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改良QuEChERS法提取-气相色谱-火焰光度检测同时测定茶叶中5种有机磷农药残留

更新时间:2016-07-05

有机磷农药(Organophosphorus Pesticides,OPPs)是一类广谱、高效的杀虫剂,其品种多、毒力强、价格低廉,是化学防治最常用的选择,广泛用于农业害虫的防治。欧洲和日本作为我国茶叶出口的两大市场,其茶叶中的农药残留限量标准在国际上处于引导地位[1 - 3]。随着对农药残留检测力度的加大,检测方法从过去的单一品种检测趋向于多种农药残留的同时检测。目前用于农药残留分析的样品前处理技术有很多,包括液-液萃取[4]、、固相萃取[5]、液相微萃取[6]、固相微萃取[7]、超临界流体萃取[8]、磁固相萃取[9]、QuEChERS[10]等。其中,QuEChERS是近年来发展起来的一种快速、简单、廉价、高效、耐用和安全的多种类多残留农残检测前处理方法,该方法的应用主要集中于蔬菜水果、果汁饮料、土壤、中药和水,只有少量文献报道[11]将其运用到茶叶农药残留的分析中。

百日咳杆菌、杜克雷嗜血杆菌、流感嗜血杆菌*$、副流感嗜血杆菌、嗜肺军团菌、卡他莫拉菌*和淋病奈瑟球菌。

茶叶样品基质较复杂,含有大量的生物碱、茶多酚、糖类、有机酸、类脂类、色素、蜡质等有机化合物,这些物质在提取农药残留时会被共萃取出来,因此样品制备比较困难[12]。本文选择改良的QuEChERS方法进行样品前处理,选定Fe3O4磁性纳米颗粒(MNPs),结合多壁碳纳米管(MWCNTs)、N-丙基乙二胺(PSA)和石墨化碳黑(GCB)来取代传统的净化吸附剂,采用气相色谱(GC)-火焰光度检测器(FPD)测定,建立茶叶样品中同时检测痕量敌敌畏、乐果、毒死蜱、水胺硫磷和三唑磷5种OPPs的分析方法。建立的方法与传统方法相比,缩短了样品前处理时长,提高了检测的灵敏度,可满足对茶叶中多种农药残留同时进行定性定量检测的要求。

1 实验部分

1.1 仪器、试剂及材料

Agilent 6890N气相色谱仪(美国,Agilent公司),配火焰光度检测器(FPD);WH-2微型漩涡混合仪(上海沪西分析仪器厂有限公司);HC-2518高速离心机(安徽中科中佳科学仪器有限公司);AL104电子天平(Mettler-Toledo,中国上海);移液枪(Eppendorf,Biohit);枪头(Nest,Gene Chain Scientific);40目标准检验筛(孔径0.45 mm,浙江上虞市金鼎标准筛具厂)。

有机磷农药标准品(质量浓度均为100 mg/L的丙酮标准储备液,购于国家标准物质中心):敌敌畏(Dichlorvos)、乐果(Dimethoate)、毒死蜱(Chlorpyrifos)、水胺硫磷(Isocarbophos)、三唑磷(Triazophos),于4 ℃低温条件下密封保存。混合标准储备液:根据各农药在FPD上的响应,取质量浓度为100 mg/L的敌敌畏、毒死蜱标准溶液各2.5 mL,乐果、水胺硫磷、三唑磷标准溶液各5 mL于25 mL容量瓶中,用丙酮定容至刻度,得混合标准储备液,保存于4 ℃冰箱中备用。丙酮(色谱纯,上海国药集团化学试剂有限公司);乙腈、NaCl、二水合柠檬酸三钠均为分析纯(上海国药集团化学试剂有限公司);柠檬酸二钠倍半水合物(分析纯,阿拉丁试剂有限公司);无水MgSO4(分析纯,江苏强盛功能化学股份有限公司);纳米Fe3O4(99.5%,20 nm)、多壁碳纳米管(MWCNTs,>95%,8~15 nm)(上海麦克林生化科技有限公司);N-丙基乙二胺(PSA)(40~63 μm)、十八烷基硅烷(C18)(40~63 μm)(上海安谱实验科技股份有限公司);石墨化碳黑(GCB)(100~300目)(深圳逗点过滤器材有限公司)。

