超聲輔助分散液液微萃取GC/MS法測定棉花中脫葉磷

張建揚,莫月香

(廣州纖維產(chǎn)品檢測研究院,廣東 廣州 511440)

脫葉劑可分為兩類:一類為觸殺型化合物,通過不同機(jī)制殺傷或殺死植物的綠色組織,同時刺激傷害乙烯的發(fā)生,如脫葉磷;另一類化合物通過促進(jìn)內(nèi)源乙烯的生成,從而誘導(dǎo)棉鈴開裂和葉柄離層的形成,如噻苯隆。脫葉磷,化學(xué)名稱三硫代磷酸三丁酯,因其良好的脫葉效果,目前仍有較強(qiáng)的市場競爭力[1]。脫葉磷對皮膚有刺激性,屬于中等毒性農(nóng)藥,能誘發(fā)姐妹染色單體交換(SCE)[2]。目前,我國針對棉花纖維和紡織品中脫葉磷殘留檢測方法及其限量規(guī)定尚不完善,GB/T 18885—2009對殺蟲劑(含脫葉磷)總量進(jìn)行了限定,GB/T 18412.1—2006和GB/T 18412.3—2006規(guī)定了脫葉磷的測試方法。

目前,測定脫葉磷的前處理方法主要有渦旋萃取[3]、超聲萃取[4-5]、頂空固相微萃取[6]、加速溶劑萃取[7]等。分散液液微萃取(DLLME)是一種集萃取和濃縮一體的新型液相微萃取(LPME)技術(shù),因其具有簡便快速和富集因子高等優(yōu)點,在食品[8-9]、環(huán)境[10-11]、生物[12-13]等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。采用超聲輔助分散液液微萃取技術(shù)對棉花中脫葉磷進(jìn)行殘留量測定和質(zhì)量控制,為棉纖維及其制品的脫葉磷殘留檢測提供參考。

1 試驗部分

1.1 儀器

氣相色譜質(zhì)譜儀(美國Agilent公司);電子天平(精確至0.000 1 g,梅特勒-托利多儀器有限公司);SM-5200DT型超聲波清洗器(南京舜瑪儀器設(shè)備有限公司);微孔濾膜(0.22μm,上海安譜實驗科技股份有限公司)。

1.2 試劑

乙腈(色譜純,BCR International Trading Co.,Ltd);甲醇(色譜純,上海安譜試驗科技股份有限公司);四氯化碳、乙酸乙酯、丙酮、二氯甲烷、二甲苯、二硫化碳、三氯甲烷(分析純,廣州化學(xué)試劑廠);脫葉磷(Butiphos,97.9%,LGC有限公司)。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

稱取脫葉磷標(biāo)準(zhǔn)品10 mg(精確至0.000 1 g),用色譜純乙腈定容至100 m L,得到濃度為100 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲備液。將標(biāo)準(zhǔn)儲備液逐級稀釋,配制成合適濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.4 樣品前處理

稱取棉花樣品2 g,置于50 m L錐形瓶中,加入20 m L乙腈-水(體積比1∶1),超聲提取30 min后,用0.22μm微孔濾膜過濾,取2 m L濾液到10 m L離心管中,添加100μL乙腈和100μL四氯化碳,超聲5 min后取出,在4 000 r/min下離心2 min,吸取下層提取液至進(jìn)樣瓶襯管中,進(jìn)行GC/MS分析。

1.5 氣相色譜-質(zhì)譜條件

色譜柱:HP-5MS毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25μm);升溫程序:初始溫度50℃(2 min),以15℃/min升至180℃(1 min),以10℃/min升至270℃(5 min);進(jìn)樣口溫度270℃,傳輸線溫度280℃,載氣為氦氣,純度大于等于99.999%,流量1.0 m L/min;溶劑延遲5.0 min,電離能為70 e V,電離方式為EI,進(jìn)樣量為1μL,掃描范圍質(zhì)荷比為50～500;進(jìn)樣方式為無分流進(jìn)樣,采集模式為SCAN/SIM同時采集,脫葉磷的定量選擇離子和特征離子見表1,總離子流圖如圖1所示。

