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     有機(jī)磷類(lèi)農(nóng)藥（OPs）是一類(lèi)廣泛使用的農(nóng)藥，能抑制害蟲(chóng)體內(nèi)乙酰膽堿酯酶AChE活性，害蟲(chóng)的中樞和外周膽堿能神經(jīng)受到過(guò)分刺激，從而產(chǎn)生痙攣、癱瘓等機(jī)體中毒癥狀，甚至死亡。OPs會(huì)通過(guò)食物鏈或接觸等途徑進(jìn)入人體，產(chǎn)生慢性神經(jīng)毒性，因此該類(lèi)農(nóng)藥是人們高度關(guān)注的環(huán)境污染物。

 

     在甲胺磷、對(duì)硫磷等OPs被禁止使用之后，丙溴磷、毒死蜱、二嗪磷、辛硫磷作為高效OPs，能與大多數(shù)有機(jī)溶劑互溶，其使用量大大增加，常用于控制蔬菜、水果、棉花及其他農(nóng)作物害蟲(chóng)。鑒于這些農(nóng)藥的安全風(fēng)險(xiǎn)，我國(guó)已規(guī)定丙溴磷、毒死蜱、二嗪磷、辛硫磷在食品中的最大殘留限量（MRLs）。然而，在國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局的常規(guī)食品安全抽查中，這些農(nóng)藥屢次被檢出超標(biāo)，部分農(nóng)藥超標(biāo)量高達(dá)9倍，說(shuō)明加強(qiáng)丙溴磷、毒死蜱、二嗪磷、辛硫磷殘留量的監(jiān)管對(duì)于保障食品安全非常必要。果蔬作為日常飲食必不可少的食物，其安全問(wèn)題不容小覷，但是果蔬樣品種類(lèi)繁多、基質(zhì)復(fù)雜，需進(jìn)行適當(dāng)前處理后再進(jìn)行儀器檢測(cè)。目前，比較常見(jiàn)的前處理方法有液液微萃取、固相萃取、微波輔助提取等，但是這些傳統(tǒng)萃取方法樣品基質(zhì)干擾大，目標(biāo)物的萃取率不高。

 

     分子印跡聚合物（MIPs）作為一種新型的人工親和介質(zhì)，可從復(fù)雜基質(zhì)中特異選擇性識(shí)別吸附目標(biāo)分子，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物的分離富集，已在分子識(shí)別、固相萃取、色譜分離、傳感器等方面得到廣泛應(yīng)用。基于此，本工作提出了分子印跡固相萃取-高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定果蔬樣品中丙溴磷、毒死蜱、二嗪磷、辛硫磷等4種OPs的殘留量。

 

1、 試驗(yàn)方法

 

1. 1 MIPs的制備

 

     采用水熱聚合法制備MIPs。在錐形瓶中加入20mL甲苯，模板分子丙溴磷、毒死蜱、二嗪磷、辛硫磷，再加入MAA（功能單體）、EGDMA（交聯(lián)劑）和AIBN（引發(fā)劑），超聲使其混合均勻。向混合溶液通氮，去除溶解氧氣，然后在水浴中熱聚合。室溫冷卻后離心。取下層沉淀，置于冷凝攪拌裝置中，加入體積比9∶1的甲醇-乙酸混合溶液，攪拌后棄去洗滌液，用于去除模板分子。將沉淀真空干燥即得到MIPs。不加入模板分子，其他步驟同 MIPs，制備非印跡聚合物（NIPs）。

 

1.2 （非）分子印跡固相萃取柱的制備

 

     將MIPs和NIPs粉末分別裝入兩個(gè)聚丙烯空柱中，壓實(shí)后制成分子印跡固相萃?。∕IPs-SPE）柱或非分子印跡固相萃取（NIPs-SPE）柱。

 

1.3 樣品的前處理

 

     將果蔬（青菜、甘藍(lán)、草莓、柑橘）樣品洗凈、晾干，用粉碎機(jī)粗略粉碎。分取少量置于研缽中，加入無(wú)水硫酸鈉，研磨均勻后將混合物轉(zhuǎn)移至錐形瓶中。加入乙腈，超聲后離心，取上清液備用。取少量乙腈活化制備好的SPE柱，分取上清液過(guò)活化好的SPE柱，用正己烷淋洗，體積比9∶1的甲醇-乙酸混合溶液洗脫。收集洗脫液，于氮?dú)獯蹈?，用乙腈定容，用高效液相色譜法分析。

 

2、 結(jié)果與討論

 

2.1 MIPs的形貌表征

 

     采用SEM對(duì)制備的MIPs和NIPs進(jìn)行形貌表征，如圖1所示。

 

