磁性石墨烯分散固相萃取測定水果中多種農藥的殘留量

趙廣西，劉志梅

（1.秦皇島市食品藥品檢驗中心，河北秦皇島 066000；2.秦皇島市食品化妝品稽查支隊，河北秦皇島 066000）

農藥因能有效防治病蟲雜草、調節作物生長而成為重要的農業生產資料，但長期濫用農藥，不但污染環境，而且威脅人體健康。為了準確對農藥用量進行監控和評價，各個國家和組織制定了農藥最大殘留限量標準。我國《食品安全國家標準 食品中農藥最大殘留限量》（GB 2763—2019）包含483種農藥的7 107項限量指標。但農藥性質不同，食品種類多樣，對檢測造成極大的困難，因此建立簡便、低成本、高靈敏度的檢測方法非常重要。

檢測過程中，前處理十分重要，時間約占60%。固相萃取法較為常用，但操作煩瑣，且不適用于檢測復雜樣品。磁性石墨烯有著絕佳的電學、光學、力學和磁學性質[1-4]以及較大的比表面積[5]，因此石墨烯分散固相萃取成為當前研究熱點[6-8]。

本研究將磁性石墨烯分散固相萃取與超高效液相色譜-質譜聯用技術結合，建立了水果中6種農藥殘留的測定方法，考察不同的條件對磁性石墨烯分散固相萃取效率的影響。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

LC-20A液相色譜儀（日本島津公司）、AB5500三重四級桿質譜（美國AB公司）、Waters UPLC BEH C18-T3色譜柱（150 mm ×2.1 mm，1.7 μm）、氮吹儀（上海安譜公司）、臺式高速冷凍離心機（上海安譜公司）。

甲醇（色譜純，迪馬公司），乙腈（色譜純，迪馬公司），甲酸（分析純，國藥試劑公司），實驗用水（美國Millipore公司超純水裝置制備），抗蚜威、吡蟲啉、速滅威、撲滅津、丙草胺以及異丙威均來自壇墨質檢標準物質中心。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品處理方法

稱5.0 g樣品，加2.0 g無水硫酸鈉和10 mL乙腈磷酸溶液（100∶1），勻漿后在-4 ℃下，8 000 r/min離心15 min，取上清液于旋蒸瓶。重復后合并，45 ℃旋蒸到近干。加2 mL乙腈超聲溶解，再加3 mL乙腈飽和正己烷，渦旋后將上清液轉至離心管中，4 000 r/min離心5 min，將上清液轉移到盛有20 mg Fe3O4試管中，振蕩8 min，管底放磁鐵聚集石墨烯，棄去上層清液，加5 mL丙酮渦旋，將上清液轉到新試管。重復2次，收集洗脫液氮氣吹干，加1 mL流動相溶解。

1.2.2 色譜條件

Waters UPLC BEH C18柱（150 mm ×2.1 mm， 1.7 μm）分離，以0.1%甲酸水溶液（流動相A），0.1%甲酸甲醇溶液（流動相B）梯度洗脫，流速0.35 mL/min，柱溫40.0 ℃，在多反應監測模式（MRM）下采用正離子掃描模式進行定量分析。

梯度洗脫程序：0～2.0 min，10%B；2.0～9.0 min，90%B；9.0～10.0 min，20% B；10.0～12.0 min，10%B。

1.2.3 質譜條件

抗蚜威保留時間3.22 min，離子對239/72、239/182；吡蟲啉保留時間3.67 min，離子對256/175、256/209；速滅威保留5.27 min，離子對166/94、166/109；異丙威保留6.86 min，離子對194/95、194/137；撲滅津保留7.42 min，離子對229/188、229/146；丙草胺保留7.91 min，離子對312/176、312/252。

2 結果與分析

2.1 吸附劑用量

磁性石墨烯的用量是影響效率的重要因素。為研究不同用量對萃取效率影響，設定吸附劑為5 mg、10 mg、15 mg、20 mg和35 mg。結果表明用量在0～20 mg，回收率增加，當用量超過20 mg，回收率略有減低，因此選擇石墨烯用量為20 mg。

2.2 樣液pH

樣液pH值對萃取效率有著重要影響，對吸附劑表面的電荷種類、密度及目標物存在狀態有著重要影響，實驗要求分析物以電中性存在，避免吸附劑表面存在的電荷對吸附過程的影響。實驗研究pH分別為2.0、4.5、7.0、8.0及10.0時對萃取效率影響。結果表明當pH在6.0～8.0時效率最高。可能是目標物在強酸或強堿性下易分解，并且此條件下吸附劑也較穩定，因此選擇pH為8.0。

圖1 抗蚜威、吡蟲啉、速滅威、異丙威、撲滅津和丙草胺的UPLC-MS/MS色譜圖

2.3 離子強度的確定

鹽濃度也是影響萃取效率的重要因素。實驗對0%、2%、4%、5%及10%的NaCl系列濃度進行研究，結果表明NaCl的濃度為2%時萃取效率最高，繼續增大反而降低。可能是隨著NaCl濃度的增高，溶液的離子強度也隨之增加，從而影響了待測物在溶液和萃取劑間的分配系數，使有機物的溶解度降低，有利于目標物析出；而濃度過高，則粘滯阻力影響溶質傳質速度，目標物的擴散系數和萃取能力下降，因此選擇NaCl加2%。

2.4 解吸條件的選擇

目標物的洗脫對回收率的影響十分顯著。比較乙腈、乙醇、丙酮、乙酸乙酯4種有機溶劑的解吸效果。結果表明，丙酮最好，乙腈其次，兩者的解吸效果明顯好于乙醇和乙酸乙酯，因此選取丙酮作為解吸劑。

分別使用2 mL、4 mL、5 mL、8 mL及10 mL丙酮進行洗脫實驗，發現在2～5 mL時回收率增加，5 mL時回收率最大，繼續增加略有降低。這應是隨著萃取量的增加，雜質也增加，影響洗脫效率，因此選擇5 mL作為洗脫體積。

2.5 方法學考察

6種農殘的相關系數在0.995～0.998，有良好的線性關系。以信噪比10倍為定量限，結果表明，6種農藥的定量限為2.5～5.5 μg/kg。取葡萄作為基質，在0.01 mg/kg、0.05 mg/kg和0.50 mg/kg 3個添加水平下，每個濃度6份樣品，回收率范圍為85%～106%，相對標準偏差為4.6%～8.2%。

3 結論

實驗探索了以磁性石墨烯為吸附劑，建立分散固相萃取-液相色譜-串聯質譜法測定水果中多種農藥殘留量的方法。對石墨烯用量、pH、離子強度以及解吸條件進行了優化。結果表明，磁性石墨烯作為固相萃取吸附劑，有良好的富集能力和負載量。本方法具有良好的線性關系，回收率高，定量限滿足需求。據此推斷，石墨烯經過不斷推廣改良之后，將應用于更多復雜基質的處理中，具有好的發展前景。