曹 博， 丁健樺， 花 榕， 劉科強(qiáng)， 衷張菁

(東華理工大學(xué)化學(xué)生物與材料科學(xué)學(xué)院，江西撫州 344400)

大多數(shù)農(nóng)藥屬于有毒有害物質(zhì)，它們以各種危害形式持續(xù)殘留在農(nóng)產(chǎn)品中，能夠通過不同的途徑進(jìn)入人體，危害人體健康。毒死蜱是用于殺蟲和殺螨的農(nóng)藥，在土壤中揮發(fā)性較高，適用于防治柑桔、棉花、玉米、蘋果、梨、水稻、花生、大豆、小麥及茶樹等多種作物上的害蟲和螨類(沙家駿等，2000)，具有胃毒和觸殺作用。檢測水體中毒死蜱農(nóng)藥殘留，可以確定水質(zhì)是否被污染，從而進(jìn)一步防止其危害人體健康。因此，建立快速、準(zhǔn)確、有效的方法檢測水體中毒死蜱殘留量具有重要的意義。

相關(guān)樣品中空纖維為采用高效液相色譜(HPLC)法(閆占坤等，2010)測定環(huán)境中毒死蜱已有報道(劉德坤等，2012;魏曉琳等，2010)。不過，由于HPLC法自身對樣品的要求，進(jìn)行HPLC分析之前必須對樣品進(jìn)行前處理。發(fā)展省時、高效、有機(jī)溶劑用量少的樣品前處理新技術(shù)一直是分析化學(xué)研究的一個熱點(diǎn)(臧曉歡等，2009)。目前發(fā)展起來的樣品前處理技術(shù)主要有固相微萃取(SPME)(翟建等，2012;蔣生祥，2012)、液相微萃取(LPME)(丁健樺等，2008a，2008b;黃艷紅等，2010;劉科強(qiáng)等，2012;王曉園等，2009;趙汝松等，2004)、超臨界流體萃取(SFE)(霍鵬等，2010;趙東勝等，2007;馮志強(qiáng)，2005)、微波輔助萃取(MAE)(李核等，2003;趙靜等，2008;盧彥芳等，2011)等，其中LPME技術(shù)兼具快捷和廉價的優(yōu)點(diǎn)，因而受到廣泛的關(guān)注。LPME 技術(shù)(Sarafraz-Yazdi，et al，2010)的基本原理是建立在樣品與微升級甚至納升級的萃取溶劑之間的分配平衡基礎(chǔ)上的，按照操作模式的不同一般可分為單滴液相微萃取(SDME)、膜液相微萃取(MLPME)和分散液-液微萃取(DLLME)等，它們的區(qū)別在于樣品和萃取液的接觸方式不同。目前常用的LPME是基于聚丙烯中空纖維的一種MLPME(即中空纖維液相微萃取，HF-LPME)，是在SDME基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它以多孔的中空纖維為萃取溶劑的載體，可以穩(wěn)定和保護(hù)萃取溶劑，避免SDME中溶劑容易損失和脫落的缺點(diǎn)。根據(jù)萃取相的數(shù)目，HF-LPME又可分為三相液相微萃取和兩相液相微萃取，對于環(huán)境中廣泛存在的水系樣品而言，前者主要用于能離子化的有機(jī)酸堿樣品的萃取，而后者主要用于在有機(jī)相(與水相不能互溶)中有較高溶解度的樣品的萃取。HF-LPME不但具有成本低、裝置簡單易操作、適用底物范圍廣、萃取效率高等優(yōu)點(diǎn)，而且還集萃取、凈化和濃縮于一體，常與GC、HPLC、CE等聯(lián)用。本文即采用兩相 HFLPME結(jié)合HPLC法對自來水和環(huán)境水中殘留的毒死蜱進(jìn)行了簡捷、靈敏的定量檢測。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器、試劑與材料

高效液相色譜(Waters 600，配有Waters 2487紫外檢測器，美國 Waters公司);超聲波清洗器(KQ3200，昆山市超聲儀器有限公司);恒溫磁力攪拌器(78HW-1，江蘇省榮華儀器制造有限公司);精密酸度計pH計(PHS-3C，上海虹益儀器儀表有限公司)。

毒死蜱(標(biāo)準(zhǔn)品，純度為95%，江西盛華生物農(nóng)藥有限責(zé)任公司);乙酸乙酯(分析純，上海精化科技研究所);磷酸三丁酯(分析純，中國醫(yī)藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑公司);正辛醇(分析純，上海精化科技研究所);三乙胺(分析純，天津市福晨化學(xué)試劑廠);甲醇(色譜純，西隴化工股份有限公司);實(shí)驗(yàn)用水為二次蒸餾水。

