徐宜宏, 黃瑩瀅, 郭 松, 畢孝瑞, 張 敏, 付海濱, 陳富于, 陳麗靜

(1. 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 工程學(xué)院, 沈陽 110866; 2. 沈陽出入境檢驗(yàn)檢疫局, 沈陽 110016)

0 引 言

中國傳統(tǒng)中藥黃芪為豆科植物,是蒙古黃芪或膜莢黃芪植株的干燥根[1]。黃芪的治療與滋補(bǔ)作用已廣泛被國內(nèi)外認(rèn)可,制藥企業(yè)黃芪藥劑的生產(chǎn)量也日益加大。據(jù)近年統(tǒng)計(jì),國內(nèi)黃芪年需求量已達(dá)7.21萬噸,每年出口韓國、日本、香港等國家和地區(qū)的數(shù)量在9 000噸以上。由于黃芪在種植、生產(chǎn)和運(yùn)輸過程都會(huì)造成農(nóng)藥污染,黃芪及其制劑的農(nóng)殘超標(biāo)問題已成為制約中國黃芪出口的一個(gè)重要因素,因此對(duì)黃芪的農(nóng)殘的檢測(cè),已經(jīng)被人們逐漸重視。其中,有機(jī)氯農(nóng)藥毒殺芬(toxaphene)曾被廣泛施用,由于其持久性及生物蓄積性等特點(diǎn),使其累積在土壤中,進(jìn)而存在于植物體,成為國際公認(rèn)的有機(jī)氯污染物之一[2]。許多國家和組織對(duì)其在食品中的最大殘留量做了嚴(yán)格規(guī)定,而我國還沒有毒殺芬在黃芪及其種植土壤中的殘留檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法和限量要求。本文旨在研究適合中藥及其種植環(huán)境中毒殺芬殘留的快速、簡(jiǎn)便、環(huán)保的檢測(cè)技術(shù)。

本實(shí)驗(yàn)采用了當(dāng)前農(nóng)藥殘留分析領(lǐng)域中的一種簡(jiǎn)便、快速的樣品前處理方法----基質(zhì)分散固相萃取法[3-4],并且參考中藥和土壤中毒殺芬等有機(jī)氯農(nóng)藥檢測(cè)的前處理方法[5-8],對(duì)其進(jìn)行改良,同時(shí)選用檢出毒殺芬殘留的黃芪和黃芪種植土壤為研究對(duì)象,建立改良基質(zhì)分散固相萃取方法測(cè)定黃芪以及其種植土壤中的毒殺芬含量,該方法可有效去除黃芪及土壤中的多種雜質(zhì),快速、準(zhǔn)確、安全且定量限低,可以滿足日常檢測(cè)需求。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 儀器與試劑

儀器:氣相色譜儀(Agilent 7890A-ECD);中藥粉碎機(jī);分析天平;超聲機(jī);真空快速濃縮系統(tǒng);氮吹儀和離心機(jī)。

試劑:固相萃取填料(石墨化炭黑,PSA);無水硫酸鎂(分析純);正己烷(色譜純)。

標(biāo)準(zhǔn)品:毒殺芬(天津環(huán)保所,100 μg/mL)。

1.2 儀器工作條件

色譜柱:DB-5毛細(xì)管柱(30 m×0.32 mm×0.25m);載氣:高純氮?dú)?流速:恒流1.1 mL/min;進(jìn)樣口溫度:250 ℃;檢測(cè)器溫度:300 ℃;進(jìn)樣量:1.0 μL;進(jìn)樣方式:不分流進(jìn)樣;柱溫:90 ℃保持1.0 min,以15 ℃每分鐘的速率升溫至290 ℃,保持16 min。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液:將100 μg/mL的毒殺芬農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),用正己烷稀釋成適合濃度的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,0～4 ℃冰箱冷藏保存。

標(biāo)準(zhǔn)工作液:將毒殺芬標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,用正己烷稀釋成適合濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作液。

1.4 分析步驟

1.4.1 樣品制備

1.4.1.1 黃芪:抽取黃芪樣品約500 g,放置陰涼通風(fēng)處自然風(fēng)干后,選取250 g左右,用中藥粉碎機(jī)粉碎,0～4 ℃保存,備用。

1.4.1.2 土壤:抽取一定數(shù)量的土壤樣品,先去除石塊、動(dòng)植物殘?bào)w等雜物,采用四分法縮分、過20目篩,放置陰涼通風(fēng)處自然風(fēng)干后,選取250 g左右0～4 ℃保存,備用。

1.4.2 前處理

圖1 毒殺芬標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖Fig.1 Toxaphene standard chromatogram

稱取15 g已粉碎并混勻的樣品(精確至0.01 g),置于80 mL離心管中,加入30 mL正己烷,渦混5 min,超聲提取30 min,向離心管中加入無水硫酸鎂2.0 g,渦混1 min,超聲提取15 min,5 000 r/min離心3 min,取上清液10 mL于另一50 mL離心管,加入石墨化炭黑0.2 g,PSA 0.3 g,渦混3 min,5 000 r/min離心3 min;上清液轉(zhuǎn)入快速濃縮管中,于真空快速濃縮系統(tǒng)濃縮至近干,用1.0 mL正己烷定容,過0.45m濾膜,待測(cè)。

