共振散射法快速測定甘蔗中久效磷殘留

摘要：在酸性溶液中，久效磷和鎢酸鈉作用形成雜多酸，該雜多酸與堿性三苯甲烷染料羅丹明B(RhB)結(jié)合，形成締合物粒子，導(dǎo)致體系在λex／λem=614nm／614nm產(chǎn)生強烈的散射。本研究利用雜多酸體系共振散射法建立了快速測定久效磷殘留的新方法。結(jié)果表明，久效磷濃度在0.62—200nmol／L范圍內(nèi)，體系散射強度與久效磷含量有良好的線性關(guān)系(r=0.9988)，檢出限為0.079nmol／L，加標(biāo)回收率為92.9％—108.0％。與氣相色譜法對照，新建方法靈敏、快速，可用于甘蔗中久效磷殘留的快速測定。

關(guān)鍵詞：共振散射；快速測定；雜多酸；久效磷殘留

中圖分類號：0657 文獻標(biāo)識號：A 文章編號：1001—4942(2010)11—0097—05

久效磷是一種高效劇毒殺蟲劑，其污染對人體健康和環(huán)境危害巨大，在果蔬生產(chǎn)中嚴禁使用。目前常用的有機磷農(nóng)藥檢測方法是氣相色譜法、液相色譜法和酶聯(lián)免疫法等，但存在儀器、耗材昂貴，分析速度較慢的缺點。

雜多酸是一類以無機酸為配位中心的金屬氧化物簇型配合物，對它的研究主要圍繞雜多酸陰離子的制備、表征、性質(zhì)測定和在分析化學(xué)及催化等方面的應(yīng)用。近年來，將有機基團引入雜多酸化合物來改變其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，開發(fā)新的應(yīng)用領(lǐng)域，成為新的研究熱點。

共振散射(RRs)是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的一種新興的分析技術(shù)，具有簡便快速、靈敏度高的特點，最常用的共振散射探針是有機染料，已廣泛應(yīng)用于蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子及無機化合物的研究。

在雜多酸體系中用共振散射技術(shù)檢測久效磷的方法尚未見報道。本研究建立了在酸性介質(zhì)中，以堿性有機染料羅丹明B(RhB)為共振散射探針測定甘蔗中久效磷的新方法。

1 材料和儀器

1.1 材料和試劑

久效磷標(biāo)準(zhǔn)品：1.000mg/ml(國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心)；久效磷標(biāo)準(zhǔn)工作液：按照實驗要求以超純水逐級稀釋久效磷標(biāo)準(zhǔn)品為3×10^-5mol／L，該溶液為久效磷標(biāo)準(zhǔn)溶液；鎢酸鈉(Na₂WO₄·2H₂O)溶液：0.6g／L；RhB溶液：20mg/L；硫酸溶液：0.5mol／L和5.0moL／L。所用試劑均為分析純，實驗用水均為超純水。

1.2 儀器與設(shè)備

970CRT型熒光分光光度儀(上海精密儀器廠)；17B氣相色譜儀(日本島津公司)；KQ118超聲波振蕩儀(昆山市超聲儀器有限公司)；CHI—630型電化學(xué)分析儀(美國CHI公司)；RE—52旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠)。

2 方法與結(jié)果

2.1 久效磷含量的測定方法

取一定量的久效磷標(biāo)準(zhǔn)溶液或樣品溶液于25ml的比色管中，依次加入0.5mol／L硫酸溶液2.30ml、0.6g／L鎢酸鈉溶液1.80ml，混勻后30℃(3水浴10min，再加入5.0mol／L硫酸溶液5.20ml、20mg/L RhB3.00ml，加水至刻度混勻，30％水浴15min，在λex／λem=614nm／614nm條件下測定其共振散射強度F。以F對久效磷的濃度C作圖得工作曲線，由樣品溶液的F即可得其久效磷的含量。

