董融融 林麗云 李琪 葉劍芝 林玲 馬會(huì)芳 曾紹東 楊春亮

摘 ?要：復(fù)雜樣品前處理極大的影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確度和分析過(guò)程的時(shí)效性，因此建立高效的分離分析方法提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性和效率具有重要意義。本研究通過(guò)一步水熱法，合成了碳包覆四氧化三鐵磁性納米粒子（Fe3O4@C-Magnetic nanoparticles，F(xiàn)e3O4@C-MNPs），利用透射電子顯微鏡（transmission electron microscope，TEM）、掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM）、X射線衍射（X-ray diffraction，XRD）、X射線光電子能譜（X-ray photoelectron spectroscopy，XPS）、傅立葉變換紅外光譜（Fourier transform infrared spectroscopy，F(xiàn)TIR）、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)（vibrating sample magnetometer，VSM）考察材料的形貌、結(jié)構(gòu)以及磁性能，并以Fe3O4@C-MNPs作為磁性吸附劑，構(gòu)建磁固相萃取-氣相色譜法用于黃瓜中丙溴磷的定量檢測(cè)，優(yōu)化了影響磁固相萃取過(guò)程農(nóng)藥回收率的主要因素，即磁性吸附材料用量、萃取時(shí)間和溶液pH。結(jié)果表明：合成的Fe3O4@C-MNPs表面有豐富的官能團(tuán)，粒徑分布均勻，分散性好，具有超順磁性，對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥（organophosphorus pesticides，OPs）丙溴磷有較好的吸附富集效果;最優(yōu)條件下，即Fe3O4@C-MNPs磁性吸附劑用量0.06?g、溶液pH 6、吸附平衡時(shí)間10 min、洗脫劑為丙酮時(shí)，檢測(cè)丙溴磷農(nóng)藥的線性范圍在0.011～1.0??g/mL，檢出限為0.0011?mg/kg;使用合成的磁性吸附劑材料Fe3O4@C-MNPs用于磁固相萃取-氣相色譜法檢測(cè)黃瓜實(shí)際樣品中丙溴磷，回收率在95.0%～101.4%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（relative standard deviation，RSD）為2.9%～8.5%。該方法有機(jī)試劑用量少，吸附劑可重復(fù)利用，降低檢測(cè)成本的同時(shí)也更環(huán)保，檢測(cè)效率也得到提高，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

關(guān)鍵詞：磁性納米顆粒;前處理技術(shù);氣相色譜;有機(jī)磷農(nóng)藥;丙溴磷

Abstract： The pretreatment of complex samples greatly affects the accuracy of the analysis results and the timeliness of the analysis process. Therefore， it is of great significance to establish an efficient separation and analysis method to improve the accuracy and efficiency of detection. In this study， Fe3O4@C-MNPs with rich functional groups on the surface， uniform particle size distribution and good dispersion were successfully synthesized by an improved one-step hydrothermal method. The magnetic nanoparticles which have good adsorption properties for organophosphorus pesticides （OPs） are superparamagnetic. Using Fe3O4@C-MNPs as a magnetic adsorbent， a magnetic solid phase extraction-gas chromatography method was constructed for the quantitative determination of profenofos in cucumber. Transmission electron microscopy （TEM）， scanning electron microscopy （SEM）， X-ray diffraction （XRD）， X-ray photoelectron spectroscopy （XPS）， Fourier transform infrared spectroscopy （FTIR） and vibrating sample magnetometer （VSM） were used to observe the morphology， structure and magnetic properties of the materials. The main factors affecting the recovery rate of pesticides in the process of magnetic solid phase extraction （MSPE） were optimized， including the amount of magnetic adsorption materials， extraction time and solution pH. The experimental results showed that Fe3O4@C-MNPs had a good adsorption and enrichment effect. The optimal condition is that the amount of Fe3O4@C-MNPs magnetic adsorbent is 0.06 g， the solution pH is 6， the adsorption equilibrium time is 10 min， and the eluent is acetone. Under the optimal conditions， the linear range of profenofos pesticide detection was 0.011～1.0 ?g/mL， and the detection limit was 0.0011 mg/kg. The synthetic magnetic adsorbent material Fe3O4@C-MNPs was used to detect profenofos in actual cucumber samples by magnetic solid phase extraction-gas chromatography. The recoveries ranged from 95.0% to 101.4%， and the relative standard deviation （RSD） was 2.9%-8.5%. This method uses less organic reagents and the adsorbent can be reused. The method reduces the cost of testing and is more environmentally friendly. The testing efficiency is also improved. In addition， the detection results are accurate and reliable.

