利用分散固相萃取凈化—GPC—GCMS快速分析魚塘水中21種農藥的研究

何曉東

摘要：本文為了探究魚塘水中21中農藥成分，建立乙醚小體積液萃取和PSA分散固相萃取，在魚塘水樣中加入內標磷酸三丁酯，提取乙醚后取出清液研究。基于此，本文以分散固相萃取凈化作為研究對象，通過實驗研究分散固相萃取凈化方法，科學選擇分散固相萃取條件和GPC條件，并對最終實驗結果進行研究。

關鍵詞：在線凝膠色譜；魚塘水；農藥分析

引言：

現如今，人類各項生產活動中都會應用到農藥，如果超范圍、超劑量使用農藥，將會對地表水造成污染。雖然農藥在地表水中含量微乎其微，但是依舊會影響到農業生產，導致魚塘養殖業中的魚類和蝦類逐漸產生耐藥性，嚴重情況下會造成魚蝦死亡。地表水中殘留的農藥里具有有機磷和氨基甲酸酯，人們可以使用氣相色譜與質譜聯合方法分散固相萃取凈化魚塘水。

1.實驗部分

1.1實驗儀器與實驗試劑

本文根據在線凝膠色譜可以凈化大分子農藥雜質特性，在分散固相萃取凈化的同時不需要濃縮水樣，并優化在線凝膠色譜凈化采集時間，建立起分散固相萃取凈化、在線凝膠色譜凈化以及氣質聯用法分析魚塘水中的農藥成分。該試驗方法的靈敏度比較高，操作方便，通用性較強。本次研究實驗中需要使用Shima公司生產的2010ULTRA島津氣相色譜與質譜聯用儀、Thermo公司研發生產的微型漩渦混勻器以及Shimadzu公司研發的LC-20ADGPC凈化系統。

實驗中應用到的試劑有21種魚塘水農藥標準品、分散固相萃取材料、丙酮和環乙烷材料。其中，21種魚塘水農藥標準品中包含每毫升1.0mg的乙醇溶液，并將其作為磷酸三丁酯，以實驗中內標物的身份出現。分散固相萃取凈化材料以N-丙基乙二胺分散固相萃取劑為主，實驗中用到的水為超純水[1]。

1.2提取凈化方法

選定實驗儀器與實驗試劑后，取出10毫升的魚塘水樣品，并在樣品中加入100ng的磷酸三丁酯內標物和1mL的乙醚溶液。渦旋三分鐘后，以每分鐘6000轉的速度高速離心分取上層清液，將清液放在試管中，然后加入0.1g的N-丙基乙二胺分散固相萃取劑，渦旋三分鐘，繼續以每分鐘6000轉的速度高速離心分取上層清液，微膜過濾以后進樣可以進行在線凝膠色譜凈化與氣相色譜、質譜分析。

1.3儀器條件

1.3.1凝膠滲透色譜條件

本次魚塘水21種農藥成分研究實驗中，凝膠滲透色譜柱的條件具體如下：（1）凝膠滲透色譜柱為10cm×0.25μm×0.25mmID。（2）凝膠滲透色譜柱的柱溫為40攝氏度。（3）檢測波長為210nm。（4）流動相為丙酮環乙烷，流速為每分鐘0.1毫升。（5）進樣體積為80μl。（6）魚塘水樣品采集時間最低4.06分鐘，最高6.06分鐘，需嚴格保持在時間區間內[2]。

1.3.2氣相色譜條件

本次魚塘水21種農藥成分研究實驗中，氣相色譜條件具體如下：（1）氣相色譜柱為DB-35ms（30m×0.25μm×0.25mmID）。（2）實驗需要載入高純氦氣。（3）PTV進樣口的升溫時需要在5分鐘內保持120攝氏度，以每分鐘100攝氏度的速度將溫度提升到250攝氏度，整體需要維持31.7分鐘。（4）氣相色譜柱箱在升溫的時候，需要在5分鐘內保持82攝氏度，并以每分鐘8攝氏度的速度將氣相色譜柱箱溫度升至310攝氏度，整體需要維持11.75分鐘。（5）氣相色譜研究時以不分流進樣作為實驗進樣模式。