群体大小对保育阶段猪的采食、饮水、排泄等影响不大,但对活动、争斗影响明显,以40头组发生打斗行为最少,20头组次之,10头组最高。

供试样品:茶叶样品均购于武汉市市场。用陶瓷研钵将干燥的茶叶研磨成粉末,过40目网筛,混匀后,密封袋分装,于干燥处常温保存,备用。

霸府行台首长,史书称大行台,都是强臣,虽处外藩,或遥制朝政,或专恣一方,立君废主易于弈棋,庆赏威刑咸出于己,实际上已非复人臣之分了;因此,无论是官爵还是封赏都非同一般。

1.2 实验方法

1.2.1 提取 准确称取1.0000 g茶叶样品于10 mL具塞离心管中,准确加入4 mL提取溶剂乙腈后,振荡2 min,然后依次加入0.0800 g NaCl、0.0800 g二水合柠檬酸三钠、0.0400 g柠檬酸二钠倍半水合物,漩涡振荡2 min(2 000 r/min),再离心5 min(10 000 r/min),取出上清液,待净化。

1.2.2 净化 准确称取80.0 mg(精确至0.1 mg)NaCl、300.0 mg无水MgSO4、50.0 mg PSA、15.0 mg GCB、60.0 mg Fe3O4纳米颗粒、30.0 mg MWCNTs于5 mL具塞离心管中,混匀,向其中加入上述上清液2 mL,摇匀,漩涡振荡2 min(2 000 r/min),取出离心管,将磁铁贴于离心管外壁,提供外部磁场,固液迅速分离。吸取上清液1 mL于2 mL具塞离心管中,过0.22 μm有机系滤膜,装入色谱进样瓶,待GC-FPD检测。

1.3 气相色谱条件

色谱柱为HP-5毛细管柱(30 m×320 μm×0.25 μm,Agilent 19091J-413);进样口温度350 ℃;检测器温度250 ℃;升温程序:初始50 ℃保持1 min,以25 ℃/min升至125 ℃,再以10 ℃/min升至300 ℃保持5 min,共26.5 min;载气为高纯N2(纯度99.99%),流速0.2 mL/min;尾吹气(N2)流量15.0 mL/min;燃气为H2(纯度99.99%),流量75.0 mL/min;助燃气为空气,流量100 mL/min;进样量1 μL,不分流进样。采用保留时间定性,基质外标法定量。

[12] Guillarme D,Casetta C,Bicchi C,et al.Journal of Chromatography A,2010,1217(44):6882.

2 结果与讨论

2.1 检测方法的选择

图1 加标(a)和空白(b)茶叶样品的色谱图 Fig.1 Chromatograms of sample spiked with five OPPs(a) and blank tea sample(b) 1.Dichlorvos(10 μg/mL);2.Dimethoate(20 μg/mL);3.Chlorpyrifos(10 μg/mL);4.Isocarbophos(20 μg/mL);5.Triazophos(20 μg/mL).

OPPs残留的检测方法主要有气相色谱法(GC)、高效液相色谱法(HPLC)、气相色谱-质谱法(GC-MS)和液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)等。采用GC-MS和LC-MS/MS等检测方法虽然可以定性定量,但仪器昂贵,不利于方法的推广使用。HPLC法适用于分析沸点高、热稳定性差的物质。OPPs大部分均为极性较大、半挥发性、沸点不高、对热稳定的物质,常用GC法检测。GC-FPD作为OPPs常用的检测手段,仪器成本低,操作技术简单,是一种可以被广泛推广的检测手段;并且从茶叶中5种目标农药混合标准色谱图(图1)可以看出,目标峰与杂质峰完全分离,各种农药的分离效果也非常好,不影响其定性分析的准确性,其检测灵敏度高,稳定性好,故本文选用GC-FPD法进行OPPs多残留的检测。

2.2 前处理条件的选择

2.2.1 提取溶剂的选择 本文对比了茶叶添加样品分别采用乙腈、丙酮、乙酸乙酯、0.1%乙酸的乙腈、乙酸乙酯-正己烷(1∶1,V/V)以及丙酮-正己烷(1∶2,V/V)提取的效果。结果显示,乙腈和0.1%乙酸的乙腈提取液经净化后为无色澄清透明样,而其余几组提取液经相同净化方法处理后色素残留较多,为色谱仪的测定带来了较多干扰。0.1%乙酸的乙腈提取液色谱图中杂质峰较乙腈提取液多,故本文选用乙腈作为茶叶样品的提取溶剂。同时确定了提取溶剂用量为4 mL,即体积相当于4倍样品质量,既能保证目标物被充分提取,又节省试剂,减少环境污染。