Keywords： magnetic nanoparticles; pretreatment technology; gas chromatography; organophosphorus pesticides; profenofos

有機(jī)磷農(nóng)藥（organophosphorus pesticides，OPs）因具備良好的預(yù)防、控制及根除害蟲的能力而廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中以提高農(nóng)作物產(chǎn)量[1]。然而，由于其較長(zhǎng)的半衰期，OPs的殘留會(huì)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品、環(huán)境和水系統(tǒng)造成嚴(yán)重污染[2]。此外，OPs是一種神經(jīng)毒素，即使在低濃度下也會(huì)阻礙膽堿酯酶的活性并對(duì)人體造成健康危害[3]。丙溴磷是目前廣泛應(yīng)用的一種有機(jī)磷農(nóng)藥，屬三元不對(duì)稱的非內(nèi)吸性廣譜殺蟲劑，有觸殺和胃毒作用[4]。它能防治棉花、蔬菜、果樹等農(nóng)作物中的害蟲和螨類，對(duì)多種作物害蟲防治效果都很好，世界衛(wèi)生組織把它劃分為中等毒性農(nóng)藥[5]。關(guān)于丙溴磷農(nóng)藥的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)如NY/T 761—2008《蔬菜和水果中有機(jī)磷、有機(jī)氯、擬除蟲菊酯和氨基甲酸酯類農(nóng)藥多殘留的測(cè)定》、GB 23200.116—2019《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 植物源性食品中90種有機(jī)磷類農(nóng)藥及其代謝物殘留量的測(cè)定 氣相色譜法》等對(duì)于樣品的前處理步驟繁瑣耗時(shí)，不能很好地滿足大批量樣品的檢測(cè)要求，且有毒有害試劑用量較大，對(duì)檢測(cè)人員的健康以及環(huán)境都造成一定威脅。因此開發(fā)高效、準(zhǔn)確、環(huán)保的農(nóng)藥檢測(cè)方法具有很大的研究意義。目前關(guān)于農(nóng)藥殘留檢測(cè)前處理方法已報(bào)道的技術(shù)包括液-液萃取技術(shù)[6]、固相萃取技術(shù)[7]、固相微萃取技術(shù)[8]、QuEChERS技術(shù)[9]以及分子印跡聚合物技術(shù)[10]等。這些技術(shù)也都存在一些樣品前處理步驟復(fù)雜繁瑣、結(jié)果重復(fù)性及回收率有待提高等問(wèn)題。為了提高農(nóng)藥檢測(cè)效率，降低檢測(cè)成本，復(fù)雜樣品基質(zhì)中痕量物質(zhì)分析就成為了食品中農(nóng)藥殘留分析技術(shù)的主流，主要以色譜和質(zhì)譜法進(jìn)行定性和定量檢測(cè)。總的來(lái)說(shuō)儀器檢測(cè)結(jié)果比較準(zhǔn)確，檢測(cè)結(jié)果可做執(zhí)法依據(jù)，仍是國(guó)際上普遍接受的檢測(cè)方法[11]。

