宋寧慧， 張 靜， 榮維廣

(1.環(huán)境保護部南京環(huán)境科學(xué)研究所，江蘇南京 210042；2.江蘇省疾病預(yù)防控制中心，江蘇南京 210009)

有機磷化合物作為殺蟲劑開發(fā)應(yīng)用已經(jīng)歷了半個多世紀，因其具有廣譜、高效、降解快等特點而成為世界上應(yīng)用最廣泛的農(nóng)藥之一，在防治農(nóng)業(yè)病蟲害方面發(fā)揮了很大的作用[1]。據(jù)統(tǒng)計，我國有機磷農(nóng)藥使用量占全部農(nóng)藥用量的70%以上，廣泛用于果蔬等作物中。其主要作用機制為抑制乙酰膽堿酯酶的活性，具有神經(jīng)毒性，一些有機磷農(nóng)藥還有致突變、致癌等毒性，嚴重地威脅人們的健康[2]。目前，通常使用液液萃取法[3]、固相萃取法[3 - 5]、固相微萃取法[6]等富集分離農(nóng)藥殘留。但這些方法存在步驟繁瑣、溶劑使用量大等缺點，導(dǎo)致應(yīng)用受到限制。2003年，Anastassiades等[7]提出了一種快速、簡便、廉價、安全的樣品前處理的-QuEChERS(Quick,Easy,Cheap,Effective,Rugged and Safe)方法，該方法的關(guān)鍵是采用分散固相萃取(Dispersive-SPE)凈化，從乙腈萃取液中移除脂肪酸、色素等雜質(zhì)而使農(nóng)藥得到有效地分離[8]。本文基于QuEChERS建立了改進的一次性吸管萃取(DPE)方法，該方法將固相吸附劑填料填充于一次性吸管中，在吸取的過程使樣品溶液和填料能夠充分混合，從而使得目標(biāo)農(nóng)藥得到有效地分離。目前，關(guān)于DPE法測定農(nóng)藥殘留應(yīng)用不多。林靜佳[9]用DPE法測定了蔬菜中的有機磷農(nóng)藥殘留；Moliner-Martinez[10]用DPE法檢測了生物樣品中的有機氯農(nóng)藥殘留。

本文使用DPE的反相機制萃取待測有機磷農(nóng)藥，對于快速分析非極性到弱極性的農(nóng)藥非常有效。方法快速、準(zhǔn)確、經(jīng)濟，同時使用反相機制可以更簡便的使用QuEChERS方法所不能分析的農(nóng)藥品種。

1 實驗部分

1.1 儀器、試劑和材料

7890A-5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國，Agilent Technologies公司)；一次性萃取吸管(5 mL吸管中含有填料苯乙烯-二乙烯基苯共聚物60 mg，美國DPX Labs)。

21種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品：甲胺磷(98.5%)、甲拌磷(97.0%)、甲基對硫磷(99.5%)、久效磷(97.5%)、氧化樂果(97.0%)、乙硫磷(98.5%)、水胺硫磷(97.3%)、辛硫磷(97.4%)、樂果(97.0%)、乙酰甲胺磷(98.5%)、毒死蜱(95.8%)、殺螟硫磷(96.7%)、馬拉硫磷(98.0%)、倍硫磷(97.3%)、丙溴磷(98.0%)、二嗪磷(97.5%)、甲基毒死蜱(99.5%)、甲基立枯磷(98.3%)、乙基嘧啶磷(97.4%)、皮蠅磷(98.5%)、殺螟硫磷(97.3%)，均購自Dr.Ehrenstofer GmbH公司。正己烷、乙酸乙酯、乙腈、氯化鈉(色譜純，德國Merck公司)；無水硫酸鎂(分析純，上海凌峰化學(xué)試劑有限公司)。實驗用水為超純水。

有機白菜購于南京普朗克有機食品公司。

1.2 實驗方法

1.2.1混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制準(zhǔn)確稱取上述21種有機磷農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品各0.01 g(精確至0.001 g)于100 mL容量瓶中，用正己烷定容，配制成100 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液，于-20 ℃下保存。實驗時再用正己烷稀釋成質(zhì)量濃度分別為0.05、0.1、0.2、0.5、1.0 mg/L的系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，于4 ℃保存，備用。

