| 标题 | 超声辅助分散液液微萃取高效液相色谱法快速测定水样中的6种农药 |
| 范文 | 滕瑞菊 王欢 王雪梅 苏加强 冯丽娟 卢小泉 摘要为实现小体积环境水样中不同农药的准确、快速、高灵敏测定，通过研究萃取剂、分散剂的种类、体积、盐浓度及超声时间对萃取效率的影响，结合分散液液微萃取与超声萃取技术，并与高效液相色谱联用，建立了快速测定环境水样中的吡虫啉、水胺硫磷、辛硫磷、毒死蜱、哒螨灵和阿维菌素6种农药的方法。在优化的萃取条件下，检测6种农药的线性范围为10～600 μg/L， 检出限（S/N=3）为0.8～3.1 μg/L， 相对标准偏差为4.7%～11.3%， 富集倍数可达到58～187倍。本方法具有良好的线性、精密度和回收率，并具有较好的实用性。 关键词分散液液微萃取； 高效液相色谱； 农药； 环境水样 1引 言 农药包括有机磷酸酯（有机磷农药）、氨基甲酸酯类、氯乙酰苯胺和拟除虫菊酯类，在农业上用于防治病虫及调节植物生长、除草等。由于各类农药的广泛而长期使用和处置不当，它们会对空气、水、土壤和农产品造成严重污染，最终危害生态系统和人类健康，因此我国GB27632014《食品安全国家标准 食品中农药残留最大限量》[1]、GB38382002《地表水环境质量标准》[2]等标准，从多方面对农药残留进行了限定。现代分析技术已经应用到农药检测[3～6]。然而，在复杂的环境介质中杀虫剂是痕量级的，它们的直接分析通常很困难。在进行仪器分析之前，样品的富集、浓缩和预处理是必要过程。因此，建立快速灵敏的农药分离、富集及检测方法在环境分析和食品分析领域具有重要的意义[7～9]。 传统的样品前处理技术存在萃取效率低、有机溶剂消耗大、操作繁琐等缺点。近年来发展起来的新型样品前处理方法主要有固相萃取（SPE）[10]、分子印迹技术（MI）[11]、固相微萃取（SPME）[12]、悬滴微萃取（SDME）[13]、基于中空纤维的液相微萃取（FLPME）[14]、分散液液微萃取（DLLME）[15]等。分散液液微萃取的萃取剂用量少，并通过分散剂使萃取剂和样品溶液的接触面积最大化，因而富集倍数高，检出限低，同时具有装置简单、操作更简便、萃取时间短、相对标准偏差低等优势，是目前水样分析最新最佳的前处理方法之一。 本研究采用分散液液微萃取（DLLME）技术，辅以超声萃取技术（US），通过对萃取条件的优化，建立了环境水样（黄河水，蔬菜塑料大棚蒸馏水和果汁）中吡虫啉、水胺硫磷、辛硫磷、毒死蜱、哒螨灵和阿维菌素6种痕量农药的萃取方法， 用高效液相色谱紫外（PLCUV）技术进行分析测定。结果表明， 本方法不但省时、高效、环保，而且方法的回收率、富集倍数、检出限等均令人满意，能够满足快速测定水样中痕量农药的测定要求。 2实验部分 2.1仪器与试剂 1260高效液相色谱仪及其工作站（美国Agilent公司）；KQ3200E型超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；G165离心机（长沙平凡仪器仪表有限公司）。 标准纯品： 吡虫啉、水胺硫磷、辛硫磷、毒死蜱、哒螨灵和阿维菌素（沈阳科发新技术开发公司）。标准储备液： 分别以甲醇（色谱纯）为溶剂配制100.00 mg/L标准储备液，0～4℃保存，有效期1年。其余各中间系列浓度标准溶液由标准储备液以甲醇稀释取得，0～4℃保存，有效期半年。混合标准溶液于0～4℃保存，有效期1月。甲醇、乙腈为色谱纯，其它试剂均为分析纯，实验用水为超纯水。 2.2色谱条件 Agilent C18色谱柱（150 mm×4.6 mm，5 μm）。流动相： 甲醇水（85∶15， V/V）；流速： 1.00 mL/min； 紫外检测器波长： 225 nm；柱温： 室温；进样量： 10 μL。 2.3USDLLME操作过程 准确移取含1.00 mg/L混合标准的水样5.00 mL，加入10.0 mL尖底具塞离心管中，快速移取40.0 μL萃取剂三氯甲烷和0.60 mL分散剂四氢呋喃注入离心管，轻摇后放入超声仪振荡3 min，形成试液/三氯甲烷/四氢呋喃的乳浊液体系，以4000 r/min离心4 min，使有机相沉淀于试管底部，用微量进样器移取沉积相到自动进样内衬管中。取10 μL进行PLC自动进样分析（如图1所示）。 3.2USDLLME萃取条件优化 3.2.1萃取剂种类与体积的选择在DLLME中，萃取剂是影响萃取效率的重要因素。萃取剂的选择主要依据以下原则： 密度大于水，且不溶于水，便于离心分离；对待测物的溶解能力大，以获得良好的萃取效率；与分散剂能很好地混溶，增大萃取剂与待测物的接触面积；具有良好的色谱行为，不影响待测物的定性/定量分析。本实验考察了常用的卤代烷烃二氯甲烷（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）和綠色环保的离子液体1丁基3甲基咪唑六氟磷酸盐（[BMIM][PF6]，密度1.37 kg/L）作为萃取剂。