Accurel Q3/2聚丙烯中空纖維(壁厚200 μm、孔徑0.2 μm、內(nèi)徑 600 μm，德國 Membrana 公司)。水樣1～4分別為取自當(dāng)?shù)氐淖詠硭?、湖水、河水和農(nóng)田水。

1.2 溶液配制和樣品采集

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

稱取105.26 mg的毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)品(95%)置于燒杯中，加50 mL二次蒸餾水進(jìn)行超聲溶解，然后轉(zhuǎn)入100 mL容量瓶中，定容至刻度，搖勻，制成1 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲備液。其標(biāo)準(zhǔn)溶液由該標(biāo)準(zhǔn)儲備液適當(dāng)稀釋后配制而得。

1.2.2 樣品采集

自來水:采自本實(shí)驗(yàn)室，先打開水龍頭，放水30 s之后，收集自來水樣約100 mL;湖水、河水:分別在當(dāng)?shù)睾吅秃舆叴蠹s水下20 cm深處取水樣約100 mL;農(nóng)田水:在農(nóng)田邊2 cm深處取水樣約100 mL。

1.3 微萃取過程

將中空纖維管裁剪成3.5～4.0 cm長的小段置裝有丙酮溶劑的燒杯中，超聲清洗1 min左右以除去雜質(zhì)，然后取出晾干。使用時，將其浸入待用的有機(jī)萃取劑中超聲潤洗，使有機(jī)萃取劑充分而均勻地進(jìn)入中空纖維的多孔壁中，形成微液態(tài)薄膜后，用鑷子小心的將中空纖維管取出，再將其套在微量進(jìn)樣針的針尖上，推出接收相，中空纖維的兩端用熱的鉗子密封，使中空纖維的有效長度保持3 cm左右(約6～7 μL的接收相);將其浸入到樣品液中，萃取一定時間后，剪開封住的一端，抽回接收相，取5 μL注入高效液相色譜儀。

1.4 色譜條件

色譜柱:Atlantis Cl8分析柱(4.6 mm×250 mm，5 μm);流動相:甲醇/水(體積比 90∶10);流速:4 μL/min;檢測波長:290 nm;進(jìn)樣量:5 μL;柱溫:室溫。

2 結(jié)果與討論

2.1 液相微萃取條件的優(yōu)化

2.1.1 萃取劑的選擇

選擇萃取劑(有機(jī)接受相)依據(jù)的是“相似相溶”原理，且萃取劑應(yīng)既不溶于給出相，又能夠?qū)δ繕?biāo)物有較大的富集能力(衷張菁，2010)。本文分別考察了磷酸三丁酯、乙酸乙酯、正辛醇(圖1)和環(huán)己烷等四種有機(jī)溶劑作為接收相對毒死蜱的萃取效果，結(jié)果見圖2。可見，磷酸三丁酯對毒死蜱的萃取效果最好，分析認(rèn)為毒死蜱是磷酸酯類化合物質(zhì)，與磷酸三丁酯具有相似的官能團(tuán)。本文采用磷酸三丁酯為萃取劑。

2.1.2 給出相pH的選擇

待測物質(zhì)的溶解度不僅與溶劑有關(guān)系，還與給出相的pH值有一定關(guān)系。一般來講，給出相的pH值對有酸堿性的有機(jī)物質(zhì)影響較大。由于毒死蜱溶液本身是中性偏弱酸性的，本文用鹽酸調(diào)節(jié)給出相的pH值，考察了給出相pH分別為3，4，5，6時毒死蜱的萃取效果(圖3)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)給出相的pH值從3變化到6時，萃取效率變化不大。本實(shí)驗(yàn)選擇調(diào)節(jié)給出相pH為6。

2.1.3 攪拌速率的選擇

圖1 磷酸三丁酯和正辛醇萃取毒死蜱的色譜圖Fig.1 Chromatogram of TBP and Octanol extraction of Chlorpyrifos

