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共振光散射法对蔬菜中六种拟除虫菊酯类农药残留的测定

  • 投稿杨文
  • 更新时间2015-09-22
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张传林,胡庆红

(遵义医学院药学院,贵州 遵义 563003)

摘要:在pH7.0的Britton-Robinson缓冲液和适量丙酮存在条件下,以吐温-80为稳定剂,高效氯氟氰菊酯、氯菊酯、甲氰菊酯、联苯菊酯、氰戊菊酯和氯氰菊酯可使体系共振光散射强度显著增强。在最大散射波长363 nm处有良好线性关系,其检出限为0.069~0.113 μg/mL。蔬菜样品经乙腈超声提取,弗罗里硅土固相萃取柱净化后,在0.5和1.0 mg/kg添加水平下,各农药的回收率在86.7%~98.0%,相对标准偏差小于6.35%,结果令人满意,据此建立了检测拟除虫菊酯类农药残留量快速、灵敏的新方法。

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关键词 :共振光散射;拟除虫菊酯;固相萃取;检测

中图分类号:O657.39文献标识码:A文章编号:0439-8114(2015)05-1195-03

DOI: 10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.05.042

收稿日期:2014-12-05

基金项目:贵州省科学技术基金项目[黔科合J字LKZ(2011)44]

作者简介:张传林(1990-),男,江苏盐城人,在读硕士研究生,研究方向为药物分析,(电话)15519216189(电子信箱)zhangcl1215@163.com;

通信作者,胡庆红,教授,主要从事分子光谱的分析应用,(电话)13595215328(电子信箱)huqinghong1963@126.com。

拟除虫菊酯类农药(Pyrethroid pesticides)是一类仿生合成的广谱性杀虫剂,具有高效、低毒、低残留、可被生物降解等优点[1],广泛应用于农作物虫害的防治。目前,关于拟除虫菊酯类农药残留量的检测方法主要有气相色谱法[2,3]、高效液相色谱法[4]、气相色谱-质谱联用法[5]、液相色谱-质谱联用法[6]等,但其检测时间长、成本高,且需大型贵重的分析仪器,难以在一些基层实验室普及。因此,建立快速、实用的检测蔬菜中农药残留量的分析方法显得尤为重要。

共振光散射法是近些年来发展起来的一种简便、快捷、灵敏的光谱分析新技术,在蛋白质[7]、核酸[8]、免疫[9]、药物[10,11]、无机离子[12]、表面活性剂[13]、纳米微粒[14]等分析领域得到广泛应用,但鲜见其应用于农药检测的报道。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

Cary Eclipse型荧光分光光度计(美国瓦里安公司)、868型酸度计 (美国奥立龙公司)。

弗罗里硅土(化学纯,国药集团化学试剂有限公司),中性氧化铝(化学纯,上海纳辉干燥试剂厂)。农药标准品:高效氯氟氰菊酯(λ-cyhalothrin)、氯菊酯(permethrin)、甲氰菊酯(fenpropathrin)、联苯菊酯(bifenthrin)、氰戊菊酯(fenvalerate)及氯氰菊酯(cypermethrin)均购于上海市农药研究所。配制一系列不同pH的Britton-Robinson(B-R)缓冲溶液。其他试剂均为分析纯,试验用水为去离子水。无水硫酸镁、弗罗里硅土、中性氧化铝在650 ℃马弗炉烘烤5 h,加5%水脱活后贮存于密封干燥器中备用。

1.2 试验方法

1.2.1 标准品溶液的配制 分别称取6种农药标准品0.010 0 g,用丙酮定容于50 mL的容量瓶中,配成200 μg/mL的储备液;临用时用去离子水稀释成10 μg/mL的标准品溶液;分别量取等体积的6种农药标准品溶液,配成10 μg/mL的混合标准品溶液。

1.2.2 固相萃取(SPE)小柱的填装 取萃取柱空管,底部装1片筛板,从下至上依次填入无水硫酸镁1.0 g、弗罗里硅土2.0 g、无水硫酸镁1.0 g,每种填料填入后轻轻敲实,使填料均匀紧密地分布在柱中,柱上端再加1片筛板,贮存于密封干燥器中备用。

1.2.3 样品处理 将样品洗净、晾干、匀浆,称取20.0 g于烧杯中,加入5.0 g 氯化钠、20 mL乙腈,超声提取20 min。减压抽滤,收集滤液于50 mL的聚四氟乙烯离心管中,再以4 000 r/min离心5 min,吸取上层乙腈溶液,过无水硫酸镁柱,60 ℃水浴浓缩至干,残渣加2 mL二氯甲烷溶解。用5 mL二氯甲烷淋洗活化弗罗里硅土柱,液面到达筛板表面后,加入样品提取液,用15 mL二氯甲烷分两次洗脱,收集此洗脱液,60 ℃水浴浓缩至干,残渣用0.5 mL丙酮溶解,待测。

1.2.4 测定方法 在10 mL具塞比色管中依次加入1 mL pH7.0的缓冲液,1 mL浓度为50 μg/mL的吐温-80溶液,2 mL浓度为10 μg/mL的农药标准品溶液,用丙酮-水(1∶19,V/V)定容到刻度,摇匀,室温静置20 min,在荧光分光光度计狭缝为5 nm,低压条件下,在250~700 nm内使激发波长与发射波长相等同步扫描, 得到散射光谱。在363 nm波长处测得散射强度值为I,不加入农药测得空白值为I0,则ΔI=I-I0。

