磁固相萃取結(jié)合超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法檢測(cè)綠茶中19 種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留

郭春麗，余曉峰，韓 芳，賈學(xué)穎，雷雨甜，劉會(huì)佳，吳 瓊，林 童，伊雄海，宋 偉,

（1.合肥海關(guān)技術(shù)中心，食品安全分析與檢測(cè)安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽合肥 230022；2.西寧海關(guān)技術(shù)中心，青海西寧 810000；3.上海海關(guān)動(dòng)植物與食品檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心，上海 200003）

農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用于防治蟲害，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，延長(zhǎng)產(chǎn)品保質(zhì)期等[1-2]。有機(jī)磷類農(nóng)藥是一類含有磷原子的有機(jī)酯類化合物的總稱，主要用于防治植物病、蟲、草害，具有高效、廣譜、易降解特性，因而在茶樹的種植中被廣泛使用[3-4]。朱鳳等[3]研究表明因食品中農(nóng)藥殘留引發(fā)中毒的農(nóng)藥中有機(jī)磷農(nóng)藥占比最大，有機(jī)磷進(jìn)入機(jī)體會(huì)使組織中的乙酰膽堿積累，導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)及膽堿能神經(jīng)功能異常[5-6]，甚至?xí)T導(dǎo)細(xì)胞癌變[7-8]。GB 2763-2021 規(guī)定茶葉中大多數(shù)有機(jī)磷農(nóng)藥的最大殘留限量在0.05 mg/kg[9]，甚至規(guī)定部分高毒性有機(jī)磷農(nóng)藥被直接禁用[9-10]。茶葉中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留問題不可輕視，建立高效可靠的前處理方法對(duì)保障茶葉質(zhì)量安全意義重大。

目前，檢測(cè)有機(jī)磷常用的的前處理方法有固相萃取（SPE）[11-12]、固相微萃取（SPME）[13]、液液萃取（LLE）[14-15]、液液微萃取（LLME）[16]、QuEChERS 技術(shù)[17]等。但上述方法存在前處理步驟繁瑣、耗時(shí)長(zhǎng)、有機(jī)溶劑用量大等不足。有機(jī)磷在基質(zhì)復(fù)雜的茶葉中僅痕量存在，凈化效果不理想會(huì)嚴(yán)重干擾目標(biāo)物的測(cè)定[18]。因此，需要建立一種簡(jiǎn)單高效，快速且經(jīng)濟(jì)安全的前處理方法來富集茶葉樣品中的有機(jī)磷。

磁固相萃取（MSPE）是將含有目標(biāo)分析物的待測(cè)液中加入具有磁性的吸附劑，經(jīng)過萃取，將目標(biāo)物吸附，最后用外加磁場(chǎng)將吸附了目標(biāo)物的吸附劑從待測(cè)溶液中分離的技術(shù)。該技術(shù)是一種新型前處理技術(shù)，具有操作簡(jiǎn)便、快捷、低成本、易操控等特點(diǎn)，目前被廣泛研究[19-21]。石墨烯（G）具有共軛體系，比表面積大，化學(xué)穩(wěn)定性好，可與含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的有機(jī)分子產(chǎn)生強(qiáng)的π-π鍵堆積作用[22-24]，從而選擇性吸附目標(biāo)物，目前已廣泛用于污染物處理中[25-27]。而磁性石墨烯在復(fù)雜的食品樣品基體以及極性污染物分析中的應(yīng)用還較少。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)合有機(jī)磷農(nóng)藥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有農(nóng)藥標(biāo)品情況，選取19 種有機(jī)磷農(nóng)藥為研究對(duì)象進(jìn)行分析考察。將石墨烯與磁性納米粒子相結(jié)合，用化學(xué)共沉淀法合成磁性石墨烯，并將磁固相萃取與超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜結(jié)合，建立同時(shí)檢測(cè)綠茶中19 種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的方法。實(shí)驗(yàn)考察了吸附劑用量、萃取時(shí)間、樣品溶液pH、洗脫劑條件和氯化鈉用量對(duì)磁固相萃取效率的影響。本方法能避免傳統(tǒng)固相萃取方法的時(shí)間耗損，檢測(cè)快速準(zhǔn)確，易操控，材料可重復(fù)利用，只需要少量的有機(jī)溶劑，經(jīng)濟(jì)，安全，該技術(shù)在復(fù)雜樣品基質(zhì)以及極性污染物的富集分離中有很好的參考價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

