摘要：研究確立了乙腈為分散萃取溶劑，以羧基化雙壁碳納米管（DWCNTs-COOH）和石墨化碳黑（GCB）為基質(zhì)分散材料的菠菜（Spinacia oleracea L.）樣品中噻蟲胺殘留基質(zhì)分散萃取前處理方法，建立并優(yōu)化了乙腈等度洗脫的HPLC殘留樣品外標(biāo)定量方法。結(jié)果表明，優(yōu)化色譜條件下，噻蟲胺標(biāo)準(zhǔn)樣品的色譜保留時間為6.258 min，在0.05～100 mg/L范圍內(nèi)與對應(yīng)色譜峰積分面積線性響應(yīng)良好，回歸方程為y=4.948 2x-1.316 9（R2=0.999 7），噻蟲胺在菠菜樣品中0.1、0.5和5.0 mg/kg 3個水平的添加回收率均在85%以上，各添加水平的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于7%，該色譜條件下儀器檢出限為0.052 7 μg/L，方法的最低檢測量為0.015 mg/kg。表明該殘留樣本前處理方法和樣品檢測方法簡便、高效、經(jīng)濟(jì)、可靠，可滿足噻蟲胺在菠菜中的殘留定量檢測要求。

關(guān)鍵詞：基質(zhì)分散萃??；碳納米管；菠菜（Spinacia oleracea L.）；噻蟲胺；高效液相色譜法

中圖分類號：O657.7+2；S636.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）02-0465-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.02.051

噻蟲胺（Clothianidin）是1996年日本武田公司開發(fā)的具噻唑環(huán)的第二代新煙堿類內(nèi)吸殺蟲劑[1]，其化學(xué)名是1-（2-氯-1，3-噻唑-5基甲基）-3-甲基-2-硝基胍，分子式為C6H8ClN5O2S。噻蟲胺的水溶性較好，易溶于丙酮、甲醇、乙腈、乙酸乙酯等有機(jī)溶劑中。噻蟲胺和其他煙堿類化合物一樣，均以乙酰膽堿受體（AchR）為分子靶標(biāo)，通過影響昆蟲神經(jīng)沖動的正常傳導(dǎo)，導(dǎo)致昆蟲出現(xiàn)異常興奮而死亡[2]。該藥劑高效、廣譜，兼具內(nèi)吸、觸殺和胃毒作用，對半翅目、鱗翅目、鞘翅目及雙翅目害蟲等均有較高的防效[3，4]。噻蟲胺作用機(jī)制新穎、應(yīng)用方式多樣化、防效優(yōu)良，已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛用途的殺蟲劑。但目前噻蟲胺不科學(xué)合理使用的現(xiàn)象比比皆是，如為達(dá)到短期防效盲目加大施藥量，施藥后沒有達(dá)到安全采收間隔期采收上市等，因此，農(nóng)產(chǎn)品中噻蟲胺含量超標(biāo)現(xiàn)象時有發(fā)生。

有關(guān)蔬菜中噻蟲胺殘留樣本的前處理技術(shù)主要包括乙腈勻漿提取-硅膠小柱固相萃取凈化[5-7]和乙腈勻漿提取-基質(zhì)分散萃取[8]，樣品檢測技術(shù)方面主要集中在液相色譜和液質(zhì)聯(lián)用方面?？v觀已報(bào)道的葉菜類蔬菜中噻蟲胺殘留分析技術(shù)的報(bào)道，均不同程度地存在著樣品處理程序繁瑣和需要借助價格昂貴的檢測儀器等問題。

碳納米管（CNTs）是1991年日本NEC公司的Iijima[9]利用真空電弧蒸發(fā)石墨電極法制備富勒烯中發(fā)現(xiàn)的一種具有納米尺寸和完整分子結(jié)構(gòu)的碳管狀物，具有比表面積大、孔徑豐富、孔結(jié)構(gòu)適宜和穩(wěn)定性良好等特性，是一種性能優(yōu)良的納米級吸附材料，其應(yīng)用已受到科研人員的廣泛關(guān)注，目前已有較多關(guān)于其應(yīng)用于農(nóng)藥殘留分析樣品制備方面的報(bào)道。汪雨等[10]利用多壁碳納米管（MWCNTs）作為固定相，萃取水中有機(jī)氯農(nóng)藥和多氯聯(lián)苯的過程發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)吸附材料相比，具有萃取時間短、消耗溶劑少和效果優(yōu)異等特點(diǎn)。Zhou等[11]用MWCNTs作為固相萃?。⊿PE）填料，成功建立了環(huán)境水中氰草津、綠麥隆和滅幼脲的殘留樣本前處理方法。Min等[12]以單壁碳納米管（SWCNTs）為SPE填料研究了水和土壤中阿特拉津及其降解物的萃取性能，結(jié)果顯示SWCNTs的富集效率優(yōu)于C18和GCB。官金艷[13]在對茶葉中4種磺酰脲類除草劑前處理過程中引入CNTs作為輔助凈化劑，有效解決了傳統(tǒng)分散萃取材料萃取過程中出現(xiàn)的回收率低和基質(zhì)干擾嚴(yán)重等問題。王磊等[14]研究了經(jīng)過化學(xué)修飾的MWNTs對阿特拉津的吸附和解吸附特性，發(fā)現(xiàn)3種MWNTs對阿特拉津的吸附能力依次為MWNTs-COOH>MWNTs-OH>MWNTs，且阿特拉津可從3種MWNTs上完全解吸，均無解吸滯后現(xiàn)象。Fang等[15]系統(tǒng)比較了MWCNTs、C18和硅藻土對蘋果和西紅柿樣本中31種農(nóng)藥的萃取效果，結(jié)果顯示其萃取效果整體上優(yōu)于C18和硅藻土。

