黃碩俊 曾家源

(中山市環(huán)境監(jiān)測站，廣東中山 528403)

自20世紀(jì)70年代以來，由于有機氯農(nóng)藥受到禁用或限用，以及抗有機磷農(nóng)藥的昆蟲品種日益增多，氨基甲酸酯類農(nóng)藥 (Carbamates)的使用在我國越來越普遍。氨基甲酸酯類農(nóng)藥主要有西維因、呋喃丹、涕滅威、葉蟬散、巴沙等。氨基甲酸酯類農(nóng)藥除了殺蟲作用之外，還有顯著刺激作物生長的作用，其缺點是毒性大、易發(fā)生人畜中毒事件，其殘留對人、畜及環(huán)境可產(chǎn)生極大的危害。因而采取科學(xué)有效的手段檢測水環(huán)境、土壤和底質(zhì)中的氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留對河涌和土壤治污有著重要的意義。

根據(jù)氨基甲酸酯類農(nóng)藥的物理化學(xué)及生物學(xué)特性，對其檢測的方法主要有:氣相色譜法、氣相色譜－質(zhì)譜法、液相色譜法、液相色譜－質(zhì)譜法、生物檢測法、化學(xué)計量學(xué)分析法等。而前處理方法主要是萃取法，根據(jù)液體或固體樣品選擇液液萃取、固相萃取、固相微萃取、索氏提取及快速溶劑萃取。

1 氣相色譜法 (GC)和氣相色譜－質(zhì)譜法 (GC-MS)

氣相色譜是農(nóng)殘分析中最重要的方法之一，常用于氣相色譜法的檢測器主要有氮磷檢測器(NPD)、氫火焰離子化檢測器 (FID)、熱離子檢測器 (FTD)等。

氮磷檢測器 (NPD)對含氮、磷的有機化合物的靈敏度最高。周倫敏等人［1］采用ENVI-Carb固相萃取柱富集水樣，以1:1丙酮－二氯甲烷洗脫，通過氮磷檢測器測定水中7種氨基甲酸酯類農(nóng)藥。該方法回收率為82.0% ～101.5%，相對偏差為2.9% ～10.5%。龔道新等人［2］選擇氣相色譜－NPD測定大米、面粉中22種有機磷和有機氮農(nóng)藥多殘留，大米回收率為71.71%～109.16%，面粉回收率為73.87%～113.48%，最小檢出量在5.181～－85.41 pg。NPD的缺點是銣珠預(yù)熱和穩(wěn)定的時間較長，壽命較短;其次是復(fù)雜樣品基底中的含氮化合物會產(chǎn)生干擾峰，影響定性定量。

FID、FTD對氨基甲酸酯類農(nóng)藥檢測的靈敏度沒有NPD高，因而應(yīng)用較少。時亮等人［3］用Florisil小柱固相萃取分離純化，OV－101毛細(xì)管色譜柱為分離柱，氣相色譜－FID定性定量同時測定五種氨基甲酸酯類農(nóng)藥 (西維因、葉蟬散、速滅威、呋喃丹、滅多威)，五種農(nóng)藥在12 min內(nèi)得到很好分離，線性范圍1～25 g/mL，最低檢測限11～16 ng，回收率范圍為85.0% ～103.2%。季萍等人［4］建立以丙酮解吸，HP-5毛細(xì)管色譜柱分離，氣相色譜－FID測定工作場所空氣中6種氨基甲酸酯濃度的方法，線性范圍為0.1～100.0 μg/mL，相關(guān)系數(shù)為0.999 4～0.999 9，回收率為90% ～99%，檢出限為0.02～0.10 μg/mL。楊奕南等人［5］建立了采用乙腈提取，氨基固相萃取柱凈化，氣相色譜－FTD測定煙草中5種有機氮農(nóng)藥的殘留方法，檢出限為0.005～0.009 mg/kg，回收率為88.92%～－97.16%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差2.33% ～5.79%。

GC-MS可以同時對多種氨基甲酸酯類及其他種類的農(nóng)藥一起測定。陳曉秋［6］應(yīng)用圓盤固相萃取技術(shù)，增大樣品的富集倍數(shù)，提高了樣品前處理的工作效率，并在GC/MS/SIM法，建立了水體中39種有機氮磷測定方法，檢出限為0.2～50 ng/L，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.4% ～10%，回收率為41.3%～114.3%，方法準(zhǔn)確有效。孫衛(wèi)明等人［7］建立氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用法同時測定生姜中15種有機氯及氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留量的檢測方法，DB-1701柱可以達(dá)到基線分離，最低檢出濃度為0.003～0.006 mg/kg，回收率為79.3% ～117%，精密度范圍為3.02%～5.2%，方法快速簡便，能獲得滿意的分離效果。質(zhì)譜的靈敏度低于NPD(見圖1)，但選擇性高，通過庫匹配查找，質(zhì)譜可以確定化合物;樣品中存在的高含量組分會降低痕量目標(biāo)分析物的離子化效率，從而干擾低水平下的農(nóng)藥檢測。

