新型农药残留净化材料的筛选研究

1、    新型农药残留净化材料的筛选研究    王正玮 黎其万 梅文泉 方海仙 耿慧春 汪禄祥摘要 目的优选香葱农残净化材料。方法采用quechers法从psa、硅酸镁（弗洛里夕）、中性氧化铝和石墨烯4种材料中优选出香葱农药残留前处理净化材料，并对实验室偶有检出的腐霉利做了4种材料的加标回收试验。结果 4种净化材料均能不同程度地净化香葱基质，其中最优的是弗洛里夕;4种净化材料的回收率都比较满意，分别为弗洛里夕94.0%、中性氧化铝87.5%、psa 103.0%、石墨烯87.5%。结论4种净化材料均可作为香葱农残的备用材料，其中弗洛里夕较优。关键

2、词 农药残留净化材料;弗洛里夕;中性氧化铝;psa;石墨烯 ts207.5+3 a 0517-6611（2018）35-0165-04农药是当前世界农业生产活动中最重要的生产资料之一，然而它是一把双刃剑，在保证农产品产量的同时也引入了农药残留对于人类的安全隐患1。农药残留的控制是长期以来世界的重要科学议题。农药残留的监测是指导科学合理用药以达到减少其对环境、生态系统和人类产生不良影响的目的。农药残留的准确测定是农药残留监测的基本手段。农产品等样品中含有大量油脂、蛋白质、色素、酚类、醚类、胺类、糖类、有机酸类等雜质会给农药准确测定造成严重的干扰。样品的前处理就是将农

3、药提取并将杂质尽量去除的步骤。样品前处理一般分为样品提取、样品净化、样品浓缩和样品定容等几个步骤，其中样品净化是除去杂质的过程。样品净化有多种方法，其中固相萃取法较常用。固相萃取又分为多种方法，但其原理都是通过应用固相萃取剂的选择性吸附来实现农药与杂质的分离。近10年发展起来的分散固相萃取法是一种新型样品前处理方法，集萃取和净化于一身，具有操作高效简单、溶剂用量少、无需特殊设备等特点，分析结果与其他方法相当或更优越。目前最经典的分散固相萃取法是2003年美国科学家anastassiades等2提出的quechers（quick，easy，cheap，effective，rugged，safe）

4、法，即快速、简单、价格低廉、高效、安全、耐用，因此适用广泛。quechers法主要由乙腈提取目标物和净化剂分散净化提取液中的杂质两部分组成。固相萃取剂即为农药残留前处理净化材料。随着科技的发展，多种农药残留前处理净化材料大量涌现，常用的有n-丙二基乙二胺（primary secondary amine，psa）3-4、c18键合硅胶5、硅酸镁（slicon magnesium）即弗洛里夕（florisil）6、氧化铝7、石墨化炭黑（graphitized carbon blacks，gcb）8以及新型碳纳米材料多壁碳纳米管（multiwalled carbon nanotubes，mwcnts

5、）9和石墨烯（graphene）10等。标准方法ny/t 7612008蔬菜和水果中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留的测定因其简易的特点是农产品农药残留检测常用的方法，其中有机氯和菊酯类农药检测受到样品基质的影响严重，尤其是大蒜、香葱等基质比较复杂的样品。香葱在我国是一种很普遍且不可或缺的调味品、蔬菜，常做生吃。尤亚林等11研究认为细香葱提取物对人胃癌细胞sgc7901有抑制作用。香葱成分丰富，硫醚等挥发性成分含量大12，叶绿素含量也比较高，这给其农残的测定造成了很大的干扰。然而葱的生长过程需要用农药，实验室偶有腐霉利（procymidone）等农药检出。为促进香葱中腐霉利的

