液相微萃取——高效液相色谱法测定水稻中的吡虫啉

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标题:液相微萃取——高效液相色谱法测定水稻中的吡虫啉

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小中大

　　液相微萃取——高效液相色谱法测定水稻中的吡虫啉

　　孙玉珍，罗明标，李建强，郭国龙，徐晶晶

　　(东华理工大学应用化学系，江西抚州344000)

　　摘要：研究了基于中空纤维的动态三相液相微萃取(LPME)，并首次将其应用到稻谷、稻叶、田水和土壤中吡虫啉农药残留的快速分离富集。实验采用磷酸二氢钾作接受液，以高效液相色谱 (HPLC)为检测手段，系统地优化了LPME技术的有机溶剂、搅拌速率和萃取时间等条件。最佳色谱条件为：SB-Phenyl C18(250 mm×4.6 mm,5μm)液相色谱柱，以甲醇–水–三乙胺 (80∶20∶1，v/v)为流动相，流速0.8 mL/min，270 nm波长下检测。得到方法的线性范围0.001～ 10μg/mL，最低检出限为1 ng/mL，加标回收率92.50%～110%，富集倍数19.2倍。结果表明该方法是一种简单、快速、准确、环境友好的农药残留检测方法。

　　关键词：吡虫啉;农药残留;中空纤维;前处理;液相微萃取

　　中图分类号：TQ 450.2+63文献标识码：A文章编号：1671-5284(2008)06-0043-04

　　吡虫啉(Imidacloprid)又名脒蚜胺，化学名称 1-(6-氯-3-吡啶基甲基)-N-硝基亚咪唑烷-2-基胺，系具内吸、触杀、胃毒作用的硝基亚甲基类内吸杀虫剂，是烟酸乙酰胆碱酯酶受体的作用体，干扰害虫运动神经系统，使化学信号传递失灵，无交互抗性问题，用于防治刺吸式口器害虫如蚜虫、飞虱、蓟马、粉虱等 [1] 。吡虫啉的推荐用药量(有效成分)为 60～120 g/hm 2 ，易溶于乙腈和二氯甲烷中，化学结构较稳定 [2] 。该农药会对人类和哺乳动物产生慢性毒理效应 [3] 。本文采用三相液相微萃取技术，将水稻中吡虫啉的萃取、浓缩、净化简化于一步，极大地缩短了吡虫啉测定的前处理步骤，并结合高效液相色谱法检测了稻谷、稻叶、水和土壤中吡虫啉的含量，方法简便、快速，净化效果很好。

　　1实验部分

　　1.1仪器设备

　　Shimadzu LC–20AT岛津高效液相色谱仪，配 Shimadzu SPD–20A UV–VIS检测器和N2000色谱工作站，SB–Phenyl C18(250 mm×4.6 mm，5μm) 安捷伦科技公司，Accurel Q 3/2聚丙烯中空纤维 (Membrana，Wuppertal，Germany;壁厚200μm，孔径0.2μm，内径600μm)。

　　抽滤器(津腾GM–0.33)，配真空泵;紫外可见分光光度计(UV–260);超声波清洗器(KQ 3200);电子分析天平(BS124S);离心机。

　　1.2试剂

　　三乙胺，分析纯，由上海国药集团化学试剂有限公司生产;磷酸，分析纯;水，重蒸馏水;甲醇，色谱纯，天津大茂化学试剂厂;0.05 mol/L氢氧化钾溶液。

　　吡虫啉标准溶液：准确称取吡虫啉标准品 0.050 0 g(纯度≥99%，德国拜耳公司)，用甲醇溶解定容至100 mL，得到吡虫啉0.50 g/L的标准储备液。

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发表于 2010-1-22 23:23 资料个人空间短消息加为好友

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　　1.3实验步骤

　　1.3.1样品的制备

　　从稻田取喷洒农药20 d后的稻谷、稻叶、土壤和田水样各一份。稻谷经风干、粉碎后过6号筛分为稻米和稻壳，用二次水浸泡超声0.5 h作为待测试样;稻叶剪细用二次水浸泡超声0.5 h;土壤用二次水溶解，在离心机上离心0.5 h(转速为 3 000 r/min)。

　　1.3.2样品的提取与萃取步骤

　　本实验采用的是一种动态三相中空纤维式萃取模型。具体操作步骤如下：首先将中空纤维切成 2.3～2.5 cm的小段，放入丙酮中超声清洗15 s除去杂质;晾干后取一段放入有机萃取剂(正辛醇)中超声浸泡10 s以使中空纤维壁孔内注满有机溶剂，再将其套在25μL微量进样器(已吸入20μL接收相)针尖，推出接受相，两端分别用热钳子封住，使中空纤维的有效长度保持2 cm(约盛5μL接收相);放入小S型号磁子，按图1将中空纤维置于玻璃皿中，在78HW–1型恒温磁力搅拌器上搅拌一定时间后取出，剪开封住的一端，套在25μL微量进样器针尖上，再剪开另一端，抽回接收相，取5μL 直接进行高效液相色谱测定 [4] 。

　　1.3.3色谱条件

　　SB–Phenyl C18(250 mm×4.6 mm，5μm)液相色谱柱，测定波长270 nm，柱温为室温，甲醇– 水–三乙胺(80∶20∶1，v/v)为流动相，流速0.8 mL/min，进样量5μL。

　　2结果与讨论

　　2.1检测波长的确定

　　通过二极管阵列检测器的波长扫描，吡虫啉在 270 nm处有最大吸收，因此选择270 nm作为检测波长，如图2所示。

　　

