Dis-SPE-HPLC-DAD檢測水果中有機磷和氨基甲酸酯類農藥

董祥芝，安鳳秋，李慶，同幟

（西安工程大學環境與化學工程學院，陜西西安710048）

Dis-SPE-HPLC-DAD檢測水果中有機磷和氨基甲酸酯類農藥

董祥芝，安鳳秋，李慶，同幟

（西安工程大學環境與化學工程學院，陜西西安710048）

建立了高效液相色譜-二極管陣列檢測水果中涕滅威、西維因、異丙威、仲丁威、馬拉硫磷等5種有機磷和氨基甲酸酯農藥的方法。前處理方法采用分散固相萃取，樣品以乙腈提取，經無水硫酸鎂和氯化鈉鹽析，PSA凈化后，進行HPLC-DAD檢測。以甲醇/水（體積比70/30）為流動相，流速1 mL/min。DAD檢測器的波長設定為210 nm。5種農藥在0.04 μg/mL～4 μg/mL范圍內線性相關系數均高于0.99，檢出限在0.057 μg/mL～0.60 μg/mL之間。樣品在0.2、0.4、2 μg/mL的加標水平時，平均回收率為73.32%～93.12%，RSD為3.46%～9.36%（n=6）。與傳統固相萃取方法相比，分散固相萃取具有簡便、省時、高精確度和高回收率的優點，可以作為水果中農藥殘留的日常檢測方法。

分散固相萃取；HPLC-DAD；有機磷；氨基甲酸酯

氨基甲酸酯和有機磷農藥是在蔬果中使用率較高的農藥品種，經常用于提高農作物的產量，但是它們在蔬果中的殘留，以及所帶來的毒性已受到人們的廣泛關注。傳統的樣品前處理方法，如索氏提取［1］、溶劑提取［2］，超聲萃取［3］，以及常規的固相萃取［4-5］、基質分散固相萃取［6-8］等技術，都存在著用時長、所需溶劑多、易造成二次污染的缺點。分散固相萃取最早是由Anastassiades等在2003年提出的［9］，因其快速（Quick）、簡單（Easy）、低廉（Cheap）、高效（Effective）、耐用（Rugged）、安全（Safe）等特性，又被稱為QuEChERS法，被美國農業部定為最新農藥殘留檢測方法［10-12］。

由于有機磷和氨基甲酸酯的熱穩定性相差較大，不宜使用GC同時進行分離。但通過LC，無需衍生，可以同時對有機磷和氨基甲酸酯農藥進行檢測［13］。目前鮮見有使用分散固相萃取-液相色譜-二極管陣列檢測器（diode array detection，DAD）對水果中的有機磷和氨基甲酸酯農藥進行檢測的文章。因此，本文的目的在于建立分散固相萃取凈化，對水果中的有機磷和氨基甲酸酯類農藥進行HPLC-DAD分離和檢測的快速分析方法。

1材料與方法

1.1材料與儀器

農藥標準樣品涕滅威、西維因、異丙威、仲丁威、馬拉硫磷（100 μg/mL，甲醇溶劑，純度98%～99%）：中國農業部環境保護監測機構，在-20℃進行保存；甲醇、乙腈（色譜純）：美國Fisher公司；無水硫酸鎂和氯化鈉（分析純）：天津市科密歐化學試劑有限公司；PSA（乙二胺基-N-丙基，primary secondary amine）：德國Macherey-Nagel公司；超純水由實驗室自制；水果樣品隨機購于當地市場。

Agilent 1200型液相色譜儀：美國Agilent公司；艾科浦AWJ2-2009-U型超純水系統：重慶頤洋企業發展有限公司；5810R型高速冷凍離心機：德國eppendorf公司；BB332-A多功能食物攪拌機：佛山市順德伍發電器公司；QL-901型旋渦振蕩儀：海門市其林貝爾公司；HH-S4數顯恒溫水浴鍋：常州國華電器有限公司。

1.2色譜條件

色譜柱：vp-ODS-C18column（ZORBAXSB，4.6mm× 250 mm，5 μm）；流動相：甲醇/水（V/V，70/30）；流速：1 mL/min；柱溫：40℃；進樣量：10 μL。DAD檢測器的波長設定為210 nm。