圖2 萃取劑對萃取效率的影響Fig.2 Effect of extraction solvent on extraction efficiency

磁子轉(zhuǎn)速的快慢會影響到萃取過程中傳質(zhì)的快慢。本文考察了磁子轉(zhuǎn)速為400～1 200 r/min時毒死蜱的萃取效果(圖4)，結(jié)果表明，磁子轉(zhuǎn)速為400～1 000 r/min，毒死蜱的萃取效率呈增大趨勢，當(dāng)磁子轉(zhuǎn)速為1 000 r/min時，萃取效率最大，這是由于增加磁子轉(zhuǎn)速，使毒死蜱分子與萃取溶劑接觸的幾率增加，傳質(zhì)速率也增大的緣故;而當(dāng)磁子轉(zhuǎn)速大于1 000 r/min時，毒死蜱的萃取效率反而降低，可能是因?yàn)榇抛愚D(zhuǎn)速太大容易產(chǎn)生氣泡，從而影響了萃取效率。本文選擇最佳轉(zhuǎn)速為1 000 r/min。

圖3 萃取劑pH對萃取效率的影響Fig.3 Effect of the pH of extraction solvent on extraction efficiency

圖4 攪拌速率對萃取效率的影響ig.4 Effect of stirring rate on the extraction efficiency

2.1.4 萃取時間的選擇

萃取時間的選擇與萃取過程中傳質(zhì)動態(tài)平衡建立的快慢有關(guān)。圖5是萃取時間為10～50 min時毒死蜱的萃取效果，可以看出，隨著時間的增加，萃取效率呈現(xiàn)先升后降的趨勢:萃取時間為10～20 min時，毒死蜱的萃取效率大幅度增高，此時正向傳質(zhì)占主導(dǎo);當(dāng)萃取時間為20 min時，正向傳質(zhì)速率和逆向傳質(zhì)速率相等，處于動態(tài)平衡，萃取效率最高;繼續(xù)增加萃取時間至20 min以上時，萃取效率反而有所降低，可能是由于隨著萃取時間的延長，萃取劑磷酸三丁酯在給出相中的溶解損失增加的緣故(丁健樺等，2008b)。故本文選擇20 min為最佳萃取時間。

圖5 萃取時間對萃取效率的影響Fig.5 Effect of extraction time on extraction efficiency

2.2 毒死蜱HPLC分析

2.2.1 線性關(guān)系與檢測限

線性范圍和相關(guān)系數(shù):取毒死蜱系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照1.4的色譜條件進(jìn)行HPLC測定。結(jié)果表明，在濃度為0.1～40 μg/mL之間線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)r=0.997，工作曲線為:

式中，y為毒死蜱的峰面積(mV)，x為給出相中毒死蜱的濃度(μg/mL)。

檢出限(LOD):取濃度為0.1 μg/mL的毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)溶液，按信噪比(S/N)為3，根據(jù)公式LOD=c3σ/S(Ding et al.，2009)(其中 c為給出相中毒死蜱的濃度，σ為六次測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差，S為六次測定的毒死蜱濃度的平均值)進(jìn)行計算，毒死蜱的檢出限為 0.03 μg/mL。

精密度(RSD):取濃度為1 μg/mL的毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)溶液，按1.4的色譜條件進(jìn)行HPLC測定，平行操作六次，計算得出該方法的RSD為4.2%。

2.2.2 富集倍數(shù)

富集倍數(shù)是指經(jīng)LPME處理后接收相中待測物濃度與給出相中待測物原始濃度之比。經(jīng)測定和計算，本法對毒死蜱的富集倍數(shù)為97倍?？梢奓PME法對毒死蜱有較好的富集作用，可提高樣品分析的靈敏度。

2.2.3 方法的選擇性

環(huán)境水樣中基質(zhì)復(fù)雜，除含有大量的無機(jī)礦物質(zhì)外，還含有各種有機(jī)質(zhì)，如果直接對其進(jìn)行HPLC測定，不但對儀器造成損害，其中的各種基質(zhì)還可能對毒死蜱的測定造成干擾。而采用LPME對樣品溶液進(jìn)行處理后，其中不溶于萃取劑磷酸三丁酯的無機(jī)質(zhì)和有機(jī)質(zhì)以及一些大分子物質(zhì)均不會被萃取到接收相中，從而可以很好地消除這些物質(zhì)對毒死蜱測定的干擾。可見，本法具有良好的選擇性。

2.3 水樣的測定

分別移取自來水、湖水、河水和農(nóng)田水等水樣各兩份，每份10 mL，其中一份在優(yōu)化條件下經(jīng)LPM E萃取后進(jìn)行HPLC分析，另一份加入適量的毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)溶液后在相同條件下進(jìn)行加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)。每個樣品做4次平行分析，分析結(jié)果見表1。