樣品的制備是農(nóng)藥殘留檢測(cè)中十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，它不僅影響后續(xù)檢測(cè)方法的選擇也決定了檢測(cè)結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性以及分析的時(shí)間和成本，適當(dāng)?shù)臉悠奉A(yù)處理還可以有效防止分析儀器的損壞[12]。近年來(lái)，磁固相萃取技術(shù)（magnetic solid phase extraction，MSPE）被廣泛應(yīng)用于環(huán)境、食品、生物、醫(yī)藥等領(lǐng)域樣品的分離和富集[13]。該法可避免普通固相萃取技術(shù)吸附柱易堵塞以及繁瑣的過(guò)柱操作等問(wèn)題，具有操作簡(jiǎn)單、萃取時(shí)間短、有機(jī)試劑使用量少等優(yōu)點(diǎn)[14]。其中Fe3O4基納米材料由于其特殊的磁性能而備受關(guān)注。如姚偉宣等[15]將酸化的多壁碳納米管與Fe3O4磁性納米材料結(jié)合，合成了復(fù)合磁性碳納米管雜化材料，用于水和蜂蜜樣品中六種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的定量檢測(cè)。Chahkandi等[16]利用鉀取代羥基磷灰石納米粒子與Fe3O4磁性納米材料結(jié)合，生成復(fù)合磁性納米材料用于水樣和果汁中有機(jī)磷類農(nóng)藥的檢測(cè)。但是這些復(fù)合磁性納米材料的合成條件苛刻，大多需要在超高溫或強(qiáng)酸強(qiáng)堿條件下進(jìn)行，操作步驟繁瑣，耗時(shí)長(zhǎng)且材料回收率不高。而采用一步水熱法以葡萄糖為碳源，F(xiàn)eCl3·6H2O為鐵源制備碳包覆四氧化三鐵復(fù)合磁性納米材料（Fe3O4@C-magnetic nanoparticles，F(xiàn)e3O4@C- MNPs），該方法操作簡(jiǎn)便，將Fe3O4磁核的合成與修飾融為一步，大大縮短了材料合成時(shí)間。另外經(jīng)過(guò)表面修飾的Fe3O4磁性核殼納米粒子具有良好的超順磁性、較大的比表面積和大量暴露的表面活性中心，這些特性使得該材料具有高吸附效率和分離效率。通過(guò)外部磁場(chǎng)作用，可以從多組分基質(zhì)中富集分離丙溴磷農(nóng)藥，再將萃取液送入氣相色譜儀進(jìn)行定量檢測(cè)。該檢測(cè)方法準(zhǔn)確度高、檢測(cè)限低、檢測(cè)范圍廣、效率高，為檢測(cè)OPs提供了新的思路。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

1.1.1 ?材料與試劑 ?甲基異柳磷、喹硫磷、丙溴磷標(biāo)準(zhǔn)品（100??g/mL），天津農(nóng)業(yè)部環(huán)境質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心;葡萄糖（AR）、氨水（AR），廣東光華化學(xué)廠有限公司;FeCl3·6H2O、NaCl（AR），上海阿拉丁有限公司;乙腈、丙酮、甲醇，均為色譜純，北京科展生物科技有限公司;實(shí)驗(yàn)室用水為超純水。

1.1.2 ?儀器與設(shè)備 ?GC-2010 Pro氣相色譜儀（日本Shimadzu）;GC-MS 5975氣相色譜質(zhì)譜儀（美國(guó)Agilent）;Tecnai G2 F20場(chǎng)發(fā)透射電子顯微鏡（美國(guó)Fei）;D8 Rigaku 9000粉末X射線衍射（德國(guó)Bruker）;賽默飛 K-Alpha X射線光電子能譜（英國(guó)Thermo）;Mastersizer 3000E馬爾文激光粒度儀（英國(guó)Malvern）;Tensor 27傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜儀（德國(guó)Bruker）;IKA-MS3 渦旋混合器（中國(guó)旦鼎）;TOPPER-31750A數(shù)控高溫電爐（美國(guó)Topsoe）;臺(tái)式真空干燥箱（中國(guó)森信）;Milli-Q Academic 超純水凈化系統(tǒng)（美國(guó)Millipore）。

1.2 ?方法

1.2.1 ?Fe3O4@C-MNPs的合成 ?稱取1.6?g FeCl3·6H2O、4.0 g葡萄糖、1.0?g聚乙二醇充分溶解于15?mL超純水中。在800?r/min下攪拌15?min，邊攪拌邊逐滴加入氨水，然后將混合液轉(zhuǎn)移至50?mL反應(yīng)釜中密封，在200?℃下加熱反應(yīng)12?h。反應(yīng)完成后自然冷卻至室溫，用釹磁鐵分離獲得Fe3O4@C-MNPs固體材料。用乙醇和超純水反復(fù)清洗材料，至上清液pH呈中性。將所得固體材料放入真空干燥箱60?℃烘12?h，經(jīng)研磨后即得Fe3O4@C-MNPs粉末，密封放于干燥器內(nèi)保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 ?Fe3O4@C-MNPs的表征 ?用掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微（TEM）、馬爾文粒度分析儀、X射線衍射（XRD）、傅里葉變換紅外光譜（FTIR）觀察了材料的尺寸、形貌和微觀結(jié)構(gòu)。利用X射線光電子能譜（XPS）和振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)（VSM）表征了材料的元素組成，表面官能團(tuán)以及磁性強(qiáng)度。采用粉末X射線衍射儀連續(xù)掃描記譜對(duì)產(chǎn)物物相進(jìn)行表征，管電壓為35?kV，管電流為25?mA，Cu Kα輻射，石墨單色濾波，測(cè)量角度范圍10°～80°，掃描速度為5°/min。根據(jù)測(cè)試譜圖衍射峰的位置和數(shù)目，d值和相對(duì)強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)JCPDS物相卡片進(jìn)行對(duì)比分析，確定產(chǎn)物物相。采用德國(guó)Bruker公司的Tensor 27型號(hào)傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）記錄500～4000?cm?1波段吸收光譜。采用美國(guó)Quantum Design公司的PPMS-9綜合物性測(cè)量系統(tǒng)在常溫下，對(duì)材料磁性能進(jìn)行測(cè)量。

