操江飛，謝春生，李志安，黃象金，韋壽蓮,*

（1.肇慶學(xué)院環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，廣東 肇慶 526061；2.廣東省環(huán)境健康與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 肇慶 526061；3.肇慶市食品檢驗(yàn)所，廣東 肇慶 526060）

有機(jī)磷類(lèi)農(nóng)藥具有藥效高、殺蟲(chóng)種類(lèi)廣、作用方式多等優(yōu)點(diǎn)，為保證蔬菜水果的質(zhì)量和產(chǎn)量，農(nóng)民經(jīng)常使用有機(jī)磷類(lèi)農(nóng)藥進(jìn)行蟲(chóng)害防治。但有機(jī)磷類(lèi)農(nóng)藥部分具有高毒性，對(duì)人體的膽堿酯酶具有抑制作用，極易造成神經(jīng)中毒[1-2]，同時(shí)農(nóng)藥利用效率并不高，容易殘留在果蔬上，因此，發(fā)展準(zhǔn)確可靠的果蔬有機(jī)磷農(nóng)藥測(cè)定方法具有重要意義。

果蔬樣品的提取、凈化和濃縮是樣品前處理技術(shù)中的主要環(huán)節(jié)，將直接影響到有機(jī)磷農(nóng)藥檢測(cè)的準(zhǔn)確性。目前檢測(cè)有機(jī)磷農(nóng)藥的樣品前處理技術(shù)主要有超臨界流體萃取法[3-4]、固相萃取法[5-8]、加速溶劑萃取法[9-12]和基質(zhì)固相萃取法[13-15]。王建華等[16]以硅藻土為樣品分散劑采用超臨界流體萃取法提取水果蔬菜中的有機(jī)磷農(nóng)藥，測(cè)定回收率結(jié)果在82%～108%之間；張宇等[17]建立了一種以石墨化碳黑/氨基柱為凈化劑的固相萃取法，結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatograph-mass spectrometry，GCMS）法檢測(cè)水果蔬菜中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量，平均回收率在83.4%～105.7%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（relative standard deviation，RSD）均在10%以下，結(jié)果表明回收率和精密度良好；張莉等[18]采用加速溶劑萃取法提取土壤中的有機(jī)磷農(nóng)藥，平均加標(biāo)回收率范圍在73.3%～110%之間；宮兆晶[19]采用弗羅里硅土為填料材料，丙酮為實(shí)驗(yàn)洗脫劑，選用十八烷基硅膠和活性炭為二次凈化材料，以固相分散方式凈化油菜籽，提取其中有機(jī)磷農(nóng)藥的殘留，以上方法都存在耗時(shí)長(zhǎng)、操作復(fù)雜、凈化劑成本較高等缺點(diǎn)。

分散固相萃取法[20-25]是一種快速樣品前處理技術(shù)，該方法彌補(bǔ)上述4 種方法的不足之處，具有快速簡(jiǎn)便、廉價(jià)、安全、回收率高等優(yōu)點(diǎn)，且分散固相萃取法對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥檢測(cè)準(zhǔn)確可靠、效率高、精密度良好。劉勝男等[26]建立了QuEChERS方法，結(jié)合GC-MS法測(cè)定果蔬中農(nóng)藥殘留，選用含1%乙酸的乙腈溶液為提取劑，以100 mg乙二胺-N-丙基硅烷、100 mg石墨化炭黑、100 mg無(wú)水硫酸鎂為凈化劑進(jìn)行分散固相萃取凈化處理，結(jié)果表明，平均加標(biāo)回收率在75%～105%之間，RSD低于8%；連玉晶等[27]以3-[2-(2-氨基乙基氨基)乙基氨基]丙基功能化四氧化三鐵為吸附劑，結(jié)合GC-MS法檢測(cè)果蔬中的有機(jī)磷農(nóng)藥殘留，平均回收率范圍在75.2%～105.4%之間，RSD低于6%。

本研究以槐角豆作為碳源，采用酸浸泡、甲醛交聯(lián)、管式爐程序升溫煅燒的方法制備一種新型分散固相萃取凈化劑碳?xì)饽z，此方法制備的碳?xì)饽z產(chǎn)量高、成本低；優(yōu)化樣品前處理的過(guò)程，并建立碳?xì)饽z分散固相萃取-GC法測(cè)定蔬菜水果中7 種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的方法，此方法節(jié)約凈化劑成本，雜質(zhì)凈化效果好，操作簡(jiǎn)單、快速，適用于果蔬樣品中檢測(cè)有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冬瓜、蘋(píng)果、菜心、黃瓜、玉米、雪梨、彩椒、番茄等采購(gòu)于廣東肇慶市端州區(qū)某菜市場(chǎng)。

