)樣量：2μL；色譜柱升溫程序：初始溫度70℃，保持1 min，以10℃／min升至260℃，保持5 min，再以20℃／min升至275℃，保持2 min。

2 結(jié)果與討論

2.1 實(shí)驗(yàn)條件考察

2.1.1 提取溶劑的選擇

有機(jī)磷農(nóng)藥具有一定的極性，其殘留分析中常用的提取劑有丙酮、乙腈、乙酸乙酯等。為了確保樣品中有機(jī)磷農(nóng)藥的提取，本實(shí)驗(yàn)分別對(duì)上述溶劑的提取效率進(jìn)行了考察。結(jié)果（見圖1）表明：乙腈提取的優(yōu)點(diǎn)是很多親脂性化合物如蠟質(zhì)物和脂肪等不被提取，但乙腈的價(jià)格較貴，毒性較強(qiáng)，且其沸點(diǎn)高以致濃縮困難，因此其使用受到較大限制；丙酮是廣泛使用的提取劑，具有低毒、容易提取和過濾、價(jià)格較低等優(yōu)點(diǎn)，但丙酮的極性強(qiáng)，在提取農(nóng)藥的同時(shí)也將大量雜質(zhì)提取出來，不利于后續(xù)凈化，且丙酮與水互溶，導(dǎo)致水相與丙酮不能完全分離，易造成提取后含有水分不利于濃縮；而乙酸乙酯毒性小，與水不互溶。本實(shí)驗(yàn)以乙酸乙酯為提取溶劑進(jìn)行超聲及振蕩提取，提取液經(jīng)過濾、濃縮、定容后可直接用，既能得到較高的提取效率，又能在很大程度上降低雜質(zhì)對(duì)組分測定的干擾，故選取乙酸乙酯為提取溶劑。

2.1.2 洗脫劑的選擇

將介孔氧化鋁填充固相萃取柱用5 mL乙酸乙酯活化，將0.5 mg／L混合標(biāo)準(zhǔn)溶液過柱，分別選用10 mL乙酸乙酯、環(huán)己烷、乙腈、丙酮、乙酸乙酯－環(huán)己烷（1∶1，v／v）、乙酸乙酯－乙腈（1∶1，v／v）、乙酸乙酯－丙酮（1∶1，v／v）、乙腈－環(huán)己烷（1∶1，v／v）進(jìn)行洗脫試驗(yàn)。結(jié)果表明，樣品經(jīng)單一洗脫劑淋洗后，雜質(zhì)干擾大，且有部分目標(biāo)成分回收率低于60%，而乙酸乙酯－環(huán)己烷（1∶1，v／v）對(duì)目標(biāo)物具有較好的洗脫效果，16種目標(biāo)物的回收率均能達(dá)到95%以上。故選用乙酸乙酯－環(huán)己烷（1∶1，v／v）作洗脫劑。

圖1 不同提取劑提取時(shí)有機(jī)磷農(nóng)藥的回收率Fig.1 Recoveries of organophosphorous pesticides extracted with different extraction agents

2.1.3 洗脫體積的選擇

為了確定所用乙酸乙酯－環(huán)己烷（1∶1，v／v）的洗脫體積，測定有機(jī)磷農(nóng)藥的洗脫曲線及其相應(yīng)回收率。各種農(nóng)藥的洗脫曲線類似（見圖2），當(dāng)洗脫體積為4 mL時(shí)，可洗滌完全，故本實(shí)驗(yàn)選擇洗脫體積為4 mL。

圖2 16種有機(jī)磷農(nóng)藥的洗脫曲線Fig.2 Elution curves of the 16 organophosphorous pesticides

