邵金良,汪祿祥,劉宏程,蘭珊珊,梅文泉,鄒艷虹,楊 芳
(云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所,昆明 650223)
氨基甲酸酯類農(nóng)藥是以甲酸酯為前體化合物發(fā)展而來的農(nóng)藥,具有分解快、殘留期短、低毒、高效、選擇性強(qiáng)等特點(diǎn),是繼有機(jī)磷之后在煙草種植過程中使用較為廣泛的殺蟲劑和除草劑[1]。農(nóng)藥在保護(hù)煙草產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí),其在煙草中的殘留也會(huì)對(duì)人體造成不同程度的傷害[2]。大多數(shù)氨基甲酸酯類農(nóng)藥施用后在很短的時(shí)間內(nèi)就可被降解,降解產(chǎn)物的活性通常與母體化合物相當(dāng)或更強(qiáng),毒性甚至更大。例如涕滅威降解后生成的涕滅威亞砜、涕滅威砜的毒性比涕滅威強(qiáng)。因此,在檢測(cè)氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留時(shí),必須同時(shí)檢測(cè)代謝產(chǎn)物[3]。
目前,關(guān)于氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留量的分析國(guó)內(nèi)外均有報(bào)道,檢測(cè)方法主要有氣相色譜法(GC)[4]、氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)[5]、高效液相色譜法(LC)[6]、高效液相色譜-質(zhì)譜法(LC-MS)[7]等。這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn),由于氨基甲酸酯類化合物極性強(qiáng),熱穩(wěn)定性較差,使用GC或GC-MS檢測(cè)時(shí)常采用特殊的技術(shù)或手段以達(dá)到準(zhǔn)確測(cè)定的目的,方法復(fù)雜[8]。而用HPLC進(jìn)行分析,氨基甲酸酯類化合物的紫外吸收較弱,直接檢測(cè)靈敏度較低[1]。用高效液相色譜柱后衍生系統(tǒng)、熒光檢測(cè)器檢測(cè)煙草中氨基甲酸酯類農(nóng)藥時(shí),背景中幾乎不含有帶-CONH-基團(tuán)的物質(zhì)干擾,很難衍生成具有熒光的物質(zhì),因此,具有雜質(zhì)干擾小,檢測(cè)穩(wěn)定,靈敏度高、重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)[9]。本試驗(yàn)并優(yōu)化了煙草中涕滅威亞砜、涕滅威砜、滅多威、三羥基克百威、涕滅威、克百威、甲萘威、異丙威等8種農(nóng)藥的樣品前處理方法和高效液相色譜分離檢測(cè)條件,對(duì)煙草中8種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留高效液相色譜(帶熒光檢測(cè)器和柱后衍生系統(tǒng))多殘留檢測(cè)方法進(jìn)行了研究。
1.1.1 儀器 高效液相色譜儀-熒光檢測(cè)器(PerkinElmer 200A)、色譜柱 Waters Symmetry Shield?(C18,5 μm,4.6×250 mm)、回旋式震蕩器(HY-5)、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(RE-52AA)、SPE凈化柱(Florisil-SPE 1 g/6mL;LC-NH2–SPE 500 mg/3mL;C181 g/6mL)、氮吹儀(Organomation Associates)、超純水機(jī)(Arium 611)。
1.1.2 試劑 乙腈(AR)、二氯甲烷(AR)、乙腈(HPLC)、甲醇(HPLC)、NaOH溶液、OPA稀釋溶液、鄰苯二甲醛、巰基乙醇、涕滅威亞砜、涕滅威砜、滅多威、三羥基克百威、涕滅威、克百威、甲萘威、異丙威等8種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品(1000.0 mg/L農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所生產(chǎn))。