1.2.2樣品前處理過程提?。悍Q取15 g有機白菜于50 mL離心管中，加入15 mL乙腈，渦旋1 min，加入1.5 g NaCl，6 g無水MgSO4，渦旋2 min，5 000 r/min下離心5 min，上清液待凈化。改進的DPE凈化：取1 mL上清液于10 mL離心管中，加入2.4 mL水和0.8 mL飽和NaCl溶液混合均勻，將DPE管套在DPE專用注射筒上，然后吸取全部混合溶液，再吸取大約5 mL的空氣，空氣氣泡加速樣品與吸附劑的混合。靜置10 s后釋放，棄置。卸下注射筒，從DPE管頂部加入0.7 mL正己烷/乙酸乙酯(1∶1,V/V)分散洗脫后，釋放洗脫液于試管中，分層，將下層少許水相(約100 μL)用巴斯德移液管移走后，將該樣品轉(zhuǎn)移到GC樣品瓶中，待測。

圖1 21種有機磷農(nóng)藥總離子流色譜圖Fig.1 Total ion chromatogram of 21 organophosphorus pesticidesCompounds of 1-21 are the same as in table 1.

1.2.3氣相色譜與質(zhì)譜條件色譜柱：HP-5MS毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，進樣口溫度230 ℃。升溫程序：初始溫度60 ℃，保持2 min；以20 ℃/min程序升溫至120 ℃；以10 ℃/min程序升溫至180 ℃；以2 ℃/min程序升溫至195 ℃，保持3 min；以10 ℃/min程序升溫至220 ℃；以2 ℃/min程序升溫至240 ℃。載氣：氦氣；流速：1.0 mL/min；進樣量：2 μL；進樣方式：分流進樣，分流比為10∶1。質(zhì)譜條件：電離方式：電子轟擊電離源(EI)，電離能量：70 eV；四極桿溫度:150 ℃；離子源溫度：230 ℃，接口溫度：280 ℃；溶劑延遲：6 min；調(diào)諧方式:自動調(diào)諧。每種農(nóng)藥分別選擇1個定量離子，2～3個定性離子，選擇離子監(jiān)測時間設(shè)定參數(shù)見表1。所得的21種有機磷農(nóng)藥總離子流色譜圖見圖1。

(續(xù)表1)

No.PesticidestR(min)Quantitative ion(m/z)Qualitative ions(m/z)Dwell time(ms)13Malathion17.992127.0173.1,157.910014Fenthion18.351279.1153.0,169.06015Chlorpyrifos18.408196.9198.9,314.06016Isocarbophos18.800136.0120.0,121.010017Pirimiphos-ethyl19.661333.2318.1,304.16018Profenofos23.412338.9139.0,205.910019Ethion25.696230.9153.1,124.910020Phosmet29.517161.0133.0,104.010021Phosalone31.681181.9183.9,367.060

2 結(jié)果與討論

2.1 DPE凈化過程分析

本實驗中選取的DPE填料為苯乙烯-二乙烯基苯，其吸附原理為反相機制，包括疏水性(類似于反相液相色譜)和π-π鍵作用。由于吸附劑的疏水特性，其與待測物通過范德華力結(jié)合，農(nóng)藥的芳香族特性加強了吸附劑與待測物之間的π-π鍵結(jié)合。這種結(jié)合機制為大多數(shù)農(nóng)藥提供了高的選擇性富集而移除了大量的極性機制干擾[11]。

圖2 有機磷農(nóng)藥回收率和logP相關(guān)性Fig.2 Relation between the recoveries of organophosphorus pesticides using DPE and logP