綠茶 購自超市，為4 月份采摘后加工生產(chǎn)，常溫儲(chǔ)存；石墨 中國Alfa 化學(xué)有限公司；氨水（25%～28%）、鹽酸（19%）、甲酸、甲醇、丙酮、乙腈、乙酸乙酯 色譜純，美國Tedia 公司；硫酸鐵銨（NH4Fe(SO4)2·12H2O）、硫酸亞鐵銨（(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O）、氯化鐵（FeCl3·6H2O）、氯化鈉、氫氧化鈉、硫酸鎂、乙酸鈉、乙二醇 分析純，中國國藥集團(tuán)；實(shí)驗(yàn)用水為超純水 美國Millipore 公司；甲胺磷、樂果、敵百蟲、敵敵畏、氧樂果、辛硫磷、噠螨靈、內(nèi)吸磷、毒死蜱、苯線磷、硫環(huán)磷、硫線磷、氯唑磷、殺撲磷、速滅磷、甲拌磷、毒蟲畏、乙酰甲胺磷、水胺硫磷標(biāo)準(zhǔn)品，德國Dr.Ehrenstorfer 公司。

Agilent 1290-6460 超高壓液相色譜-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜儀 美國Agilent 公司；JSM-6480 LV 掃描電鏡 日本電子公司；N-EVAP112 氮吹儀 美國Organomation 公司；KQ2200E 超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司；Buchi-R215 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 北京陸德恒泰商貿(mào)有限公司；DF 101S 集熱式恒溫加熱磁力攪拌器 上海析牛萊伯儀器有限公司；DZF6020真空干燥箱 上海一恒科技有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 磁性石墨烯的制備 按本實(shí)驗(yàn)室[28]和參考文獻(xiàn)[29-30]方法制備，采用化學(xué)共沉淀法。分別取(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O（2.04 g）、NH4Fe(SO4)2·12H2O（3.01 g）和石墨烯（0.6 g）溶于200 mL 超純水中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下混勻，以100 W，40 kHz 超聲20 min，在此過程逐滴加入8 moL/L 氨水，保持pH11～12，緩慢將溫度升至50 ℃，在此溫度下1300 r/min 攪拌反應(yīng)1 h。將沉淀物由磁鐵收集并用去離子水重復(fù)沖洗至中性，在真空下干燥得到黑褐色粉末即為磁性石墨烯（Fe3O4@G）。Fe3O4納米粒子參照Zhao 等[31]方法制備：稱取6.8 g FeCl3·6H2O，18 g 乙酸鈉，快速加入250 mL 乙二醇，保持1300 r/min 攪拌反應(yīng)30 min，充分溶解后將其全部倒入反應(yīng)釜200 ℃下反應(yīng)8 h，產(chǎn)物經(jīng)磁分離后，依次用乙醇、去離子水洗滌3 次，烘干備用。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制 農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（100 μg/mL）：準(zhǔn)確稱取10 mg（精確至0.01 mg）標(biāo)準(zhǔn)品于100 mL棕色容量瓶中，用乙腈溶解并定容至刻度，搖勻，4 ℃避光保存。

