于 輝,史俊穩,趙 萍*
(北京吉天儀器有限公司,北京 100015)
基質固相分散輔助加速溶劑萃取-氣相色譜法測定花生中有機磷農藥殘留
于 輝,史俊穩,趙 萍*
(北京吉天儀器有限公司,北京 100015)
基質固相分散輔助加速溶劑萃取-氣相色譜法測定花生中5種有機磷農藥殘留。花生樣品與硅藻土、弗羅里硅土混合后裝填萃取池,加速溶劑萃取儀在10.0MPa、80℃條件下,丙酮作為提取溶劑,加熱5min,靜態提取5min,循環2次的條件下用氣相色譜(氮磷檢測器)進行分析。在添加水平為0.05、0.1mg/kg時,花生中5種有機磷農藥的加標回收率為88.2%~104.5%,測定結果的相對標準偏差為3.2%~7.1%(n=6),檢出限為0.030~0.038mg/kg。該法具有良好的分離效果、較寬的線性關系和較高的靈敏度。
加速溶劑萃取;氣相色譜;有機磷農藥;基質固相分散
有機磷農藥在農業中被廣泛使用,目前農殘分析的前處理技術仍采用索氏抽提[1-2]、振蕩提取、超聲波提取等方法[3-5],不僅耗費時間長,而且提取效率低。花生中的高脂肪含量對提取后的凈化提出了較高要求,否則脂肪對色譜柱、檢測器造成損傷并產生信號抑制作用[6],同時影響測試數據的準確性。
加速溶劑萃取技術具有溶劑用量少、提取時間短和高度自動化的優點[7],已被美國 EPA收錄為處理同體樣品的標準方法之一[8],并已應用于土壤、食品、藥物等樣品中殘留物的提取[9-14]。但由于在高溫高壓下萃取,許多共提物對后續的測定產生干擾,通常需要額外的凈化步驟去除干擾。基質固相分散可輔助加速溶劑萃取,其基本原理是將樣品與固相分散劑或支持體一起研磨,使樣品中各組分與具有較大比表面積的分散劑充分接觸和作用,經過加速溶劑萃取儀提取后,可同時達到凈化的目的,去除干擾[15]。
本研究采用加速溶劑萃取法提取花生中的有機磷農藥,基質固相分散法凈化萃取物,利用氣相色譜測定,建立花生中5種有機磷農藥殘留的檢測技術。該方法簡單、快速、回收率和精密度好,并與傳統的提取技術進行比較,旨在為花生中有機磷農藥測定方法的建立提供參考。
1.1 材料、試劑與儀器
去殼花生 市購。
5種有機磷農藥標準樣品(國家環保總局標準樣品研究所):樂果、馬拉硫磷、對硫磷、甲基對硫磷、敵敵畏的質量濃度均為100mg/L,用丙酮稀釋成不同質量濃度的混合標準應用液,于-18℃條件下儲存;丙酮、石油醚、乙酸乙酯(均為農殘級)。
APLE-2000快速溶劑萃取儀(配33mL不銹鋼萃取池)北京吉天儀器有限公司;6820氣相色譜儀(配氮磷檢測器(NPD))、HP-5MS(30m×0.320mm,0.25μm)石英毛細管柱 美國Agilent公司;旋轉蒸發儀 上海上自儀轉速表儀表電機有限公司;SHB-III型循環水式多用真空泵 鄭州長城科工貿有限公司;DFT-100手提式高速中藥粉碎機 溫嶺市林大機械有限公司;氟羅里硅土(Florisil,80~10目,農殘級),在 450℃的馬弗爐中灼燒4h,然后放入干燥器中冷卻至室溫,備用;硅藻土(青島川一硅藻土有限公司),使用前在馬弗爐經 600℃烘烤6h,然后放人干燥器中冷卻至室溫,備用。
1.2 樣品提取
1.2.1 基質固相分散輔助加速溶劑萃取在線凈化法
去殼花生樣品測定前用手提式高速中藥粉碎機打碎研磨,于-18℃條件下儲存。稱取1g(精確到0.1mg)樣品、5g弗羅里硅土[按照弗羅里硅土質量的5%加入水(0.25g),失活],1g硅藻土,放入干凈玻璃研缽中充分混合均勻,裝入33mL萃取池中。
萃取條件:溶劑為丙酮,溫度80℃,壓力10MPa,加熱5min,靜態提取 5min,循環2次,用丙酮快速沖洗樣品,氮氣吹掃收集全部提取液。提取結束后,轉入濃縮瓶中,在水浴 40℃的旋轉蒸發儀中濃縮至干,取下后再加入5mL丙酮,濃縮至 lmL,待 GC分析。1.2.2振蕩萃取法
稱取1g(精確到0.1mg)樣品、2g無水硫酸鈉,加入100mL丙酮振蕩30min。將5g弗羅里硅土(加0.25g水失活)裝入固相萃取小柱,用20mL石油醚淋洗凈化柱,提取液經濃縮后加入已淋洗過的固相萃取柱中用100mL石油醚+乙酸乙酯(95:5,V/V)洗脫,收集洗脫液于濃縮瓶中,在水浴 40℃的旋轉蒸發儀中濃縮至干,取下后再加入5mL丙酮,濃縮至1mL,待GC分析。
1.3 色譜條件
進樣口溫度:200℃;檢測器溫度:340℃;柱溫采用程序升溫:初始溫度60℃,以20℃/min程序升溫至180℃,持續4min,再以35℃/min升溫至200℃,保持1.14min,載氣:氮氣,柱頭壓:30kPa,進樣量為1μL,采用不分流進樣,分流閥打開時間0.75min。
2.15 種有機磷農藥的標準色譜圖
5種有機磷農藥根據色譜保留時間定性,以峰面積定量。在1.3節色譜條件下,對5種有機磷農藥混合標準樣品進樣分析,5種有機磷農藥成分色譜圖見圖1。
宜興市秸桿還田方式主要為套播麥秸稈覆蓋還田和稻秸稈切碎勻鋪后進行播種,然后采用旋耕開溝一體機作業兩種方式。在播種季節寬余、土壤墑情適宜、天氣條件允許的情況下,可采用水稻收獲秸稈切碎勻鋪后,進行施肥、播種,有利于控制播量,均勻播種。然后利用旋耕—開溝一體機進行淺旋耕滅茬、開溝,可起到種、肥、草、泥混合,并消滅露籽的效果。