1.4.3 定性與定量

在上述氣相色譜條件下對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)定,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間定性,根據(jù)毒殺芬多個(gè)異構(gòu)體混合物色譜峰峰面積的總和定量。毒殺芬標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖如圖1,黃芪空白樣品添加毒殺芬回收色譜圖見圖2,土壤空白樣品添加回收色譜圖見圖3。

圖2 空白黃芪樣品添加回收色譜圖

圖3 空白土壤樣品添加回收色譜圖

2 結(jié)果與討論

2.1 提取溶劑的選擇

以黃芪和土壤為考察對(duì)象,根據(jù)其特性及文獻(xiàn)報(bào)道,分別考察了使用乙腈、丙酮和正己烷3種有機(jī)溶劑對(duì)樣品進(jìn)行提取對(duì)回收率的影響。結(jié)果表明,正己烷的提取效果明顯好于乙腈和丙酮,這是因?yàn)槎練⒎冶旧韺儆谄鯓O性物質(zhì),在同樣是弱極性的正己烷中溶解性最好,故本實(shí)驗(yàn)選用正己烷作為提取溶劑。

在確定了提取溶劑種類的基礎(chǔ)上, 對(duì)提取溶劑的用量進(jìn)行了比較, 分別用10、30和60 mL的正己烷對(duì)樣品進(jìn)行提取。結(jié)果顯示,當(dāng)溶劑用量從10 mL增加到30 mL時(shí),毒殺芬的回收率逐漸提高,而繼續(xù)增加溶劑用量,毒殺芬的回收率并無明顯變化。因此,本試驗(yàn)最終確定正己烷的用量為30 mL。

2.2 除水劑用量的選擇

中草藥樣品和土壤樣品中都含有一定的水分,只是量要少于蔬菜水果,因此本實(shí)驗(yàn)考察了除水劑無水硫酸鎂的用量,最終確定無水硫酸鎂的用量為2.0 g。

2.3 凈化方法的選擇

中草藥樣品和土壤樣品中各種雜質(zhì)含量較多,如色素、有機(jī)酸類、糖類等。實(shí)驗(yàn)在傳統(tǒng)基質(zhì)分散固相萃取法基礎(chǔ)上,對(duì)該方法的凈化步驟進(jìn)行了適當(dāng)?shù)膬?yōu)化,使其更符合黃芪和土壤樣品的凈化要求。分別選用PSA、Carb(石墨化炭黑)、C183種分散固體凈化填料進(jìn)行凈化,對(duì)凈化效果及回收率進(jìn)行考察,結(jié)果發(fā)現(xiàn)選用PSA和Carb填料對(duì)黃芪和土壤樣品的凈化效果接近,C18的凈化效果次于前兩者,故而不考慮C18進(jìn)行凈化。進(jìn)一步試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),選用PSA和Carb填料組合時(shí),凈化效果要好于2種填料單獨(dú)使用的效果,且回收率并無明顯降低,分析認(rèn)為PSA主要有效去除樣品基質(zhì)中的有機(jī)酸和糖類雜質(zhì),Carb對(duì)樣品基質(zhì)中的色素去除效果最好,2種填料在凈化過程中,存在互補(bǔ)性,因此,本試驗(yàn)選用PSA和Carb填料組合凈化。

在此基礎(chǔ)上,對(duì)PSA和Carb(石墨化炭黑)的加入量進(jìn)行了考察,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在加入0.2 g石墨化炭黑和0.3 g PSA粉末時(shí),可以達(dá)到凈化效果和回收率的同時(shí)最佳狀態(tài)。

2.4 方法學(xué)數(shù)據(jù)考察

同時(shí)參考毒殺芬限量標(biāo)準(zhǔn)以及儀器的靈敏度,在0.1～2.0 μg/mL線性范圍內(nèi)配制6個(gè)不同濃度的毒殺芬標(biāo)準(zhǔn)溶液,得到毒殺芬質(zhì)量濃度(x)與其峰面積(y)的線性關(guān)系,其線性回歸方程為y=376 654x-57 689,相關(guān)系數(shù)為0.996。結(jié)果表明,毒殺芬在0.1～2.0 μg/mL范圍內(nèi),峰面積與濃度具有良好的線性關(guān)系。

選取空白黃芪和土壤樣品,分別設(shè)高(0.10 mg/kg)、中(0.02 mg/kg)、低(0.01 mg/kg)3個(gè)水平,每個(gè)水平平行測(cè)定6次,進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn),按上述實(shí)驗(yàn)方法操作,同時(shí)做空白對(duì)照。所得到的毒殺芬的添加回收率、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差見表1,以3倍信噪比確定毒殺芬檢出限(MDL)為0.005 mg/kg,10倍信噪比確定定量限(LOD)為0.01 mg/kg。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在所考察的范圍內(nèi),毒殺芬的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5.3%,回收率為81%～98%,則該方法的精密度和準(zhǔn)確度均可滿足分析要求。

表1 回收率與精密度試驗(yàn)結(jié)果Tab.1 Recovery and precision test results

3 結(jié) 論

利用改良的基質(zhì)分散固相萃取法作為前處理方法,建立了黃芪及其種植土壤樣品中毒殺芬殘留量的快速測(cè)定方法,具有定量準(zhǔn)確、靈敏度高、簡(jiǎn)單易行等特點(diǎn),且對(duì)設(shè)備和試劑等要求低,可滿足黃芪及其種植土壤中毒殺芬農(nóng)藥殘留的快速檢測(cè)需求。

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