1.2.3 綠茶樣品前處理 提取：參照GB 23200.121-2021[32]的茶葉提取條件并加以優(yōu)化，將綠茶樣品先浸濕后再用乙腈提取有機(jī)磷農(nóng)藥。稱取1 g（精確至0.01 g）綠茶樣品，加入15 mL 水浸濕后渦勻，再加入10 mL 乙腈，渦勻后，以100 W，40 kHz 超聲提取10 min，加入4 g 氯化鈉，均質(zhì)后，以8000 r/min 離心5 min。吸取全部上清液于雞心瓶中，殘?jiān)?0 mL乙腈重復(fù)提取一次，合并上清液，于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上蒸干，用10 mL 乙腈-水（1:9，v/v）復(fù)溶。取1.0 mL 上述復(fù)溶液于10 mL 容量瓶中，用乙腈-水（1:9，v/v）定容至刻度，備用。

凈化：磁固相萃取部分參照劉麗文等[33]實(shí)驗(yàn)方法并加以改進(jìn)。取上述全部溶液加入20 mg Fe3O4@G 吸附劑，渦勻后振蕩萃取20 min。將磁鐵放試管底部聚集Fe3O4@G 后棄去上清液，加入1 mL 丙酮溶液，渦旋解吸1 min，磁分離后，取全部上清液于另一試管中。重復(fù)上述洗脫操作2 次，合并上述解吸液，氮?dú)獯蹈桑S后用200 μL 乙腈-水（1:9，v/v）溶解，供UHPLC-MS/MS 分析。

1.2.4 色譜-質(zhì)譜條件 色譜-質(zhì)譜條件參照GB 23200.121-2021[32]的測(cè)試條件并加以優(yōu)化。

1.2.4.1 色譜條件 Agilent Eclipse Proshell 120 C18柱（1.9 μm，100 mm×2.1 mm），流動(dòng)相A 為2 mmol/L甲酸銨-0.01%甲酸水溶液，B 為2 mmol/L 甲酸銨-0.01%甲酸甲醇溶液，梯度洗脫程序見表1。柱溫：40 ℃；進(jìn)樣量10 μL。

表1 19 種有機(jī)磷農(nóng)藥梯度洗脫程序Table 1 Gradient elution procedures for 19 organophosphorus pesticides

1.2.4.2 質(zhì)譜條件 19 種有機(jī)磷農(nóng)藥均為ESI+模式；采集方式為多反應(yīng)監(jiān)測(cè)MRM；干燥器氣溫度：300 ℃，流速：10 L/min；稍流氣溫度：300 ℃，流速：11 L/min；霧化氣壓力：0.28 MPa；電噴霧電壓：4.0 kV；毛細(xì)管電壓：3.0 kV；詳細(xì)優(yōu)化參數(shù)見表2。

表2 19 種有機(jī)磷農(nóng)藥多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式參數(shù)Table 2 Multiple-reaction monitoring (MRM) parameters for 19 organophosphorus pesticides

1.2.5 材料形貌表征 石墨烯磁化前后的形貌，采用SEM 將材料在100000 倍尺度下的形貌進(jìn)行觀察。

1.2.6 萃取性能測(cè)試條件 在10 mL 空白樣品提取液中加入50 μL 10 μg/mL 的19 種有機(jī)磷農(nóng)藥混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，使其濃度均為50 μg/L，以回收率為指標(biāo)，考察Fe3O4@G、G 和Fe3O4對(duì)農(nóng)藥的萃取性能，每個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。回收率按式（1）計(jì)算。

式中：R 表示萃取回收率，%；Cf表示標(biāo)曲測(cè)得樣液中目標(biāo)物的濃度，μg/L；Vf表示樣液最終定容體積，mL；Cq表示加標(biāo)濃度，μg/L；Vq表示加標(biāo)體積，mL；F 表示轉(zhuǎn)換系數(shù)。

1.2.7 固相萃取優(yōu)化條件 茶葉中有機(jī)磷的提取方法對(duì)測(cè)定結(jié)果至關(guān)重要，為達(dá)到最佳萃取效果，以10 mL 空白樣品提取液中固定每種農(nóng)藥濃度均為50 μg/L，以萃取效率為指標(biāo)，依據(jù)報(bào)道[33-34]分別對(duì)不同吸附劑用量、萃取時(shí)間、溶液pH、解吸溶劑類型和氯化鈉用量進(jìn)行優(yōu)化，每個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。

