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毛细管电泳在线电推扫测定蔬菜中3种氯化烟碱类农药残留

发布日期:2014-05-09 14:04:51  来源:本站整理  将本页收藏至:QQ书签 百度收藏

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毛细管电泳在线电推扫测定蔬菜中3种氯化烟碱类农药残留

          毛细管电泳在线电推扫测定蔬菜中3种氯化烟碱类农药残留
                        孙娟 陈冠华 王坤 董敏 代永佳
                  (江苏大学食品与生物工程学院,镇江212013)
    摘要:以采用电动进样模式的毛细管电泳在线电推扫技术建立了测定蔬菜中吡虫啉、啶虫脒和噻虫嗪残留的新方法。研究了缓冲液浓度、pH值、十二烷基硫酸钠浓度、分离电压和进样量对峰高的影响,优化后缓冲液为40 mmol/L硼酸盐、60 mmol/L十二烷基硫酸钠、pH 7. 8,进样电压10 kV,进样时间120 s,分离电压25 kV。在此条件下,吡虫啉、啶虫脒和噻虫嗪的富集倍数可达626, 788和443倍;检出限分别为5. 6, 2. 9和2. 5μg/kg;相对标准偏差为1. 65%, 1. 92%和0. 96%;平均加标回收率为87. 4% ~102. 5%, 95. 3% ~103·1%和78.7% ~93.9%。本方法可满足相关标准中的残留限量要求,已用于蔬菜中这3种农药残留的检测。
    关键词:吡虫啉;啶虫脒;噻虫嗪;电推扫;胶束电动毛细管色谱
    1·引 言
    氯化烟碱类农药是20世纪80年代末发展起来的一类新型农药,对高等动物低毒,但其在动物体内的代谢中间产物及其毒性尚不明确。美、日等国对其在动植物食品中的残留均有限制[1, 2]。目前,已报道的该类农药的分析方法主要有固相萃取-高效液相色谱法[3, 4]、液-质联用法[5]、固相萃取-毛细管电泳法[6]、高效液相色谱法[7, 8]和高效液相色谱-质谱法[9]。毛细管电泳电推扫法是以胶束电动毛细管色谱(MEKC)为基础的在线富集方法[10, 11]。通过样品塞前端与背景缓冲液界面上胶束对样品塞中组分的扫集,达到样品区带的压缩和在线富集。此方法可有效弥补毛细管电泳因管径细小导致的吸收检测灵敏度差的不足,同时还避免了离线富集的繁琐,可满足农药残留分析的要求。以这种方式对咯菌腈、多菌灵等杀菌剂、西维因及吡丙醚等杀虫剂残留进行富集检测已有一些报道[12~16],采用的是压力进样模式,富集倍数在十几倍到几十倍之间。以电动模式进样,可使富集过程扩展至进样阶段,将对提高富集倍数产生作用,本研究采用此方法富集和分离了蔬菜中残留的吡虫啉、啶虫脒和噻虫嗪,富集倍数分别达到626, 788和443倍;检出限可降低到5. 6, 2. 9和2. 5μg/kg,可满足相关标准中这3种农药的残留限量要求。
    2·实验部分
    2.1 仪器与试剂
    P/ACEMDQ毛细管电泳仪(美国Beckman-Coulter公司),配32Karat数据采集工作站;未涂层毛细管柱(内径75μm,总长60 cm,有效长度50 cm,邯郸市鑫诺光纤色谱有限公司); pHS-2型酸度计(上海第二分析仪器厂);BS 124S电子分析天平(赛多利斯公司);B5500S-MT超声清洗器(必能信公司)。H3BO4、NaOH、硼砂、十二烷基硫酸钠(SDS)、甲醇、二氯甲烷等均为分析纯,吡虫啉(99. 8%,w/w)、啶虫脒(98. 9%,w/w)和噻虫嗪(99. 2%,w/w)购于安徽金泰农药有限公司,分子结构如图1所示。实验用水为去离子水(电阻率为182 kΩ·cm)。
             