表1 水樣分析結(jié)果Table 1 Detection results of water samples

3 結(jié)論

本文建立的以LPME技術(shù)進(jìn)行樣品前處理、采用HPLC對環(huán)境水中殘留的毒死蜱進(jìn)行測定的方法具有操作簡捷、靈敏高效、準(zhǔn)確可靠等優(yōu)點(diǎn)。研究表明，LPME這種新型樣品前處理技術(shù)集萃取、凈化和富集于一體，不僅大大減少了傳統(tǒng)樣品前處理方法中有機(jī)溶劑的使用量，且操作簡單，分析時間較短，實(shí)驗(yàn)成本較低，還可通過富集作用提高分析的靈敏度、通過萃取和凈化作用提高分析的選擇性，具有較好的應(yīng)用前景。

丁健樺，何海霞，林海祿，等.2008a.離子液體-液相微萃取-高效液相色譜法測定紡織品中芳香胺［J］.分析化學(xué)，36(12):1662-1666.

丁健樺，何海霞，楊新磊，等.2008b.復(fù)雜基質(zhì)中檸檬酸的液相微萃取［J］.色譜，26(1):88-92.

馮志強(qiáng).2005.超臨界流體萃取聯(lián)用技術(shù)的應(yīng)用［J］.分析儀器，(1):6-10.

黃艷紅，丁健樺，邱昌福，等.2010.液相微萃取-高效液相色譜法測定乳制品中的三聚氰胺［J］.食品科學(xué)，31(2):161-164.

霍鵬，張青，張濱，等.2010.超臨界流體萃取技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展［J］.河北化工，33(3):25-29.

蔣生祥，馮娟娟.2012.固相微萃取研究進(jìn)展［J］.色譜，30(3):219-221.

李核，李攻科，張展霞.2003.微波輔助萃取技術(shù)的進(jìn)展［J］.分析化學(xué)評述與進(jìn)展，31(10):1261-1268.

劉德坤，張翠，楊石有，等.2012.多殺菌素·毒死蜱微球高效液相色譜分析［J］.農(nóng)藥，51(8):581-583..

劉科強(qiáng)，丁健樺，劉成佐，等.2012.液相微萃取技術(shù)在農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用［J］.湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，51(15):3153-3158.

盧彥芳，張福成，安靜，等.2011.微波輔助萃取應(yīng)用研究進(jìn)展［J］.分析科學(xué)學(xué)報，27(2):246-252.

沙家駿，王榮弟，周良佳，等.2000.化工產(chǎn)品手冊——農(nóng)用化學(xué)品［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社:43.

王曉園，陳璇，白小紅.2009.液相微萃取/后萃取技術(shù)在中藥苯丙酸類化合物分析中的應(yīng)用［J］.分析化學(xué)研究報告，37(1):35-40.

魏曉琳，劉迎，魏方林，等.2010.30%噻嗪·毒死蜱水乳劑的高效液相色譜分析［J］.現(xiàn)代農(nóng)藥，9(4):14-16.

閆占寬，李語如，宋曉光，等.2010.高效液相色譜法測定奧沙利鉑注射液中奧沙利鉑的含量和有關(guān)物質(zhì)［J］.東華理工大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，33(3):290-292.

臧曉歡，吳秋華，張美月，等.2009.分散液相微萃取技術(shù)進(jìn)展［J］.分析化學(xué)，37(2):161-168.

翟建.2012.固相微萃取技術(shù)及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用［J］.廣州化工，40(7):38-40.

趙東勝，劉桂敏，吳兆亮.2007.超臨界流體萃取技術(shù)研究與應(yīng)用進(jìn)展［J］.天津化工，21(3):10-12.

趙靜，馬曉國，黃明華.2008.微波輔助萃取技術(shù)及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用［J］.中國環(huán)境監(jiān)測，24(6):27-32.

趙汝松，徐曉白，劉秀芬.2004.液相微萃取技術(shù)的研究進(jìn)展［J］.分析化學(xué)評述與進(jìn)展，32(9):1246-1251.

衷張菁，丁健樺，邱昌福.2010.浸入式三相中空纖維微萃取-高效液相色譜法對飲料中7種有機(jī)酸的同時測定［J］.分析測試學(xué)報，6(29):589-593.

Ding J H，Gu H W，Yang S P，et al.2009.Selective Detection of Diethylene Glycol in Toothpaste Products Using Neutral Desorption Reactive Extractive Electrospray Ionization Tandem Mass Spectrometry［J］.A-nal.Chem，81(20):8632-8638.

Sarafraz-Yazdi，Amiri.2010.Liquid-phase microextraction［J］.TrAC，Trends Anal.Chem，29(12):1-14.