1.2.1 樣品處理 稱取5.0 g煙葉樣品于250 mL磨口三角瓶中,加入100 mL乙腈:水(1:1,V/V)按文獻(xiàn)[10]步驟進(jìn)行提取。用 2 mL甲醇:二氯甲烷(1:99,V/V)溶解樣品,待凈化。凈化用NH2-SPE柱。5 mL二氯甲烷:甲醇(1:99,V/V)預(yù)淋洗,棄去淋出液,將上述2 mL二氯甲烷:甲醇溶液轉(zhuǎn)入柱中,用6 mL甲醇:二氯甲烷(1:99,V/V)淋洗SPE柱,收集淋出液,40 ℃氮吹濃縮至近干,用2 mL甲醇定容,經(jīng)0.22 μm有機(jī)相濾膜過濾,待測(cè)定。
1.2.2 色譜條件 流動(dòng)相:乙腈/水(0~8 min,25:75,V/V;8~25 min,45:55,V/V;25~28 min,25:75,V/V) ;流速1.0 mL/min;測(cè)定波長(zhǎng)Ex=339 nm,Em=445 nm;柱溫30.0 ℃;進(jìn)樣量:10.0 μL;柱后衍生條件:0.05 mol/L NaOH 溶液,流速0.30 mL/min;OPA試劑,流速0.30 mL/min;衍生溫度80 ℃。
1.2.3 保留時(shí)間 涕滅威亞砜 4.28~4.34 min,涕滅威砜5.55~5.70 min,滅多威6.42~6.55 min,三羥基克百威 9.01~9.21 min,涕滅威 15.24~15.45 min,克百威 18.50~18.81 min,甲萘威 20.03~20.50 min,異丙威22.85~23.34 min。
取一定量的氨基甲酸酯混標(biāo)準(zhǔn)母液,稀釋成濃度分別為0.02,0.2,1.0,5.0,10.0 mg/kg的氨基甲酸酯標(biāo)準(zhǔn)曲線工作液,按上述方法提取,凈化和測(cè)定,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[11]。8種氨基甲酸酯農(nóng)藥的線性范圍、回歸方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限見表 1,相關(guān)圖譜見圖1~3。
以干煙葉為對(duì)照樣品,分別添加3個(gè)不同濃度的8種氨基甲酸酯農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品溶液,每個(gè)樣品重復(fù)5次,按上述方法提取、凈化和檢測(cè)。表2可見,樣品加標(biāo)濃度為 0.05 mg/kg時(shí),平均回收率為80.8%~110.6%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為 3.2%~10.8%;0.1 mg/kg時(shí),平均回收率為84.4%~109.7%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.8%~11.8%;0.5 mg/kg時(shí),平均回收率為 81.6%~112.9%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為 3.7%~8.5%。
圖1 煙葉對(duì)照色譜圖Fig.1 Chromatogram of tobacco blank
圖2 煙葉加標(biāo)色譜圖(0.1 mg/kg)Fig.2 Chromatograms of tobacco sample spiked at 0.1 mg/kg of each pesticide
圖3 8種氨基甲酸酯色譜圖(0.1 mg/L)Fig.3 Chromatogram of 8 carbamate pesticides
表1 8種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留的回歸方程、相關(guān)系數(shù)Table1 Linearity and limits of detection of the 8 carbamate pesticides
2.3.1 提取溶劑的選擇 在氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留分析中常用的提取溶劑有乙腈、丙酮、二氯甲烷、石油醚、乙酸乙酯、甲醇等[12]。分別選擇甲醇:水(1:1,V/V)、乙腈:水(1:1,V/V)、丙酮:水(1:1,V/V)、乙酸乙酯:水(1:1,V/V)作為提取溶劑,相同試驗(yàn)條件下,加標(biāo)濃度為0.1 mg/kg。試驗(yàn)結(jié)果表明(圖4),使用丙酮:水(1:1,V/V)的平均回收率為 61.8%,乙酸乙酯:水(1:1,V/V)為67.5%,其回收率明顯低于甲醇:水(1:1,V/V)的81.3%和乙腈:水(1:1,V/V)的 94.1%。而用乙腈:水(1:1,V/V)提取的樣品基質(zhì)干擾較小,考慮到綜合提取效率、選擇性、溶劑化作用和滲透能力等因素,本方法采用乙腈:水(1:1,V/V)作為提取溶劑。以1:1比例的乙腈/水提取后再以 10%氯化鈉溶液和二氯甲烷萃取,能更好的避免將色素、焦油及水溶性雜質(zhì)提取出來,使提取液更潔凈,無較大干擾峰[13]。