    2. 2 电泳条件
    电泳缓冲液为60 mmol/L SDS-40 mmol/L硼酸盐缓冲液(pH 7. 8)。分离电压25 kV,电动进样10 kV×120 s,分离柱温25℃,检测波长254 nm。每次开始实验前用1 mol/LNaOH、水和缓冲液分别冲洗5 min,实验中每两次运行间用0. 1 mol/LNaOH、水和缓冲液分别冲洗2 min。
    2. 3 标准与样品制备
    准确称取适量吡虫啉、啶虫脒和噻虫嗪,用少量甲醇溶解后,用水定容。用时用水稀释至所需浓度。准确称取10. 0 g市售蔬菜样品于研钵中,加入10. 0 mL二氯甲烷研为匀浆,经0. 45μm微孔滤膜抽滤后,将滤液收集到装有3 gNaCl的25 mL具塞试管中,剧烈振摇1 min,室温下静止10 min,使二氯甲烷相与水相分层。移取下层溶液2. 0 mL至烧杯中,于80℃水浴加热蒸发至近干,用水定容至0. 8 mL,即为待测样品。
    3·结果与讨论
    3.1 毛细管电泳电推扫富集条件的优化
    经测定,吡虫啉、啶虫脒和噻虫嗪在标准溶液和分离缓冲液条件下均呈电中性。中性分析物在有电渗流(EOF)存在条件下的电推扫过程如图2所示。在开始进样时,毛细管中充满缓冲液,入口端此时为样品溶液与缓冲液的界面,界面左侧的样品组分以A(-)表示,右侧缓冲液中的胶束以M(-)表示(图2a)。在进样电压的作用下,样品从毛细管入口端(正极)以EOF速度被带入毛细管中,并向检测窗方向(负极)运动。胶束则以其自身电泳速度(图中向左)与EOF速度的合速度同向运动,故界面上A(-)的速度快于M(-)的速度,产生进样过程中胶束对分析物的推扫富集。当进样过程完成时,在图2a中入口端的A(-)已进入其前面的缓冲液中,以MEKC速度进至图2b中的A(-)位置。而图2a中的M(-)则进至图2b中的M(-)位置,此刻该位置为样品溶液与缓冲液的界面,其左侧为组分A′(-),进样过程中的推扫富集至此完成。这时在毛细管入口端为样品区带的后沿与其后缓冲液的界面,界面右侧即为图2b中的A(+),左侧为胶束M(+)。在随即开始的分离过程中,图2b中的M(-)在分离电压的作用下继续以其自身电泳速度与EOF速度的合速度运动。而A′(-)则以EOF速度同向运动,由于A′(-)运动速度快于M(-)速度,于是分离过程中的推扫富集自此界面开始。与此同时,在图2b中的样品区带后沿与其后缓冲液的界面上,样品一侧的组分A(+)以EOF速度向检测窗方向运动,而缓冲液一侧的胶束M(+)则以自身电泳速度与EOF速度的合速度同向运动。当图2b中的M(-)界面与样品区带后沿的A(+)界面相遇时,分离过程的推扫富集完成。此时图2b中的M(-)和A(+)重合于图2c中的位置,而图2b中的A′(-)已进入到图2c中的推扫后区域(Sweptzone)里。
             
    3. 1. 1 进样长度对峰高的影响 
    加大进样长度有利于提高富集倍数,但可使分析物峰宽加大,进而影响分离度。采用电泳条件中的缓冲液和分离电压分别以不同进样长度进样后分离3种农药,结果如图3所示。随着进样长度linj的增大, 3种农药的峰高均显著变大,其中,噻虫嗪在14. 9 cm达到最大;吡虫啉和啶虫脒在18. 7 cm达到最大,但在该进样长度下,两者峰发生部分重迭。综合考虑,选择最佳进样长度为14. 9 cm。与该进样长度对应的进样条件为进样电压10 kV,进样时间120 s。
              