2.2.2 净化剂的选择 传统QuEChERS方法采用乙腈提取,NaCl盐析,无水MgSO4和PSA分散固相萃取净化[13]。除PSA外,还常用到C18、GCB、氨丙基粉、氧化铝、MWCNTs、Fe3O4磁性纳米颗粒等[14-16]。Fe3O4磁性纳米颗粒具有优越的吸附纯化性能,在外部磁场作用下能够快速的实现分离,缩短反应时长。MWCNTs具有高效富集浓缩的作用,能够通过吸附茶叶基质的干扰成分,间接净化待测农药。PSA能够吸附有机酸、色素、糖类和脂肪酸等干扰物质,同时对目标分析物农药分子无吸附作用。GCB主要用于去除茶叶基质中的色素。C18能够去除非极性的糖类、脂类等干扰物[17]。本文尝试了使用PSA+GCB、PSA+GCB+Fe3O4、PSA+C18+Fe3O4、PSA+MWCNTs+Fe3O4、PSA+GCB+Fe3O4+MWCNTs、PSA+GCB+Fe3O4+MWCNTs+C18等不同条件来净化茶叶提取液。结果表明吸附剂中含C18时,水胺硫磷和三唑磷的回收率低于70%。PSA+GCB净化后样品为淡黄色,色素有残留。其余条件下,5种农药的回收率在75%~115%之间,但是PSA+GCB+Fe3O4、PSA+MWCNTs+Fe3O4两种条件下的色谱图中杂质峰较多。因此,本文采用PSA+GCB+Fe3O4+MWCNTs作吸附剂来净化茶叶提取液。

2.2.3 净化剂用量的选择 选取2 mL提取液条件下考察各物质用量。PSA用量在20~70 mg范围时,发现50 mg时回收率最大,故选择50 mg PSA。GCB主要吸附色素,但对部分农药具有一定的保留作用,其用量需要在去除色素和保证回收率之间优化选择。以回收率为首要考虑因素,选择使用15 mg GCB。考察Fe3O4用量在20~120 mg时的回收率,60 mg时回收率最大,故选取60 mg Fe3O4。考察MWCNTs用量为10、15、20、25、30和35 mg的实验结果,回收率均在80%~105%之间,考虑到与其他吸附剂共同作用时去除色素的最优条件,本文选择使用30 mg MWCNTs较合适。

2.2.4 无水MgSO4和NaCl用量的选择 茶叶样品若含水分,会影响FPD的检测信号,损耗色谱柱。故在净化阶段,要加入一定量的无水MgSO4去除水分。无水MgSO4用量为300 mg时回收率达到最大值。故本文选取每2 mL提取液使用300 mg无水MgSO4较合适。在多种类农残检测的提取与分配阶段,常用盐析效应提高极性化合物的回收率。当提取和净化阶段添加80 mg NaCl时回收率达到最大值,故本文选择在提取和净化阶段均添加80 mg NaCl。

2.3 基质效应

[1] Commission Regulation(EC) No.149/2008 of 29 January 2008.Off J Eur Union,2008,L58/1.

2.4 线性关系、检出限及定量限

移取一定量的农药混合标准储备液,以空白茶叶基质提取液代替丙酮作为稀释溶液,配制基质匹配系列标准溶液,采用1.3中方法进行测定,以仪器响应色谱峰面积(y)对各目标农药的质量浓度(x,μg/L)进行线性回归。结果表明,5种有机磷农药的质量浓度在0.5~200 μg/L范围内线性良好,相关系数(r)和回归方程见表1。以最小添加水平色谱图中信噪比(S/N)=3计,方法中敌敌畏、乐果、毒死蜱、水胺硫磷、三唑磷的检出限(LOD)依次为3.456、4.420、0.608、2.264、1.712 μg/kg。以最小添加水平色谱图中信噪比(S/N)=10计,方法中敌敌畏、乐果、毒死蜱、水胺硫磷、三唑磷的定量限(LOQ)依次为9.224、10.736、3.448、8.780、7.728 μg/kg。

2.5 方法的回收率和精密度

取空白茶叶样品,根据各农药的响应信号,敌敌畏和毒死蜱按2、10、25 μg/L 3个水平,乐果、水胺硫磷和三唑磷按4、20、50 μg/L 3个水平进行回收实验,按照1.2方法进行前处理,平行测定5次,计算回收率和精密度。结果(表2)显示,5种农药的平均回收率在80%~108.3%之间,相对标准偏差(RSD)在2.58%~7.31%之间,均符合农药残留检测要求[19]

表1 方法的分析性能

Table 1 Analytical performances of the method

AnalyteLinearequationinsolventraLinearequationinmatrixrLinearrange(μg/L)Matrixeffectb(%)LOD(μg/kg)LOQ(μg/kg)Dichlorvosy=1028.7x-109.50.9963y=687.4x+3.80.99921.8-100-33.03.4569.224Dimethoatey=700x-60.40.9998y=726.4x-80.30.99882.0-2003.84.42010.736Chlorpyrifosy=713.7x-26.70.9987y=815x+0.50.99920.5-10014.20.6083.448Isocarbophosy=694.8x-1240.9963y=524.8x-36.20.99911.6-200-24.52.2648.780Triazophosy=965.3x-153.30.9973y=758.7x-100.40.99841.2-200-21.41.7127.728

a.Correlation coefficient;b.Matrix effect(%)=((slope matrix/slope solvent)-1)×100.