基質(zhì)分散萃取是在基質(zhì)分散固相萃取技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)的一種新穎、快速殘留樣品前處理方法[16]。該技術(shù)集樣品均質(zhì)化、提取、凈化于一體，操作簡單、快速、試劑用量小，最大限度地避免了樣品中殘留農(nóng)藥的損失和樣品基質(zhì)效應(yīng)的影響，該方法已經(jīng)得到AOAC和歐盟農(nóng)藥殘留檢測委員會認(rèn)可，并已大量應(yīng)用于農(nóng)藥殘留分析[17-20]。

利用簡單的樣品前處理方法和成本較低的檢測手段獲得結(jié)果準(zhǔn)確度高、數(shù)據(jù)重現(xiàn)性好和靈敏度高的檢測結(jié)果是目前農(nóng)藥殘留研究者的共同追求。本研究試圖通過對傳統(tǒng)基質(zhì)分散萃取技術(shù)的改進(jìn)，引入碳納米管作為主要基質(zhì)分散、凈化材料，建立具有快速、簡單、廉價、有效、可靠，安全等特點(diǎn)的常見葉菜類蔬菜中噻蟲胺殘留樣品的前處理程序和基于簡單色譜儀器、符合農(nóng)藥殘留分析要求和能夠滿足相關(guān)農(nóng)藥殘留限量標(biāo)準(zhǔn)的檢測方法。

1 材料與方法

1.1 主要儀器、試劑和材料

Agilengt 1260 HPLC-UVD（帶自動進(jìn)樣器），Agilent Extend-C18（250 mm×4.6 mm×5 μm）分離分析柱，KH19A型醫(yī)用離心機(jī)（湖南凱達(dá)科學(xué)儀器有限公司），TDL5000型臺式離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠制造），IKA VORTEX GENIUS3型渦旋混合器（德國IKA公司）、FA1008B型電子分析天平（上海佑科儀器儀表有限公司）、YP5002型電子天平（上海佑科儀器儀表有限公司）、ZK型高速自控組織搗碎機(jī)（江蘇省鹽城縣龍崗醫(yī)療機(jī)械廠）。

氯化鈉（天津市福晨化學(xué)試劑廠），色譜級甲醇、乙腈（天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所），分析級乙腈（天津市瑞金特化學(xué)品有限公司），羧基化雙壁碳納米管（管徑2～4 nm，長度5～15 μm，純度90%，中科雷鳴科技有限公司），石墨化碳黑（天津博納艾杰爾科技有限公司），純度為99.5%噻蟲胺標(biāo)準(zhǔn)品（中國國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心）。

菠菜（Spinacia oleracea L.）樣品為河南科技學(xué)院農(nóng)藥學(xué)實(shí)驗(yàn)室栽種。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 液相色譜檢測條件 色譜柱：Agilent Extend-C18（250 mm×4.6 mm×5 μm）；柱溫：40 ℃；流動相：V1（色譜級乙腈）∶V2（含5 mmol/L的乙酸胺水溶液）=45∶55；流動相流速：1.0 mL/min；紫外檢測波長：265 nm；進(jìn)樣量：5 μL。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制 準(zhǔn)確稱取噻蟲胺標(biāo)準(zhǔn)品5.0 mg于50 mL棕色容量瓶中，用色譜級乙腈定容，配制成100 mg/L的噻蟲胺標(biāo)準(zhǔn)樣品儲備液，然后用色譜級乙腈逐級稀釋，配制成質(zhì)量濃度分別為0.025、0.1、0.5、1、5、10、50和100 mg/L噻蟲胺標(biāo)準(zhǔn)樣品工作液，在確定的色譜條件下，分別對所配制的噻蟲胺系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行色譜測定，以色譜峰積分面積（mAU·s）為縱坐標(biāo)，以進(jìn)樣量為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，求得線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)，并計(jì)算方法的最低檢出限（LOD）。