6、准确测定，做好香葱前处理是很有必要的。笔者参考文献2，13-16试图采用quechers法从psa、弗洛里夕、中性氧化铝和石墨烯4种材料中优选出香葱农药残留前处理净化材料。1 材料与方法1.1 仪器gc-6890n气相色谱（配有7683自动进样器、63ni 电子捕获检测器ecd，美国安捷伦公司）;tdl-40b低速大容量离心机（上海安亭科学仪器厂）;hy-5a 振荡器（金坛市科析仪器有限公司）;heidolph lr 旋转蒸发仪（德国海道尔夫公司）; esj200-4 电子天平（沈阳龙腾电子有限公司）;n-evap 水浴氮吹仪（美国organomation公司）;涡旋振荡器

7、（美国thermo scientific 公司）;聚四氟乙烯离心管2.0 ml。1.2 试剂 腐霉利1 000 g/ml，gbw（e）081390，农业部环境质量监督检验测试中心（天津）;n-丙基乙二胺硅烷（psa）固相分散净化剂（40 m，美国varian 公司）;弗洛里夕固相分散净化剂（美国supelco公司）;中性氧化铝（上海博势生物科技有限公司）;石墨烯自制并表征17;正己烷（色谱纯，美国j.t.baker 公司）;乙腈（分析纯，国药集团化学试剂有限公司），氯化钠（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）。1.3 试验方法1.3.1 标准储备溶液的配制

8、。移取腐霉利1.0 ml，用正己烷定容至25.0 ml，配制成单一标准储备液，贮存在-4.0 冰箱中。1.3.2 样品的提取。秤取15.00 g（精确至0.01 g）磨碎的香葱至50.0 ml 离心管中，加入30.0 ml乙腈、3 g 氯化钠，振荡提取30 min，5 000 r/min 离心5 min，得到提取液。1.3.3 样品的净化。取1.0 ml 上清液于预先加入psa、弗洛里夕、中性氧化铝和石墨烯的离心管中，涡旋振荡器涡旋30 s，离心取上清液过0.22 m 滤膜，水浴加热并通入氮气吹干溶剂，加入1.0 ml 正己烷溶解，待分析。1.3.4 气相色谱条件

9、。色谱柱：db-17 石英毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 m）;载气：高纯氮气（99.999%），恒流模式，柱流速为1.0 ml/min;进样量1.0 l，不分流进样，进样口温度230 ;尾吹气流量60.0 ml/min;微电子捕获检测器（ecd）温度：320 ;柱温升温程序：初始温度150 ，保持2 min，以20 /min 升至250 ，保持8 min，以10 /min 升至270 ，保持20 min。1.3.5 工作曲线绘制。移取适量的腐霉利标准储备液，用正己烷稀释得到一系列工作使用溶液。按照“1.3.4” 条件进行分析，采用外标法定量。以标准溶液的峰面

10、积（y）为纵坐标、质量浓度（x，g/ml）为横坐标绘制工作曲线。1.3.6 添加回收试验。对空白香葱样品添加不同水平的标准溶液，按照“1.3.2”“1.3.3”“1.3.4”方法进行前处理和分析测定，每个添加浓度重复测定10次，计算平均回收率和相对标准偏差。2 结果与分析2.1 提取溶剂的选择香葱样品为鲜样，样品含有蛋白质、膳食纤维、脂肪、色素、硫醚、矿物质等。蛋白质、色素、硫醚等为干扰农药组分测定的杂质，乙腈作为溶解性好和通用性强的提取溶液，用其提取可避免基质中的脂肪和一些亲脂性色素的干扰，还兼具分离蛋白质的作用，因此，该试验选择乙腈作为提取溶剂。2.2

11、0;净化方法的选择试验参考文献2，13-16，因为quechers法快速、简单、价格低廉、高效、安全、耐用，所以该试验采用quechers法筛选净化材料psa、硅酸镁、中性氧化铝和石墨烯。取100.0 mg florisil、15.0 mg psa、100.0 mg中性氧化铝和5.0 mg石墨烯作为净化材料。2.3 色谱条件的优化从不同程序升温、进样口温度、流量、检测器温度、不同色谱柱等方面进行色谱条件考察，优选出进样口温度为200 、压力为1 100 hpa、氮气总流量为62.9 ml/min、模式为部分流;色谱柱模式为恒定流量、压力为1 100 hpa、流量为1.0 ml/min