结果表明（图3），三氯甲烷作为萃取剂时，形成的乳浊液较稳定，沉积相易吸出，富集倍数最高。 萃取溶剂体积的选择直接影响DLLME的富集倍数及回收率。本实验选取10， 25， 40， 55， 70， 85和100 μL进行萃取剂体积优化（图4）。结果表明，随着萃取剂体积增加，目标化合物的富集倍数逐渐增大，在40 μL后开始逐渐减小；40 μL时有机沉积相的体积适中，便于移取，富集倍数也比较理想。所以本实验选取萃取剂体积为40 μL。 3.2.2分散剂种类与体积的选择在DLLME中，分散剂须与萃取剂和水都有很好的混溶性，促使萃取剂在水中形成的液滴较小，分散均匀，与待测物的接触面积越大，越有利于待测物从样品溶液中向萃取剂中转移，萃取效率也越高。本实验以40 μL三氯甲烷为萃取剂，分别考察0.6 mL的乙腈（Acetonitrile）、丙酮（Acetone）、甲醇（Methanol）和四氢呋喃（etrahydrofuran）作分散剂时的萃取效果（图5），结果表明，乙腈、丙酮、甲醇和四氢呋喃得到的沉积相体积分别为18， 10， 7和16 μL。经PLC测试，四氢呋喃为分散剂时萃取效率最高。 分散劑体积的选取与水相体积和萃取剂的体积都有关，一般加入0.5～1.5 mL[17]。分散剂体积影响萃取剂在水中的分散程度，进而影响萃取效率。当分散剂体积较小时，体系不能形成乳浊态；体积较大时，待测物在水中的溶解度增大，不易被萃取剂萃取，使得萃取效率降低。本实验选取0.4， 0.6， 0.8和1.0 mL的四氢呋喃，分别与40 μL三氯甲烷进行萃取实验。结果表明，0.6 mL四氢呋喃为分散剂时萃取效率最高（图6）。 3.3.1方法的各项指标评价为了验证USDLLME用于定量分析的可行性，在优化条件下，以1， 10， 100， 1000 和2000 μg/L混合标准溶液绘制外标校正曲线。考察了方法的线性范围、检出限、精密度、富集因子等。由表1可见，6种农药在10～600 μg/L范围内呈较好的线性关系，其相关系数R2在0.9912～0.9978之间，以3倍信噪比（S/N=3）所得检出限在0.8～3.1 μg/L之间，10倍信噪比（S/N=10）所得定量限为 2.6～10.2 μg/L之间。用本方法对6种农药含量均为10 μg/L的水样进行5次平行测定，批内和批间相对标准偏差分别为4.7%～11.3%和6.2%～9.6%，富集因子在58～187之间。表明本方法能满足实验选定目标分析物的检测要求，适宜实际样品的快速检测。 3.3.2与其它样品前处理方法的比较对比了本研究方法与以往相关研究在试剂使用量、萃取时间、回收率和检出限等方面的优缺点（表2）。本研究方法在萃取时间和检出限方面均具有明显的优势和显著的实用性，另外，DLLME方法条件温和、快速，PLC分离时间短， 紫外检测灵敏度高， 检测器便宜，易普及，能满足实际样品的分析测定要求。 3.4实际样品分析 本实验采集黄河水（兰州段）、蔬菜塑料大棚蒸馏水、葡萄汁等作为实际样品，在优化条件下进行5次平行测定，同时做50和100 μg/L水平加标回收实验。样品经离心分离和0.45 μm纤维膜过滤，检测结果如表3所示： 黄河水的加标回收率为87.4%～115.4%，蔬菜塑料大棚蒸馏水的加标回收率为86.9%～118.9%， 葡萄汁样品的加标回收率为70.6%～123.6%，3个实际样品的相对标准偏差小于9.6%， 10.3%和12.4%。结果表明，除葡萄汁样品精密度和回收率稍差外，其余样品均在一个满意的范围内，能满足痕量分析的要求。另外，通过与GB27632014[1]标准对比可知，葡萄汁样品中残留低于GB27632014标准规定的最大限量要求，而GB38382002《地表水环境质量标准》[2]尚未对本研究所测定的6种农药作出限定。可能由于所采黄河水上游农作物较少，故待测物含量偏低，甚至没有检出；由于植物蒸腾作用，造成蔬菜塑料大棚蒸馏水待测农药含量较高；而葡萄种植过程中使用杀虫剂较少，杀菌剂较多，所以葡萄汁中目标化合物含量也较低。 4结 论 本实验采用USDLLME与PLCUV联用技术建立了一种快速测定实际水样中吡虫啉、水胺硫磷、辛硫磷、毒死蜱、哒螨灵和阿维菌素6种农药的新方法。与传统的萃取方法相比，本方法具有操作简单、快速、低成本、环境友好和富集倍数高等优点。实验结果表明，USDLLME用于基质复杂的葡萄汁样品的测定可取得满意的结果，对于拓宽分散液液微萃取技术的应用范围具有指导意义。 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 |
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