超聲輔助分散液液微萃取高效液相色譜法快速測定水樣中的6種農(nóng)藥

滕瑞菊　王歡　王雪梅　蘇加強　馮麗娟　盧小泉

摘要為實現(xiàn)小體積環(huán)境水樣中不同農(nóng)藥的準確、快速、高靈敏測定，通過研究萃取劑、分散劑的種類、體積、鹽濃度及超聲時間對萃取效率的影響，結(jié)合分散液液微萃取與超聲萃取技術，并與高效液相色譜聯(lián)用，建立了快速測定環(huán)境水樣中的吡蟲啉、水胺硫磷、辛硫磷、毒死蜱、噠螨靈和阿維菌素6種農(nóng)藥的方法。在優(yōu)化的萃取條件下，檢測6種農(nóng)藥的線性范圍為10～600 μg/L， 檢出限（S/N=3）為0.8～3.1 μg/L， 相對標準偏差為4.7%～11.3%， 富集倍數(shù)可達到58～187倍。本方法具有良好的線性、精密度和回收率，并具有較好的實用性。

關鍵詞分散液液微萃取； 高效液相色譜； 農(nóng)藥； 環(huán)境水樣

1引 言

農(nóng)藥包括有機磷酸酯（有機磷農(nóng)藥）、氨基甲酸酯類、氯乙酰苯胺和擬除蟲菊酯類，在農(nóng)業(yè)上用于防治病蟲及調(diào)節(jié)植物生長、除草等。由于各類農(nóng)藥的廣泛而長期使用和處置不當，它們會對空氣、水、土壤和農(nóng)產(chǎn)品造成嚴重污染，最終危害生態(tài)系統(tǒng)和人類健康，因此我國GB27632014《食品安全國家標準 食品中農(nóng)藥殘留最大限量》[1]、GB38382002《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》[2]等標準，從多方面對農(nóng)藥殘留進行了限定。現(xiàn)代分析技術已經(jīng)應用到農(nóng)藥檢測[3～6]。然而，在復雜的環(huán)境介質(zhì)中殺蟲劑是痕量級的，它們的直接分析通常很困難。在進行儀器分析之前，樣品的富集、濃縮和預處理是必要過程。因此，建立快速靈敏的農(nóng)藥分離、富集及檢測方法在環(huán)境分析和食品分析領域具有重要的意義[7～9]。

傳統(tǒng)的樣品前處理技術存在萃取效率低、有機溶劑消耗大、操作繁瑣等缺點。近年來發(fā)展起來的新型樣品前處理方法主要有固相萃取（SPE）[10]、分子印跡技術（MI）[11]、固相微萃取（SPME）[12]、懸滴微萃取（SDME）[13]、基于中空纖維的液相微萃取（FLPME）[14]、分散液液微萃取（DLLME）[15]等。分散液液微萃取的萃取劑用量少，并通過分散劑使萃取劑和樣品溶液的接觸面積最大化，因而富集倍數(shù)高，檢出限低，同時具有裝置簡單、操作更簡便、萃取時間短、相對標準偏差低等優(yōu)勢，是目前水樣分析最新最佳的前處理方法之一。

本研究采用分散液液微萃取（DLLME）技術，輔以超聲萃取技術（US），通過對萃取條件的優(yōu)化，建立了環(huán)境水樣（黃河水，蔬菜塑料大棚蒸餾水和果汁）中吡蟲啉、水胺硫磷、辛硫磷、毒死蜱、噠螨靈和阿維菌素6種痕量農(nóng)藥的萃取方法， 用高效液相色譜紫外（PLCUV）技術進行分析測定。結(jié)果表明， 本方法不但省時、高效、環(huán)保，而且方法的回收率、富集倍數(shù)、檢出限等均令人滿意，能夠滿足快速測定水樣中痕量農(nóng)藥的測定要求。

2實驗部分

2.1儀器與試劑

1260高效液相色譜儀及其工作站（美國Agilent公司）；KQ3200E型超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）；G165離心機（長沙平凡儀器儀表有限公司）。

標準純品： 吡蟲啉、水胺硫磷、辛硫磷、毒死蜱、噠螨靈和阿維菌素（沈陽科發(fā)新技術開發(fā)公司）。標準儲備液： 分別以甲醇（色譜純）為溶劑配制100.00 mg/L標準儲備液，0～4℃保存，有效期1年。其余各中間系列濃度標準溶液由標準儲備液以甲醇稀釋取得，0～4℃保存，有效期半年。混合標準溶液于0～4℃保存，有效期1月。甲醇、乙腈為色譜純，其它試劑均為分析純，實驗用水為超純水。