2.2 測定體系與RhB的共振散射譜圖

取1只25 Tnl比色管依次加入0.5 mol／L硫酸溶液2.30ml、5.0mol／L硫酸溶液5.20ml、20mg/L RhB溶液3.00ml，加水至刻度后混勻；另取3只25ml比色管，分別加入久效磷標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00、2.00、4.00ml，其他操作按照2.1實驗方法，在970CRT熒光分光光度計上分別掃描其同步共振散射(λex=λem)光譜圖，示于圖1。曲線A表明，RhB溶液在576nm產(chǎn)生一個較弱的共振散射峰；曲線c、D表明，本體系的締合物顆粒在614nm產(chǎn)生一個共振散射峰。曲線A、B體系中不含有久效磷，沒有形成新的共振散射峰，說明體系內(nèi)無締合物形成；在曲線C、D體系中久效磷與鎢酸鈉形成雜多酸，雜多酸又與RhB反應(yīng)生成了締合物，在614nm處形成了新的散射峰，散射峰的強度隨久效磷濃度增大而增加。

根據(jù)共振散射公式：

I_RRS=KcbE_ex(入_ex)E_em(入_em)在一定的儀器條件下，共振光散射強度與散射粒子的濃度呈正比。據(jù)此可用共振散射法定量測定樣品中的久效磷殘留。

2.3 循環(huán)伏安曲線

取25ml比色管A、B，分別加入1×10^-3mol／L久效磷0.30ml，A管中不加入RhB，其他操作按照2.1實驗方法，在－1.0—2.0V范圍內(nèi)分別掃描了久效磷鎢雜多酸及其與RhB締合物的循環(huán)伏安掃描曲線，示于圖2。結(jié)果表明久效磷鎢雜多酸在0.62V有一電位峰，而在久效磷鎢雜多酸溶液中加入了RhB溶液后在0.62v處電位峰消失，這說明RhB與久效磷鎢雜多酸形成了新的離子締合物，這與實驗結(jié)果相符，說明該體系形成了久效磷雜多酸-RhB的締合物。

本體系包含兩個主要化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)一：久效磷與鎢酸鈉作用形成久效磷鎢雜多酸；反應(yīng)二：久效磷鎢雜多酸與RhB作用形成離子締合物，產(chǎn)生共振散射。下面分別研究了不同酸度對這兩個反應(yīng)的影響。

2.4.1 久效磷鎢雜多酸反應(yīng)中酸度的影響取12只比色管各加入3.0×10^-5mol／L久效磷標(biāo)準(zhǔn)溶液2.00ml，依次加入不同量的0.5mol／L硫酸溶液，其他操作按照2.1實驗方法，測定體系的共振散射光強度F，另取12只比色管除不加久效磷標(biāo)準(zhǔn)溶液，其它操作同上述，測定體系的共振散射光強度F_b，計算△F(AF=F-F_b)。實驗表明，隨著該硫酸溶液加入量的增加，體系的共振散射光強度逐漸增強，但在2.20—3.60ml范圍內(nèi)其共振散射光強度△F達到最大，在3.60ml后其共振散射光強度△F逐漸減弱。所以本實驗選擇0.5mol／L硫酸溶液2.30ml。

2.4.2 締合反應(yīng)中酸度的影響取12只比色管各加入久效磷標(biāo)準(zhǔn)溶液2.00ml，分別加入不同量的5.0mol／L硫酸溶液，其他操作按照2.1實驗方法進行，測定體系的共振散射光強度F，另取12只比色管除不加久效磷標(biāo)準(zhǔn)溶液，其它操作同上述，測定體系的共振散射光強度F_b，計算△F(△F=F—F_b)。實驗表明，隨著5.0mol／L硫酸溶液加入量的增加，共振散射光強度△F逐漸增大，當(dāng)加入5.0moL／L硫酸溶液5.20ml時，其共振散射光強度△F達到最高，其后又逐漸減小。所以本實驗選擇5.0moL／L硫酸溶液用量為5.20ml。

2.5 鎢酸鈉溶液用量的影響

取12只比色管各加入3×10^-3mol／L久效磷標(biāo)準(zhǔn)溶液2.00ml，再分別加入不同量的0.6g/L鎢酸鈉溶液，其他操作按照2.1實驗方法進行，測定體系的共振散射光強度F。另取12只比色管除不加久效磷標(biāo)準(zhǔn)溶液，其它操作同上述，測定體系的共振散射光強度F_b，計算△F(△F=F—F_b)。實驗表明，在強酸溶液中隨著鎢酸鈉溶液加入量的增加，體系的共振散射光強度AF逐漸增大，當(dāng)鎢酸鈉溶液的用量在1.80ml時，△F達到最大，其后又逐漸減小。所以本實驗選用0.6g/L鎢酸鈉溶液1.80ml。