2.3.2 固相萃取柱的選擇 煙草是含有大量脂肪、色素、多糖等大分子組分的復(fù)雜基質(zhì)[13]。對(duì)于極性較大的氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留的分析,采用液-液分配法凈化后,回收率往往很低,有一定的局限性,目前多采用固相萃取技術(shù)進(jìn)行凈化,具有操作步驟少,溶劑用量少等優(yōu)點(diǎn)。本文考察氟羅里硅柱、C18柱、氨基固相萃取柱的凈化效果。在煙葉中添加已知量的氨基甲酸酯農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品,8種氨基甲酸酯農(nóng)藥經(jīng)氟羅里硅土柱凈化,回收率只有65.0%,而經(jīng)C18和氨基固相萃取柱凈化,回收率有95.0%。實(shí)際樣品測(cè)定時(shí),C18固相萃取柱凈化,存在部分干擾;氨基固相萃取柱能有效地吸附有機(jī)酸和糖分,回收率高且沒有干擾。
表2 煙草氨基甲酸酯類農(nóng)藥加標(biāo)回收率和重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果(n=5)Table2 Recoveries and coefficient variations of 8 carbamate pesticides
2.3.3 洗脫液配比和洗脫體積的選擇 氨基固相萃取柱經(jīng)活化后,取 8種農(nóng)藥的混合標(biāo)樣(0.25 mg/L)1 mL上樣,平行3份,分別用甲醇:二氯甲烷(1:99,V/V),甲醇:二氯甲烷(3:97,V/V),甲醇:二氯甲烷(5:95,V/V)及甲醇:二氯甲烷(7:93,V/V)等4種溶液洗脫。甲醇體積分?jǐn)?shù)為1%~7%時(shí),8種氨基甲酸酯的回收率基本穩(wěn)定,隨著甲醇用量增加雜質(zhì)峰也明顯增多,因此選擇甲醇:二氯甲烷(1:99,V/V)作為洗脫溶液。在優(yōu)選洗脫劑配比的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步篩選洗脫劑用量對(duì)回收率的影響,結(jié)果表明,前4 mL洗脫液對(duì)回收率的影響最大,當(dāng)洗脫液體積達(dá)到8 mL時(shí),繼續(xù)增大洗脫液用量,對(duì)8種氨基甲酸酯的回收率沒有影響。
2.3.4 流動(dòng)相的選擇 為了獲得最佳分離效果,分別考察了乙腈、水及甲醇、水溶液作流動(dòng)相時(shí)的分離情況;分別考察等度和梯度洗脫條件對(duì)分離效果的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),甲醇+水,乙腈+水可以實(shí)現(xiàn)氨基甲酸酯類農(nóng)藥的有效分離,當(dāng)乙腈+水體系作為流動(dòng)相時(shí),待測(cè)物氨基甲酸酯類農(nóng)藥的響應(yīng)信號(hào)較強(qiáng),分離效果更好。而甲醇+水體系流動(dòng)相的極性雜質(zhì)較多,個(gè)別峰形不理想,干擾較大,響應(yīng)信號(hào)較低,故選擇乙腈+水體系作為流動(dòng)相。
淋洗條件試驗(yàn)結(jié)果表明,乙腈相配比越大,出峰越快,峰形越好,但分離度較差;水相配比加大,分離度提高,但峰型寬,分析時(shí)間長(zhǎng)。當(dāng)乙腈體積分?jǐn)?shù)從25%線性遞增至45%并保持不變時(shí),隨著洗脫能力增強(qiáng),涕滅威、克百威、甲萘威和異丙威依次流出,峰面積信號(hào)也最強(qiáng),且前者的峰形更對(duì)稱。為了使8種氨基甲酸酯類農(nóng)藥既能在盡量短的時(shí)間內(nèi)完全分離,又能得到峰型較好的色譜峰,經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定最佳梯度洗脫條件見表 3。采用該色譜條件可使8種氨基甲酸酯類農(nóng)藥完全分離并能大大縮短分析時(shí)間。
應(yīng)用建立的高效液相色譜-柱后衍生熒光分析方法,測(cè)定了12個(gè)煙草樣品中8種氨基甲酸酯類農(nóng)藥的殘留量,均未檢出氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留。