圖1 質量濃度為0.05mg/kg的5種有機磷農藥的標準色譜圖Fig.1 GC chromatogram of 5 organophosphorus pesticide residues at the concentration of 0.05 mg/kg
2.2 工作曲線和檢出限
將有機磷農藥標準溶液配制成各組分質量濃度為0.05、0.10、0.20、0.40、0.60、1.00mg/L的混合標準溶液。在 1.3節色譜條件下進樣分析,峰面積為縱坐標,有機磷農藥質量濃度為橫坐標,繪制標準工作曲線,5種有機磷農藥的線性方程及相關系數見表1。實驗以3倍信噪比計算儀器的檢測限,并根據下式計算出方法的最低檢出限。

計算出敵敵畏、樂果、甲基對硫磷、馬拉硫磷、對硫磷的檢出限分別為0.034、0.021、0.035、0.038、0.030mg/kg,能滿足定量分析的要求。

表1 5種有機磷農藥的標準曲線Table1 Regression equations of 5 organophosphorus pesticide residues
2.3 空白實驗
用石英砂替代樣品,在與花生樣品相同的條件下做溶劑空白實驗,結果(圖2)未檢出有機磷農藥,說明實驗過程沒有引入干擾成分。
采用國家標準GB/T 5009.145—2003《植物性食品中有機磷和氨基甲酸酯類農藥多種殘留的測定》中的方法[16],稱取20g試樣于三角瓶中,加入5g無水硫酸鈉
和100mL丙酮。振蕩提取30min,過濾后取50mL濾液于分液漏斗中。向分液漏斗中加入50mL 5%氯化鈉溶液,再以50、50、30mL二氯甲烷提取3次,合并二氯甲烷層經無水硫酸鈉過濾后,在旋轉蒸發儀40℃水浴濃縮近干,用丙酮定容至1mL。在1.3節色譜條件下進樣分析,結果(圖3)未檢出有機磷農藥,說明花生樣品中無有機磷農藥存在。