　　2.2有机溶剂的选择

　　三相液相微萃取所用的有机溶剂除了要求对目标分析物有合适的萃取率外，还要求其能与聚丙烯中空纤维有良好的兼容性，在水中溶解度低且不易挥发 [4] 。综合以上因素，本实验对比了正辛醇、磷酸三丁酯、三正辛醇和乙酸乙酯4种有机溶剂 [5] 对吡虫啉的萃取效率(图3)，结果表明正辛醇作为有机萃取剂对吡虫啉的萃取效果最好。

　　

　　2.3给出相和接收相组成

　　吡虫啉是尼古丁乙酰胆碱受体的效应体，是一种二元弱碱物质 [6] ，其在碱性溶液中以分子形式存在，溶解度相对较小，更利于被有机溶剂萃取。因而我们选择2 mL 0.05 M KOH和2 mL 20 μg/mL吡虫啉标准溶液作为给出相，采用pH=3 的10 mM KH2PO4缓冲液作为接收相，因为pH= 3既能完全质子化吡虫啉又不会对有机萃取剂产生影响 [4] 。

　　2.4搅拌速率的选择

　　增加搅拌速率可提高目标分析物在给出相中传质速率，但速率太大会加速有机萃取剂溶解至给出相中，而且在萃取过程中容易产生气泡附着在中空纤维外壁，影响传质。本实验所选速率为 1 000 r/min。

　　2.5萃取时间的选择

　　液相微萃取是基于传质和萃取平衡两方面因素的一种萃取过程，萃取时间一定时萃取可达到平衡，但随着时间的无限延长，有机溶剂的溶解和挥发又会对萃取产生负效应。实验结果表明，萃取时间为17 min时效率最高。

　　2.6实验中三相中空纤维液相微萃取(TP- HF-LPME)条件

　　有机溶剂：正辛醇;

　　给出相：2 mL 0.05 M KOH+2 mL吡虫啉溶液 (根据实验需要将0.50 g/L的母液稀释成1，5，10， 50，100，200μg/mL浓度的标准溶液);

　　接收相：10 mM KH2PO4(约5μL)，pH=3;

　　搅拌速度：1000 r/min;

　　萃取时间：17 min。

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　　3结果与分析

　　3.1精密度

　　在优化的TP-HF-LPME条件下，以2 mL 10 μg/mL吡虫啉标准溶液和2 mL 0.05 M KOH溶液作为给出相，平行萃取5次进样分析，得相对标准偏差(RSD)为1.9%。

　　3.2标准曲线线性范围及相关系数

　　分别取已过0.45μm滤膜的1，5，10，50，100， 200μg/mL浓度的吡虫啉标准溶液5μL进样测定，得标准曲线线性范围1～200μg/mL，相关系数 0.999 6。

　　3.3工作曲线线性范围及相关系数

　　分别以0.001，0.01，0.1，1，10μg/mL浓度的吡虫啉标准样品2 mL与2 mL 0.05 M KOH溶液混合作为给出相，按优化的LPME条件微萃取后取5 μL接收相进样测定，得工作曲线线性范围0.001～ 10μg/mL，相关系数0.999 7，见图4。

　　

　　3.4富集倍数

　　将各浓度吡虫啉标液按优化条件TP-HF-LPME 后，接收相中吡虫啉浓度相比于原始浓度，即得富集倍数。在优化的TP-HF-LPME条件下，富集倍数为19.2倍。

　　3.5样品的测定

　　先解冻稻谷、稻叶、田水和土壤样品，分别取样品各2 mL于样品瓶，分别加入含0.01，0.05，0.5 μg/mL吡虫啉标样的0.05 mol/L KOH溶液2 mL，在优化的TP-HF-LPME条件下萃取后进样测定。用标准加入法计算田水、稻叶和稻谷样品中吡虫啉，结果见表1、图5和图6;其中，由于土壤中吡虫啉含量低于检测限未检出。

　　

　　把样品色谱图得到的峰高代入工作曲线计算得到田水、稻叶和稻谷样品的吡虫啉含量，具体结果见表1，其中田水中的吡虫啉含量为0.0188 μg/mL，稻叶中含量为0.017 7μg/mL，稻谷中吡虫啉含量为0.0110μg/mL。

　　

　　4结论

　　本文将TP-HF-LPME样品前处理方法应用于水稻中吡虫啉含量的测定，该方法与文献[1,2]比较：①得到了更好的重现性(测定的标准偏差小于 7%)和更低的检测限(1 ng/mL)。②操作简单快速，大大缩短样品处理时间，可用于环境样品中吡虫啉的简单、快速、准确测定。同时测定结果表明，吡虫啉在夏天高温多雨作用下降解速度快，植株上喷洒的农药吡虫啉基本被迁移到田水中和被稻叶吸收，而稻谷上未检测出吡虫啉，这一结果与文献 [2]基本一致。

　　参考文献

　　[1]张红,张丽华,毛江胜,等.土壤中吡虫啉残留量HPLC测定方法的研究[J].山东农业科学,2004,(6):56–57.

　　[2]毛江胜,张红,孟静静.吡虫啉在水稻中的残留动态研究[J].现代农药,2006,(2):27–29.

　　[3]谷勋刚,刘晓松.液相色谱法分析烟草中吡虫啉[J].安徽农业科学,2006,34(4):713–714.

　　[4]杨新磊,罗明标,唐毓萍.三相中空纤维式液相微萃取快速富集血浆中尼古丁的研究[J].色谱,2006,24(6):555–559.

　　[5]刘丽丽,李吉海.新烟碱类杀虫剂的进展与合成[J].山东化工, 2003,1(32):11–16

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