表2 方法回收率及相对标准偏差(n=5)

Table 2 Recovery and relative standard deviation of the method(n=5)

AnalyteRetentiontime(min)Added(μg/L)Found(μg/L)Recovery(%)RSD(%)AnalyteRetentiontime(min)Added(μg/L)Found(μg/L)Recovery(%)RSD(%)Dichlorvos7.48321.8291.003.53Isocarbophos15.10844.06101.504.12108.7687.606.362020.66103.303.082524.5898.325.505048.9697.927.26Dimethoate12.51843.5388.254.37Triazophos17.76243.6791.755.372018.6793.352.762021.66108.303.385053.33106.672.995047.7195.427.31Chlorpyrifos14.95721.6080.005.87108.8388.306.022521.0484.162.58

2.6 实际样品的测定

应用所建立的方法对武汉市市场上采购的10种不同品种茶叶样品进行抽检。结果显示,贵州银针、西湖龙井、安溪铁观音、浙江白茶、信阳毛尖、恩施玉露和江苏碧螺春均检测出毒死蜱残留,含量依次为4.42、4.88、8.65、9.89、12.42、4.17和4.08 μg/kg。西湖龙井同时还检测出11.37 μg/kg三唑磷残留,江苏碧螺春同时检测出6.87 μg/kg水胺硫磷残留。云南普洱、五峰毛尖和浙江红茶均未检出5种有机磷农药残留。

[14] ZHAO P Y,WANG L,ZHOU L,et al.Journal of Chromatography A,2012,1225:17.

表3 与其他方法比较

Table 3 Comparison with other methods

AnalyticaltechniqueCleaningagentRecovery(%)LOD(μg/kg)RSD(%)ReferenceGC-MS/MSMWCNTs,PSA,GCB70-1111-502-14[20]GC-MS/MSMWCNTs,PSA70-1201-383.7-20[15]GCPSA71.6-1096-500.29-11.21[21]GC-FPDMWCNTs,PSA,GCB,Fe3O480-108.30.608-4.422.58-7.31Presentwork

3 结论

本文通过对传统QuEChERS法进行改进,采用乙腈为提取溶剂,选定Fe3O4磁性纳米颗粒结合MWCNTs、PSA和GCB来取代传统的净化吸附剂进行茶叶样品的前处理,经GC-FPD法检测,基质外标法定量,成功建立了茶叶中5种有机磷农药残留同时快速检测的方法,对实际样品的测定证明了该方法具有简单、便捷、快速、灵敏度高等优点,可满足茶叶中农药残留检测分析的要求。

[15] HOU X,LEI S R,QIU S T,et al.Food Chemistry,2014,153(15):121.

本文配制了系列浓度标准溶液和基质匹配标准溶液,采用基质匹配标准溶液线性的斜率与纯溶剂标准溶液的线性斜率相比较,以其增加或减少的百分比来评价基质效应[18]。从表1可以发现,在茶叶基质中,毒死蜱有明显的信号增强效应,敌敌畏、水胺硫磷和三唑磷有明显的信号减弱效应。故在用外标法定量时,采用空白基质提取液配制标准溶液,以消除基质效应,提高检测结果的准确性。

[6] XIONG J,HU B.Journal of Chromatography A,2008,1193:7.

[3] XIE Z Z.Journal of Tea(谢争珍.茶叶),2008,34(4):225.

[4] Jimenez J J,Bernal J L,Toribio L,et al.Journal of Chromatography A,2002,946:247.

进入冬季,在闲暇时光约上亲朋好友“吃火锅、唠家常”无疑是一件温暖又和谐的美事,而各式的肉丸在火锅中绝对是不能少的配料。牛肉丸作为著名的潮州小食,以其爽滑弹牙的味觉体验著称,深受广大百姓的喜爱。随着我国人民生活节奏的加快和速冻食品及冷藏保鲜技术的快速发展, 肉丸这种具有营养、方便、卫生、美味等特点的速冻食品也得到快速发展。

例2以修建养鸡场,节约用料为情境,考查学生运用所学知识解决实际中最优化问题的能力.通过在竹篱笆长度一定的条件下,探求最大养鸡场场地面积的过程中,让学生体会最优化的数学思想.本题的解答需要考生经历从实际问题中提炼出数量关系,将实际问题转化为数学问题,建立数学模型——求解数学模型——检验数学模型,最后得出结论的过程.