1.2.3 ?Fe3O4@C-MNPs吸附性能考察 ?取100??g/mL的丙溴磷農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)液，用丙酮稀釋至4??g/mL的溶液，?18?℃下保存?zhèn)溆谩Ｈ∨渲坪玫??mL不同濃度（低、中、高）丙溴磷溶液于離心管內(nèi)，加入30?mg Fe3O4@C-MNPs，振蕩吸附5?min，用釹磁鐵收集已經(jīng)吸附了溶液中丙溴磷的Fe3O4@C-MNPs沉淀，此時(shí)棄去上清液，取沉淀加入2?mL乙腈，超聲洗脫3?min，釹磁鐵吸附沉淀5?min，重復(fù)3次洗脫步驟，收集洗脫液6 mL。將洗脫液氮吹至近干，1?mL丙酮定容，渦旋30?s后過(guò)0.22?μm有機(jī)濾膜，轉(zhuǎn)移至進(jìn)樣瓶。AOC-20I+ S自動(dòng)進(jìn)樣器取1 μL進(jìn)GC-FPD檢測(cè)。檢測(cè)條件：不分流進(jìn)樣，氣化室溫度為230?℃，壓力128?kPa，色譜柱流量為1.51?mL/min，色譜柱為RTX-1（30?m×0.25?mm×0.25?μm）。升溫程序?yàn)橄壬郎刂?00?℃保持2?min，再以10?℃/min升至260?℃保持5?min，平衡時(shí)間0.5?min。氫氣流量為62.5?mL/min，空氣流量為90.0?mL/min。記錄對(duì)應(yīng)峰面積，外標(biāo)法定量。

1.2.4 ?黃瓜樣品待測(cè)液的制備及檢測(cè) ?黃瓜樣品購(gòu)于當(dāng)?shù)爻?，用水略微沖洗表面，帶皮切塊勻漿，準(zhǔn)確稱取10.0?g樣品于50?mL離心管內(nèi)，加入5～6?g NaCl，20?mL乙腈，振蕩提取5?min，100?00?r/min離心5?min。上清液轉(zhuǎn)移至干凈離心管內(nèi)于4?℃保存?zhèn)溆谩?/p>

為了確認(rèn)方法的準(zhǔn)確性，采用氣相色譜-質(zhì)譜法對(duì)方法回收率進(jìn)行驗(yàn)證。取部分上述黃瓜樣品，分為4份（分別標(biāo)記為1、2、3、4組），每份100?g，在2、3、4組黃瓜表面噴灑一定劑量的丙溴磷農(nóng)藥（100??g/kg），靜置12?h后切塊勻漿。按上述方法對(duì)黃瓜進(jìn)行處理，收集洗脫液氮吹至近干，1?mL丙酮定容，渦旋后過(guò)0.22?μm有機(jī)濾膜，轉(zhuǎn)移至進(jìn)樣瓶。取1?μL進(jìn)行GC-MS檢測(cè)，分析譜圖計(jì)算出丙溴磷回收率，與本研究方法進(jìn)行對(duì)比。色譜柱為Rtx-5MS（30.0?m0.25?mm×0.25?μm）;升溫程序?yàn)樯V柱先升溫至80?℃保持2?min，以40?℃/min升溫至200?℃，再以20?℃/min升溫至280?℃，保持10?min;進(jìn)樣口溫度為230?℃;不分流進(jìn)樣;流速為36.8?cm/s;進(jìn)樣量為1?μL。離子源為SIM;離子源溫度為230?℃;檢測(cè)離子（m/z）為339、374、297。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?Fe3O4@C-MNPs的合成與表征