圖2 空白實驗結果的色譜圖Fig.2 GC chromatogram of blank experiments

圖3 花生樣品空白實驗結果色譜圖Fig.3 GC chromatogram of blank samples
快速溶劑萃取儀的提取溫度可以在室溫到200℃之間設置,實驗結果表明,將樣品與硅藻土、弗羅里硅土混合后裝填萃取池,丙酮作為提取溶劑,溫度80℃,壓力10MPa,加熱5min,靜態提取5min,循環2次就可以將樣品中的待測農藥殘留完全提取出來,無需額外的SPE小柱凈化,時間短、效率高,所用溶劑量少,儀器全自動運行,安全可靠。
2.5 凈化方法
大多數樣品經萃取后,須把共提的雜質如色素和脂類分離除去,然后測定。本實驗改萃取和凈化為一步,將弗羅里硅土與樣品混合在一起萃取,并做未加吸附劑對比加標回收率實驗,結果表明加吸附劑處理的樣品其加標回收率未見下降且雜質峰減小。因此,本方法可將干擾物質吸附于固體中,達到凈化的目的。
2.6 加標回收率和精密度
準確稱取花生樣品6份,加入有機磷農藥的混合標準溶液分別為 0.05、0.1mg/kg兩個水平,平衡24h后,依1.2.1節中加速溶劑萃取法操作,結果見表2。加標回收率為 88.2%~104.5%,相對標準偏差為3.2%~7.1%。

表2 加標回收率和精密度(n=6) Table 2 Recovery rates and precision of spiked samples (n=6)%
2.7 加速溶劑萃取法與振蕩提取法比較
比較加速溶劑萃取法與振蕩提取法,結果見表3。對于有機磷農藥,振蕩提取法加標回收率為 57.0%~75.0%,加速溶劑萃取法加標回收率為 90.3%~104.5%。加速溶劑萃取的結果有明顯優于振蕩提取的結果。

表3 不同方法加標回收率的比較Table3 Comparison of recovery rates determined by using different extraction methods%
采用線凈化基質固相分散輔助加速溶劑萃取-氣相色譜法對花生中5種有機磷農藥殘留進行分析,樣品的前處理操作簡便,溶劑用量少,萃取速度快,樣品無需柱層析凈化,實現了花生中多種有機磷農藥殘留的同時測定,對有機磷組分的提取率比傳統振蕩提取法高,是一種測定花生中有機磷農藥的快速、簡便的方法,值得推廣應用。
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Determination of Organophosphorus Pesticide Residues in Peanut by Assisted Solid-phase Dispersion Accelerated Solvent Extraction-Gas Chromatography
YU Hui,SHI Jun-wen,ZHAO Ping*
(Beijing Titan Instruments Co. Ltd., Beijing 100015, China)
Five organophosphorus pesticide residues from peanut were determined by using solid-phase dispersion-assisted accelerated solvent extraction coupled with gas chromatography. The peanut samples were mixed with florisil and diatomite to fill the extraction instrument. Extraction was performed with acetone at 10.0 MPa and 80 ℃ for heating 5 min and static extraction 5 min. Elution was analyzed with GC-NPD detector. At the spiked sample levels of 0.05 mg/kg and 0.1 mg/kg, the recovery rates of organophosphorus pesticide residues were 88.2%-104.5% with a relative standard deviation less than 7.1% and the detection limit of 0.030-0.038 mg/kg. This method has excellent resolution, high sensitivity, good precision and wide linearity.
accelerated solvent extraction;organophosphorus pesticide;gas chromatography;matrix solid-phrase dispersion
O658;TS207.53
A
1002-6630(2010)22-0427-04
2010-01-24
于輝(1982—),男,工程師,碩士,研究方向為藥物分析。E-mail:yuhui744@126.com
*通信作者:趙萍(1975—),女,高級工程師,博士,研究方向為藥物分析。E-mail:zhaopingmail@sina.com