1.3標準溶液的配制

先將標準溶液用甲醇配制成20 μg/mL的混合標準溶液，再根據需要用甲醇稀釋成4、2、0.4、0.2、0.04 μg/mL的混合標樣，所有的試劑避光存放于-4℃冰箱中保存。

1.4樣品前處理

樣品經食品攪拌機充分混合勻漿，準確稱取5 g樣品于50 mL離心管中，加入10 mL乙腈后，在漩渦振蕩器中進行充分攪拌。加入1 g MgSO4和1 g NaCl后立即再振蕩1 min后，10 000 r/min離心10 min。取上清液1mL于1.5 mL的離心管中，并加入50 mg PSA和50 mg MgSO4，漩渦振蕩1 min后，10 000 r/min離心10 min。將上清液經0.22 μm的濾膜過濾后，直接進液相色譜進行DAD檢測。

2結果與討論

2.1萃取溶劑及樣品量的選擇

甲醇、乙腈和丙酮是較為常用的農殘萃取溶劑。但乙腈能夠有效的將水果表面的蠟質物、脂肪及有機色素排除在外，飽和水層更容易與乙腈層實現分離，因此選擇乙腈作為萃取溶劑。

為實現最佳的萃取效率，優化了樣品量和萃取溶劑的比例。選取10 mL MeCN，1 g MgSO4和1 g NaCl，分別對1、3、5、8、10 g樣品進行萃取。離心后觀察到上清液的顏色均較為透明，說明10 mL MeCN能夠滿足選定的樣品量的萃取。但樣品越多，上清液的轉移就越困難。因此，最終選擇5 g樣品和10 mL MeCN來進行后續的實驗。

2.2檢測波長的確定

對5種農藥進行了紫外光譜掃描，以確定最佳吸收波長。從圖1中可以看出5種農藥的最佳紫外吸收波長為270 nm。但有文獻分別選定210 nm和254 nm作為最佳吸收波長進行檢測［14-15］。因此本實驗選擇210、245及270 nm 3種波長進行液相色譜DAD檢測，發現在245 nm和270 nm處待測物的靈敏度非常差，見圖2。綜合考慮紫外響應值和準確性，選擇210nm作為最終檢測波長。

圖1　5種農藥紫外吸收光譜圖Fig.1UV spectra of pesticides

2.3分散固相萃取條件的優化

圖2　3種不同波長下的農藥混標色譜圖Fig.2Liquid chromatogram of standard mixture pesticides at different wavelengths

分散固相萃取是將凈化和干燥同時進行的，MgSO4的作用主要有兩方面：一是促進兩相分離；二是消除極性雜質。實驗發現，MgSO4的量對西維因、仲丁威及馬拉硫磷的回收率影響不大。但是對涕滅威和異丙威，增加MgSO4的量，回收率會急劇下降。這是因為涕滅威和異丙威在水中的溶解度要遠遠大于其他3種待測物，當樣品的含水量較少時，加入過量的MgSO4反而容易成塊，從而帶來不必要的損失。所以最終選擇1 g MgSO4。

NaCl的鹽析作用可以讓水相趨于飽和來促進水相和有機相的分離。由于待測物均為疏水性物質，且已加入MgSO4將樣品中的水分吸附，因此1g NaCl即能達到最佳分離。

PSA同時具備伯胺和叔胺基團，可以將基質中的色素、有機酸、糖類等從待測物中提取出來。當PSA由25 mg增加至100 mg時，涕滅威的回收率有所增加；馬拉硫磷的回收率有所下降。使用50 mg PSA時，異丙威和仲丁威的回收率最好（圖3）。因此最終選擇50 mg的PSA進行后續試驗。

圖3　PSA對回收率的影響（n=6）Fig.3The effect of PSA amount on the recovery of pesticides（n=6）

為徹底除去殘留的水分，在微量離心管中加入少量的MgSO4。分別加入50、100、150 mg MgSO4后發現西維因的回收率從74%增加到89%，但其他待測物回收率都有所下降。這是因為MgSO4的加入量越大，上清液的移除越困難。因此最終選擇在微量離心管中加入50 mg MgSO4為最佳條件。

2.4方法線性關系

配制0.04 μg/mL～4 μg/mL的標準溶液，在優化條件下建立標準曲線，相關系數R2均高于0.99（表1）。檢出限（LODs）和檢測限（LOQs）分別在0.057 μg/mL～0.60 μg/mL和0.19 μg/mL～1.99 μg/mL之間。