2.1.1 ?Fe3O4@C-MNPs的合成與結(jié)構(gòu)表征 ?以FeCl3·6H2O、葡萄糖、聚乙二醇、氨水為原料采用一步水熱法在最優(yōu)條件下合成了Fe3O4@C-MNPs。為了考察所合成材料的形貌，通過(guò)SEM、TEM對(duì)其進(jìn)行了表征。如圖1A所示，材料呈類似球形的顆粒結(jié)構(gòu)，顆粒尺寸分布較均一。通過(guò)TEM（圖1B）圖可以看到明顯的碳包覆層。這也進(jìn)一步說(shuō)明成功將碳包覆上Fe3O4-MNPs。圖1B中內(nèi)插圖為Fe3O4@C-MNPs的HRTEM圖，顯示Fe3O4@C-MNPs晶格間距為0.27?nm。圖1C為通過(guò)DLS表征Fe3O4@C-MNPs 的粒徑分布直方圖，顯示其粒徑主要分布在8～ 12?nm范圍內(nèi)，最大粒徑分布在10?nm，這與TEM和SEM顯示的結(jié)果一致。

為了進(jìn)一步研究Fe3O4@C-MNPs的組成結(jié)構(gòu)，對(duì)該材料進(jìn)行了XPS分析，通過(guò)XPS全譜可以看到該材料主要是由C、O、Fe三種元素組成（圖2A）。各元素含量分別為C 70.94%、O 23.11%、Fe 5.95%，其中高分辨C 1s譜（圖2B）含3個(gè)不同結(jié)合能峰，分別為283.93、284.8、285.4?eV。高分辨O?1s譜（圖2C）含3個(gè)不同結(jié)合能峰，分別在529.3、529.9、531.5?eV分別為混合氧化物中結(jié)合氧、?OOH和?OH峰。高分辨Fe 2p（圖2D）在710.2、723.9 eV出現(xiàn)2個(gè)特征峰。

2.1.2 ?Fe3O4@C-MNPs的光譜性能表征 ?為了進(jìn)一步驗(yàn)證所合成材料晶體結(jié)構(gòu)與Fe3O4磁性納米粒子一致，對(duì)所制備的Fe3O4磁性納米顆粒和Fe3O4@C-MNPs進(jìn)行了X射線衍射分析。如圖3A所示，F(xiàn)e3O4@C-MNPs的XRD圖中的衍射峰2θ 等于30.2°、35.6°、43.4°、53.7°、57.6°和62.8°分別對(duì)應(yīng)于Fe3O4的（220）、（311）、（400）、（422）、（511）和（440）晶面，其與立方晶系反尖晶石結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)卡片（CPDSNo.88-0866，D=6.75 ?）相吻合，衍射譜圖中未見雜峰，表明樣品里無(wú)雜質(zhì)，且晶型單一說(shuō)明所合成材料的晶體結(jié)構(gòu)與Fe3O4晶體結(jié)構(gòu)一致[17]。

將同樣采用水熱法合成的Fe3O4磁性納米粒子和Fe3O4@C-MNPs 進(jìn)行紅外光譜分析，如圖3B為Fe3O4磁性納米粒子和Fe3O4@C-MNPs 在500～4000?cm?1范圍內(nèi)的吸收峰。紅外圖譜Fe3O4磁性納米粒子和Fe3O4@C-MNPs在660 cm?1處都出現(xiàn)的特征峰對(duì)應(yīng)于Fe-O吸收峰[18]，在2900～ 3000?cm?1區(qū)域比較弱的吸收峰為?OH[21]的伸縮振動(dòng)峰。Fe3O4@C-MNPs在1601?cm?1和1691?cm?1的吸收峰分別對(duì)應(yīng)于C=O和C=C特征吸收峰[19-21]，而Fe3O4磁性納米粒子在此處吸收峰較弱，由此可以看出通過(guò)水熱法成功地合成了Fe3O4@C-MNPs。

