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        磁性氧化石墨烯納米復(fù)合材料固相萃取-高效液相色譜法測(cè)定水果、蔬菜和水樣中農(nóng)藥利谷隆

        2021-07-26 06:45:18陳松慶陳思伊朱霞石
        現(xiàn)代食品 2021年9期
        關(guān)鍵詞:影響

        ◎ 陳松慶,陳思伊,朱霞石,

        (1.揚(yáng)州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,江蘇 揚(yáng)州 225002;2.揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院,江蘇 揚(yáng)州 225128)

        利谷隆是一種合成苯基脲除草劑,具有良好的觸殺活性,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用[1]。利谷隆對(duì)雜草有一定的殺滅作用,但能長(zhǎng)期穩(wěn)定地存在于環(huán)境中,污染土壤和地表水,嚴(yán)重破壞地下水和生物[2]。毒理學(xué)研究表明,這類除草劑對(duì)人體有不同程度的毒性,甚至具有致癌作用[3]。因此,準(zhǔn)確、靈敏、快速地檢測(cè)果蔬中利谷隆殘留量具有十分重要的意義[4]。

        本文建立以磁性氧化石墨烯納米復(fù)合材料(Fe3O4@SiO2-GO)為萃取劑,聯(lián)合高效液相色譜法分離分析農(nóng)藥利谷隆的新方法。用掃描電鏡、透射電鏡和紅外光譜等對(duì)制備的Fe3O4@SiO2-GO進(jìn)行表征,研究影響利谷隆萃取和洗脫的各種因素。

        1 材料與方法

        1.1 儀器和設(shè)備

        DK-S22電熱恒溫水浴鍋(常州國(guó)華電器有限公司)、ZK-82B真空干燥箱(上海試驗(yàn)儀器廠)、SH-C恒溫振蕩器(常州國(guó)華電器有限公司)、Agilent 1220高效液相色譜儀(安捷倫科技有限公司)、Bruker tensor 27傅里葉變換紅外光譜儀(德國(guó)Bruker公司)、S-4800Ⅱ掃描電鏡(日本日立公司)、Tecnai-12透射電鏡(荷蘭Philips公司)、A300-10/12電子順磁共振波譜儀(德國(guó)Bruker公司)。

        1.2 藥品和試劑

        六水硫酸亞鐵氨、十二水硫酸鐵氨、氫氧化銨、無水乙醇、正硅酸四乙酯、異丙醇、丙酮、乙腈、正己烷、N-羥基丁二酰亞胺、1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺、精對(duì)苯二甲酸、氫氧化鈉、氯化鈉、N,N-二甲基甲酰胺、(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷、甲醇、聚乙二醇、高錳酸鉀、石墨粉和利谷隆。藥品和試劑是分析純,來自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

        1.3 Fe3O4@SiO2-GO制備

        根據(jù)已報(bào)道的方法制備Fe3O4@SiO2-GO[5];0.2 g氧化石墨烯在超聲作用下分散在50.0 mL N,N-二甲基甲酰胺中。在上述溶液中加入0.1 g NHS和0.2 g EDC,室溫下攪拌2 h。將0.5 g Fe3O4@SiO2-NH2加入到上述混合物中攪拌12 h,洗滌后用水分散即可得到產(chǎn)品。最終產(chǎn)物Fe3O4@SiO2-GO經(jīng)多次水洗,在80 ℃真空干燥。

        1.4 樣品處理

        新鮮蘋果和馬鈴薯樣品來自揚(yáng)州當(dāng)?shù)夭耸袌?chǎng)。水樣取自揚(yáng)州西湖。將樣品剝皮并研磨均勻,取10.0 g樣品于燒杯中,加20 mL去離子,超聲15 min,過濾,并將濾液稀釋至50.0 mL。用0.45 μm的膜過濾樣品溶液,在4 ℃下儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

        1.5 色譜條件

        色譜柱:Shin-pack VP-ODS C18(250 mm×4.6 mm,5 μm),流動(dòng)相:乙腈:水(30:70,V/V),流速:0.8 mL min-1,柱溫:25 ℃,檢測(cè)波長(zhǎng):248 nm,保留時(shí)間:9.20 min。

        1.6 實(shí)驗(yàn)過程

        優(yōu)化萃取條件和洗脫條件,MSPE在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行。

        MSPE過程如圖1所示。①將適量的利谷隆溶液和pH=7.0緩沖溶液加入到50.0 mL離心管中,定容至刻度線。②將12.0 mg Fe3O4@SiO2-GO納米復(fù)合材料加入燒杯中,室溫下振蕩10 min。③在離心管底部放置一個(gè)磁鐵,將上層溶液倒出。④加入3.5 mL丙酮洗脫,室溫下振蕩5 min。通過磁分離,收集上層清液。⑤將20.0 μL洗脫液注入高效液相色譜儀進(jìn)行測(cè)定(λ=254 nm)。