表3 8種氨基甲酸酯類農(nóng)藥梯度洗脫條件Table3 Gradient elution conditions of 8 carbamate pesticides
本研究建立了一種快速測(cè)定煙草中氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留的高效液相色譜-柱后衍生熒光定量方法,在25 min內(nèi)可同時(shí)完成煙草中涕滅威亞砜、涕滅威砜、滅多威、三羥基克百威、涕滅威、克百威、甲萘威、異丙威等8種氨基甲酸酯農(nóng)藥的分析測(cè)定。本方法具有多種農(nóng)殘同時(shí)提取、凈化,準(zhǔn)確度高、重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn),可用于煙草中多種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留的分析。
[1]龔煒,劉惠民,石杰,等.LC-MS-MS分析煙草中氨基甲酸酯農(nóng)藥殘留[J].煙草科技,2008(8):44-48.
[2]時(shí)亮,王麗.用固相萃取-毛細(xì)管氣相色譜法測(cè)定煙草中氨基甲酸酯農(nóng)藥殘留量[J].分析測(cè)試技術(shù)與儀器,2000,6(1):49-51.
[3]于彥彬,譚丕功,曲璐璐,等.PSA分散固相萃取液相色譜柱后衍生熒光法測(cè)定蔬菜和水果中的 13種氨基甲酸酯[J].分析試驗(yàn)室,2009,28(11):97-101.
[4]惠衛(wèi)甲,岳田利,袁亞宏,等.蘋果汁中擬除蟲菊酯類和氨基甲酸酯類農(nóng)藥輻照降解[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2009,40(4):121-124.
[5]楊元,高玲,景露,等.SPE-GC/MS法測(cè)定水中有機(jī)磷和氨基甲酸酯農(nóng)藥[J].中國(guó)測(cè)試,2009,35(2):86-89.
[6]姚家彪,趙穎,潘偉,等.蔬菜和食用菌中氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)[J].應(yīng)用化學(xué),2010,27(4):488-493.
[7]羅惠明,陳燕勤,梁希揚(yáng),等.蔬菜、水果中氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留量液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢驗(yàn)方法[J].檢驗(yàn)檢疫科學(xué),2008(5):26-29.
[8]趙穎,潘偉,金雁,等.UPLC-MS/MS同時(shí)測(cè)定蔬菜中19種氨基甲酸酯類藥物殘留[J].現(xiàn)代儀器,2009(4):57-60,65.
[9]李海飛,李靜,徐國(guó)鋒,等.HPLC快速分析水果中氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留量[J].分析試驗(yàn)室,2009,28(增):72-75.
[10]曹愛華,李義強(qiáng),徐光軍,等.高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定煙草中吡蟲啉、多菌靈、甲基硫菌靈的殘留量[J].中國(guó)煙草科學(xué),2009,30(1):31-34.
[11]孫惠青,徐光軍,李義強(qiáng),等.煙草中殺蟲單殘留分析方法研究[J].中國(guó)煙草科學(xué),2009,30(1):35-37.
[12]張帆,黃志強(qiáng),張瑩,等.高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定食品中 20種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留[J].色譜,2010,28(4):348-355.
[13]曹愛華,孫惠青,徐金麗,等.甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽在煙草及土壤中殘留分析方法的研究[J].中國(guó)煙草科學(xué),2010,31(4):64-68.
[14]廖雅樺,蔣臘梅,穆小麗,等.凝膠滲透色譜-高效液譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定煙草中3種抑芽劑殘留[J].分析試驗(yàn)室,2010,29(1):72-75.