2.1.3 ?Fe3O4@C-MNPs的磁性能表征 ?圖4為Fe3O4磁性納米粒子和Fe3O4@C-MNPs在室溫下的磁滯回線圖。由圖4可以看出，在最大磁場(chǎng)強(qiáng)度20000?Oe的外加磁場(chǎng)下，二者的矯頑力與剩磁率均接近零，由此可知，制備的Fe3O4磁性納米粒子和Fe3O4@C-MNPs粒子均為超順磁性。Fe3O4磁性納米粒子的飽和磁化強(qiáng)度為74.71?emu/g，而經(jīng)過(guò)表面修飾的Fe3O4@C-MNPs由于表面被非磁性的碳層包覆，飽和磁化強(qiáng)度減小為26.51?emu/g，但對(duì)于普通磁場(chǎng)仍保持了足夠的磁響應(yīng)。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，材料飽和磁化強(qiáng)度大于16.3?emu/g即可用于固液分離，因此制備的Fe3O4@C-MNPs顆?？梢杂糜趶?fù)雜樣品中殘留農(nóng)藥的富集分離[22]。

2.2 ?丙溴磷的檢測(cè)

為了驗(yàn)證Fe3O4@C-MNPs材料對(duì)丙溴磷的吸附效果，按低、中、高原則配制了4個(gè)不同濃度（標(biāo)記為1、2、3、4組）的丙溴磷標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別加入30?mg，F(xiàn)e3O4@C-MNPs材料按1.2.3的方法進(jìn)行處理，計(jì)算回收率，每個(gè)濃度做3組平行，結(jié)果如表1所示。丙溴磷吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，F(xiàn)e3O4@C-MNPs材料對(duì)于農(nóng)藥丙溴磷具有一定的吸附性。因此后續(xù)實(shí)驗(yàn)對(duì)材料吸附丙溴磷的磁固相萃取過(guò)程進(jìn)行了優(yōu)化，以期獲得更高的農(nóng)藥回收率。

2.3 ?丙溴磷檢測(cè)中磁固相萃取條件的優(yōu)化

2.3.1 ?優(yōu)化Fe3O4@C-MNPs的用量 ?本研究是利用Fe3O4@C-MNPs對(duì)于丙溴磷具有良好的吸附能力從而將其從復(fù)雜基質(zhì)中富集分離出來(lái)，因此Fe3O4@C-MNPs的添加量將極大的影響檢測(cè)結(jié)果。為了考察Fe3O4@C-MNPs的最佳用量，在室溫下控制丙溴磷的濃度及其他條件不變，改變材料的添加量（20、30、40、50、60、70?mg）設(shè)計(jì)6組吸附實(shí)驗(yàn)，每組平行3次，最終結(jié)果以丙溴磷回收率作為指標(biāo)。結(jié)果如圖5A，丙溴磷的回收率隨著Fe3O4@C-MNPs的添加量呈先增大后平穩(wěn)的走勢(shì)。在材料添加量為0.06?g時(shí)達(dá)到最大回收率，回收率為87.33%～90.35%。該回收率在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，說(shuō)明該材料對(duì)丙溴磷吸附性良好，可以進(jìn)行后續(xù)的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。

2.3.2 ?優(yōu)化吸附時(shí)間 ?在磁固相萃取中，為了使目標(biāo)農(nóng)藥在磁性材料與樣品溶液之間達(dá)到平衡，在MSPE過(guò)程中需要足夠的吸附時(shí)間，時(shí)間過(guò)短農(nóng)藥不能完全被吸附劑吸附，農(nóng)藥回收率偏低，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則不能有效地提高檢測(cè)效率造成浪費(fèi)。因此MSPE過(guò)程中吸附時(shí)間也是一個(gè)至關(guān)重要的影響因素。為了研究吸附時(shí)間在5～30?min內(nèi)，丙溴磷回收率的變化，設(shè)計(jì)了吸附時(shí)間（5、10、15、20、25、30?min）6個(gè)實(shí)驗(yàn)組，每組平行3次。如圖5B，當(dāng)吸附時(shí)間為10?min時(shí)，丙溴磷回收率達(dá)到最大值，表明此時(shí)達(dá)到了吸附平衡。在10～30?min內(nèi)，萃取回收率無(wú)明顯變化。因此為了獲取更高的準(zhǔn)確度，縮短檢測(cè)時(shí)間，在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中選取10?min為吸附平衡時(shí)間。

