高效液相色谱法同时测定蔬菜中多种磺酰脲类除草剂的残留量

  仪器网 ·  2012-07-15 08:58  ·  45997 次点击
引言
磺酰脲类除草剂是目前世界上最大的一类除草剂。随着该类除草剂使用范围的扩大,其在农作物中的残留及对人类健康和环境造成的毒害越来越为人们所关注。近年来国际上先后制定蔬菜中多种磺酰脲类除草剂的最大残留限量(MRL):欧盟规定噻吩磺隆、醚苯磺隆的MRL为0.05mg/kg,甲磺隆为0.1mg/kg;美国规定氯嘧磺隆MRL为0.05mg/kg,噻吩磺隆为0.1mg/kg,氯磺隆为2mg/kg;2006年日本“肯定列表”制度中分别新增加甘蓝、番茄、洋葱、胡萝卜、蘑菇等蔬菜中苄嘧磺隆、氯吡嘧磺隆、甲基碘磺隆最大残留限量为0.02mg/kg。以上规定使我国蔬菜出口面临着较大的技术壁垒,直接影响我国的蔬菜出口贸易。然而在我国,蔬菜中磺酰脲类除草剂多残留量的检测方法仍然是空白,无法满足进出口贸易的技术要求。因此,建立快速、准确且适合蔬菜中磺酰脲类除草剂多残留量的同时检测方法迫在眉睫。
由于磺酰脲类除草剂的挥发性低和热不稳定性,一般不适于直接采用气相色谱分析,必须通过化学衍生生成易挥发和热稳定的化合物。但该方法对衍生化条件要求较高,操作繁琐,分析成本高,不适合多种残留同时快速检测的要求。高效液相色谱法(HPLC)和毛细管电泳法(CE)是磺酰脲类除草剂残留分析中常用的分析方法。本文对蔬菜中甲磺隆(Metsulfuronmethyl)、胺苯磺隆(Ethametsulfuron-methyl)、苄嘧磺隆(Bensulfuronmethyl)、甲基碘磺隆(Iodosulfuronmethyl)、吡嘧磺隆(Pyrazosulfuron-ethyl)、氯吡嘧磺隆(Halosulfuronmethyl)、甲基氟嘧磺隆(Primisulfuron-methyl)、环丙嘧磺隆(Cyclosulfamuron)等8种磺酰脲类除草剂的残留检测技术进行系统研究,首次建立蔬菜中多种磺酰脲类除草剂同时检测的HPLC法。实验结果表明,该方法简便、快速、准确,可满足国内和国际上对蔬菜中多种磺酰脲类除草剂的限量要求,填补国内目前没有蔬菜中磺酰脲类除草剂多残留量同时检测方法的空白。该方法的建立将为破除国外对我国设置的贸易技术壁垒,促进我国农产品进出口贸易的顺利发展提供有力地技术支持。
1实验部分
1.1仪器
Agilent1100高效液相色谱仪:配置四元泵、二级管阵列检测器(DAD)、真空在线脱气机、自动进样器、化学工作站(美国Agilent公司);色谱柱:KromasilC18,250×4.6mmi.d.,5μm(中科院大连化学物理研究所);AccuprerpTM凝胶渗透色谱仪(美国J2Scientific公司);GilsonGX-271型全自动固相萃取仪(美国吉尔森公司);Milli-Q超纯水机(法国Millipore公司);SupelcoC18固相萃取柱(美国Supelco公司)等。
1.2试剂
甲磺隆、胺苯磺隆、苄嘧磺隆、甲基碘磺隆、吡嘧磺隆、氯吡嘧磺隆、甲基氟嘧磺隆、环丙嘧磺隆标准品,纯度均≥98%(美国Sigma公司);乙腈(色谱纯);乙酸乙酯、环己烷、氯化钠、85%磷酸、无水硫酸钠(分析纯);超纯水(Millipore超纯水机制备)。标准溶液:分别准确称取8种磺酰脲类除草剂标准品各2.0mg置于10mL容量瓶中,加入乙腈溶解后定容至刻度,配制成质量浓度均为200μg/mL的标准储备液。临用前再用乙腈将标准储备液稀释成适当浓度的混合标准工作液。以上标准溶液均置于4℃冰箱中避光存放。
