郭 偉, 孫海燕

(1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，黑龍江大慶 163319；2.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)測(cè)試中心，黑龍江大慶 163319；3.農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)加工品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心，黑龍江大慶 163319)

有機(jī)磷類農(nóng)藥是一類重要?dú)⑾x劑，由于其品種多、藥效高、價(jià)格低、易分辨，因此在農(nóng)產(chǎn)品中使用廣泛。目前，有機(jī)磷類農(nóng)藥分析的前處理方法有液-液萃取，固相萃取，而傳統(tǒng)的樣品前處理技術(shù)，存在操作繁瑣耗時(shí)，需要使用大量對(duì)人體和環(huán)境有毒、有害的有機(jī)溶劑等缺點(diǎn)。因此，發(fā)展省時(shí)高效、有機(jī)溶劑用量少的樣品前處理新技術(shù)，已成為研究的熱點(diǎn)之一[1]。近年來，已發(fā)展了固相微萃取[2]、單滴液相微萃取[3]、中空纖維液相微萃取[3]等微萃取技術(shù)。Rezaee等[4]首次報(bào)道了分散液相微萃取技術(shù)(Dispersive Liquid-phase Microextraction,DLLME)。在樣品溶液中加入萃取劑和分散劑，振蕩混勻后形成水/分散劑/萃取劑的乳濁液體系，經(jīng)離心分層，萃取溶劑可直接進(jìn)樣分析。該方法具有操作簡(jiǎn)單、快速、成本低等特點(diǎn)[5]。傳統(tǒng)的分散液相微萃取技術(shù)也應(yīng)用于農(nóng)藥殘留中[6 - 10]，但大體積的有機(jī)萃取劑和分散劑不僅危害操作者和環(huán)境，而且可能會(huì)改變目標(biāo)物在液體樣品和有機(jī)試劑之間的分配系數(shù)，從而降低萃取效率。

本研究主要是利用表面活性劑的兩親性特點(diǎn)，替代有毒、有害的有機(jī)試劑，實(shí)現(xiàn)萃取劑向樣品溶液的快速擴(kuò)散，形成一種環(huán)境友好的、乳化的分散微萃取技術(shù)。將表面活性劑輔助分散液相微萃取技術(shù)與氣相色譜法聯(lián)用，建立了蔬菜水果中8種有機(jī)磷類農(nóng)藥殘留的測(cè)定方法。并將方法應(yīng)用于蔬菜和水果樣品中目標(biāo)物的分析，取得了滿意的結(jié)果。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

GC2010氣相色譜儀(日本，島津公司)；Z36HK離心機(jī)(德國(guó)，Hermle公司)；電子分析天平(瑞士，Mettler Toledo公司)；渦旋振蕩器(美國(guó)，Thermo Scientific公司)。

濃度為1 000 μg·mL-1的敵敵畏(Dichlorvos)、乙酰甲胺磷(Acephate)、二嗪磷(Diazinon)、樂果(Dimethoate)、甲基對(duì)硫磷(Methyl parathion)、毒死蜱(Chlorpyrifos)、馬拉硫磷(Malathion)、倍硫磷(Tiguron)標(biāo)準(zhǔn)品，均購于農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所。將1 000 μg·mL-1的上述8種有機(jī)磷標(biāo)準(zhǔn)溶液用水逐級(jí)稀釋成0.02、0.05、0.1、0.2、0.5 μg·mL-1的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。氯苯、溴苯、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、甲醇、丙酮等有機(jī)溶劑為色譜純，購于天津科密歐化學(xué)試劑有限公司；表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉(SDS)，十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)，聚乙二醇辛基苯基醚(Triton X-100)，烷基酚聚氧乙烯醚(TX-10)，山梨醇酐單油酸酯(S -80)購于化工試劑廠。實(shí)驗(yàn)用水為二次蒸餾水。

蔬菜和水果樣品購于大慶市農(nóng)副產(chǎn)品批發(fā)市場(chǎng)。

1.2 色譜條件

色譜柱：RTX-5石英毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；進(jìn)樣口溫度220 ℃；檢測(cè)器溫度270 ℃；柱溫：采用程序升溫，初始溫度70 ℃，保持 1 min，以15 ℃·min-1升至200 ℃，再以5 ℃·min-1升至250 ℃，保持 12 min;載氣：氮?dú)?99.999%)，吹掃流速 3.0 mL·min-1，柱流量1.0 mL·min-1；采用分流模式，分流比10∶1，進(jìn)樣量為 1.0 μL。

1.3 樣品預(yù)處理

將蔬菜水果樣品在組織搗碎機(jī)中搗碎后，稱取50.0 g均勻樣品于100 mL 燒杯中，勻漿5 min，過濾，濾液移至盛有5 g NaCl的100 mL具塞刻度試管中， 劇烈震動(dòng)1 min后，靜置30 min，吸取上清液用于DLLME操作。