2.2色譜條件

Agilent C18色譜柱（150 mm×4.6 mm，5 μm）。流動相： 甲醇水（85∶15， V/V）；流速： 1.00 mL/min； 紫外檢測器波長： 225 nm；柱溫： 室溫；進樣量： 10 μL。

2.3USDLLME操作過程

準確移取含1.00 mg/L混合標準的水樣5.00 mL，加入10.0 mL尖底具塞離心管中，快速移取40.0 μL萃取劑三氯甲烷和0.60 mL分散劑四氫呋喃注入離心管，輕搖后放入超聲儀振蕩3 min，形成試液/三氯甲烷/四氫呋喃的乳濁液體系，以4000 r/min離心4 min，使有機相沉淀于試管底部，用微量進樣器移取沉積相到自動進樣內(nèi)襯管中。取10 μL進行PLC自動進樣分析（如圖1所示）。

3.2USDLLME萃取條件優(yōu)化

3.2.1萃取劑種類與體積的選擇在DLLME中，萃取劑是影響萃取效率的重要因素。萃取劑的選擇主要依據(jù)以下原則： 密度大于水，且不溶于水，便于離心分離；對待測物的溶解能力大，以獲得良好的萃取效率；與分散劑能很好地混溶，增大萃取劑與待測物的接觸面積；具有良好的色譜行為，不影響待測物的定性/定量分析。本實驗考察了常用的鹵代烷烴二氯甲烷（Dichloromethane，密度1.33 kg/L）、三氯甲烷（Chloroform，密度1.49 kg/L）、四氯化碳（Phenixin，密度1.59 kg/L）和綠色環(huán)保的離子液體1丁基3甲基咪唑六氟磷酸鹽（[BMIM][PF6]，密度1.37 kg/L）作為萃取劑。結(jié)果表明（圖3），三氯甲烷作為萃取劑時，形成的乳濁液較穩(wěn)定，沉積相易吸出，富集倍數(shù)最高。

萃取溶劑體積的選擇直接影響DLLME的富集倍數(shù)及回收率。本實驗選取10， 25， 40， 55， 70， 85和100 μL進行萃取劑體積優(yōu)化（圖4）。結(jié)果表明，隨著萃取劑體積增加，目標化合物的富集倍數(shù)逐漸增大，在40 μL后開始逐漸減小；40 μL時有機沉積相的體積適中，便于移取，富集倍數(shù)也比較理想。所以本實驗選取萃取劑體積為40 μL。

3.2.2分散劑種類與體積的選擇在DLLME中，分散劑須與萃取劑和水都有很好的混溶性，促使萃取劑在水中形成的液滴較小，分散均勻，與待測物的接觸面積越大，越有利于待測物從樣品溶液中向萃取劑中轉(zhuǎn)移，萃取效率也越高。本實驗以40 μL三氯甲烷為萃取劑，分別考察0.6 mL的乙腈（Acetonitrile）、丙酮（Acetone）、甲醇（Methanol）和四氫呋喃（etrahydrofuran）作分散劑時的萃取效果（圖5），結(jié)果表明，乙腈、丙酮、甲醇和四氫呋喃得到的沉積相體積分別為18， 10， 7和16 μL。經(jīng)PLC測試，四氫呋喃為分散劑時萃取效率最高。

分散劑體積的選取與水相體積和萃取劑的體積都有關，一般加入0.5～1.5 mL[17]。分散劑體積影響萃取劑在水中的分散程度，進而影響萃取效率。當分散劑體積較小時，體系不能形成乳濁態(tài)；體積較大時，待測物在水中的溶解度增大，不易被萃取劑萃取，使得萃取效率降低。本實驗選取0.4， 0.6， 0.8和1.0 mL的四氫呋喃，分別與40 μL三氯甲烷進行萃取實驗。結(jié)果表明，0.6 mL四氫呋喃為分散劑時萃取效率最高（圖6）。