1.3样品处理
1.3.1提取称取经粉碎混匀后的样品20.0g置于匀质杯中,加入35mL乙腈,5000~8000r/min离心2min,将上清液过滤于150mL分液漏斗中。再向残渣中加25mL乙腈涡混5min,合并上清液于分液漏斗中。向上述提取液中加入氯化钠2g,振荡2min,静置分层,弃去水层,乙腈层过25g无水硫酸钠,收集滤液于鸡心瓶中,于35℃水浴中旋转蒸发浓缩至干。
1.3.2凝胶渗透色谱(GPC)净化净化柱:210×30mmi.d,Bio-BeadsS-X3,200~400mesh;流动相:乙酸乙酯-环己烷(1∶1);流速:4.7mL/min;定量杯体积:5mL;收集时间:7~18min。用10mL乙酸乙酯-环己烷(1∶1)充分溶解残渣,进行GPC净化,收集7~18min流份于鸡心瓶中,于35℃水浴中旋转蒸发浓缩至干。
1.3.3固相萃取(SPE)净化用2mL乙腈充分溶解残渣,过经5mL乙腈活化的C18柱,收集流出液,再用1mL乙腈洗脱C18柱,收集流出液于同一试管中,以上过柱流速均为0.8mL/min。全部流出液于35℃水浴中氮气吹干,最后用1mL乙腈溶解,供HPLC测定。
1.4色谱条件
流动相乙腈∶水(85%磷酸调节pH2.5)=50∶50;流速:1.0mL/min;柱温:45℃;检测波长:230nm;进样量:10μL。
1.5标准曲线的制作
用乙腈将8种磺酰脲类除草剂标准储备液逐级稀释,配制成质量浓度为0.1μg/mL、0.4μg/mL、0.8μg/mL、1μg/mL、4μg/mL、8μg/mL、10μg/mL的混合标准工作液,在1.4色谱条件下各进样10μL,以浓度为横坐标、峰面积为纵坐标绘制标准曲线,得线性回归方程。
2结果与讨论
2.1GPC净化方法的选择
蔬菜样品提取液中含有大量的植物纤维和色素等干扰组分,这些组分不但降低磺酰脲类除草剂的回收率,而且还严重干扰色谱分析,因此对提取液进行最有效的净化是本实验的关键环节。本文分别采用正己烷(乙腈饱和)进行液-液分配、Florisil柱(60~100目)净化、活性碳柱净化及GPC净化方法,进行净化试验。结果表明:采用正己烷(乙腈饱和)进行液-液分配净化,只能去除很少量的脂溶性色素,色谱分析时样品基质干扰十分严重;采用Florisil柱(60~100目)净化,提取液中大部分色素被去除,但此种净化方法的平均回收率仅为40%~60%;采用活性碳柱净化,平均回收率只有10%~30%,同时提取液中色素未被有效去除,色谱分析时存在很多干扰;当采用GPC(210×30mmi.d,Bio-BeadsS-X3,200~400mesh)净化时,磺酰脲类除草剂的平均回收率为80%~95%,而且提取液中大量色素被净化掉,色谱分析时样品基质干扰小,完全满足检测分析要求,故本文选择过GPC作为样品的最佳净化方法。
2.2C18固相萃取柱的选择
磺酰脲类除草剂是一种酸性化合物,具有较强的极性,而蔬菜样品提取液中含有色素、油脂等其他弱极性杂质,考虑分析物、样品基液的性质,本文选择C18柱进行净化。结果表明:8种磺酰脲类除草剂的回收率均超过90%,而且样品基液中的色素、油脂等杂质被C18柱吸附,色谱分析时基本没有杂质干扰。
2.3色谱条件的选择
2.3.1检测波长的选择通过二极管阵列检测器进行波长扫描,测定8种磺酰脲类除草剂的最大吸收波长分别为:甲磺隆225nm,胺苯磺隆222nm,苄嘧磺隆236nm,甲基碘磺隆228nm,吡嘧磺隆242nm,氯吡嘧磺隆243nm,甲基氟嘧磺隆236nm,环丙嘧磺隆222nm。考虑到在较低波长范围内进行检测时干扰较为严重,因此确定8种磺酰脲类除草剂同时检测的最佳检测波长为230nm。
