古麗君,藍康華,黃 磊,陳玉浩,陽洪波,唐 俗(深圳市計量質量檢測研究院,廣東 深圳 518100)
敵草快(Diquat)又名殺草快、雙快,中文商品名為利農(nóng),化學名為1,1′-乙撐-2,2′-聯(lián)吡啶二溴鹽,分子式為C12H12N2Br2。敵草快是一種非選擇性除草劑,可以終止植物光合作用,使植物迅速失水、枯萎死亡。敵草快對哺乳動物毒性大,攝入后對生物體的氧化還原活性影響很大,對肺、心、肝、腎等都有害,因此敵草快作為廣譜性除草劑對環(huán)境的影響以及對人體健康的毒害越來越為人們所關注[1]。目前,文獻報道過糧谷(玉米、大麥)、茶葉、水、血漿、尿液中敵草快含量檢測方法,有高效液相色譜法[1-3]、高效液相色譜串聯(lián)質譜法[4-7]、分光光度法[8-9]以及氣相色譜串聯(lián)質譜法[10-15]。本實驗根據(jù)敵草快的理化性質,用水提取后,利用硼氫化鈉將其還原為部分氫化產(chǎn)物,降低其沸點,再用氣相色譜串聯(lián)質譜進行定性定量分析。
菜籽油、大豆油、玉米油,均為深圳市售。硼氫化鈉(含量>96%);氫氧化鈉(分析純);二氯甲烷(分析純);敵草快標準品(純度99.5%), Dr. Ehrenstorfer GmbH;去離子水。
GC-MS-QP2010 Plus氣相色譜-質譜聯(lián)用儀(日本島津),Sigma 3K15高速離心機,Genius 3 IKA Vortex渦旋混勻器。
1.2.1 樣品處理
提?。悍Q取試樣1 g(精確至0.01 g)置于15 mL塑料離心管中,加入1 mL二氯甲烷、1 mL去離子水,渦旋3 min后,于7 800 r/min離心3 min,用滴管將上層水相轉移至另一塑料離心管中,有機層再加1 mL去離子水萃取,合并水層。
還原:上述提取液中加入20 mg 硼氫化鈉,旋緊蓋子,快速渦旋30 s混勻,室溫下放置30 min。
還原產(chǎn)物提取:加入5 mol/L氫氧化鈉溶液1 mL,再準確加入1 mL正己烷,渦旋3 min,4 500 r/min離心3 min,取出正己烷層,用適量無水硫酸鈉干燥,過0.22 μm有機濾膜后,供氣相色譜-質譜分析。
1.2.2 氣相色譜條件
色譜柱:SH-Rxi-5sil MS毛細管柱(30 m×250 mm×0.25 μm);柱溫60℃保持2 min,然后以10℃/min程序升溫至180℃,再以30℃/min升溫至300℃,保持3 min;載氣為氦氣(純度≥99.999%),流速2.14 mL/min;進樣口溫度250℃;進樣量1 μL;進樣方式為無分流進樣。
1.2.3 質譜條件
電子轟擊源70 eV;離子源溫度230℃;接口溫度280℃;溶劑延遲時間2 min。選擇性離子監(jiān)測(SIM):m/z108、135、189、190。
1.2.4 敵草快含量的計算
試樣中敵草快含量按下式計算:
X=(c-c0)×V×f/m
式中:X為試樣中敵草快含量,mg/kg;c為樣品測定液中敵草快的質量濃度,mg/L;c0為空白陰性試樣敵草快的質量濃度,mg/L;V為樣液最終定容體積,mL;f為稀釋倍數(shù);m為樣品稱樣量,g。
敵草快經(jīng)過硼氫化鈉還原反應,轉化成能被氣相色譜所測定的物質。圖1、圖2分別是在空白大豆油中添加最低水平(0.18 mg/kg)的敵草快標準溶液,按1.2.1步驟處理后測得的全掃描質譜圖和SIM模式掃描色譜圖。
圖1 敵草快全掃描質譜圖
圖2 敵草快SIM模式掃描色譜圖
由圖2可知,采用m/z108作為定量離子。
2.2.1 提取過程優(yōu)化
敵草快為季胺鹽化合物,難溶于非極性有機溶劑,微溶于乙醇和羰基溶劑,易溶于水。本方法采用水作為提取溶劑,但水和植物油樣品混合時易發(fā)生乳化,所以在提取時加入二氯甲烷,一方面可以避免乳化現(xiàn)象;另一方面可以使水層在液液萃取時處在上層,方便提取;同時,二氯甲烷還具有一定的凈化作用。
2.2.2 反應時間優(yōu)化
考察了5、10、15、20、30、40、50 min不同時間下還原效果,結果見圖3。
圖3 反應時間優(yōu)化結果
從圖3可以看出,反應時間為30 min時,敵草快還原產(chǎn)物的峰面積達到最大。因此,選擇反應時間為30 min。
2.2.3 還原產(chǎn)物提取優(yōu)化
硼氫化鈉在堿性條件下穩(wěn)定,在用正己烷提取敵草快還原產(chǎn)物前,加入適量的氫氧化鈉溶液,可以中止剩余的硼氫化鈉與水繼續(xù)反應生成氫氣,有利于還原產(chǎn)物的提取。
敵草快標準儲備液的配制:精密稱取敵草快標準品10 mg于100 mL容量瓶中,用少量去離子水溶解并稀釋至刻度,即得質量濃度100 μg/mL標準儲備液,4℃保存。
用去離子水將100 μg/mL標準儲備液逐級稀釋配制成質量濃度分別為0.20、0.50、1.0、2.0、4.0、6.0、10 μg/mL標準工作液,分別移取100 μL各標準工作液于15 mL塑料離心管中,各離心管中事先已加入2 mL去離子水,按1.2.1方法處理后測定。以峰面積為縱坐標,敵草快還原產(chǎn)物質量濃度為橫坐標繪制標準曲線。經(jīng)計算其回歸方程為:Y=266.5X-3 326.98,r=0.999 7,表明在 0.20~10 μg/mL的范圍內(nèi),峰面積與敵草快還原產(chǎn)物質量濃度之間線性關系良好。
采用本方法分別在菜籽油、大豆油、玉米油中添加敵草快進行加標回收實驗,結果見表1。
表1 方法回收率、精密度實驗結果(n=3)
從表1可以看出,方法加標回收率在90.6%~93.8%之間,相對標準偏差(RSD)為0.25%~3.01%。
稱取1 g (精確至0.001 g)大豆油空白樣品,加入2.0 μg/mL標準工作液100 μL,按1.2.1方法處理,連續(xù)進樣6次,考察儀器的精密度,結果見表2。
表2 儀器精密度實驗結果
從表2可以看出,加標樣品中敵草快含量的相對標準偏差為0.932%。說明儀器穩(wěn)定性良好。
本文建立了液液萃取-氣質聯(lián)用法測定食用植物油中敵草快含量,樣品前處理操作簡便,方法重現(xiàn)性好。方法回收率在90.6%~93.8%之間,相對標準偏差為0.25%~3.01%。該方法快速、簡便,適用于食用植物油中敵草快含量的快速檢測。
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