氨基甲酸酯類農(nóng)藥在高溫條件容易分解，氣相色譜對于高沸點或熱穩(wěn)定性差的氨基甲酸酯類農(nóng)藥不能進行分離檢測。因此，在實際操作中，需要將氨基甲酸酯類農(nóng)藥水解，生成穩(wěn)定的氨基甲酸酯類農(nóng)藥的水解產(chǎn)物甲胺或酚，或通過衍生化反應(yīng)提高氨基甲酸酯類農(nóng)藥的熱穩(wěn)定性，達(dá)到用GC對氨基甲酸酯類農(nóng)藥的測定的要求。

圖1 氣相色譜各檢測器檢出限比較

2 高效液相色譜法 (HPLC)

目前，氨基甲酸酯類農(nóng)藥的高效液相色譜檢測大多數(shù)采用反相C8或C18柱，常用的流動相為乙腈－水或甲醇－水。高效液相色譜法 (HPLC)的檢出限一般高于氣相色譜 (GC)的檢出限。高效液相色譜法對于氣相色譜不能分析的高沸點或穩(wěn)定性差的農(nóng)藥可以進行有效的分離檢測。

Yang等［8］用柱后衍生－高效液相色譜法測定了煙草樣品中的3種氨基甲酸酯類農(nóng)藥，回收率為70% ～100%。張學(xué)健等［9］建立固相萃?。咝б合嗌V法測定生活飲用水中10種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留的分析方法，用C18固相萃取小柱富集、凈化，乙酸乙酯洗脫，氮氣吹干甲醇定容，以甲醇+乙腈+水為流動相，經(jīng)C18柱分離，0.05 mol/L氫氧化鈉溶液水解，OPA溶液化學(xué)柱后衍生后，在激發(fā)波長為339 nm，發(fā)射波長為445 nm條件下，熒光檢測器檢測，結(jié)果表明相關(guān)系數(shù)為0.999 1～0.999 7，方法檢出限在0.08～0.12 μg/L，加標(biāo)回收率在86.2% ～100.4%之間，該方法準(zhǔn)確度高、精密度好、線性范圍寬、干擾少，可用于生活飲用水及其水源水中氨基甲酸酯類農(nóng)藥檢測。丁晨紅等［10］建立分散固相萃?。聪喔咝б合嗌V法測定蔬菜、水果中10種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留，樣品經(jīng)乙腈提取，PSA分散固相萃取柱凈化，液相色譜柱后衍生分離，熒光檢測，檢出限在0.004～0.008 mg/L，加標(biāo)回收率在75.6%～112.3%，方法快速靈敏，重現(xiàn)性好，適合日場大批量蔬菜和水果樣品中10種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留的測定。

3 高效液相色譜－質(zhì)譜法 (HPLC-MS)

與GC相比，HPLC不僅分離效能好、靈敏度高、檢測速度快，且應(yīng)用面廣;而利用質(zhì)譜儀作為檢測器，把高效液相色譜儀的強大分離能力和質(zhì)譜儀的定性定量能力有效結(jié)合在一起，從而很好的解決了土壤、動植物等復(fù)雜樣品的痕量氨基甲酸酯類農(nóng)藥的檢測問題。

張帆等［11］建立了食品中20種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留量的高效液相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜測定方法，線性范圍0.005～0.1 mg/kg，相關(guān)系數(shù)為0.991～0.999，回收率為51.2% ～12.5.0%，方法準(zhǔn)確、靈敏、快速，可滿足國際標(biāo)準(zhǔn)檢測的需要。張蓓蓓等［12］建立了固相萃取 (SPE)－超高效液相色譜/三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜 (UPLC－MS/MS)同時測定水中14種氨基甲酸酯類殺蟲劑殘留的方法，過濾后的樣品經(jīng)C18固相萃取柱富集凈化后，采用BEH C18柱，水 (0.1%甲酸)－甲醇作為流動相進行梯度洗脫，采用串聯(lián)質(zhì)譜作為檢測器進行檢測，線性良好 (r=0.997～0.999 9)，回收率為70.8%～119%，檢出限為0.1～2.5 ng/L。王連珠等［13］考察了原創(chuàng)QuEChERS方法及AOAC2007.01方法對蔬菜中51種氨基甲酸酯類農(nóng)藥提取的適用性，并建立了液相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜法的測定方法，結(jié)果表明，51種農(nóng)藥在6種基質(zhì)中3個添加水平 (10、20、100 μg/kg)的回收率為58.4% ～126%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.3% ～26%。張海霞等［14］以番茄、茄子、西葫蘆、大白菜、甘藍(lán)為試材，采用超高效液相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)建立了蔬菜中12種氨基甲酸酯類農(nóng)藥的檢測方法，結(jié)果表明線性良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.99，加標(biāo)回收率在65.2% ～119.2%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5%。何華麗等［15］建立了液相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜法定量測定生姜中27種氨基甲酸酯類農(nóng)藥及其代謝物殘留的方法，樣品經(jīng)固相萃取小柱凈化，以乙腈－水(1:1)為定容溶劑，電噴霧串聯(lián)質(zhì)譜多反應(yīng)監(jiān)測模式測定，檢出限為0.05～2.0 μg/kg，回收率為70.9%～119.1%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.0%～10.8%，該方法前處理簡單、分析時間短、選擇性好、靈敏度高。楊欣等［16］建立了高效液相色譜－線性離子阱質(zhì)譜測定膳食樣品中氨基甲酸酯類農(nóng)藥的檢測方法，用正己烷飽和的乙腈超聲提取，凝膠滲透色譜凈化，CAPCELL PAK CR色譜柱分離，采用電噴霧電離，選擇反應(yīng)監(jiān)測正離子模式三級離子監(jiān)測，平均加標(biāo)回收率在60.4%～114%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在3.46% ～16.2%，檢出限在0.001～0.010 mg/kg。