吸附劑用量是影響萃取效率的重要參數(shù)，吸附劑過少會(huì)造成目標(biāo)物不能被完全吸附，過多會(huì)浪費(fèi)吸附材料。因此實(shí)驗(yàn)選取不同質(zhì)量5.0、10.0、15.0、20.0、40.0、60.0 mg 的Fe3O4@G 材料進(jìn)行考察。分別在10 mL 空白樣品提取液中加入不同量的吸附劑，渦勻振蕩吸附20 min 后，進(jìn)行磁分離，HPLCMS/MS 分析上清液。萃取效率按式（2）計(jì)算。

式中：R 表示萃取效率，%；C0表示初始時(shí)樣液中目標(biāo)物的濃度，μg/L；Cv表示萃取平衡時(shí)標(biāo)曲測(cè)得樣液中目標(biāo)物的濃度，μg/L。

充足的萃取時(shí)間是形成動(dòng)態(tài)平衡的關(guān)鍵，磁固相萃取是通過質(zhì)量傳遞使目標(biāo)物在溶液與萃取材料之間形成動(dòng)態(tài)平衡的過程。實(shí)驗(yàn)分別考察5、10、15、20、40、60 min 對(duì)萃取效率的影響。準(zhǔn)確稱取40 mg 吸附劑分別加入到10 mL 空白樣品提取液中，振蕩吸附不同時(shí)間后，進(jìn)行磁分離，HPLCMS/MS 分析上清液。萃取效率按式（2）計(jì)算。

樣品溶液的pH 影響吸附劑表面的電荷種類、密度及目標(biāo)物存在狀態(tài)有著重要的影響，本實(shí)驗(yàn)采用甲酸及氨水溶液調(diào)節(jié)空白樣品溶液pH，考察溶液的pH2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12 對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥萃取回收率的影響。分別準(zhǔn)確稱取40 mg 吸附劑加入到10 mL 空白樣品提取液中，振蕩吸附20 min后，進(jìn)行磁分離，HPLC-MS/MS 分析上清液。萃取效率按式（2）計(jì)算。

本實(shí)驗(yàn)分別考察四種洗脫有機(jī)溶劑，即甲醇、乙腈、丙酮和乙酸乙酯對(duì)19 種有機(jī)磷農(nóng)藥的洗脫效果。10 mL 空白樣品提取液中目標(biāo)物（固定每種有機(jī)磷濃度為50 μg/L）經(jīng)振蕩吸附，磁分離后，棄去上清液，將磁性材料用不同試劑渦旋洗脫，收集全部洗脫液，氮?dú)獯蹈珊螅?00 μL 乙腈-水（1:9，v/v）溶解，供UHPLC-MS/MS 分析。萃取效率按式（3）計(jì)算。

式中：R 表示萃取效率，%；C0表示初始時(shí)樣液中目標(biāo)物的濃度，μg/L；V0表示初始時(shí)樣液的體積，mL；C1表示解吸后標(biāo)曲測(cè)得樣液中目標(biāo)物的濃度，μg/L；V1表示解吸后樣液最終定容體積，mL。

在樣品前處理中，氯化鈉起到鹽析作用，使有機(jī)相與水相分離，操江飛等[35]研究表明適量的氯化鈉更有利于提高蔬果中有機(jī)磷回收率。本實(shí)驗(yàn)稱取1 g 空白綠茶樣品，進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，有機(jī)磷農(nóng)藥加標(biāo)水平為100.0 μg/kg，其余前處理步驟按照1.2.3 進(jìn)行，以回收率為指標(biāo)，考察氯化鈉用量為0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 g 時(shí)對(duì)鹽析的影響。回收率按式（1）計(jì)算。