2.1.4 固相萃取柱的凈化效果

與普通氧化鋁相比，介孔氧化鋁展現(xiàn)出許多優(yōu)異和特殊的性能，如具有強(qiáng)的耐磨性、優(yōu)良的電絕緣性、優(yōu)異的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和表面酸堿性質(zhì)、高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，故被廣泛應(yīng)用于陶瓷、電子、吸附、催化劑、催化劑載體等［17－19］。本實(shí)驗(yàn)所制備的介孔氧化鋁其形貌及氮?dú)獾葴匚剑摳角€如圖3所示，從中可見該樣品粒徑大小均勻，孔徑大小約為10 nm。將制備的介孔氧化鋁作為吸附劑對(duì)食品中16種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留進(jìn)行凈化，經(jīng)4 mL乙酸乙酯－環(huán)己烷（1∶1，v／v）洗脫，可得到較好的凈化效果。圖4為樣品凈化前后的對(duì)比圖，由此可直接觀察到去除色素的效果，凈化前樣品的提取液顏色較深，凈化后提取液澄清透明，表明合成的介孔氧化鋁除色素等雜質(zhì)效果良好。

圖3 介孔氧化鋁的掃描電鏡圖和氮?dú)獾葴匚剑摳角€圖Fig.3 Photograph of scanning electron microscope（SEM）and the nitrogen adsorption－desorption isotherms of the mesoporous alumina

圖4 介孔氧化鋁凈化樣品中色素的效果Fig.4 Purification effects of pigments in samples by the mesoporous alumina

對(duì)不同基質(zhì)樣品進(jìn)行氣相色譜分析，以梨和生菜樣品為例，對(duì)比凈化前后的色譜圖可知樣品基質(zhì)凈化前色譜圖中有干擾峰，基線不穩(wěn)，而凈化后基線平穩(wěn)，基本無干擾峰，說明合成的介孔氧化鋁對(duì)所測樣品具有較好的凈化效果，可用于蔬菜、水果及茶葉中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留檢測的凈化。其凈化機(jī)理可能因?yàn)榻榭籽趸X吸附劑具有較小的孔徑及較大的比表面積。

2.2 方法學(xué)考察

2.2.1 混合農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖

將16種有機(jī)磷農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品配制為混合標(biāo)準(zhǔn)溶液后，采用DB－1701毛細(xì)管柱在上述色譜條件下分離16種有機(jī)磷農(nóng)藥混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖見圖5，得到的峰形良好，無拖尾現(xiàn)象，基線平穩(wěn)，且均具有較高的響應(yīng)值，符合定量分析的要求。

圖5 16種有機(jī)磷農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.2 mg／L）的色譜圖Fig.5 Chromatogram of a mixed solution of the 16 organophosphorous pesticide standards（0.2 mg／L）

2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線

準(zhǔn)確配制質(zhì)量濃度分別為10、20、50、100、200、500、1 000、2 000μg／L的16種有機(jī)磷農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液。以峰面積y為縱坐標(biāo)，質(zhì)量濃度x（μg／L）為橫坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸分析。結(jié)果表明，16種有機(jī)磷農(nóng)藥在10～2 000μg／L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.997（見表2）。以3倍信噪比計(jì)算有機(jī)磷農(nóng)藥的檢出限（LOD）為0.79～5.77μg／kg。

表2 16種有機(jī)磷農(nóng)藥的保留時(shí)間、回歸方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限Table 2 Retention times，calibration curves，correlation coefficients（R2）and limits of detection（LODs）of the 16 organophosphorous pesticides

2.2.3 回收率與精密度

分別測定了蔬菜、水果及茶葉基質(zhì)中3個(gè)添加水平（0.05、0.20、0.50 mg／kg）下16種有機(jī)磷農(nóng)藥的回收率，每個(gè)樣品平行測定6次，16種農(nóng)藥的加標(biāo)回收率為83.2%～103.8%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.0%～9.9%（表略），表明該方法的精密度良好，準(zhǔn)確度高。

2.3 實(shí)際樣品測定

利用所建立的方法對(duì)蔬菜、水果及茶葉等不同基質(zhì)中的16種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留進(jìn)行了檢測，樣品中未檢測出16種有機(jī)磷農(nóng)藥。

3 結(jié)論

本文建立了白菜、生菜、南瓜、洋蔥、番茄、白蘿卜、蘋果、梨及茶葉等不同基質(zhì)中16種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的提取、凈化及氣相色譜測定方法。本方法靈敏度高、準(zhǔn)確度高、重復(fù)性好，適用于蔬菜、水果及茶葉基質(zhì)中16種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量的測定。

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