     由圖1可知，MIPs表面疏松，NIPs表面致密，推斷MIPs疏松的表面由MIPs的制備留下的丙溴磷、毒死蜱、二嗪磷、辛硫磷模板分子印跡孔穴引起，可以用來(lái)吸附富集模板分子。

 

2.2 聚合物的吸附特性

 

2.2.1 靜態(tài)和動(dòng)態(tài)吸附曲線(xiàn)

 

     25℃條件下，取MIPs和NIPs各100mg，參考文獻(xiàn)進(jìn)行等溫吸附試驗(yàn)。MIPs和NIPs對(duì)丙溴磷、毒死蜱、二嗪磷、辛硫磷的靜態(tài)（飽和吸附時(shí)間下）和動(dòng)態(tài)吸附（飽和吸附量下）等溫曲線(xiàn)見(jiàn)圖2。

     由圖 2（a）可知：MIPs和NIPs的吸附量隨著丙溴磷、毒死蜱、二嗪磷、辛硫磷的質(zhì)量濃度的增加而增大，MIPs的吸附量顯著高于NIPs，說(shuō)明MIPs和NIPs均可吸附丙溴磷、毒死蜱、二嗪磷、辛硫磷模板分子，MIPs通過(guò)含有的孔穴結(jié)構(gòu)特異性吸附丙溴磷、毒死蜱、二嗪磷、辛硫磷，而MIPs主要通過(guò)物理作用吸附；丙溴磷、毒死蜱、二嗪磷、辛硫磷的質(zhì)量濃度分別在0.9，0.7，0.5，0.8g·L−1時(shí)，MIPs 的表面吸附達(dá)到飽和，繼續(xù)增大目標(biāo)物的質(zhì)量濃度，吸附量不再增加。由圖2（b）可知：在吸附初期，MIPs的吸附速率顯著大于NIPs的，吸附量也大于NIPs的；MIPs對(duì)丙溴磷、毒死蜱、二嗪磷、辛硫磷的吸附時(shí)間在不小于80，90，110，120min時(shí)，吸附量增加緩慢且逐漸趨于穩(wěn)定。推測(cè)吸附初期主要依靠MIPs表面的分子印跡孔穴，吸附速率較快；當(dāng)吸附達(dá)到飽和時(shí)，轉(zhuǎn)向MIPs內(nèi)部孔穴吸附，吸附速率變緩，并逐漸達(dá)到吸附平衡。

 

2.2.2 選擇性試驗(yàn)

 

     在25℃條件下，取MIPs和NIPs各 100mg，參考文獻(xiàn)分別對(duì)丙溴磷、毒死蜱、二嗪磷、辛硫磷、對(duì)硫磷、馬拉硫磷、甲拌磷、甲基毒死蜱進(jìn)行等溫吸附試驗(yàn)，所得結(jié)果見(jiàn)圖3。

      由圖3可知，MIPs對(duì)丙溴磷、毒死蜱、二嗪磷、辛硫磷的吸附量均高于對(duì)硫磷、馬拉硫磷、甲拌磷、甲基毒死蜱的，而NIPs對(duì)各農(nóng)藥的吸附量均較低且基本相同。推斷MIPs中孔穴結(jié)構(gòu)與模板分子丙溴磷、毒死蜱、二嗪磷、辛硫磷相匹配，能特異性吸附這些農(nóng)藥分子；而NIPs中沒(méi)有相匹配的孔穴結(jié)構(gòu)，對(duì)8種農(nóng)藥的吸附量基本一致。

 

2.3 淋洗劑和洗脫劑的種類(lèi)及用量的選擇

 

     合適的淋洗劑可以去除MIPs-SPE柱的非特異性作用和樣品基質(zhì)的干擾，增加 MIPs-SPE柱的結(jié)合位點(diǎn)和提高柱子對(duì)模板分子的選擇性作用。試驗(yàn)先考察了分別以乙腈、甲醇、正己烷作淋洗劑時(shí)對(duì)加標(biāo)樣品中4種目標(biāo)物洗脫率的影響。結(jié)果顯示：正己烷較其他淋洗劑所得淋洗液中的目標(biāo)物洗脫率較低，說(shuō)明正己烷對(duì)目標(biāo)物的保留效果較好，因此試驗(yàn)選擇的淋洗劑為正己烷。以上述加標(biāo)樣品為待測(cè)對(duì)象，試驗(yàn)進(jìn)一步優(yōu)化了正己烷的用量，結(jié)果見(jiàn)圖4。

     由圖4可知，正己烷用量不小于4mL時(shí)，丙溴磷、毒死蜱、二嗪磷、辛硫磷洗脫率基本不變，說(shuō)明淋洗較充分。在保證淋洗效果的基礎(chǔ)上應(yīng)盡可能減少淋洗劑的用量，因此試驗(yàn)選擇的正己烷用量為4mL。