1.3 方法學(xué)考察

本實(shí)驗(yàn)用乙腈-水（1:9，v/v）溶液配制5～500 μg/L濃度范圍的混合有機(jī)磷標(biāo)準(zhǔn)溶液，依據(jù)1.2.4 色譜-質(zhì)譜條件進(jìn)行檢測(cè)，取不含目標(biāo)物的空白綠茶樣品，按照1.2.3 對(duì)樣品前處理，采用低中高三個(gè)水平進(jìn)行加標(biāo)實(shí)驗(yàn)，加標(biāo)水平分別為20.0、40.0、200.0 μg/kg（相當(dāng)于10、20、100 μg/L），每個(gè)水平重復(fù)6 次，

1.4 基質(zhì)效應(yīng)評(píng)價(jià)

實(shí)際綠茶樣品基質(zhì)復(fù)雜，可能含有大量大分子干擾目標(biāo)物的測(cè)定，因此需要評(píng)價(jià)該實(shí)驗(yàn)的基質(zhì)效應(yīng)。基質(zhì)效應(yīng)（ME）為空白提取液中目標(biāo)物的峰面積與標(biāo)準(zhǔn)純樣液中目標(biāo)物峰面積之比[36]。

1.5 實(shí)際綠茶樣品分析

為驗(yàn)證本研究建立的方法在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性，本方法分析20 份綠茶樣品，按照GB 2763-2021《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》[9]與GB 23200.121-2021《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 植物源性食品中331 種農(nóng)藥及其代謝物殘留量的測(cè)定 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法》中茶葉限量的相關(guān)規(guī)定[32]進(jìn)行分析。

1.6 數(shù)據(jù)處理

Agilent MassHunter Workstation Date Acguisition 用于數(shù)據(jù)采集，Agilent MassHunter Quantitative Analysis 用于數(shù)據(jù)分析。用WPS Office 計(jì)算數(shù)據(jù)平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD），使用Origin 85 制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 石墨烯和磁性石墨烯的表征

石墨烯磁化前后的形貌如石墨烯圖（1a）以及Fe3O4@G 圖（1b）所示。如圖1a 所示，石墨烯具有褶皺的薄紗狀片層結(jié)構(gòu)，表面暴露大量的活性位點(diǎn)，為農(nóng)藥吸附提供了大量的空間。從圖1b 可以看出，F(xiàn)e3O4修飾后的石墨烯的基本結(jié)構(gòu)并沒有發(fā)生改變，仍以薄紗片狀存在。石墨烯表面分布大量粒徑約為5～50 nm 的Fe3O4納米粒子，部分納米粒子稍微有些聚合是由于負(fù)載程度已接近飽和的緣故。將Fe3O4納米粒子修飾在石墨烯上，可能帶來以下積極作用：a.Fe3O4是一種常用的MSPE 吸附劑，促進(jìn)吸附行為[28]。b.Fe3O4提供空間位阻，可有效阻止石墨烯堆疊團(tuán)聚現(xiàn)象，提高石墨烯在水中的分散性[25-27]。c.Fe3O4被石墨烯夾層包圍，可有效減少Fe3O4粒子間團(tuán)聚和被環(huán)境溶液腐蝕的可能，有利于維持其磁性。

圖1 石墨烯（a）和磁性石墨烯（b）的掃描電鏡圖Fig.1 Scanning electron microscope (SEM) images of graphene (a) and magnetic graphene (b)