1.2.3 樣品前處理 首先將實(shí)驗(yàn)室栽種的菠菜在高速組織搗碎機(jī)中以20 000 r/min勻漿、均質(zhì)化，然后準(zhǔn)確稱取均質(zhì)化勻漿物5.0 g于50 mL聚四氟乙烯具塞離心管中，加入10 mL分析級乙腈，高速渦旋5 min，加入2 g氯化鈉，再渦旋3 min，然后以5 000 r/min離心5 min，用移液器小心移取上清液2 mL于2 mL聚四氟乙烯具塞離心管中，同時加入5 mg的羧基化雙壁碳納米管和10.0 mg石墨化碳黑，渦旋3 min，再以10 000 r/min離心5 min，移取上清液1 mL，過0.22 μm濾膜至進(jìn)樣小瓶，待測。

1.2.4 樣品添加回收率 將配制好的噻蟲胺標(biāo)準(zhǔn)溶液按照0.1、0.5和5.0 mg/kg 3個添加水平分別加入到菠菜空白樣品中進(jìn)行添加回收率試驗(yàn)，采用與“1.2.2”完全相同的方法進(jìn)行樣品前處理，并采用最終優(yōu)化好的色譜條件進(jìn)行色譜檢測，測定各添加水平樣品的回收率，并計(jì)算各添加水平的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。

2 結(jié)果與分析

2.1 色譜分析條件

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用Agilent Extend-C18（250 mm×4.6 mm×5 μm），柱溫40 ℃；流動相為V1（色譜級乙腈）∶V2液（含5 mmol/L乙酸胺水溶液）=45∶55，流動相流速1.0 mL/min，紫外檢測波長為265 nm，進(jìn)樣量為5 μL，可獲得菠菜樣品基質(zhì)中噻蟲胺穩(wěn)定、良好的分離效果。圖1為采用上述色譜檢測條件對樣品的檢測結(jié)果。由圖1可以看出，噻蟲胺標(biāo)準(zhǔn)樣品的出峰時間為6.258 min，峰形良好，且與菠菜樣品基質(zhì)無干擾。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

噻蟲胺在確定色譜條件下的線性響應(yīng)見圖2。由圖2可以看出，噻蟲胺在0.05～100 mg/L樣品濃度與色譜峰積分面積響應(yīng)值之間具有良好的線性關(guān)系，回歸方程為y=4.948 2x-1.316 9（R2=0.999 7）。以3倍S/N的計(jì)算方法得LOD為0.052 7 μg/L。

2.3 方法的準(zhǔn)確度與精密度

采用模擬添加法，分別對菠菜空白樣品做0.1、0.5和5.0 mg/kg 3個水平的添加回收率，各做3次重復(fù)，檢測并計(jì)算各添加水平的回收率和及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD），結(jié)果見表1。從表1可以看出，菠菜樣品中噻蟲胺3個添加水平的平均回收率均大于85%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于7%，以10倍的信噪比計(jì)算得噻蟲胺在菠菜中的最低檢測限（LOD）為0.015 mg/kg。

3 討論

傳統(tǒng)的基質(zhì)分散萃取技術(shù)核心是樣品經(jīng)有機(jī)溶劑提取、MgSO4鹽析分層和以PSA、C18和GCB等為分散材料的樣品提取液凈化。本研究在色譜方法開發(fā)環(huán)節(jié)分別嘗試運(yùn)用甲醇、乙腈及不同pH的甲醇、乙腈作為色譜流動相，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)以甲醇作為流動相，噻蟲胺的色譜峰出現(xiàn)嚴(yán)重的拖尾現(xiàn)象，而用體積比為45∶55的甲醇和含5 mmol/L的乙酸胺水溶液為流動相，一方面有效改善了色譜峰峰形，另外也在一定程度上提高了檢測靈敏度。為了避免因環(huán)境溫度不穩(wěn)定造成的色譜分離結(jié)果的不一致，及因流動相黏度高而造成的色譜柱柱效降低，設(shè)定了40 ℃的色譜柱柱溫。在殘留樣品前處理環(huán)節(jié)，為了達(dá)到既能有效去除樣品基質(zhì)中的干擾性組分，又不致使樣品中的殘留農(nóng)藥被大量吸附，試驗(yàn)中對基質(zhì)分散、凈化材料羧基化雙壁碳納米管和石墨化碳黑的用量效果進(jìn)行了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)5 mg的羧基化雙壁碳納米管和10.0 mg石墨化碳黑是處理一個樣品的最佳用量配比。

綜合來看，根據(jù)基質(zhì)分散萃取的基本原理，采用乙腈作為提取劑、以羧基化雙壁碳納米管和石墨化碳黑為基質(zhì)分散、凈化材料，建立的菠菜樣品中噻蟲胺殘留的基質(zhì)分散萃取樣品前處理方法具有操作簡單、溶劑使用量少、提取效果好的特點(diǎn)。確立的以甲醇和乙酸胺水溶液等度洗脫的殘留樣品高效液相色譜檢測技術(shù)具有線性檢測范圍寬、重復(fù)性好、檢測靈敏度高、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)?？梢詽M足菠菜中噻蟲胺殘留量的分析檢測要求，另外，該方法也為噻蟲胺在菠菜中的殘留測定和殘留規(guī)律研究提供了技術(shù)支持。

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