乙腈（色譜純）四友精細(xì)化學(xué)品公司；QuEChER凈化劑（ProELutQuE 64587）、丙酮、氯化鈉、甲醛、乙二胺、鹽酸（均為分析純）廣州化學(xué)試劑廠；有機(jī)磷農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品（1000 μg/mL）農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所。

1.2 儀器與設(shè)備

7890B GC儀、HP-5毛細(xì)管柱（30 m×0.32 mm，0.25 μm）美國(guó)Agilent公司；FV64全自動(dòng)智能氮吹儀廣州得泰儀器科技有限公司；H1850離心機(jī) 湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開(kāi)發(fā)有限公司；BCE224I-1CCN賽多利斯分析天平 濟(jì)南禾普儀器設(shè)備有限公司；Heidolph試管振蕩器 海道爾夫儀器設(shè)備有限公司；GM-200刀式混合研磨儀 德國(guó)Retsch公司。

1.3 方法

1.3.1 槐角豆碳?xì)饽z制備

稱(chēng)取槐角豆10～20 g于燒杯中，加入10 mL濃硝酸浸泡2 h，過(guò)濾，用純水洗滌至中性，置于研缽中研磨成膠質(zhì)混合物后置于燒杯中，加入10～20 mL甲醛，40 ℃攪拌交聯(lián)反應(yīng)2 h，加入2 mL乙二胺，繼續(xù)浸漬反應(yīng)24 h得到溶膠。用6 mol/L鹽酸調(diào)溶膠的pH值至5～7，置于85 ℃恒溫干燥4 h，得干凝膠。將干凝膠置于管式爐，在N2保護(hù)下煅燒（煅燒條件為初始溫度25 ℃，以6 ℃/min升溫至700 ℃，恒溫反應(yīng)1 h，再以5 ℃/min升溫至900 ℃，恒溫反應(yīng)3 h）得到碳?xì)饽z。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配制

100 μg/mL有機(jī)磷標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：移取1.00 mL有機(jī)磷標(biāo)準(zhǔn)品于10 mL容量瓶中，以丙酮為溶劑稀釋至刻度，配制成有機(jī)磷標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，存放在4 ℃冰箱。

1.3.3 色譜條件

參照NY/T761—2008《蔬菜和水果中有機(jī)磷、有機(jī)氯、擬除蟲(chóng)菊酯和氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥多殘留的測(cè)定》[28]中的測(cè)試條件，并加以?xún)?yōu)化。HP-5毛細(xì)管柱（30 m×0.32 mm，0.25 μm）；檢測(cè)器：火焰光度檢測(cè)器（flame photometric detector，F(xiàn)PD），檢測(cè)器溫度：250 ℃；進(jìn)樣口溫度：220 ℃；載氣：氮?dú)?、氫氣和空氣流速分別為60、75 mL/min和100 mL/min；進(jìn)樣體積：1.0 μL（不分流進(jìn)樣）。

升溫程序：初始溫度80 ℃，恒溫5 min，以20 ℃/min升溫至190 ℃，再以8 ℃/min升溫至250 ℃，恒溫8 min。

1.3.4 樣品前處理

選擇冬瓜樣品做萃取條件優(yōu)化，用刀式混合研磨儀攪碎冬瓜，稱(chēng)取10.0 g冬瓜于50 mL離心管，依次加入20.0 mL乙腈、2.0 g氯化鈉，渦旋6 min，8000 r/min離心5 min。移取10.0 mL上清液至15 mL離心管，加入0.015 g碳?xì)饽z，渦旋振蕩0.5 min，8000 r/min離心3 min。所得的上清液轉(zhuǎn)移至離心管中，氮?dú)獯抵两桑?.0 mL丙酮溶解，過(guò)0.22 μm有機(jī)相濾膜，待測(cè)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有圖均使用Origin 2018軟件制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 混合有機(jī)磷標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜分析

如圖1所示，7 種有機(jī)磷農(nóng)藥在15 min內(nèi)分離完全，且分離效果好，7 種有機(jī)磷農(nóng)藥質(zhì)量濃度為治螟磷0.2 μg/mL、樂(lè)果0.32 μg/mL、殺螟硫磷0.4 μg/mL、對(duì)硫磷0.2 μg/mL、殺撲磷0.4 μg/mL、三唑磷0.2 μg/mL、益棉磷0.6 μg/mL。

圖1 7 種有機(jī)磷農(nóng)藥的GC譜圖Fig.1 GC chromatogram of seven organophosphorus pesticide standards