2.3.2流动相的选择本实验中流动相的选择和优化,不仅应使各磺酰脲类除草剂组分分离,而且还应考虑除草剂组分与干扰物质的分离,因此各组分间必须保持合适的分离度。本实验考察不同配比的甲醇-水、乙腈-水、乙腈-水(85%磷酸调节pH2.5和3.7)的流动相体系,结果发现:采用乙腈-水(85%磷酸调节pH2.5)的流动相体系基线平稳,色谱峰尖锐,峰形对称,分离效果较好。本实验选择乙腈-水(85%磷酸调节pH2.5)为流动相,分别考察等度洗脱和梯度洗脱两种方式对8种磺酰脲类除草剂的分离情况。结果表明:当采用乙腈-水(85%磷酸调节pH2.5)为流动相进行不同配比的梯度洗脱时,8种磺酰脲类除草剂的色谱图基线漂移,从而不适合实际样品检测;而采用流动相为乙腈-水(85%磷酸调节pH2.5)=50∶50时,8种磺酰脲类除草剂的色谱峰形均有所改善,不仅基线平稳、半峰宽变窄、分离完全,而且蔬菜样品基质不干扰除草剂各组分的测定,检测结果令人满意,因此本实验最终确定以乙腈-水(85%磷酸调节pH2.5)=50∶50为流动相。
2.4标准曲线及线性关系以浓度(X)对峰面积(Y)作标准曲线,得线性回归方程,8种磺酰脲类除草剂在0.1~10μg/mL范围内线性关系良好,其线性方程和相关系数(见表1)。
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2.5样品测定
本实验中不同蔬菜的样品基质不同,下面以甘蓝为例进行具体说明。在1.4色谱条件下,8种磺酰脲类除草剂混合标准溶液(10μg/mL)的色谱图(见图1)。按1.3、1.4中所述样品处理和色谱条件进行测定,甘蓝空白样品和甘蓝空白添加8种磺酰脲类除草剂的模拟加标样品的色谱测定结果(见图2,3)。
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2.6回收率和精密度试验
在不同的蔬菜样品基质中,如甘蓝、番茄、洋
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葱、胡萝卜中分别添加8种磺酰脲类除草剂混合标准溶液,制成3个浓度添加水平的模拟加标样品,充分混均后,按1.3、1.4中所述样品处理和色谱条件分别进行测定,每个添加水平测定5次。下面以甘蓝的加标回收试验为例进行具体说明(见表2)。结果表明:8种磺酰脲类除草剂的平均回收率在72.2%~100.4%之间,相对标准偏差(RSD)在1.0%~9.5%之间。在保证仪器检出限和方法回收率稳定的前提下,蔬菜样品中8种磺酰脲类除草剂残留量检测的测定限均为0.02mg/kg。
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脱的净化步骤,去除色素和杂质,达到良好的净化效果,同时采用加入分析保护剂的方式,补偿基质增强效应。本方法具有良好的精密度及较低的方法检测低限,方法检测限为0.002mg/kg,方法回收率95.8%~101.2%,相对标准偏差为2.1%~4.1%。本方法分离性好,杂质干扰少,准确度高,是一种较为理想的分析方法,完全能够满足痕量分析需要。
来源:《现代仪器》,转载请注明出处-仪器信息网(www.cncal.com)

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