1.4 分散液相微萃取操作步驟

在10 mL帶塞的離心試管中，加入 5.0 mL樣品溶液，將50 μL三氯甲烷(萃取劑)和400 μL表面活性劑作為分散劑的混合溶劑，通過微量進(jìn)樣器快速地注入離心試管中，輕輕振蕩 1 min，混合液則形成一個(gè)水/分散劑/萃取劑的乳濁液體系，萃取劑均勻的分散在樣品溶液中，室溫下靜置，然后在5 000 r·min-1下離心 5 min，分散在水溶液中的萃取劑沉積到離心管底部，用微量進(jìn)樣器吸取1.0 μL萃取劑直接進(jìn)樣測(cè)定。在本試驗(yàn)中，在5.0 mL樣品溶液中添加0.2 μg·mL-1有機(jī)磷農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品用來進(jìn)行萃取條件的優(yōu)化。每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，用丙酮將注射器清洗干凈以避免對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)的污染，實(shí)驗(yàn)設(shè)置5次重復(fù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 表面活性劑的種類及濃度的影響

為選擇最合適的表面活性劑，本實(shí)驗(yàn)對(duì)三種不同類型的5種表面活性劑進(jìn)行了考察，分別是陽離子型表面活性劑CTAB，陰離子型表面活性劑SDS，非離子型表面活性劑Triton X-l00、TX-10、S-80。不同表面活性劑對(duì)萃取效率的影響可能與表面活性劑類型及其親水親油平衡值(HLB)有關(guān)。通常認(rèn)為，HLB值在3～6之間作為W/O型乳化劑，8～18之間作為O/W型乳化劑。CTAB、SDS、Triton X-l00、TX-10、S-80的HLB值分別為40、15.8、13.2、13.4、4.3，5種表面活性劑對(duì)8種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的萃取效果如圖1所示。SDS萃取效果較差主要是親水性較強(qiáng)，容易溶解在水相中，其乳化效果不好，萃取效率較低。S-80是親油性乳化劑，采用S-80時(shí)絕大多數(shù)目標(biāo)物獲得了最高的富集因子，因此，采用S-80表面活性劑為分散劑進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

本研究考察了0.02、0.04、0.08、0.1、0.2 mmol·L-15種不同濃度的表面活性劑對(duì)萃取效率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，分散劑的乳化程度隨著濃度增加而增加，在0.04 mmol·L-1時(shí)達(dá)到最大值，而后隨分散劑的濃度的增加而減小。這主要是由于分散劑的濃度過小時(shí)，萃取劑不能均勻的分散在水相中，沒有形成良好的“水/分散劑/三氯甲烷”乳濁液體系，致使萃取效率低。而分散劑濃度較大時(shí)，待測(cè)物在水中的溶解度增加而不易被三氯甲烷萃取，使得萃取率降低。所以在后續(xù)實(shí)驗(yàn)選擇0.04 mmol·L-1表面活性劑作為分散劑。

2.2 萃取劑和萃取劑體積的選擇

實(shí)驗(yàn)考察了氯苯、溴苯、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳5種有機(jī)溶劑對(duì)8種目標(biāo)物的萃取效果。從圖2可以得到，三氯甲烷對(duì)8種目標(biāo)物都具有最高的萃取效率，因此選擇三氯甲烷為本方法的萃取劑。

圖1 表面活性劑類型對(duì)萃取率的影響Fig.1 Effect of surfactant type on extraction efficiency

圖2 不同萃取劑對(duì)萃取效率的影響Fig.2 Effect of different extraction solvents on extraction efficiency

本實(shí)驗(yàn)考察了30、40、50、60、70 μL等5種不同體積的萃取劑對(duì)萃取效率的影響。結(jié)果表明，目標(biāo)物峰面積隨萃取劑體積的增大而升高，并在萃取劑體積為50 μL時(shí)達(dá)到最大，而后隨萃取劑體積的增大目標(biāo)物峰面積逐漸減小。這一現(xiàn)象主要是由于萃取劑體積的增大導(dǎo)致目標(biāo)物在沉淀相中產(chǎn)生稀釋效應(yīng)造成的[11]。因此，選擇50 μL三氯甲烷進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)的研究。