2.2 材料的農(nóng)藥萃取性能測(cè)試

圖2 結(jié)果表明，F(xiàn)e3O4@G、G 和Fe3O4對(duì)19 種有機(jī)磷農(nóng)藥的萃取回收率對(duì)分別為89.3%～99.9%、92.3%～105.7%和1.2%～16.5%，說明Fe3O4納米粒子對(duì)19 種有機(jī)磷農(nóng)藥吸附作用較弱，石墨烯與19 種有機(jī)磷農(nóng)藥之間的吸附作用是萃取過程中的主要作用力。Fe3O4@G 對(duì)19 種有機(jī)磷農(nóng)藥在萃取過程中可能產(chǎn)生以下若干相互作用力[28]。首先，石墨烯中每個(gè)碳原子都含有一個(gè)未成鍵的π電子，可與含有苯環(huán)的目標(biāo)農(nóng)藥形成π-π共軛體系。其次，上述農(nóng)藥結(jié)構(gòu)中可能含有供電子能力的O、N 等，易與Fe3O4@G 結(jié)構(gòu)中大π鍵形成共用電子對(duì)，促進(jìn)其吸附形成。再次，F(xiàn)e3O4@G 結(jié)構(gòu)中含有未被還原的羧基基團(tuán)，也可與農(nóng)藥中電負(fù)性強(qiáng)的原子形成氫鍵作用力。最后，F(xiàn)e3O4負(fù)載在石墨烯表面，可使Fe3O4@G表面帶有羥基基團(tuán)，可能與目標(biāo)農(nóng)藥化合物中極性基團(tuán)形成分子間氫鍵作用力。

圖2 Fe3O4@G、G 和Fe3O4 納米離子對(duì)19 種有機(jī)磷農(nóng)藥回收率的影響Fig.2 Effect of Fe3O4@G,G and Fe3O4 nanoparticles on the recoveries of the 19 organophosphorus pesticides

為考察不同批次Fe3O4@G 材料吸附性能，實(shí)驗(yàn)室對(duì)合成3 批次材料進(jìn)行對(duì)比，針對(duì)19 種有機(jī)磷種農(nóng)藥的萃取回收率均在80%～95%之間，每種農(nóng)藥的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均低于20%，重復(fù)性良好。

2.3 磁性固相萃取條件的優(yōu)化

2.3.1 吸附劑用量對(duì)吸附效果的影響 如圖3 所示，當(dāng)Fe3O4@G 用量在5.0～40.0 mg 條件下，前期萃取效率隨吸附劑用量的增加而快速升高；當(dāng)繼續(xù)增加吸附劑用量，萃取效率基本不變。原因是吸附劑的投加量增加了可利用活性位數(shù)量，從而促進(jìn)了有機(jī)磷在Fe3O4@G 上的吸附行為。其中，噠螨靈、毒死蜱、苯線磷、硫環(huán)磷和硫線磷最少用量為20.0 mg，其余最少用量均為40.0 mg。為了保證吸附劑的最佳吸附利用率，實(shí)驗(yàn)最終確定Fe3O4@G 用量為40.0 mg。

圖3 Fe3O4@G 用量對(duì)19 種有機(jī)磷農(nóng)藥萃取效率的影響Fig.3 Effect of Fe3O4@G amount on extraction efficiency of 19 organophosphorus pesticides

2.3.2 萃取時(shí)間對(duì)吸附效果的影響 如圖4 知，在前10 min 內(nèi)，有機(jī)磷的萃取效率隨著時(shí)間延長(zhǎng)而快速增加；10 min 到20 min，萃取效率隨時(shí)間緩慢增加；在20 min 時(shí)，19 種有機(jī)磷的萃取率達(dá)到最大，繼續(xù)延長(zhǎng)吸附時(shí)間萃取效率沒有明顯變化。此現(xiàn)象的原因是在反應(yīng)初期Fe3O4@G 表面有大量未被占據(jù)的活性位點(diǎn)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，剩余可利用的活性位點(diǎn)數(shù)量逐漸減少，并且在固液兩相中有機(jī)磷含量梯度的下降阻礙了Fe3O4@G 的進(jìn)一步吸附，也影響了有機(jī)磷向Fe3O4@G 表面的擴(kuò)散。因此，將萃取時(shí)間定為20 min。

圖4 萃取時(shí)間對(duì)19 種有機(jī)磷農(nóng)藥萃取效率的影響Fig.4 Effect of extraction time on extraction efficiency of 19 organophosphorus pesticides

