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        分散固相萃取凈化-GPC-GC/MS快速分析魚塘水中21種農(nóng)藥

        2016-11-21 00:47:53王國強張婷孫桂進(jìn)張炳謙
        中國刑警學(xué)院學(xué)報 2016年3期
        關(guān)鍵詞:魚塘內(nèi)標(biāo)水樣

        王國強張 婷孫桂進(jìn)張炳謙

        (1 連云港市公安局刑警支隊 江蘇 連云港 222000;2 中國刑事警察學(xué)院 遼寧 沈陽 110035)

        分散固相萃取凈化-GPC-GC/MS快速分析魚塘水中21種農(nóng)藥

        王國強1張婷2孫桂進(jìn)1張炳謙1

        (1連云港市公安局刑警支隊江蘇連云港222000;2中國刑事警察學(xué)院遼寧沈陽110035)

        建立了乙醚小體積液液萃取結(jié)合PSA分散固相萃取,在線GPC凈化-氣質(zhì)聯(lián)用分析魚塘水中農(nóng)藥的方法。加入內(nèi)標(biāo)磷酸三丁酯的魚塘水樣,經(jīng)乙醚提取后取分層上清液,加入0.1gPSA,渦旋,離心過濾后,經(jīng)在線凝膠色譜凈化-氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行21種農(nóng)藥的凈化富集和檢測。魚塘水樣中農(nóng)藥的檢出限在0.31~26.70ng/mL之間,定量下限在0.87~80.1ng/mL之間,氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯在0.1~3.2μg/mL濃度范圍內(nèi),其余18種農(nóng)藥在5~320ng/mL濃度范圍內(nèi)的線性關(guān)系良好。方法可用于魚塘水樣中農(nóng)藥殘留的快速檢驗分析。

        魚塘水農(nóng)藥在線凝膠色譜氣相色譜-質(zhì)譜法

        農(nóng)藥的使用與人們的生產(chǎn)生活密不可分,農(nóng)藥的超范圍、超劑量使用會最終造成地表水及土壤的污染。盡管農(nóng)藥在地表水中的含量極其微小,但給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的危害不可小覷,不僅會造成魚塘養(yǎng)殖業(yè)中魚蝦出現(xiàn)耐藥性,而且會引起耐藥性差的魚蝦大面積死亡[1-3]。地表水中農(nóng)藥殘留物以微量的有機(jī)磷、有機(jī)氯、氨基甲酸酯類,擬除蟲菊酯類農(nóng)藥為主,這些殘留農(nóng)藥的檢測方法有氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法、氣相色譜法等,常見的提取方法有液液萃取、液液微萃取、分散萃取、固相萃取和固相微萃取等[4-13]。針對水中農(nóng)藥殘留量小的特點,應(yīng)考慮在提取方法中選擇能夠?qū)崿F(xiàn)高效富集和快速富集的方法。本文利用在線凝膠色譜(GPC)能大體積進(jìn)樣和凈化大分子雜質(zhì)的特性,提取過程無需濃縮,同時對在線GPC凈化采集時間和氣質(zhì)聯(lián)用程序方法進(jìn)行優(yōu)化,建立了分散固相萃取-在線凝膠色譜凈化-氣質(zhì)聯(lián)用法分析魚塘水中常見農(nóng)藥的分析方法,方法特異性好、靈敏度高、通用性強且操作簡便快速。

        1 實驗部分

        1.1儀器與試劑

        2010ULTRA島津氣相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用儀(Shima dzu公司);LC-20AD在線凝膠色譜凈化系統(tǒng)(Shimadzu公司);微型旋渦混勻器(Thermo公司);高速離心機(jī)(Thermo公司);

        21種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品(1.0mg/mL乙醇溶液,安譜公司);內(nèi)標(biāo)物:磷酸三丁酯(1.0mg/mL乙醇溶液,安譜公司);

        分散固相萃取材料:N-丙基乙二胺固相萃取劑(PSA),購于安譜公司;

        丙酮、環(huán)己烷(色譜純,美國Fisher公司);其他試劑為分析純;實驗用水為超純水。

        1.2提取凈化方法

        取10mL魚塘水樣加入磷酸三丁酯內(nèi)標(biāo)物100ng,加入1mL乙醚,渦旋3min,6000r/min高速離心分取上層清液于另一只試管,加0.1g PSA,渦旋3min,6000r/ min高速離心分取上層清液,經(jīng)0.25μm微膜過濾后,進(jìn)樣80μL供在線凝膠滲透色譜凈化-氣相色譜/質(zhì)譜分析。

        1.3儀器條件

        1.3.1凝膠滲透色譜條件

        色譜柱:10cm×0.25μm×0.25mmID;柱溫:40℃;檢測波長:210nm;流動相:丙酮-環(huán)己烷(V/V7:3);流速:0.1mL/min;進(jìn)樣體積:80μL,采集樣品時間:4.06~6.06min。

        1.3.2氣相色譜條件

        色譜柱:DB-35ms(30m×0.25μm×0.25mmID);載氣:高純氦氣;PTV進(jìn)樣口升溫程序:120℃保持5min,以100℃/min升溫至250℃,保持31.7min;氣相色譜柱箱升溫程序:82℃保持5min,以8℃/min升溫至310℃,保持11.75min;進(jìn)樣模式:不分流進(jìn)樣。

