馬培麗，周舒，陳方榮，周錦芳，馬超，吳波，陳懷俠

（湖北大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，湖北 武漢430062）

溫控離子液體－分散液液微萃取分析環(huán)境水樣中的有機磷農(nóng)藥

馬培麗，周舒，陳方榮，周錦芳，馬超，吳波，陳懷俠

（湖北大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，湖北 武漢430062）

建立基于溫控離子液體－分散液液微萃取和高效液相色譜－紫外檢測聯(lián)用的環(huán)境水樣中痕量有機磷農(nóng)藥的分析檢測方法.在優(yōu)化的萃取條件下，不同環(huán)境水樣中4種有機磷農(nóng)藥在2～500μg·L－1濃度范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系（R2＞0.994 3），檢測限（s／n＝3）為0.1～0.3μg·L－1，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.0%～6.3%；加標(biāo)回收率為80.8%～116.9%.該方法采用離子液體（［C6MIM］［PF6］）代替鹵代烷烴類萃取劑提取富集有機磷農(nóng)藥，具有操作簡便、環(huán)境友好、富集倍數(shù)和回收率高等優(yōu)點，適合于環(huán)境水樣中痕量有機磷農(nóng)藥的多組分測定.

溫控離子液體－分散液液微萃?。桓咝б合嗌V－紫外檢測；有機磷；環(huán)境水樣

有機磷農(nóng)藥（organophosphorus，OPPs）是一類高效、廣譜殺蟲劑，被廣泛應(yīng)用于控制農(nóng)產(chǎn)品害蟲.OPPs能夠引起急性膽堿能危象、遲發(fā)性多發(fā)性神經(jīng)病變、中間肌無力綜合癥以及心臟損害等.隨著用量的增加，OPPs能夠通過蒸發(fā)、吸附和沖刷等方式不斷釋放到環(huán)境中［1］，造成嚴重的環(huán)境和食品污染，對人畜有嚴重危害.目前，很多國家都規(guī)定了有機磷農(nóng)藥在食品和環(huán)境水中的最大殘留量［2］.然而，有機磷農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中違法大量使用的現(xiàn)象仍然存在［3］.因此，建立一種靈敏、簡便、快速的有機磷農(nóng)藥分析方法十分重要.

目前，有機磷農(nóng)藥的主要分析方法有色譜及色－質(zhì)聯(lián)用方法［4－7］.但環(huán)境樣品的組成復(fù)雜、分析物含量低，因此，合適的樣品前處理方法是保證分析靈敏度和準(zhǔn)確度的前提.和傳統(tǒng)的萃取方法相比，現(xiàn)代微萃取技術(shù)操作簡便、環(huán)境友好、分離效率高，如固相微萃?。⊿PME）［8］、液相微萃取（LPME）［9］等.但這些微萃取方法也各有缺點，如選擇性不夠高、耗時、設(shè)備昂貴或穩(wěn)定性差等［10］.

分散液液微萃?。╠ispersive liquid－liquid microextraction，DLLME）是2006年由Rezaee等建立的一種新型的液液微萃取方法［11］.該技術(shù)優(yōu)點突出，如回收率和富集系數(shù)高、操作簡單、提取速度快等.DLLME方法的提取溶劑通常是鹵代烷烴類，毒性較大.離子液體（ionic liquids，ILs）是在室溫條件下呈液體的一類熔鹽，其主要優(yōu)點有蒸汽壓低、熱穩(wěn)定性好、溶解性能高、環(huán)境友好、可設(shè)計性和多樣性等［12］.將室溫離子液體作為提取劑應(yīng)用到分散液液微萃取中，擴大了分散液液微萃取方法的應(yīng)用范圍，如檢測有機化合物、無機化合物及金屬離子等［13－15］.

文中建立了一種簡單、快速的溫控離子液體－分散液液相微萃?。╰emperature－controlled ionic liquid dispersive liquid－liquid microextraction，TC－IL－DLLME）樣品前處理方法.該方法采用兩相萃取模式，用溫控的方式代替以往加分散劑的方法來分散萃取劑，簡化了分析步驟，減少了有機溶劑的消耗量，對環(huán)境友好.通過優(yōu)化提取條件，結(jié)合液相色譜法檢測，將此方法應(yīng)用于測定實際水樣中4種有機磷農(nóng)藥（甲基對硫磷、殺螟硫磷、對硫磷和辛硫磷），獲得了滿意的結(jié)果.

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

儀器：Dionex Summit P680HPLC儀（Dionex，美國），配有手動進樣器、20μL定量環(huán)、柱溫箱（LGC－1 025M，荊州市楚新電子產(chǎn)品開發(fā)有限公司）和Chromeleon色譜管理軟件，DL－01溶劑過濾器（DL01真空泵＋FB01T過濾瓶，天津市東康科技有限公司），Aquaplus微量無機型超純水機（AWJ1－0501－U，艾科浦公司），0.22μm濾膜（醋酸纖維，上海興亞凈化材料廠），80－2型離心機（江蘇電子儀器公司），可調(diào)式移液器（10～50μL和50～100μL，上海求精生化試劑儀器有限公司；Finnpipette100～1 000μL，上海熱電儀器有限公司）.