2.3.3 ?優(yōu)化溶液pH ?樣品的pH在磁固相萃取過(guò)程中能夠影響農(nóng)藥的萃取效率，因?yàn)閜H可以決定目標(biāo)分析物在溶液中的狀態(tài)。為了找到最優(yōu)萃取條件，用HCl和NaOH來(lái)調(diào)節(jié)pH，設(shè)計(jì)了pH 3～12（3、6、9和12）4組實(shí)驗(yàn)，每組平行3次，對(duì)比丙溴磷的回收率。如圖6A，在pH為6時(shí)，丙溴磷回收率最高為90.30%～96.51%。因此后續(xù)實(shí)驗(yàn)取pH為6進(jìn)行。

2.3.4 ?優(yōu)化洗脫劑種類 ?洗脫劑的極性會(huì)影響所吸附農(nóng)藥的洗脫效率，因此洗脫液的種類是影響 MSPE過(guò)程的重要因素。本研究對(duì)四種有機(jī)溶劑進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，即丙酮（ACE），乙腈（ACN），甲醇（MA），乙腈∶甲醇（3∶1）。這些溶劑的解析效率如圖6B所示。丙溴磷屬于中極性有機(jī)磷農(nóng)藥，實(shí)驗(yàn)中3種溶劑極性大小為：乙腈>甲醇>丙酮。結(jié)果顯示，在4種溶劑中，丙溴磷均有較好的回收率，平均回收率均大于90.0%，無(wú)顯著性差異，因此后續(xù)實(shí)驗(yàn)中4種洗脫溶劑均可選擇。為了縮短氮吹時(shí)間，故選擇揮發(fā)性較好的丙酮為后續(xù)洗脫溶劑。

2.4 ?線性方程及檢出限

在最優(yōu)條件下，改變?nèi)芤褐斜辶椎臐舛?，按本研究建立的方法?duì)不同濃度丙溴磷溶液進(jìn)行檢測(cè)。以溶液中丙溴磷濃度為橫坐標(biāo)，丙溴磷峰面積為縱坐標(biāo)建立線性方程。如圖7所示，當(dāng)丙溴磷溶液濃度在0.011～1.0??g/mL范圍內(nèi)時(shí)，溶液丙溴磷濃度與丙溴磷峰面積呈良好線性關(guān)系，其線性回歸方程為：Y=982685.92402X-41246.59884，相關(guān)系數(shù)R2為0.9982，檢出限為0.0011?mg/kg。

2.5 ?實(shí)際樣品中丙溴磷的檢測(cè)

為了考察本研究所建立的方法在復(fù)雜基質(zhì)樣品中進(jìn)行檢測(cè)的可行性，實(shí)驗(yàn)對(duì)黃瓜樣品進(jìn)行了檢測(cè)分析。在所制得的黃瓜樣品中加入低、中、高不同濃度的丙溴磷標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)。按方法1.2.4對(duì)加標(biāo)黃瓜樣品進(jìn)行前處理，提取液中加入Fe3O4@C-MNPs粉末，在最優(yōu)條件下進(jìn)行磁固相萃取過(guò)程，萃取液進(jìn)GC-FPD檢測(cè)，每個(gè)濃度平行3組。結(jié)果如表2所示，丙溴磷加標(biāo)回收率在95.0%～101.4%，RSD值在2.9%～ 8.5%。目前應(yīng)用較廣泛的QuEChERS方法有機(jī)磷農(nóng)藥回收率一般也只在80%以上，其中丙溴磷回收率在83.3%～96.1%，與之對(duì)比說(shuō)明本方法的回收率較好，可用于實(shí)際樣品的檢測(cè)[23-24]。

為了驗(yàn)證所建立方法的準(zhǔn)確性，采用氣相色譜-質(zhì)譜法對(duì)方法進(jìn)行回收率考察。取部分上述黃瓜樣品，在表面噴灑100??g/kg的丙溴磷，常溫放置12?h后切塊勻漿，按方法1.2.3進(jìn)行處理，做3組平行樣分析譜圖，計(jì)算該樣品回收率，結(jié)果如圖8所示。氣相色譜-質(zhì)譜中檢測(cè)離子（m/z）339為定量離子，374和297為定性離子，丙溴磷的出峰時(shí)間在8.75?min左右。試劑空白組在8.55～ 8.70?min的高峰為試劑丙酮，9.00?min之后的峰為雜質(zhì)峰（圖8A）;未噴灑農(nóng)藥黃瓜樣品組（基質(zhì)空白組）中未檢測(cè)出農(nóng)藥丙溴磷（圖8B）;用黃瓜提取液配制的丙溴磷標(biāo)準(zhǔn)液組（基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)組）能夠得到很好的丙溴磷農(nóng)藥峰型（圖8C）。圖8D為噴灑100??g/kg丙溴磷的黃瓜樣品組（加標(biāo)樣品組），結(jié)果如表3所示。