表1　待測物的LOD、LOQ、線性方程及相關系數（n=6）Table 1LOD，LOQ（μg/mL）and standard curve for each analytes（n=6）

2.5加標回收率和精密度

選擇有機蘋果作為對試驗方法的驗證基質，因為有機水果沒有添加任何農藥或除草劑，加標濃度為0.2、0.4、2 μg/mL 3個濃度水平，每個水平平行檢測6次。5種待測農藥的加標回收率為73.32%～93.12%，相對標準偏差（RSD）在3.46%～9.36%之間（表2），結果表明本方法符合檢測要求。

表2　蘋果樣品中待測農藥的加標回收率、精密度（n=6）Table 2The spiked recoveries and precisions of the analytes pesticides in apple sample（n=6）

2.6實際樣品的應用

將優化后的試驗方法用于市場購買的不同種類、不同含水量和基質的水果樣品，包括香蕉、橙子、梨和蘋果，結果見表3和圖4。香蕉作為熱帶水果，含水量最少，含糖量最多；橙子和蘋果有大量的有機酸；梨中有大量的碳水化合物。所有的農藥樣品的回收率在70.79%～91.26%之間，RSD均低于10%。說明本方法可以較好的應用于所選擇的水果樣品。

3結論

本實驗建立了分散固相萃取-液相色譜對常見水果中涕滅威、西維因、異丙威、仲丁威、馬拉硫磷等5種有機磷和氨基甲酸酯類農藥的檢測方法。樣品用乙腈提取，優化了分散固相萃取的實驗條件。樣品在0.2μg/mL～2μg/mL的加標范圍內，平均回收率在73.32%～93.12%，RSD為3.46%-9.36%（n=6）。并將本方法應用于其他常見水果中，農藥樣品的回收率在70.79%～91.26%之間，RSD均低于10%。實驗證明該方法具有操作方便、耗時短、回收率高、重現性好等優點，可以用于水果樣品中有機磷和氨基甲酸酯類農藥的常規檢測方法。

表3　加標0.4 μg/mL實際樣品中待測物的回收率和RSD（n=6）Table 3Recovery and RSD of the pesticides in different samples spiked with 0.4 μg/mL（n=6）

圖4　加標香蕉樣品的農藥色譜圖（0.4 μg/mL）Fig.4Typical chromatogram of pesticides in spiked banana sample（0.4 μg/mL）

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Determination of Organophosphorus and Carbamate Pesticides in Fruits Using HPLC-DAD with Dispersive Solid-Phase Extraction

DONG Xiang-zhi，AN Feng-qiu，LI Qing，TONG Zhi
（College of Environmental and Chemical Engineering，Xi'an Polytechnic University，Xi'an 710048，Shaanxi，China）

A method has been developed for five OPPs and Carbamate pesticides（aldicarb，carbaryl，isoprocarb，fenobucarb，malathion）in fruit samples by high performance liquid chromatography coupled with diode array detector（HPLC-DAD）.Dispersive solid-phase extraction（Dis-SPE）has been used for the preparation：the samples extracted with acetonitrile，salted-out by anhydrous magnesium sulfate and sodium chloride，then cleaned up with PSA，finally analyzed by HPLC-DAD.The mobile phase was methanol/water（V/V，70/30）at a total flow rate of 1 mL/min.The DAD wavelength was 210 nm.The method showed good linearity over the ranges of 0.04 μg/mL-4 μg/mL for five pesticides with correlation coefficients all above 0.99，and the limits of detection were 0.057 μg/mL-0.60 μg/mL.The average recoveries ranged from 73.32%to 93.12%with the RSD were 3.46%-9.36%（n=6）at spiked levels of 0.2，0.4，2 μg/mL.Compared with conventional SPE cleanup，dis-SPE greatly simplified and accelerated sample cleanup and less timeconsuming.Meanwhile，the high recoveries and good accuracy showed the optimal experimental conditions were satisfied.This method was applied to pesticide residue monitoring in fruits from local markets.

dispersive solid-phase extraction（dispersive SPE）；high performance liquid chromatographydiode array detector（HPLC-DAD）；organophosphorus；carbamate pesticides

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.12.025

2014-07-01

董祥芝（1984—），女（漢），工程師，碩士，主要從事分析化學、儀器管理工作。