2.3 鹽濃度的選擇

鹽的加入可以降低目標(biāo)物在水中的溶解度，產(chǎn)生的鹽析效應(yīng)促進(jìn)目標(biāo)物向有機(jī)相的轉(zhuǎn)移，從而提高萃取效率[12]。本實(shí)驗(yàn)中，通過加入不同濃度的NaCl(0%～4.0%，m/V)，考察了離子強(qiáng)度對(duì)萃取效率的影響。如圖3所示，在鹽濃度為0%～4.0%范圍內(nèi)，目標(biāo)物的峰面積隨鹽濃度的增加而降低，這可能是因?yàn)辂}的加入降低了萃取劑在水溶液中的溶解度，導(dǎo)致離心后萃取劑體積增加，從而對(duì)目標(biāo)物的濃度造成了一定程度的稀釋。因此，溶液中不加鹽進(jìn)行后續(xù)的實(shí)驗(yàn)研究。

2.4 溶液pH的影響

實(shí)驗(yàn)使用HC1或NaOH溶液對(duì)樣品溶液pH進(jìn)行調(diào)節(jié)，考察了溶液pH對(duì)萃取效率的影響。圖4的結(jié)果表明，當(dāng)樣品溶液pH在4、5時(shí)，pH對(duì)8種有機(jī)磷目標(biāo)物萃取效率呈增加趨勢(shì)，但是影響不明顯。當(dāng)溶液pH增加至中性時(shí)，萃取率提高。當(dāng)樣品溶液pH調(diào)節(jié)至堿性時(shí)，響應(yīng)值明顯下降，可能由于目標(biāo)物在堿性條件下發(fā)生水解，這與之前的報(bào)道結(jié)果相一致。本研究中樣品溶液原始pH在中性左右，因此，無需對(duì)樣品溶液pH進(jìn)行調(diào)節(jié)。

圖3 鹽濃度對(duì)萃取率的影響Fig.3 Effect of salt concentration on extraction efficiency

圖4 溶液pH對(duì)萃取率的影響Fig.4 Effect of sample pH on extraction efficiency

2.5 方法評(píng)價(jià)

在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，本研究對(duì)0.02～0.50 μg·mL-1系列濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行萃取、測(cè)定，根據(jù)外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線法，以標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的峰面積(y)為縱坐標(biāo)，以標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的濃度(x)為橫坐標(biāo)，得到目標(biāo)化合物標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)、檢出限等，結(jié)果見表1。8種有機(jī)磷類農(nóng)藥在0.02～0.50 μg·mL-1范圍內(nèi)均具有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)在0.9948～0.9985之間，檢出限(S/N=3)在0.0056～0.0110 μg·mL-1之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差(RSD)均低于13.6%，富集因子(EF)在264～537之間。結(jié)果表明，在最優(yōu)化的條件下，本實(shí)驗(yàn)方法可以得到高的富集因子、良好的重現(xiàn)性及低的檢出限。用建立的方法在最優(yōu)化條件下萃取0.2 μg·mL-1的8種有機(jī)磷農(nóng)藥混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，萃取的色譜圖如圖5所示。

表1 8種農(nóng)有機(jī)磷藥的線性范圍、相關(guān)系數(shù)及檢出限

*enrichment factor.

圖5 8種有機(jī)磷農(nóng)藥的色譜圖Fig.5 Chromatogram of 8 organophosphorus pesticides4.dichlorvos;5.acephate;6.diazinon;7.dimethoate;8.methyl parathion;9.chlorpyrifos;10.malathion;11.tiguron.

2.6 樣品測(cè)定

為驗(yàn)證所建立的方法的準(zhǔn)確性，在最優(yōu)萃取條件下，應(yīng)用所建方法分別檢測(cè)了兩種蔬菜和水果中的8種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留。結(jié)果表明，蔬菜和水果中有機(jī)磷殺蟲劑的含量均低于方法的檢出限。然后分別向兩種蔬菜和水果中樣品中添加兩個(gè)濃度的目標(biāo)物，評(píng)估方法的檢出限和回收率，每個(gè)濃度重復(fù)5次，蔬菜的測(cè)定結(jié)果見表2。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，蔬菜和水果在添加濃度范圍內(nèi)，不同濃度下所建方法的相對(duì)回收率在82.4%～114.5%之間，RSD在4.9%～13.7%之間，方法的回收率和重現(xiàn)性較好。

表2 蔬菜中有機(jī)磷農(nóng)藥的測(cè)定及回收率

3 結(jié)論

本研究采用表面活性劑輔助分散相微萃取與氣相色譜聯(lián)用分析蔬菜水果中的8種有機(jī)磷農(nóng)藥，目標(biāo)化合物在0.02～0.50 μg·mL-1內(nèi)具有良好的線性關(guān)系和檢出限，將所建立的方法在最優(yōu)化條件下應(yīng)用于蔬菜、水果樣品中8種目標(biāo)物的檢測(cè)，回收率在82.4%～114.5%之間，RSD低于13.7%。方法具有操作簡(jiǎn)單、靈敏度高、檢出限低、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于不同類基質(zhì)中有機(jī)磷類農(nóng)藥殘留的萃取和分析。