2.3.3 樣品溶液pH 的影響 本實(shí)驗(yàn)選擇溶液pH在2～12 范圍對(duì)萃取效率的影響（見圖5）。其中，溶液的pH 在6～9 范圍，敵敵畏萃取效率最佳；溶液的pH 在5～9 范圍，甲胺磷、硫線磷和乙酰甲胺磷萃取效率最佳；溶液的pH 在3～10 范圍，氧樂果、內(nèi)吸磷和毒死蜱萃取效率最佳，其余種類的農(nóng)藥溶液的pH在2～12 范圍萃取效率均無影響。綜上，同時(shí)檢測(cè)綠茶中19 種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留時(shí)溶液的pH 在6～9 范圍內(nèi)最佳，綠茶樣品經(jīng)乙腈提取后采用乙腈-水（1:9，v/v）復(fù)溶，pH 在7.0 左右，利于19 種有機(jī)磷農(nóng)藥的同時(shí)萃取，此pH 下萃取效率為92.0%～99.8%。與此同時(shí)，考慮到實(shí)驗(yàn)操作的簡(jiǎn)便性，本實(shí)驗(yàn)無須調(diào)節(jié)溶液的pH。

圖5 溶液的pH 對(duì)19 種有機(jī)磷農(nóng)藥萃取效率的影響Fig.5 Effect of pH on extraction efficiency of 19 organophosphorus pesticides

2.3.4 洗脫劑的選擇 從圖6 可以看出，丙酮和乙腈對(duì)19 種目標(biāo)農(nóng)藥的洗脫效果更佳，乙酸乙酯次之，甲醇相對(duì)較差。原因是丙酮沸點(diǎn)低，有機(jī)磷的沸點(diǎn)相對(duì)較高，萃取吹干過程中沸點(diǎn)低的物質(zhì)能很好保護(hù)沸點(diǎn)高的物質(zhì)[37]。同時(shí)，丙酮可使有機(jī)磷更好的溶解，選擇丙酮不僅節(jié)約氮吹時(shí)間，且使有機(jī)磷在萃取吹干的過程中損失率降到最低[38]，因此選取丙酮作為洗脫劑。

圖6 洗脫劑對(duì)19 種有機(jī)磷農(nóng)藥萃取效率的影響Fig.6 Effect of desorption solvent type on extraction efficiency of 19 organophosphorus pesticides

為將目標(biāo)分析物從復(fù)合物中完全解吸出來，本文優(yōu)化了洗脫溶劑量，選取丙酮體積分別為1.0、2.0、3.0、5.0、10.0 mL。結(jié)果表明當(dāng)用3.0 mL（1.0 mL×3）丙酮，洗脫復(fù)合物時(shí)，分析物能被完全解吸。因此選擇3.0 mL 丙酮分3 次解吸每次1.0 mL。

2.4 氯化鈉用量的選擇

結(jié)果表明，氯化鈉用量0.5～1.0 g 時(shí)，氯化鈉全部溶解于水中，水相與乙腈相不分離；當(dāng)氯化鈉用量1.0～4.0 g 時(shí)，氯化鈉全部溶解于水中，水相與乙腈相開始分層，并且隨著氯化鈉用量的增加，上層分離出的乙腈相增多。由圖7 知，當(dāng)氯化鈉用量1.0 g 時(shí)，有機(jī)磷回收率只有12.3%～35.6%，當(dāng)氯化鈉用量4.0 g時(shí)，有機(jī)磷回收率在85.8%～95.3%范圍；氯化鈉用量為4.0～5.0 g 時(shí)，氯化鈉沒有全部溶解，有機(jī)磷的回收率基本維持不變。由于氯化鈉用量4.0 g 時(shí)，整體回收率均優(yōu)于氯化鈉用量1.0 g 時(shí)的回收率，故選擇氯化鈉用量為4.0 g。

圖7 氯化鈉用量對(duì)19 種有機(jī)磷農(nóng)藥回收率的影響Fig.7 Effect of sodium chloride dosage on recovery rade of 19 organophosphorus pesticides