式中，X為丙溴磷的含量，單位為mg/kg;A為丙溴磷的色譜峰面積;Cs為標(biāo)準(zhǔn)工作液中丙溴磷的濃度，單位為?g/mL;V1為定容體積，V3為提取液體積，V2為分取液體積單位mL;As為標(biāo)準(zhǔn)工作液中丙溴磷色譜峰面積;m為樣品質(zhì)量單位為g。

可以看出通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)計(jì)算噴灑于黃瓜表面的丙溴磷農(nóng)藥濃度為91.60??g/kg，回收率為91.60%，RSD<1.8%，符合回收率標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明所建立方法的準(zhǔn)確性好。

3 ?討論

本研究中Fe3O4@C-MNPs為近圓形顆粒，F(xiàn)e3O4@C-MNPs的晶格間距為0.27?nm，這與的Fe3O4的（220）面內(nèi)晶格間距接近，說(shuō)明在反應(yīng)化過(guò)程中形成了Fe3O4顆粒。Fe3O4@C-MNPs的XPS表征說(shuō)明其表面微觀組成含F(xiàn)e、O、C元素，表明在合成過(guò)程中成功將，碳材料復(fù)合到Fe3O4@C- MNPs中，這有利于進(jìn)一步改善材料吸附性能。高分辨C 1s譜三個(gè)不同結(jié)合能的峰中，284.8?eV的峰為sp2碳（C-C/C=C）源于Fe3O4@C-MNPs的石墨結(jié)構(gòu)，285.4?eV的峰為sp3碳（C-OR），283.93?eV的峰為（C-H）。高分辨O?1s譜的3個(gè)不同結(jié)合能峰分別在529.3、529.9、531.5?eV，分別為混合氧化物中結(jié)合氧、（C=O/-COOH/-C- OH），說(shuō)明該Fe3O4@C-MNPs具有較多的含氧基團(tuán)。另外，高分辨的Fe 2p譜中出現(xiàn)在710.5 eV和723.9?eV的2個(gè)特征峰，表明Fe元素以Fe3O4的形式存在[25]。推測(cè)關(guān)于Fe3O4@C-MNPs吸附OPs的原理為，F(xiàn)e3O4@C-MNPs呈類球形結(jié)構(gòu)且表面含有豐富的官能團(tuán)，這使得其在水性基質(zhì)中能很好地分散，這就增加了材料與目標(biāo)分析物的接觸面積，使得材料上的一些官能團(tuán)與目標(biāo)分析物結(jié)合，通過(guò)外部磁場(chǎng)對(duì)Fe3O4@C-MNPs的磁化作用，將目標(biāo)分析物從復(fù)雜基質(zhì)中分離出來(lái)。然而這種識(shí)別結(jié)合是不穩(wěn)定的，通?？赡転殪o電作用或范德華力，因此當(dāng)加入強(qiáng)極性有機(jī)溶劑作為洗脫劑時(shí)，由于有機(jī)磷農(nóng)藥為有機(jī)相，根據(jù)相似相容原理這種識(shí)別結(jié)合就會(huì)被分離，目標(biāo)分析物會(huì)被很快從Fe3O4@C-MNPs吸附劑上洗脫下來(lái)。

本研究通過(guò)一步水熱法合成了對(duì)OPs具有良好吸附性能的超順磁性納米材料Fe3O4@C-MNPs。將該材料用于黃瓜中丙溴磷的萃取分離氣相色譜定量檢測(cè)，丙溴磷加標(biāo)回收率在95.0%～101.4%，RSD值在2.9%～8.5%，檢出限為0.0011?mg/kg，遠(yuǎn)低NY/T?761—2008中對(duì)于丙溴磷的檢出限0.04?mg/kg，說(shuō)明方法靈敏度好。

另外該材料在有機(jī)溶劑中經(jīng)過(guò)洗脫烘干后可回收重復(fù)使用，有機(jī)試劑用量小，節(jié)約檢測(cè)成本。本研究拓寬了復(fù)合碳納米磁性材料在食品檢測(cè)方面的應(yīng)用，為食品中OPs的分析檢測(cè)方法提供了新的平臺(tái)。

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責(zé)任編輯：崔麗虹