3.3.1方法的各項指標評價為了驗證USDLLME用于定量分析的可行性，在優(yōu)化條件下，以1， 10， 100， 1000 和2000 μg/L混合標準溶液繪制外標校正曲線。考察了方法的線性范圍、檢出限、精密度、富集因子等。由表1可見，6種農(nóng)藥在10～600 μg/L范圍內(nèi)呈較好的線性關系，其相關系數(shù)R2在0.9912～0.9978之間，以3倍信噪比（S/N=3）所得檢出限在0.8～3.1 μg/L之間，10倍信噪比（S/N=10）所得定量限為 2.6～10.2 μg/L之間。用本方法對6種農(nóng)藥含量均為10 μg/L的水樣進行5次平行測定，批內(nèi)和批間相對標準偏差分別為4.7%～11.3%和6.2%～9.6%，富集因子在58～187之間。表明本方法能滿足實驗選定目標分析物的檢測要求，適宜實際樣品的快速檢測。

3.3.2與其它樣品前處理方法的比較對比了本研究方法與以往相關研究在試劑使用量、萃取時間、回收率和檢出限等方面的優(yōu)缺點（表2）。本研究方法在萃取時間和檢出限方面均具有明顯的優(yōu)勢和顯著的實用性，另外，DLLME方法條件溫和、快速，PLC分離時間短， 紫外檢測靈敏度高， 檢測器便宜，易普及，能滿足實際樣品的分析測定要求。

3.4實際樣品分析

本實驗采集黃河水（蘭州段）、蔬菜塑料大棚蒸餾水、葡萄汁等作為實際樣品，在優(yōu)化條件下進行5次平行測定，同時做50和100 μg/L水平加標回收實驗。樣品經(jīng)離心分離和0.45 μm纖維膜過濾，檢測結(jié)果如表3所示： 黃河水的加標回收率為87.4%～115.4%，蔬菜塑料大棚蒸餾水的加標回收率為86.9%～118.9%， 葡萄汁樣品的加標回收率為70.6%～123.6%，3個實際樣品的相對標準偏差小于9.6%， 10.3%和12.4%。結(jié)果表明，除葡萄汁樣品精密度和回收率稍差外，其余樣品均在一個滿意的范圍內(nèi)，能滿足痕量分析的要求。另外，通過與GB27632014[1]標準對比可知，葡萄汁樣品中殘留低于GB27632014標準規(guī)定的最大限量要求，而GB38382002《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》[2]尚未對本研究所測定的6種農(nóng)藥作出限定。可能由于所采黃河水上游農(nóng)作物較少，故待測物含量偏低，甚至沒有檢出；由于植物蒸騰作用，造成蔬菜塑料大棚蒸餾水待測農(nóng)藥含量較高；而葡萄種植過程中使用殺蟲劑較少，殺菌劑較多，所以葡萄汁中目標化合物含量也較低。

4結(jié) 論

本實驗采用USDLLME與PLCUV聯(lián)用技術建立了一種快速測定實際水樣中吡蟲啉、水胺硫磷、辛硫磷、毒死蜱、噠螨靈和阿維菌素6種農(nóng)藥的新方法。與傳統(tǒng)的萃取方法相比，本方法具有操作簡單、快速、低成本、環(huán)境友好和富集倍數(shù)高等優(yōu)點。實驗結(jié)果表明，USDLLME用于基質(zhì)復雜的葡萄汁樣品的測定可取得滿意的結(jié)果，對于拓寬分散液液微萃取技術的應用范圍具有指導意義。

AbstractA novel method for accurate， fast and sensitive detection of pesticides such as imidacloprid， isocarbophos， phoxim， dursban， imidacloprid， pyridaben and avermectin in environmental water samples has been developed by using ultrasoundassisted dispersive liquidliquid microextraction （UADLLME） coupled with high performance liquid chromatography with ultraviolet detection （PLCUV）. he UADLLME parameters such as types/volumes of extraction/dispersion solvents， ultrasonic time， ionic strength and extraction time were investigated. Under the optimized extraction conditions， the linearity for the detection of six pesticides in the concentration range of 10-600 μg/L was obtained with limits of detections （LODs） of 0.8-3.1 μg/L and relative standard deviations （RSDs） of 4.7%-11.3%. UADLLME method exhibited strong enrichment ability for the six pesticides， and the enrichment factor （EFs） were ranged from 58 to 187. his method had perfect linearity， precision and recovery results， and showed obvious advantages and practicality comparing the previously reported methods.

KeywordsDispersive liquidliquid microextraction； igh performance liquid chromatography； Pesticides； Water samples