1.3.3質譜條件

以70eV作為EI源，保證離子源的溫度在200攝氏度左右，接口處的溫度在250攝氏度左右，要求質量掃描范圍為m/z45-450，實驗允許溶劑延遲9.5分鐘。

2.實驗結果與結論

2.1萃取條件的選擇

選擇本次魚塘水21種農藥成分研究實驗的萃取條件時，應該先對水體進行小體積液液萃取。萃取是要求實驗人員考察被提取溶液的種類，對乙醚、環乙烷等有機溶液進行科學比較，最終發現乙醚可以將魚塘水中的農藥成分集中，實驗時只需要1毫升的乙醚溶液即可。隨后，取出魚塘水中雜質的時候，需要使用N-丙基乙二胺分散固相萃取劑進行分散固相萃取。經過實驗研究表面，N-丙基乙二胺分散固相萃取劑是目前人們研究食品安全與農藥分析時最常用到的萃取材料，市場中出現的固相萃取材料主要有兩種形式，一種是預裝柱型，另一種是分散劑型。關于N-丙基乙二胺分散固相萃取劑的用量，建議使用0.1g的N-丙基乙二胺分散固相萃取劑取出雜質，這些容量的萃取劑不會對農藥產生顯著吸附作用。表（1）為幾種農藥保留時間、檢出限、工作曲線以及精密度信息，根據表格中數據選取相應的萃取材料，有效提高實驗準確性。

2.2GPC條件的選擇

2.2.1科學選擇進樣量

在線凝膠滲透色譜進樣量和凝膠色譜柱的容量有著密切聯系。一旦超過凝膠色譜柱容量的進樣量，將會導致在線凝膠滲透色譜中的雜質無法徹底去除。但是，如果在線凝膠滲透色譜進樣量過小，將會導致魚塘水中農藥收集時發生遺漏現象，無法保證紫外線檢測儀器的靈敏度。因此，本次研究實驗中以紫外線檢測儀器靈敏度和魚塘水雜質去除效果作為基準，選擇較大凝膠滲透色譜進樣量水平，即80μL的進樣量。

2.2.2明確采樣時間節點

想要確定在線凝膠滲透色譜的具體采樣時間，可以從空白水樣提取液與混合農藥標樣提取液的紫外線吸收色譜圖入手。經過研究發現，空白水樣提取液中存在的雜質出峰時間在2.4分鐘左右，過了3.9分鐘以后雜質逐漸減少；混合農藥標樣提取液的出峰時間為3.5分鐘，過了5.5分鐘后雜質逐漸減少。

2.2.3觀察雜質凈化效果

為了探究魚塘水中雜質的凈化效果，可以取出10毫升水樣，按照上文提到過的實驗方法進行水樣提取與凈化，容量為80μL的進樣量經過在線凝膠滲透色譜分析。隨后額外取出水樣提取液800μL濃度定容到10μL，繼續進行氣相色譜分析，尋找水樣中沒有完全凈化的提取物，以及經過在線凝膠色譜凈化后雜質去除效果。

2.3魚塘水樣品分析

本次魚塘水21種農藥成分研究實驗中，為了防止魚塘水污染導致的魚蝦中毒案件不再發生，人們送檢本地10毫升魚塘水樣品。利用本文中提到的聯合方法進行檢驗，最終在兩處魚塘水樣中發現了甲拌磷成分，具體含量分別為每升0.61μg和79.3μg。在三處魚塘水樣中發現了乙草胺、硫丹以及氯氰菊酯成分，具體含量分別為每升110.9μg、8.5μg以及189.2μg。除此之外，其他農藥成分沒有檢測出，由此可見該方法在魚塘水21種農藥成分研究中是可實施的，可以滿足當前魚塘水樣檢測標準。

總結

總而言之，本文從實際角度出發，采用了分散固相萃取、在線凝膠色譜、氣相色譜以及質譜相結合的方法，成功建立了與魚塘水中氨基甲酸酯類、有機磷類等21中農藥成分殘留物的快速檢測。同時，本次實驗利用在線凝膠色譜法加快了水樣的凈化速度，減少有機溶劑的使用，提高檢測設備的靈敏度，充分證實了該方法的實用性。

參考文獻

[1]王國強，張婷，孫桂進，張炳謙.分散固相萃取凈化-GPC-GC/MS快速分析魚塘水中21種農藥[J].中國刑警學院學報，2016（03）：74-76.

[2]藺大偉，張艷，孫紅雷，李文海，邵凱.SPE-GC/MS法分析魚塘水中的5種農藥[J].法醫學雜志，2015，31（01）：41-43.

（作者單位：賀州市公安局）