2 结果与分析

2.1 共振散射光谱

图1为7种农药标准液(含混合菊酯溶液)与吐温-80混合后的散射光谱图,该图表明体系中只有B-R缓冲液和吐温-80时共振散射强度很弱,而加入拟除虫菊酯类农药后共振散射强度显著增大。由于这类农药为疏水性的有机分子,在丙酮-水溶液中会因范德华力、氢键和疏水作用力的共同影响而产生聚集作用,形成粒径较大的聚集体,从而导致体系共振散射显著增强,并在363和478 nm处出现特征散射峰,最大散射波长363 nm处的散射强度与各农药在一定浓度范围内呈良好的线性关系。

2.2 试验条件的优化

2.2.1 测定条件的选择 体系中不加入吐温-80时, 体系稳定性差, 加入适量吐温-80溶液后,其散射强度在10~180 min内稳定,本试验选择反应时间为20 min; 缓冲溶液的pH为2.0~12.0时,散射值较大,选择pH7.0的; 缓冲液温度在10~25 ℃时散射值较大,高于30℃时散射值降低, 选择的最适温度为20~25 ℃;吐温-80的浓度为10~60 μg/mL时的体系散射值较大且稳定,选择吐温-80的浓度为50 μg/mL。

2.2.2 提取剂和洗脱剂的选择 对比了乙腈、丙酮这两种常用提取剂以及丙酮、二氯甲烷作为洗脱剂的效果。最终选择乙腈作为提取剂,二氯甲烷作为洗脱剂。

2.2.3 固相萃取柱的选择 分别用弗罗里硅土、中性氧化铝作固相萃取柱填料,测定其对供试农药回收率。结果弗罗里硅土净化柱的回收率为96.58%、中性氧化铝净化柱的回收率为87.55%,表明弗罗里硅土固相萃取柱效果优于中性氧化铝柱。

2.3 共存物质的影响

在10 mL比色管中混合菊酯的含量为20 μg,体系测定误差小于±10%时,共存物质的允许量为:淀粉、蔗糖、葡萄糖、D-葡萄糖酸钙、十二烷基磺酸钠、水杨酸钠、尿素、(NH4)2SO4、(NH4)2S2O8、 Na2HPO4、 KH2PO4、 Na2S、 KI、 CaCl2、 BaCl2、CMC-Na、CuSO4、 ZnCl2、 KBr、 KClO、 Na2B4O7、 H2C2O4、NaHCO3、CdCl2、 ZnSO4、 KSCN、 MnAc2、 Pb(NO3)2、Li2SO4、NaHSO3、NaClO3、Na3PO4、KIO4、CuCl2、AlCl3、NaCl、K2CO3、NaAc、MgSO4、Na2S2O7、KNO3、K2C2O4的允许量均大于5 000 μg,NaNO2为2 500 μg,FeSO4、FeCl3为1 250 μg、K2Cr2O7为60 μg。干扰较大的物质有K2Cr2O7,但是一般在实际样品体系中含量极低,故无需考虑其干扰。同时还试验了乙醇、丙酮对散射强度的影响,结果当乙醇和丙酮的体积分数小于8%时,对散射强度无明显影响。

2.4 标准曲线及方法灵敏度

根据方法“1.2.4”,测定体系中不同浓度拟除虫菊酯类农药的散射值,并根据ΔI和浓度(C)绘制标准曲线,结果如表1所示。

2.5 样品的测定结果

取白菜样品20.0 g,分别添加0.5 mg/kg和1.0 mg/kg的拟除虫菊酯类农药,按照方法“1.2.3”和“1.2.4”处理,计算各农药的回收率,并与高效液相色谱(HPLC)法[15]对比,结果见表2,各农药的回收率为86.7%~98.0%,RSD均小于6.35%,符合痕量分析的要求,并与HPLC法测定结果基本一致。

3 小结与讨论

由于样品基质的复杂性,当前许多样品前处理方法效果较差,本试验通过对比乙腈、丙酮两种常用提取溶剂,结果乙腈对样品中的脂质、色素、糖类溶解少,且一些水溶性杂质在后续离心操作中进入水相得以分离。同时对比丙酮和二氯甲烷的洗脱效果,发现丙酮作为洗脱剂时洗脱液中含少量色素,而使用二氯甲烷洗脱效果理想且能够大幅减少浓缩时间。

根据散射光谱图(图1)可知,该体系在363、478 nm处出现特征散射峰,并且散射峰值近似相等,因此在实际样品测定时,该体系363 nm处的散射测定值也应该与478 nm处的散射测定值近似相等,否则可能是另外的杂质干扰引起。

传统色谱检测技术仪器操作复杂、技术要求高,对样品进行前处理的同时还需通过有机膜过滤处理,并且分析过程中需大量有机溶剂,而共振散射法检测快速、操作简易,结果也比较满意。据此建立了一种测定蔬菜中拟除虫菊酯类农药残留量的快速、灵敏、简便的新方法。本法适用于蔬菜中多种拟除虫菊酯类农药残留量的快速检测,对于阳性试样,必要时可用色谱法进行复检。

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