試劑：甲基對硫磷（parathion－methyl，99.0%）、殺螟硫磷（fenitrothion，98.7%）、對硫磷（parathion，99.5%）和辛硫磷（phoxim，99.0%）（Dima公司，美國）；離子液體（［C6MIM］［PF6］，99.0%）（上海成捷化學(xué)有限公司），色譜純甲醇（Tedia公司，美國），分析純氯化鈉、磷酸等.

1.2 色譜條件色譜柱：Sepax Amethyst－C18column（5μm，4.6mm×250mm），配有相同填料的預(yù)柱（2.1mm×12.5mm，5μm，Agilent），流動相：甲醇∶水（75∶25，V／V），流速：1.0mL·min－1，柱溫：25℃，檢測波長：275nm.

1.3 富集倍數(shù)和回收率的計算以富集倍數(shù)（EF）和回收率（ER）評價萃取效率.EF和ER定義如下：

其中：C0代表萃取前分析物的濃度，V0為樣品溶液的體積，Csed為萃取后沉淀相中分析物的濃度，Vsed為沉淀相體積.

1.4 實驗方法

1.4.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 以甲醇為溶劑分別配制濃度為1.0mg·mL－1的4種有機磷農(nóng)藥的儲備液，4℃下保存.實驗前以超純水逐級稀釋為所需濃度的標(biāo)準(zhǔn)操作液.

1.4.2 樣品的處理 潔凈玻璃瓶分別用來收集自來水、東湖水和南湖水.收集后的樣品用0.22μm的微孔濾膜過濾兩次，置于4℃保存.實際水樣在收集后的12h內(nèi)被分離富集和分析.

1.4.3 溫控離子液體－分散液液微萃取過程 取5.0mL樣品溶液置于尖底離心管中，用移液槍緩慢移取50μL［C6MIM］［PF6］加入到樣品溶液中，用2mL注射器上下吸取噴射混合液，以使離子液體與溶液混合，然后將離心管放入70℃水浴中加熱20min，以使離子液體分散于水中，取出后立即放入冰水中冷卻10min，出現(xiàn)明顯的渾濁現(xiàn)象.從冰浴中取出后，將離心管在4 000rpm離心5min，除去上層水相，用50μL甲醇稀釋沉淀相，稀釋液體積用進樣針定量約75μL，取60μL稀釋液進HPLC分析.

2 結(jié)果與討論

2.1 萃取條件的優(yōu)化

2.1.1 萃取劑的選擇 考慮到［C8MIM］［PF6］的粘度太大，不易移取，實驗中用兩種離子液體［C4MIM］［PF6］和［C6MIM］［PF6］為萃取劑來考察對目標(biāo)物的提取效果.結(jié)果發(fā)現(xiàn)以［C6MIM］［PF6］為萃取劑時，萃取回收率高，故選擇［C6MIM］［PF6］為萃取劑.

2.1.2 萃取劑體積的影響 考察離子液體的體積在40～80μL范圍內(nèi)改變時，萃取劑體積對提取效率的影響.結(jié)果顯示，離子液體體積從40μL增加到50μL時，回收率增加，但在50μL到80μL范圍內(nèi)回收率基本不變，如圖1所示.原因可能是離子液體體積為50μL時，目標(biāo)物在水中和離子液體中已達到分配平衡，所以增加離子液體的體積對回收率影響不大.故本實驗選擇離子液體的體積為50μL.

2.1.3 加熱溫度的影響 溫度是分散離子液體的動力，在本方法中占有重要地位.因此實驗中改變溫度從30～80℃，以確定合適的加熱溫度.結(jié)果如圖2.由圖可見，當(dāng)溫度為70℃時，萃取回收率最高，故選擇70℃為加熱溫度.

2.1.4 加熱時間的影響 合適的加熱時間是保證良好分散效果的關(guān)鍵，加熱時間短則離子液體不能充分與水溶液混溶，加熱時間過長又會導(dǎo)致目標(biāo)物揮發(fā)損失.實驗考查了加熱時間為5～25min時的影響，結(jié)果見圖3.由圖可知，加熱時間在20min時回收率最高，故選擇20min為最佳加熱時間.

2.1.5 萃取時間的影響 在溫控離子液體－分散液液微萃取方法中，萃取時間被定義為離心管放入冰浴到離心之前的時間.實驗發(fā)現(xiàn)萃取時間在3～15min內(nèi)時，回收率先增加后又減小，在10min時處于最高，如圖4.故萃取時間選擇為10min.