12、、平均流速为30 cm/s、后运行为1 ml/min;柱箱程序升温初始值为150 保持2 min运行2 min、阶升速率15 /min达270 保持26 min运行36 min、后运行50 。在分析中，分别选用了db-1、db-17同等规格不同极性的色谱柱，在其他分离条件一致的情况下，db-17的响应值较高，峰形对称，因此选择db-17作为分析色谱柱。2.4 材料优选通过4种材料净化后的香葱样品进样后的氣相色谱图，在同样比例的电信号范围内，从全图来看，4种不同材料净化剂对香葱样品的净化效果不同，弗洛里夕对整体的净化效果比较好，能比较全面地减弱杂质峰;其次是中性氧化铝，第三是psa，较

13、差的是石墨烯，但都无法对香葱中的杂峰净化完全。由4种净化剂重叠对比的细节图可知，在保留时间911 min，石墨烯表现出了最好的净化能力，其次是弗洛里夕，psa在这段的净化能力最差。然而在1117 min弗洛里夕净化能力最佳，其次是中性氧化铝，石墨烯和psa在保留时间1416 min有明显的杂质峰，而石墨烯表现出了更差的净化能力，保留时间在1316 min的杂质峰明显高于psa。整体来看，弗洛里夕的净化能力最优。从4种材料净化作用对腐霉利（保留时间为10.4 min）测定的影响对比可以看出，香葱的空白都有杂质峰未被净化完全，均存在杂质峰的干扰，但加标的腐霉利峰特别明显，且腐霉利通过4种净化材料后

14、的回收率都比较理想，分别为弗洛里夕94.0%、中性氧化铝87.5%、psa103.0%、石墨烯87.5%。3 结论4种不同材料净化剂对香葱样品均有不同程度的净化效果。其中弗洛里夕对整体的净化效果比较好，能比较全面地减弱杂质峰。这与其结构及其极性有关，其具有两性，且弗洛里夕又称为“聚醚吸附剂”，能够较大程度地吸附香葱中的大量硫醚;其次是中性氧化铝，与弗洛里夕一样，氧化铝也具有两性，但其对香葱的净化能力不如弗洛里夕;第三是psa，较差的是石墨烯。但4种材料都无法对香葱中的杂峰净化完全。根据以上谱图的分析可以考虑通过材料的复合或串联等形式来促进净化效果。总之，4种不同材料对香葱样品均有不同

15、程度的净化效果，考虑弗洛里夕等材料资源的有限性，4种材料均可作为香葱的备用净化材料。参考文献1 刘燕群，李玉萍，梁伟红，等.发达国家农产品农药残留现状及启示j.农业经济问题，2008（4）：106-109.2 anastassiades m，lehotay s j，stajnbaher d，et al.fast and easy multiresidue method employing acetonitrile extraction/partitioning and “dispersive solidphase extraction” for the determination of pes

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17、em mass spectrometryj.chinese journal of chromatography，2016，34（2）：158-164.5 黄梅花，林玉婵，杨钦沾，等.quechers-气相色谱（fpd）法测定甜玉米中21种农药残留量j.化学研究与应用，2017，29（8）：1258-1264.6 wan h b，wong m k，li p y，et al.smallscale multiresidue method for the determination of organochlorine and pyrethroid pesticides in vegetablesj.j

18、ournal of chromatography a，1994，662（1）：147-152.7 范丽丽，王娟，吴加伦.气相色谱法测定铁皮石斛、浙贝母和人参中嘧菌酯残留j.分析科学学报，2017，33（2）：222-226.8 梅文泉，陈兴连，汪禄祥，等.固相萃取-气相色谱-质谱联用法测定葱姜蒜中12 种农药残留量j.西南农业学报，2016，29（9）：2138-2143.9 刘晓亮，郭泽旺，黄璐璐，等.多壁碳纳米管分散固相萃取气相色谱法检测蔬菜中23种农药残留j.南方农业学报，2016，47（3）：401-406.10 guan w b，li c s，liu x，et al.graphene as dispersive sol