正辛醇/水分配系數(shù)的對數(shù)(logP)是衡量化合物疏水性的參數(shù)之一[12]。圖2為以有機磷農(nóng)藥logP為橫坐標(biāo)，回收率為縱坐標(biāo)所做散點圖，顯示了有機磷農(nóng)藥logP與其回收率的相關(guān)性。因此通過本研究得出，農(nóng)藥和DPE吸附劑的吸附性與該農(nóng)藥的logP值之間有相關(guān)性，可以通過農(nóng)藥疏水性(logP值的大小)來大致估算農(nóng)藥回收率范圍。中等極性的農(nóng)藥(logP值≤2)回收率低于60%；非極性農(nóng)藥(logP值>2)的農(nóng)藥回收率在80%～100%之間。

研究中對比了從DPE管頂部加入洗脫溶劑與管底部吸取溶劑，然后洗脫。結(jié)果表明，前者比后者回收率均高出大約6%～10%左右，因此，最終選擇從DPE管頂部加入洗脫溶劑用于后續(xù)實驗。研究中選擇了正己烷/乙酸乙酯(1∶1,V/V)洗脫而沒有使用乙腈，既可以減少有機磷的降解，也有利于后續(xù)GC-MS檢測。同時本研究減少了洗脫溶劑的使用量，從而將該實驗的提取、凈化、濃縮于一個DPE管中一步完成。

2.2 空白基質(zhì)匹配線性方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限

以空白有機白菜基質(zhì)溶液配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，以濃度(x)為橫坐標(biāo)，定量子離子對的色譜峰平均峰面積(y)為縱坐標(biāo)，在0.05～1.0 mg/L 濃度范圍內(nèi)，獲得基質(zhì)匹配線性方程、線性相關(guān)系數(shù)及檢出限和定量限(表2)，相關(guān)系數(shù)均大于0.9951，檢出限(LOD)在5.9 μg/kg以下，定量限(LOQ)在17.7 μg/kg以下。

表2 有機磷農(nóng)藥的空白基質(zhì)匹配線性方程、檢出限(LOD)及定量限(LOQ)

(續(xù)表2)

PesticideMatrix curve equationCorrelation coefficient(r2)LOD(μg/kg)LOQ(μg/kg)Disulfotony=18503x-7805.40.99853.610.8Chlorpyrifos-methyly=42462x-227590.99791.85.4Tolclofosy=23287x-112760.99511.44.2Fenchlorphosy=91840x-756.20.99830.41.2Fenitrothiony=16930x-24.90.99851.33.9Pirimiphos-methyly=11302x-342.20.99613.510.5Malathiony=13369x-278.50.99722.16.3Fenthiony=28350x-80.40.99805.917.7Chlorpyrifosy=49620x-313.40.99841.44.2Isocarbophosy=47119x-515.20.99521.75.1Pirimiphos-ethyly=10623x-756.30.99871.03.0Profenofosy=91830x-797.20.99793.510.5Ethiony=27310x-237.10.99832.16.3Phosmety=95030x-214.10.99961.64.8Phosaloney=50892x-15.20.99851.33.9

2.3 回收率和精密度

稱取15 g有機白菜，向其中分別添加0.02、0.25和0.50 mg/kg 3個水平的農(nóng)藥混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，每個添加濃度做5份，加標(biāo)后平衡1 h，采用1.2節(jié)所述方法對其進行檢測，見表3。結(jié)果表明：強極性農(nóng)藥如甲胺磷、氧化樂果和久效磷(logP值分別為-0.79、-0.74和-0.22)的回收率均很低；中等極性的農(nóng)藥例如樂果(logP值為0.704)回收率低于40%，丙溴磷(logP值為1.7)回收率在60%左右。非極性農(nóng)藥(logP值≥2)的回收率在80.5%～105.3%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)<13%。

表3 有機磷農(nóng)藥的回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)試驗結(jié)果

"-"means the results were not noted since recoveries and relative standard deviation were bad.

3 結(jié)論

本文建立了一次性吸管萃取(DPE)-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用測定白菜中有機磷農(nóng)藥的方法，可以分析測定白菜樣品里弱極性到非極性有機磷農(nóng)藥，具有較高且穩(wěn)定的回收率。該方法將提取、凈化、濃縮于一個DPE管中一步完成，是一種簡便、快速、高效、環(huán)保的處理方法。