    3. 1. 2 缓冲液参数对峰高的影响 
    分析物区带在电推扫中被压缩后,其电泳峰的峰高增加越明显,峰值浓度则越大,富集倍数也越高。缓冲液的pH值可以影响电渗流,从而影响富集倍数和分离度。为考察pH值对峰高的影响,在进样长度为14. 9 cm和分离电压20 kV下,以不同pH值的80 mmol/L SDS-20 mmol/L硼酸盐缓冲液分离3种农药的混合溶液。结果表明,当pH≤7. 0及pH≥10. 0时,吡虫啉和啶虫脒峰重迭严重;在pH 7. 8~9. 3之间,可以基线分离。如图4所示,随缓冲液的pH值升高,啶虫脒峰高下降较快。综合考虑三者的富集效果,选择缓冲液的pH为7. 8。
              
    缓冲液浓度直接影响毛细管壁的Zeta电势,使电渗流发生改变,进而影响到富集倍数和分离度。考察了硼酸盐缓冲液浓度对峰高的影响,结果表明,当硼酸盐浓度小于10 mmol/L时,吡虫啉和啶虫脒峰重迭严重;硼酸盐浓度在20~80 mmol/L区间,可基线分离,且随硼酸盐浓度增加,迁移时间增加(图5)。在该浓度区间,三者峰高均在40 mmol/L时达到最大,其中啶虫脒的峰高变化最为明显,故缓冲液浓度选为40 mmol/L。
                     
    SDS胶束通过分析物与其相互作用而使分析物运动速度发生改变,从而影响富集倍数和分离度。考察了SDS浓度对峰高的影响,结果如图6所示。在SDS浓度为60 mmol/L时,三者峰高均达到最大,其中啶虫脒峰高增加最为明显。在此浓度下,吡虫啉和啶虫脒也可基线分离,故SDS浓度选择为60mmol/L。
              
    3. 1. 3 分离电压对峰高和峰面积的影响 
    分离电压是通过影响电渗流和柱效来对富集效果和分离度产生影响的。采用上述优化参数,分别以不同分离电压分离3种农药,结果如图7所示。3种分析物的峰高均随分离电压的升高而增高(图7A),其中啶虫脒的峰高增加最为显著。在低分离电压下,吡虫啉和啶虫脒的峰有重迭;在25 kV时,分离度达到最大;但电压升高至30 kV时,该两种农药的峰又有较大重迭。综合考虑,选择分离电压为25 kV。从图7B可见,峰面积随分离电压的升高也表现出一定的增大趋势,这与在线检测时记录峰宽对迁移时间的依赖性有关。在校正迁移时间影响后,校正峰面积随分离电压的升高变化不大。
         
    3. 2 方法的富集倍数
    采用上述优化分离条件和进样量分离浓度为0.5mg/L的3种农药混合样品,测得各自峰高为Hi;以同样分离条件和10 kV×1 s进样量分离50mg/L的3种农药混合样品,测得各自峰高为hi;则有富集倍数fi=(Hi/hi)×(50/0. 5),由此可计算出噻虫嗪、吡虫啉和啶虫咪的富集倍数分别为443, 626和788倍。
    3. 3 线性范围、检出限和精密度
    在优化的条件下,测定标准溶液系列,得到3种农药的工作曲线和线性范围。按3倍信噪比计算可得检出限,如表1所示。取浓度分别为1 mg/L的3种农药的标准溶液连续进样6次,测得噻虫嗪、吡虫啉和啶虫咪的RSD分别为0. 96%, 1. 65%和1. 92%。

    3. 4 样品测定
    按照优化条件分别测定了市售胡萝卜、黄瓜和西红柿中3种农药的残留,均未检出;同时对每种蔬菜中的每种农药都进行了0. 1, 0. 5和1. 0 mg/kg水平的加标回收率实验,每种农药在每个浓度水平均平行测定3次,得到每种蔬菜平均回收率(表2);标准和加标样品的电泳图如图8所示。测定结果表明,本方法准确,检出限可满足蔬菜中3种农药残留限量的相关标准要求。

      
参考文献:略


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作者:佚名
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