圖1 離子液體的體積對回收率的影響

圖2 加熱溫度對回收率的影響

圖3 加熱時間對回收率的影響

圖4 萃取時間對回收率的影響

2.1.6 離子強度的影響 在微萃取方法中，鹽析效應(yīng)可以促進目標(biāo)物與有機相的分離或者降低有機溶劑在水中的溶解度，從而提高萃取效率.但在使用離子液體為萃取劑的方法中，其結(jié)果可能不同.所以試驗中通過在樣品溶液中加入不同量的NaCl（0～20%，W／V），考察離子強度對萃取效率的影響.實驗發(fā)現(xiàn)，隨著加入NaCl量的增加，提取回收率逐漸減小，這種現(xiàn)象可能由于鹽度的增強會增加離子液體在水中的溶解度.故后續(xù)實驗不加NaCl.

2.1.7 溶液酸度的影響 溶液酸度的改變會改變分析物的存在形式，往往也會影響提取效率.本實驗以H3PO4調(diào)節(jié)溶液酸度為pH＝2～7時，提取效率基本不變.而這4種有機磷農(nóng)藥在堿性溶液中不穩(wěn)定，故后續(xù)實驗中不改變?nèi)芤旱乃岫?

2.1.8 離心時間的影響 離心是要將離子液體萃取劑與水相分離，會影響沉淀相的體積及提取的目標(biāo)物濃度.本實驗考察2～12min的離心時間內(nèi)回收率的變化.結(jié)果表明，以離心時間為5min時，回收率最高，這可能是因為短時間的離心不能使離子液體沉淀完全，而離心時間太長會產(chǎn)生熱效應(yīng)使得離子液體的水溶性增大，導(dǎo)致目標(biāo)物的回收率降低.故離心時間選擇為5min.

2.2 方法的評價在優(yōu)化的實驗條件下，對添加標(biāo)樣的3種環(huán)境水樣進行分析，結(jié)果見表1.4種目標(biāo)物在2～500μg·L－1的濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，其相關(guān)系數(shù)在0.994 3～0.999 1之間，檢測限（LOD）為0.1μg·L－1～0.3μg·L－1，以添加標(biāo)樣50μg·L－1的水樣測定5次，其精密度RSD為1.0%～6.3%.4種目標(biāo)物的富集倍數(shù)分別為174，170，173和136.

表1 方法的線性范圍、精密度和檢測限

圖5是東湖水樣未添加分析物經(jīng)過TCIL－DLLME－HPLC分 析、添 加 分 析 物 直 接HPLC分 析 與 加 標(biāo) 經(jīng) TC－IL－DLLME－HPLC分析的色譜圖.可見，TC－IL－DLLME方法對4種目標(biāo)物具有很好的分離富集效果，可以有效提高HPLC分析的靈敏度.

2.3 實際樣品分析分別對實驗室自來水、東湖水及南湖水3種水樣進行分析，均沒有檢出目標(biāo)物.為考察本方法對于實際樣品的應(yīng)用，向其中三種水樣中分別加入5、50和200 μg·L－13個濃度的分析物，然后提取富集和測試.結(jié)果見表2，對4種有機磷農(nóng)藥的加標(biāo)回收率為80.8～116.9%，日內(nèi)精密度RSD為0.74～11.3%，日間精密度RSD為2.1%～12.8%（n＝5）.可見，本方法適合于實際水樣中有機磷農(nóng)藥的分離分析檢測.

圖5 東湖水樣加標(biāo)前后HPLC色譜圖

表2 3種實際水樣中目標(biāo)物在5、50和200μg·L－13個濃度的回收率和RSD

續(xù)表2

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Temperature－controlled ionic liquid dispersive liquid－liquid microextraction for the analysis of organophosphorus pesticides in environmental water samples

MA Peili，ZHOU Shu，CHEN Fangrong，ZHOU Jinfang，MA Chao，WU Bo，CHEN Huaixia
（Shcool of Chemistry and Chemical Engineering，Hubei University，Wuhan 430062，China）

A temperature－controlled ionic liquid dispersive liquid－liquid microextraction combined with high performance liquid chromatograph method had been established for the determination of trace amounts of organophosphorus pesticides in environmental water samples.Under the optimal conditions，the method yielded a linear calibration curves（R2＞0.994 3）in the concentration ranging from 2－500μg·L－1for four organophosphorus pesticides in different water samples.The limits of detection（s／n＝3）were 0.1－0.3μg·L－1.The relative standard deviation（RSD）varied from 1.0%to 6.3%.Good spiked recoveries over the range of 80.8%－116.9%were obtained.The proposed method has used the ionic liquid（［C6MIM］［PF6］）to replace organic solvent as an extraction solvent for the extraction of organophosphorus pesticides，and had some advantages such as simple operation，environmental friendly，high recoveries and enrichment factors.The method was suitable to detect the trace amounts and multi－components of organophosphorus pesticides residues in enviromental water samples.

temperature－controlled ionic liquid dispersive liquid－liquid microextraction；high performance liquid chromatograph；organophosphorus pesticides；environmental water samples

O657

A

1000－2375（2011）04－0510－06

2010－12－09

國家自然科學(xué)基金（20975030）資助

馬培麗（1984－），女，碩士生；陳懷俠，通信作者，教授，E－mail：hxch88＠yahoo.com.cn

（責(zé)任編輯 胡小洋）