 

     試驗(yàn)還考察了洗脫劑及其用量對(duì)丙溴磷、毒死蜱、二嗪磷、辛硫磷回收率的影響。甲醇與目標(biāo)物間會(huì)形成強(qiáng)氫鍵作用，有利于高效洗脫，加入乙酸后，與目標(biāo)物形成的氫鍵作用更強(qiáng)，本試驗(yàn)選擇體積比9∶1的甲醇 -乙酸混合溶液作洗脫劑，并優(yōu)化了洗脫劑的用量，結(jié)果見(jiàn)圖5。

     由圖5可知，目標(biāo)物的回收率隨著洗脫劑用量的增加而增大，當(dāng)洗脫液用量為 6mL時(shí)，回收率最大因此，試驗(yàn)選擇洗脫劑用量為6mL。

 

     在優(yōu)化的試驗(yàn)條件下，4種目標(biāo)物的色譜圖見(jiàn)圖6。

 

2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)和檢出限

 

     用甲醇逐級(jí)稀釋目標(biāo)物的單標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，配制成不同濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列，分別取1mL，按照儀器工作條件測(cè)定，以各目標(biāo)物的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，其對(duì)應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，所得線(xiàn)性范圍為0.005~2.0μmol·L−1，其他線(xiàn)性參數(shù)見(jiàn)表1。

 

表1 線(xiàn)性參數(shù)和檢出限

     以3倍信噪比（S/N）計(jì)算檢出限（3S/N），所得結(jié)果見(jiàn)表1。

 

   由表1可知，4種目標(biāo)物的檢出限為0.0015~ 0.0040μmol·L−1，低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最高殘留限量。將本方法所得線(xiàn)性范圍以及檢出限較文獻(xiàn)報(bào)道的相關(guān)方法，如磁固相萃取-氣相色譜法、安培傳感器法、熒光光譜法、分散液相微萃取-高效液相色譜法的更低，如表2所示。

 

表2 不同方法線(xiàn)性范圍和檢出限的比較

 

2.5 精密度和回收試驗(yàn)

 

     取陰性果蔬（青菜、甘藍(lán)、草莓、柑橘）樣品，按照試驗(yàn)方法進(jìn)行4個(gè)濃度水平的加標(biāo)回收試驗(yàn)，每個(gè)濃度水平平行測(cè)定5次，計(jì)算回收率和測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD），結(jié)果見(jiàn)表3。

 

表3 精密度和回收試驗(yàn)結(jié)果（n=5）

     由表3可知，4個(gè)加標(biāo)濃度水平下4種目標(biāo)物的回收率為85.9%~102%，測(cè)定值的RSD為3.0%~7.1%。

 

2.6 樣品分析

 

     按照上述方法分析于揚(yáng)州市廣陵區(qū)湯汪鄉(xiāng)某地帶回的果蔬（青菜、甘藍(lán)、草莓、柑橘）樣品，每種樣品平行測(cè)定 3 份，結(jié)果顯示：在草莓樣品中檢出了丙溴磷，檢出量為0.07mg·kg−1；在甘藍(lán)樣品中檢出了辛硫磷，檢出量為0.05mg·kg− 1；在其他樣品中均未檢出這4種目標(biāo)物。其中，經(jīng)MIPs-SPE柱凈化前后，草莓樣品的色譜圖見(jiàn)圖7。

 

     由圖7可知：MIPs-SPE柱凈化前，基質(zhì)成分較多，且對(duì)丙溴磷測(cè)定造成了干擾；經(jīng)MIPs-SPE柱凈化后，基質(zhì)成分基本被去除，丙溴磷測(cè)定無(wú)干擾。

3、 試驗(yàn)結(jié)論

 

     研究人員以丙溴磷、毒死蜱、二嗪磷、辛硫磷為模板分子制備了MIPs，并將 MIPs作為固相萃取填料制備MIPs-SPE柱；以乙腈提取目標(biāo)物，提取液過(guò)MIPs-SPE柱，用4mL正己烷淋洗，6mL體積比 9∶1的甲醇 -乙酸混合溶液洗脫，所得洗脫液用高效液相色譜法測(cè)定。方法靈敏度高，準(zhǔn)確度、精密度好，能夠滿(mǎn)足果蔬中有機(jī)磷類(lèi)農(nóng)藥殘留分析要求。

 

作者：金黨琴，龔愛(ài)琴，肖伽勵(lì)，周慧，林佳琪

 

單位：揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 化學(xué)工程學(xué)院

 

來(lái)源：《理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊(cè)》2024年第6期