        圖1 實(shí)驗(yàn)流程圖

        2 結(jié)果與分析

        2.1 Fe3O4@SiO2-GO表征

        通過掃描電鏡、透射電鏡、紅外光譜和振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)對(duì)制備的材料進(jìn)行表征,結(jié)果表明Fe3O4@SiO2-GO制備成功。

        2.2 萃取條件優(yōu)化

        優(yōu)化萃取劑種類和用量、溶液pH、萃取時(shí)間和萃取溫度對(duì)萃取率的影響。

        2.2.1 萃取劑的選擇

        本 實(shí) 驗(yàn) 選 擇 Fe3O4、Fe3O4@SiO2、Fe3O4@SiO2-GO 3種材料分別萃取利谷隆,萃取率分別為35.1%、54.8%和95.1%,結(jié)果顯示Fe3O4@SiO2-GO的萃取率最高,見圖2。

        圖2 萃取劑的選擇圖

        2.2.2 萃取劑用量對(duì)萃取率的影響

        當(dāng)萃取劑用量從2.0 mg增加到12.0 mg時(shí),萃取率隨萃取劑用量的增加而增加,從12.0 mg到14.0 mg萃取率基本保持不變,見圖3。因此,選擇萃取劑用量為12.0 mg。

        圖3 萃取劑用量對(duì)萃取率的影響圖

        2.2.3 pH對(duì)萃取率的影響

        研究了pH在3.0~12.0范圍內(nèi)對(duì)利谷隆吸附性能的影響,萃取率隨pH的增大呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),見圖4,在pH為7.0時(shí)萃取率達(dá)到最大值,故選擇pH=7.0。

        圖4 pH對(duì)萃取率的影響圖

        2.2.4 萃取時(shí)間對(duì)萃取率的影響

        對(duì)萃取時(shí)間在1~30 min范圍內(nèi)的影響進(jìn)行研究,萃取率隨著時(shí)間的增加而增加,在10 min后趨于穩(wěn)定,見圖5。因此,萃取時(shí)間選擇10 min。

        圖5 萃取時(shí)間對(duì)萃取率的影響圖

        2.2.5 溫度對(duì)萃取率的影響

        研究5~50 ℃范圍內(nèi)溫度對(duì)萃取率的影響,萃取率隨著溫度的升高而增加,在25 ℃時(shí)達(dá)到最大值,隨后基本保持不變,見圖6。因此,選擇在25 ℃下進(jìn)行萃取。

        圖6 萃取溫度對(duì)萃取率的影響圖

        2.3 洗脫條件優(yōu)化

        研究甲醇、乙醇、乙腈和丙酮作為洗脫劑對(duì)洗脫率的影響,結(jié)果表明,甲醇洗脫率為68.0%,乙醇為71.3%,乙腈為93.0%,丙酮為100.0%,見圖7。丙酮的洗脫率最高,因此選擇丙酮作為洗脫液。

        圖7 洗脫劑對(duì)洗脫率的影響圖

        在0.5~4.0 mL范圍內(nèi)考察洗脫劑體積對(duì)洗脫率的影響,丙酮的最佳用量在3.5 mL,見圖8。因此,選用丙酮體積為3.5 mL。

        圖8 洗脫劑體積對(duì)洗脫率的影響圖

        2.4 性能分析

        在最優(yōu)條件下,方法的線性范圍為0.008~0.120 μg mL-1,線性回歸方程為y=259.064c+342.16,相關(guān)系數(shù)為0.999 3,檢測(cè)限(LOD)為0.001 μg mL-1。相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為 1.9%(c=0.020 μg mL-1,n=3)。富集因子(EF)定義為萃取前后體積比,本實(shí)驗(yàn)的富集因子為14。萃取劑可重復(fù)使用11次。

        2.5 樣品分析

        應(yīng)用本方法測(cè)定蘋果、馬鈴薯和河水樣品中的利谷隆,結(jié)果如表1所示。實(shí)際樣品中未檢測(cè)到利谷隆殘留,回收率在92.5%~105.0%,結(jié)果令人滿意。

        表1 水果、蔬和水樣中利谷隆的測(cè)定比表

        3 結(jié)論

        本文建立以磁性氧化石墨烯納米復(fù)合材料(Fe3O4@SiO2-GO)為萃取劑,聯(lián)合高效液相色譜法分離分析利谷隆的新方法。該方法用于測(cè)定水果、蔬菜和水樣中的利谷隆,回收率在92.5%~105.0%,結(jié)果令人滿意。

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