2.6 RhB溶液用量的影響

取12只比色管，固定久效磷標(biāo)準(zhǔn)溶液用量為2.00ml和其他實驗條件，加入不同量的RhB溶液，按照2.1實驗方法，測定體系的共振散射光強度F，另取12只比色管，除不加入久效磷標(biāo)準(zhǔn)溶液外，其它操作同上述，測定體系的共振散射光強度F_b，計算△F(△F=F—F_b)。實驗表明RhB溶液用量在3.00ml時△F達到最大。此時的RhB用量能夠與久效磷鎢雜多酸完全締合且空白最小、靈敏度最高。本實驗選用20mg／LRhB溶液3.00ml。

2.7 形成締合物反應(yīng)時間和反應(yīng)溫度的影響

準(zhǔn)確吸取3×10^-3mol／L久效磷標(biāo)準(zhǔn)溶液8.00ml于100ml容量瓶中，再依次加入0.5mol／L硫酸溶液9.20ml、0.6g／L鎢酸鈉7.20ml，混勻后分別在25℃、30℃、40℃、50℃水浴中放置10min，然后分別加入5.0mol／L硫酸溶液20.80ml、20mg／L RhB溶液12.00ml，加水至刻度混勻，然后把容量瓶分別在25℃、30℃、40℃、50℃水浴中加熱，按照2.1實驗方法，每隔5min分別測定不同溫度下的共振散射光強度F。另取一容量瓶，除不加入久效磷標(biāo)準(zhǔn)溶液外，其它操作分別同上述，測定不同溫度下的共振散射光強度F_b，計算△F(△F=F—F_b)，結(jié)果示于圖3。實驗表明，體系的反應(yīng)溫度為30℃時，其共振散射光強度最大且較穩(wěn)定；反應(yīng)時間在0—15min內(nèi)，隨著時間的延長，△F逐漸增大；在反應(yīng)進行15min后，體系的共振散射強度穩(wěn)定，所以本實驗選擇反應(yīng)溫度為30℃、反應(yīng)時間為15min。

2.8 工作曲線

按照實驗方法，測定不同標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的測定體系共振散射光強度F值，以共振散射光強度F對久效磷濃度c(nmol／L)繪制工作曲線，示于圖4。實驗表明，共振散射光強度在久效磷濃度0.62—200nmoL／L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，其回歸方程為F＝2.972C+256.7，相關(guān)系數(shù)為0.9988，檢出限為0.079nmol／L。

2.9 樣品分析和對照實驗

分別稱取已剪碎甘蔗食用部分和甘蔗皮50g于100ml燒杯中，加入50ml丙酮超聲萃取10min后過濾，再加入30ml丙酮超聲萃取10min后過濾，合并濾液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上35℃水浴蒸發(fā)至近干，再加人5.00ml蒸餾水繼續(xù)蒸發(fā)10min。定量轉(zhuǎn)移該樣品溶液于10ml容量瓶中，加水至刻度混勻，該溶液為樣品待測液。按照2.1實驗方法測定樣品中久效磷的含量，并用國標(biāo)方法一氣相色譜法進行了對照實驗，結(jié)果(表1)表明，新方法可獲得與國標(biāo)方法相同的滿意結(jié)果。

2.10 加標(biāo)回收實驗

準(zhǔn)確吸取一定量的樣品待測液，分別加入不同量的久效磷標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照2.1實驗方法做加標(biāo)回收實驗，平行測定6次，結(jié)果表明，平均回收率在92.9％—108.0％之間(表2)。

3 結(jié)論與討論

本研究利用久效磷鎢雜多酸體系共振散射建立了測定久效磷殘留的新方法，使雜多酸的研究與應(yīng)用從無機酸擴展到有機磷化合物的范圍，該方法儀器要求簡單，測定快捷方便，成功應(yīng)用于甘蔗中久效磷的快速測定，這對更多結(jié)構(gòu)新穎、性能奇特的雜多酸的合成以及有機磷農(nóng)藥的測定都有一定的理論意義和學(xué)術(shù)價值。但是本實驗只對久效磷的測定進行了探索，對其它有機磷農(nóng)藥的測定有待于進一步研究。