2.2 碳?xì)饽z凈化效果

經(jīng)碳?xì)饽z凈化的空白冬瓜和加標(biāo)樣品的色譜圖如圖2所示，圖中幾乎無(wú)雜峰，基線(xiàn)平穩(wěn)，說(shuō)明碳?xì)饽z對(duì)樣品凈化能力強(qiáng)。各有機(jī)磷農(nóng)藥加標(biāo)質(zhì)量濃度為治螟磷0.01 μg/mL、樂(lè)果0.016 μg/mL、殺螟硫磷0.02 μg/mL、對(duì)硫磷0.01 μg/mL、殺撲磷0.02 μg/mL、三唑磷0.01 μg/mL、益棉磷0.02 μg/mL。

圖2 空白冬瓜（A）和冬瓜加標(biāo)樣品（B）色譜圖Fig.2 Chromatograms of blank (A) and spiked (B) wax gourd samples

2.3 樣品前處理?xiàng)l件優(yōu)化

取10.0 g空白冬瓜，進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，有機(jī)磷農(nóng)藥加標(biāo)質(zhì)量濃度均為0.050 μg/mL，其余樣品前處理步驟按照1.3.4節(jié)進(jìn)行，優(yōu)化樣品前處理?xiàng)l件。

2.3.1 提取溶劑選擇

如表1所示，丙酮作為提取劑，有機(jī)磷的加標(biāo)回收率在38.8%～121%之間，在凈化過(guò)程中，由于丙酮易溶于水，鹽析作用分層后，提取液中仍存在較多水分，分離程度不高，氮吹時(shí)間長(zhǎng)且對(duì)部分有機(jī)磷提取率低；而乙腈作為提取劑，通過(guò)鹽析作用容易與水分離，有機(jī)磷回收率在102%～113%之間，故選擇乙腈為提取劑。

表1 兩種溶劑對(duì)7 種有機(jī)磷農(nóng)藥回收率的影響Table 1 Effects of two solvents on the recoveries of seven organophosphorus pesticides%

2.3.2 提取時(shí)間選擇

如表2所示，提取時(shí)間在4 min以下時(shí)，治螟磷的回收率低于80%，提取不充分；提取4 min以上時(shí)，有機(jī)磷加標(biāo)回收率均高于80%。其中提取6 min時(shí)，各種有機(jī)磷農(nóng)藥的回收率趨于最高，為節(jié)約時(shí)間，選擇提取時(shí)間為6 min。

表2 提取時(shí)間對(duì)7 種有機(jī)磷農(nóng)藥回收率的影響Table 2 Effects of extraction time on the recoveries of seven organophosphorus pesticides %

2.3.3 氯化鈉用量的選擇

在樣品前處理中，氯化鈉起到鹽析作用，使有機(jī)相與水相分離，適量的氯化鈉用量可以有效提高有機(jī)磷的回收率?？疾炻然c用量為0.5、1.0、1.5、2.0、3.0、4.0 g時(shí)對(duì)鹽析的影響，結(jié)果表明，氯化鈉用量為0.5～1.0 g時(shí)，氯化鈉全部溶解于水中，提取液出現(xiàn)明顯分層，但治螟磷回收率僅有22%和32.2%；氯化鈉用量為1.5～2.0 g時(shí)，氯化鈉沒(méi)有全部溶解，提取液出現(xiàn)明顯分層，有機(jī)磷回收率范圍在85.8%～112%之間；繼續(xù)增加氯化鈉用量，有機(jī)磷的回收率基本維持不變。由于氯化鈉用量為2.0 g時(shí)，整體回收率均優(yōu)于氯化鈉用量為1.5 g時(shí)的回收率，故選擇氯化鈉用量為2.0 g。

2.3.4 碳?xì)饽z用量的選擇

由圖3可知，碳?xì)饽z用量為2 mg時(shí)，治螟磷的回收率較低，且基質(zhì)凈化效果不佳；碳?xì)饽z用量為5 mg時(shí)，樂(lè)果、殺撲磷、益棉磷的回收率偏高；碳?xì)饽z用量為15 mg時(shí)，各種有機(jī)磷農(nóng)藥的回收率在85%～102%之間；碳?xì)饽z用量為20～30 mg時(shí)，部分有機(jī)磷回收率明顯下降，說(shuō)明碳?xì)饽z用量過(guò)多，反而會(huì)吸附部分有機(jī)磷農(nóng)藥。故選擇碳?xì)饽z用量為15 mg。

圖3 凈化劑用量對(duì)7 種有機(jī)磷回收率的影響Fig.3 Effect of amount of purifying agent on the recoveries of seven organophosphorus pesticides

2.3.5 凈化時(shí)間的選擇

由表3可以看出，在凈化時(shí)間長(zhǎng)于1 min后有機(jī)磷的回收率普遍呈降低趨勢(shì)，這是因?yàn)閮艋瘯r(shí)間過(guò)長(zhǎng)，部分有機(jī)磷被碳?xì)饽z吸附，導(dǎo)致回收率降低，故選擇凈化時(shí)間為0.5 min。