2.5 Fe3O4@G 的重復(fù)使用性

為了研究Fe3O4@G 吸附劑的重復(fù)使用性，按1.2.6 萃取性能測(cè)試條件將解吸后的吸附劑重復(fù)于有機(jī)磷農(nóng)藥的磁性固相萃取實(shí)驗(yàn)中，結(jié)果表明吸附劑在重復(fù)使用15 次之后，F(xiàn)e3O4@G 對(duì)19 種目標(biāo)農(nóng)藥依然保持良好的萃取能力。

2.6 方法學(xué)考察

19 種目標(biāo)農(nóng)藥線性相關(guān)系數(shù)均大于0.999。19種目標(biāo)農(nóng)藥的LOD（S/N=3）為5.0～6.0 μg/kg，LOQ（S/N=10）在15.0～20.0 μg/kg 之間，平均回收率在61.2%～94.9%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD（n=6）在2.6%～10.2%之間。由此表明Fe3O4@G 用于綠茶中19 中農(nóng)藥精密度良好，準(zhǔn)確度高。具體見表3。

表3 綠茶中19 種農(nóng)藥的線性范圍、平均回收率與精密度Table 3 Linear range,average recoveries and relative standard deviation (RSD) of 19 target pesticides in green tea

2.7 基質(zhì)效應(yīng)評(píng)價(jià)

基質(zhì)效應(yīng)比較結(jié)果如表3 所示，基質(zhì)中添加三個(gè)水平，每個(gè)水平重復(fù)三次。結(jié)果表明，19 種目標(biāo)農(nóng)藥在空白綠茶基質(zhì)中的ME 為0.81～0.99 之間，為弱基質(zhì)抑制效應(yīng)，因此，本實(shí)驗(yàn)可選用溶劑標(biāo)準(zhǔn)溶液外標(biāo)法進(jìn)行定量分析。

2.8 實(shí)際綠茶樣品分析

經(jīng)分析，在1 份樣品中檢測(cè)到辛硫磷殘留，含量為0.04 mg/kg；在1 份樣品中檢測(cè)到噠螨靈殘留，含量為0.05 mg/kg；在1 份樣品中檢測(cè)到氧樂果殘留，含量為0.025 mg/kg；在1 份樣品中檢測(cè)到毒蟲畏殘留，含量為0.02 mg/kg；在1 份樣品中檢測(cè)到毒死蜱殘留，含量為0.038 mg/kg。其他樣品均未檢測(cè)到上述19 種農(nóng)藥殘留。

3 結(jié)論

本文采用化學(xué)共沉淀法合成磁性石墨烯Fe3O4@G 并成功將其應(yīng)用于分離富集綠茶中19 種有機(jī)磷農(nóng)藥。本實(shí)驗(yàn)最佳前處理?xiàng)l件為：復(fù)合物用量為40 mg；萃取時(shí)間為20 min；氯化鈉用量為4 g；洗脫劑為丙酮，洗脫劑用量為3 mL。在最優(yōu)條件下，方法線性相關(guān)系數(shù)均大于0.999，19 種有機(jī)磷農(nóng)藥的LOD 為5.0～6.0 μg/kg，LOQ 為15.0～20.0 μg/kg，連續(xù)6 次重復(fù)操作所得相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD 在2.6%～10.2%之間，在實(shí)際樣品中有較高的回收率。該方法前處理簡(jiǎn)單，有機(jī)溶劑用量少，適用范圍廣，材料可重復(fù)利用。該技術(shù)在復(fù)雜樣品基質(zhì)以及極性污染物的富集分離中有很好的參考價(jià)值。磁固相萃取是一種新型的樣品前處理技術(shù)，在本實(shí)驗(yàn)中尚存在難以解決的問題：a.需要研究更簡(jiǎn)便的Fe3O4@G 合成技術(shù)；b.盡可能降低本實(shí)驗(yàn)的檢出限以提高檢測(cè)準(zhǔn)確性與靈敏度。