表1 脫葉磷的質(zhì)譜特征

圖1 脫葉磷的GC-MS總離子色譜圖

2 結(jié)果與討論

2.1 超聲萃取溶劑選擇

討論不同萃取溶劑(乙腈-水、甲醇-水、甲醇-乙腈-水)的萃取效果(表2)和乙腈-水體積比對脫葉磷提取效率的影響(圖2),以回收率為參考,得出結(jié)論:乙腈-水體積比為1∶1時,脫葉磷的萃取效果最好。

表2 不同萃取溶劑對脫葉磷提取效率的影響 單位:%

圖2 乙腈-水體積比對萃取效果的影響

2.2 超聲萃取時間

探討不同萃取時間對脫葉磷提取效率的影響,見表3。由表3可知,隨著萃取時間增加,脫葉磷的提取效率增大,當(dāng)時間超過30 min時,提取效率變化不明顯。故萃取時間以30 min為宜。

表3 萃取時間對脫葉劑提取效率的比較 單位:%

2.3 分散劑及其體積

以四氯化碳為萃取劑,考察了乙腈、甲醇、丙酮、乙酸乙酯等溶劑為分散劑對脫葉磷提取效率的影響,結(jié)果如圖3所示。結(jié)果顯示以乙腈為分散劑時脫葉磷有較高的提取效率。同時對分散劑用量進(jìn)行優(yōu)化,以四氯化碳為萃取劑,分別加入50、100、150、200μL和300 μL乙腈作為分散劑,萃取回收率如圖4所示。由圖4可知,最優(yōu)乙腈體積為100μL。

圖3 不同分散劑對脫葉磷提取效率的影響

圖4 乙腈用量對提取效率的影響

2.4 萃取劑及其體積

以乙腈為分散劑,比較了二甲苯、二硫化碳、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳5種萃取劑對目標(biāo)物提取效率的影響,如圖5所示。相對于二甲苯、二硫化碳、二氯甲烷、三氯甲烷,四氯化碳對脫葉磷的提取效率最佳,故以四氯化碳為萃取劑。在確認(rèn)萃取劑后,對萃取劑用量進(jìn)行考察,如圖6所示。隨著四氯化碳用量增大,回收率也增大,而當(dāng)四氯化碳體積大于100μL時,回收率增大不明顯。因此,四氯化碳最佳用量為100 μL。

圖5 不同萃取劑對脫葉磷提取效率的影響

2.5 線性關(guān)系

按1.5中的色譜條件,對脫葉磷標(biāo)準(zhǔn)工作溶液進(jìn)行分析,記錄峰面積。以濃度(X)為橫坐標(biāo),峰面積(Y)為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線圖,以3倍色譜峰信噪比(S/N=3)對應(yīng)濃度為方法檢出限,結(jié)果見表4。

表4 脫葉磷的線性方程、線性范圍、相關(guān)系數(shù)及檢出限

2.6 加標(biāo)回收率和精密度

以空白棉花為空白樣品,分別考察樣品中含有2.0 mg/kg和5.0 mg/kg含量時,目標(biāo)物的加標(biāo)回收率。每個添加水平測試7次,結(jié)果見表5。結(jié)果顯示脫葉磷的平均回收率分別為93.1%、97.2%,RSD分別為3.08%、2.95%。

表5 加標(biāo)回收率和精密度(n=7)

2.7 實際樣品測試

按上述試驗方法,對新疆棉花、美國棉花和巴西棉花共9份棉花樣品進(jìn)行測定,結(jié)果表明,9份樣品中目標(biāo)物的測定值均低于檢出限。隨后分別以9份樣品為基質(zhì),脫葉磷添加水平為10 mg/kg,進(jìn)行實際樣品加標(biāo)回收,結(jié)果見表6。

表6 實際樣品加標(biāo)回收率 單位:%

將本方法與國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18412.1—2006和GB/T 18412.3—2006進(jìn)行比較(見表7),結(jié)果顯示3種方法測得的結(jié)果相近,表明了本方法的可靠性和準(zhǔn)確性。

表7 方法比對結(jié)果

3 結(jié)論

建立測定棉花中脫葉磷的超聲輔助分散液液微萃取法。該方法相較于GB/T 18412.1—2006和GB/T 18412.3—2006,前處理大大節(jié)省了有機(jī)溶劑的使用量,方法簡便、快捷、可靠,可完全滿足棉花中脫葉磷的檢測,同時可以為棉花質(zhì)量控制提供依據(jù)。