表3 凈化時(shí)間對(duì)7 種有機(jī)磷回收率的影響Table 3 Effect of purification time on the recoveries of sevenorganophosphorus pesticides %

2.4 方法的線(xiàn)性方程及檢出限

選擇空白冬瓜基質(zhì)溶液配制0.01～3.0 μg/mL范圍的混合有機(jī)磷標(biāo)準(zhǔn)溶液，依據(jù)1.3.3節(jié)色譜條件進(jìn)行檢測(cè)，線(xiàn)性回歸方程如表4所示。在0.01～3.0 μg/mL范圍內(nèi)，7 種有機(jī)磷農(nóng)藥均呈現(xiàn)良好的線(xiàn)性關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)均大于0.999，檢出限（RSN＝3）為0.002～0.005 μg/mL，定量限（RSN＝10）為0.006～0.015 μg/mL。根據(jù)1.3.4節(jié)樣品處理方法計(jì)算得到方法的檢出限為0.4～1.0 μg/kg，定量限為1.2～3.0 μg/kg。

表4 線(xiàn)性方程、檢出限和定量限Table 4 Linear equations,limits of detection,and limits of quantification

2.5 精密度及準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)結(jié)果

取冬瓜為空白樣品，按照1.3.4節(jié)處理樣品，采用低、中、高3 個(gè)梯度進(jìn)行加標(biāo)實(shí)驗(yàn)，有機(jī)磷混合標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度分別為0.020、0.10、0.50 μg/mL（相當(dāng)于4.00、20.0、100.0 μg/kg）；按1.3.3節(jié)進(jìn)行GC測(cè)定，每個(gè)加標(biāo)水平平行測(cè)定6 次，平均加標(biāo)回收率結(jié)果如表5所示。7 種有機(jī)磷農(nóng)藥加標(biāo)平均回收率在85.5%～102%之間，RSD為0.7%～5.6%，說(shuō)明本方法測(cè)定有機(jī)磷農(nóng)藥結(jié)果的精密度良好、準(zhǔn)確度高。

表5 7 種有機(jī)磷農(nóng)藥測(cè)定結(jié)果的平均回收率及精密度（n＝6）Table 5 Average recoveries and precision of seven organophosphorus pesticides (n=6)

2.6 實(shí)際樣品測(cè)定結(jié)果

依據(jù)本方法對(duì)廣東肇慶端州區(qū)某菜市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)的蘋(píng)果、菜心、黃瓜、玉米、雪梨、彩椒、番茄7 種水果蔬菜進(jìn)行分析，均未檢測(cè)出治螟磷、樂(lè)果、殺螟硫磷、對(duì)硫磷、殺撲磷、三唑磷、益棉磷農(nóng)藥殘留。并對(duì)7 種果蔬樣品進(jìn)行低水平加標(biāo)實(shí)驗(yàn)，加標(biāo)量為4.00 μg/kg，平行測(cè)定6 次，如表6所示，平均回收率在84.9%～112%范圍，RSD為0.9%～7.5%。

表6 果蔬樣品測(cè)定結(jié)果（n＝6）Table 6 Results of determination of pesticide residues in fruit and vegetable samples (n =6)

2.7 方法對(duì)比

分別用碳?xì)饽z按照1.3.4節(jié)處理冬瓜樣品，以及用ProELutQuE 64587凈化劑按照NY/T 761—2008方法處理冬瓜樣品[28]，凈化效果如圖4所示。碳?xì)饽z凈化劑相比ProELutQuE 64587凈化劑處理的效果更好，色譜圖無(wú)明顯的雜質(zhì)峰，且基線(xiàn)平穩(wěn)。將本方法與文獻(xiàn)[28-30]方法進(jìn)行比較，如表7所示，本方法具有材料制備成本低、凈化劑用量少、檢出限低、方法線(xiàn)性范圍較寬、準(zhǔn)確可靠等優(yōu)點(diǎn)。

表7 不同凈化劑方法對(duì)比Table 7 Comparison of different purification methods

圖4 ProELutQuE凈化劑（A）和碳?xì)饽z（B）處理冬瓜的GC圖Fig.4 GC chromatograms of wax gourd samples purified with ProELutQuE (A) or carbon aerogel (B)

3 結(jié)論

利用槐角豆碳?xì)饽z作為固相萃取凈化劑，建立分散固相萃取凈化、GC法檢測(cè)水果蔬菜中7 種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量的分析方法，通過(guò)與ProELutQuE 64587凈化劑對(duì)比發(fā)現(xiàn)，槐角豆碳?xì)饽z凈化效果好、凈化劑用量少、檢出限低、線(xiàn)性范圍寬，凈化時(shí)間僅需0.5 min，大大節(jié)約前處理時(shí)間，此方法準(zhǔn)確可靠，可為相關(guān)從業(yè)人員提供方法依據(jù)。