[5] SONG W,LIN S S,SUN G D,et al.Chinese Journal of Chromatography(宋伟,林姗姗,孙广大,等.色谱),2012,30(3):318.

[2] TONG X L,ZOU W.Journal of Inspection and Quarantine(童小麟,邹伟.检验检疫学刊),2009,19(3):56.

[7] Rodrigues F D,Mesquita P R R,de Oliveira L S,et al.Microchem J,2011,98:56.

[8] Rissato S R,Galhiane M S,Knoll F R,et al.Journal of Chromatography A,2004,1048:153.

[9] Maddah B,Shamsi J.Journal of Chromatography A,2012,1256:40.

[10] CHEN X S,BIAN Z Y,YANG F,et al.Chinese Journal of Chromatography(陈晓水,边照阳,杨飞,等.色谱),2013,31(11):1116.

[11] Kanrar B,Mandal S,Bhattacharyya A.Journal of Chromatography A,2010,1217(12):1926.

采用四字节并行处理,可由40B32B模块给出的K_qb信号在一个四字节时钟内进行检测,并根据Valid_qb信号进行正确/K/字节个数统计,不需要根据单字节时钟去检测和计数,降低了电路运行频率和实现难度。

[13] Anastassiades M,Lehotay S J,Stajnbaher D,et al.J AOAC Int,2003,86(2):412.

将本文建立的方法与文献已报道的茶叶中多种农药残留检测方法进行了比较,结果见表3。由表3可知,本方法的回收率效果更好,检测限明显低于其他三种方法,灵敏度高。

燃料在锅炉内燃烧产生的烟气中常伴有NOX、SOX等酸性气体和CO2等温室气体,若直接排放至大气中会造成环境污染,而在冷凝式锅炉中,由于会产生冷凝水,酸性气体和温室气体会溶于水中,从而降低了负面气体的直接排放,减弱对环境的污染。

参考文献

最后一个阶段是“I'm reading”(我在读)。在这一阶段,学习者会接触各种各样的令人兴奋的相关的互动形式,例如诗歌、小说、童话、寓言故事等(见图9)。学习者不仅可以同文本进行互动学习,还可以同字母、声音和单词进行互动,让他们复习一下他们所学的内容并且同将要学习的内容联系起来。

将配好Pb污染土、改性磷矿渣、水泥和蒸馏水充分搅拌均匀,试验方案见表3.改性磷矿渣的添加量依次为干土质量的0 %、3 %、5 % 和10%,向其中加入蒸馏水,使液固比(质量比,水:(固化剂+污染土))为25%形成混合物.将混合物倒入塑料杯.将塑料杯密封后在标准养护条件下(温度20±2℃,湿度>90%)养护7 d.

[16] LI Y F,QIAO L Q,LI F W,et al.Journal of Chromatography A,2014,1361:77.

所有数据均采用SPSS 20.0软件分析。其中计量资料以(±s)表示,采用t检验。P<0.05为差异具有统计学意义。

[17] LE Y,ZHANG Q,LIU C H,et al.Journal of Analytical Science(乐渊,张群,刘春华,等.分析科学学报),2016,32(3),409.

[18] ZHU Y L,LIU X G,XU J,et al.Journal of Chromatography A,2013,1299:71.

(2)真空蒸馏分离效果随温度的升高而提高,延长蒸馏时间也可以提升蒸馏效果,最优真空蒸馏参数为1 000 ℃,蒸馏90 min,在该工艺条件下,铅、铋的分离率可以分别达到99%、73%,金、银的直收率可以分别达到94.63%、91.04%。

[19] GB 2763-2014.National Food Safety Standard-Maximum Residue Limits for Pesticides in Food(食品安全国家标准-食品中农药最大残留限量).

[20] ZHAO P Y,WANG L,JIANG Y P,et al.Journal of Agricultural and Food Chemistry,2012,60:4026.

[21] ZHANG F,LEI J Q,YANG F.Chemical Reagents(张放,雷霁卿,杨霏.化学试剂),2016,38(1):47.

朱雪琴,赵薇,陈坦林,朱鹏程,熊婷婷
《分析科学学报》 2018年第02期
《分析科学学报》2018年第02期文献

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