        1.3.3質(zhì)譜條件

        EI源,70eV;離子源溫度:200℃;接口溫度:250℃;質(zhì)量掃描范圍;m/z 45~450,溶劑延遲9.5min。

        2 結(jié)果和討論

        2.1萃取條件的選擇

        本文首先對水體采用了小體積液液萃取,考察了提取溶液的種類和用量,在比較了乙腈、乙醚、環(huán)己烷等3種有機(jī)溶劑后,其中1mL乙醚能最大限度地富集農(nóng)藥成分。后續(xù)的去除雜質(zhì)過程又使用了PSA進(jìn)行分散固相萃取。N-丙基乙二胺固相萃取劑(PSA)是近些年在農(nóng)藥殘留及食品安全分析時常用的固相萃取材料,市售的萃取材料分為預(yù)裝柱型和分散劑型。PSA的用量考察中表明0.1g的量足以去除魚塘水中的雜質(zhì),且不會對待測農(nóng)藥有明顯的吸附。另外在操作過程中采用分散固相萃取法更便于后續(xù)為GPC提供上清液的分離。

        2.2GPC條件的選擇

        2.2.1進(jìn)樣量的選擇

        GPC的進(jìn)樣量與凝膠色譜柱柱容量有關(guān)系,超過柱容量的進(jìn)樣量會使得GPC雜質(zhì)去除不徹底,進(jìn)樣量過小則在農(nóng)藥收集過程中易遺漏,難以保證紫外檢測器需要的檢測靈敏度。因此,在保證檢測靈敏度和雜質(zhì)去除效果較好的情況下選擇較大的進(jìn)樣量水平,最終確定進(jìn)樣量為80μL。

        2.2.2采樣時間節(jié)點的確定

        根據(jù)空白水樣和混合農(nóng)藥標(biāo)樣提取液的紫外吸收色譜圖來確定GPC的采樣時間。本文實驗條件下,空白水樣提取液中雜質(zhì)類物質(zhì)出峰時間主要分布在2.41~3.90min,混合農(nóng)藥標(biāo)樣的提取液出峰時間主要分布在3.50~5.46min,最終確定待測物和水樣提取液雜質(zhì)的分離時間節(jié)點3.50~5.50min,結(jié)果如圖1所示。

        圖1 樣品GPC進(jìn)樣210nm波長下紫外吸收色譜峰

        2.2.3雜質(zhì)凈化效果

        取水樣10mL,按1.2實驗方法提取凈化,進(jìn)樣80μL經(jīng)GPC-GC/MS分析,另取水樣提取液800μL濃縮定容至10μL,進(jìn)樣1μL經(jīng)GC/MS分析,考察了水樣提取物未凈化和GPC凈化后中雜質(zhì)的去除效果,結(jié)果如圖2所示。

        圖2 水樣提取液的總離子流色譜圖

        2.3色譜行為的考察

        本文考察了21種有代表性農(nóng)藥的色譜行為,采用PTV進(jìn)樣口,程序升溫,不分流進(jìn)樣模式,結(jié)果表明21種農(nóng)藥在色譜柱上均有好的保留行為,特別是色譜行為較差的敵百蟲也有著很好的檢出效果。通過PTV大體積在線進(jìn)樣富集作用,水樣中農(nóng)藥檢出限有了極大的提高,如圖3所示。

        圖3 空白水樣添加混合標(biāo)準(zhǔn)100ng和內(nèi)標(biāo)100ng(1)及空白水樣總離子流色譜圖(2)

        2.4定性定量分析

        取10mL空白水樣添加氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯各1.0μg、其他分析物各0.10μg,按照1.2實驗方法進(jìn)行定性分析,根據(jù)信噪比S/N=3∶1確定方法的檢出限,根據(jù)信噪比S/N=10∶1確定方法的測量限,結(jié)果見下表。取7份10mL空白水樣,分別添加3種菊酯類農(nóng)藥分析物,添加量各為 1μg、2μg、4μg、6μg、8μg、16μg和32μg,其他分析物添加量各為0.05μg、0.1μg、0.2μg、0.4μg、0.8μg、1.6μg和3.2μg,上述溶液中均加入內(nèi)標(biāo)磷酸三丁酯0.10μg,按照1.2實驗方法進(jìn)行定性分析,以分析物和內(nèi)標(biāo)色譜峰面積比值(Y)和分析物濃度與內(nèi)標(biāo)濃度比值(x)進(jìn)行線性回歸,方法的線性方程及相關(guān)系數(shù)見下表。

        表 21種農(nóng)藥的保留時間、檢出限、工作曲線和精密度

        2.5魚塘樣品分析

        2014年1月~2015年1月,本實驗室共受理魚蝦中毒案件31起,分別取送檢魚塘水樣10mL,用本文方法測定,在2處水樣中檢出甲拌磷成分,含量為0.61μg/L、79.3μg/L,3處水樣中分別檢出硫丹、氯氰菊酯、乙草胺成分,含量分別為8.5μg/L、189.2μg/L、110.8μg/L,其他未檢出,說明本方法在魚塘水樣分析中是應(yīng)用可行的,能滿足魚塘水檢測的要求。

        3 結(jié)論

        本文采用分散固相萃取結(jié)合在線GPC-GC/MS,建立了與魚塘水中有機(jī)磷類、氨基甲酸酯類、酰胺類、擬除蟲菊酯類21種農(nóng)藥多殘留的快速檢測方法。利用自動在線GPC-GC/MS法加快了提取、凈化和富集的速度,減少了有機(jī)溶劑的使用量,同時也提高了檢測的靈敏度。通過魚塘實際樣品的分析,證明了方法的應(yīng)用性,為水體中痕量農(nóng)藥殘留的檢測提供了方法。

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        (責(zé)任編輯:孟凡騫)

        D918.93

        A

        2095-7939(2016)03-0074-03

        10.3969/j.issn.2095-7939.2016.03.017

        2016-05-06

        王國強(1974-),男,山東日照人,江蘇省連云港市公安局工程師,主要從事毒物檢驗研究。

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