由于氨基甲酸酯類農(nóng)藥的不穩(wěn)定性及高沸點，關(guān)于氨基甲酸酯類農(nóng)藥的高效液相色譜及串聯(lián)質(zhì)譜檢測方法的研究越來越多，目前已成為主要的標(biāo)準(zhǔn)化檢測方法。

4 生物技術(shù)檢測法

乙酰膽堿酶抑制法是研究最多且相對成熟的一種對氨基甲酸酯類農(nóng)藥快速檢測技術(shù)。其原理是利用Carbamates可特異性地抑制昆蟲中樞和周圍神經(jīng)系統(tǒng)中乙酰膽堿酯酶的活性，破壞神經(jīng)的正常傳導(dǎo)，使昆蟲中毒致死的作用特點，將乙酰膽堿酶與樣品反應(yīng)，根據(jù)受抑制的情況判斷出樣品中是否含有Carbamates。但該方法對常見農(nóng)藥檢出限過高，只能作為初查的快速檢測法。周芳等［17］基于酶抑制法，提出了分光光度法測定6種Carbamates殘留量的方法，測定下限在0.001～0.005 mg/L，回收率在82.0% ～109%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在2.4%～3.6%，該方法精密度和重現(xiàn)性均能滿足快速檢測的需要。

生物傳感通常是由一種生物活性物質(zhì)制作的敏感部件與能量轉(zhuǎn)換器緊密配合，對特定種類化學(xué)物質(zhì)或生物活性物質(zhì)具有響應(yīng)的裝置。目前，生物傳感器是農(nóng)藥殘留快速檢測技術(shù)的研究熱點，在測定方法多樣化、儀器自動化程度、響應(yīng)時間以及靈敏度方法已取得了很大的進步。梁東軍等［18］采用自組裝法制備多層乙酰膽堿酯酶/殼聚糖/碳納米管生物傳感器，利用循環(huán)伏安法、電化學(xué)阻抗譜和差分脈沖伏安法表征傳感器并考察這一新型傳感器對2－(1－甲基乙基)苯基甲基氨基甲酸酯進行了測定，檢出限為5.41 ng/L，回收率為111%，傳感器穩(wěn)定性良好。目前生物測定技術(shù)只能達(dá)到定性和半定量水平，重現(xiàn)性、回收率都有待提高，還無法取代常規(guī)氣相色譜和高效液相色譜方法，快速檢測方法還需要繼續(xù)完善，使之標(biāo)準(zhǔn)化。

5 化學(xué)計量分析法

化學(xué)計量學(xué)是化學(xué)的一門分支學(xué)科，應(yīng)用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)及計算機科學(xué)，涉及和選擇最佳測量程序和試驗方法，并通過解析化學(xué)測量數(shù)據(jù)，獲得最大限度的化學(xué)信息［19］。在多種農(nóng)藥分析，分析信號重疊時，使用化學(xué)計量分析方法可以得到讓人滿意的結(jié)果。杜亞輝等［20］采用交替三線性分解二階校正法與高效液相色譜聯(lián)用技術(shù)，實現(xiàn)復(fù)雜水樣中速滅威、西維因和異丙威的準(zhǔn)確測定，平均回收率分別為100.1%、96.7%和96.1%。

6 結(jié)語

目前，針對氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留分析的方法是廣泛關(guān)注的課題。實際使用過程中，常常同時使用多種類型農(nóng)藥，造成環(huán)境、農(nóng)產(chǎn)品中多種農(nóng)藥同時殘留，因此復(fù)雜樣品的前處理技術(shù)、提高信噪比和精密度的分析方法以及盡量減少分析時間、實現(xiàn)操作自動化顯得尤為重要。

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