利用分散固相萃取净化—GPC—GCMS快速分析鱼塘水中21种农药的研究
时间：2021-02-08 08:02:41 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：本文为了探究鱼塘水中21中农药成分，建立乙醚小体积液萃取和PSA分散固相萃取，在鱼塘水样中加入内标磷酸三丁酯，提取乙醚后取出清液研究。基于此，本文以分散固相萃取净化作为研究对象，通过实验研究分散固相萃取净化方法，科学选择分散固相萃取条件和GPC条件，并对最终实验结果进行研究。
关键词：在线凝胶色谱；鱼塘水；农药分析
引言：
现如今，人类各项生产活动中都会应用到农药，如果超范围、超剂量使用农药，将会对地表水造成污染。虽然农药在地表水中含量微乎其微，但是依旧会影响到农业生产，导致鱼塘养殖业中的鱼类和虾类逐渐产生耐药性，严重情况下会造成鱼虾死亡。地表水中残留的农药里具有有机磷和氨基甲酸酯，人们可以使用气相色谱与质谱联合方法分散固相萃取净化鱼塘水。
1.实验部分
1.1实验仪器与实验试剂
本文根据在线凝胶色谱可以净化大分子农药杂质特性，在分散固相萃取净化的同时不需要浓缩水样，并优化在线凝胶色谱净化采集时间，建立起分散固相萃取净化、在线凝胶色谱净化以及气质联用法分析鱼塘水中的农药成分。该试验方法的灵敏度比较高，操作方便，通用性较强。本次研究实验中需要使用Shima公司生产的2010ULTRA岛津气相色谱与质谱联用仪、Thermo公司研发生产的微型漩涡混匀器以及Shimadzu公司研发的LC-20ADGPC净化系统。
实验中应用到的试剂有21种鱼塘水农药标准品、分散固相萃取材料、丙酮和环乙烷材料。其中，21种鱼塘水农药标准品中包含每毫升1.0mg的乙醇溶液，并将其作为磷酸三丁酯，以实验中内标物的身份出现。分散固相萃取净化材料以N-丙基乙二胺分散固相萃取剂为主，实验中用到的水为超纯水[1]。
1.2提取净化方法
选定实验仪器与实验试剂后，取出10毫升的鱼塘水样品，并在样品中加入100ng的磷酸三丁酯内标物和1mL的乙醚溶液。涡旋三分钟后，以每分钟6000转的速度高速离心分取上层清液，将清液放在试管中，然后加入0.1g的N-丙基乙二胺分散固相萃取剂，涡旋三分钟，继续以每分钟6000转的速度高速离心分取上层清液，微膜过滤以后进样可以进行在线凝胶色谱净化与气相色谱、质谱分析。
1.3仪器条件
1.3.1凝胶渗透色谱条件
本次鱼塘水21种农药成分研究实验中，凝胶渗透色谱柱的条件具体如下：（1）凝胶渗透色谱柱为10cm×0.25μm×0.25mmID。（2）凝胶渗透色谱柱的柱温为40摄氏度。（3）检测波长为210nm。（4）流动相为丙酮环乙烷，流速为每分钟0.1毫升。（5）进样体积为80μl。（6）鱼塘水样品采集时间最低4.06分钟，最高6.06分钟，需严格保持在时间区间内[2]。
1.3.2气相色谱条件
本次鱼塘水21种农药成分研究实验中，气相色谱条件具体如下：（1）气相色谱柱为DB-35ms（30m×0.25μm×0.25mmID）。（2）实验需要载入高纯氦气。（3）PTV进样口的升温时需要在5分钟内保持120摄氏度，以每分钟100摄氏度的速度将温度提升到250摄氏度，整体需要维持31.7分钟。（4）气相色谱柱箱在升温的时候，需要在5分钟内保持82摄氏度，并以每分钟8摄氏度的速度将气相色谱柱箱温度升至310摄氏度，整体需要维持11.75分钟。（5）气相色谱研究时以不分流进样作为实验进样模式。
1.3.3质谱条件
以70eV作为EI源，保证离子源的温度在200摄氏度左右，接口处的温度在250摄氏度左右，要求质量扫描范围为m/z45-450，实验允许溶剂延迟9.5分钟。
2.实验结果与结论
2.1萃取条件的选择
选择本次鱼塘水21种农药成分研究实验的萃取条件时，应该先对水体进行小体积液液萃取。萃取是要求实验人员考察被提取溶液的种类，对乙醚、环乙烷等有机溶液进行科学比较，最终发现乙醚可以将鱼塘水中的农药成分集中，实验时只需要1毫升的乙醚溶液即可。随后，取出鱼塘水中杂质的时候，需要使用N-丙基乙二胺分散固相萃取剂进行分散固相萃取。经过实验研究表面，N-丙基乙二胺分散固相萃取剂是目前人们研究食品安全与农药分析时最常用到的萃取材料，市场中出现的固相萃取材料主要有两种形式，一种是预装柱型，另一种是分散剂型。关于N-丙基乙二胺分散固相萃取剂的用量，建议使用0.1g的N-丙基乙二胺分散固相萃取剂取出杂质，这些容量的萃取剂不会对农药产生显著吸附作用。表（1）为几种农药保留时间、检出限、工作曲线以及精密度信息，根据表格中数据选取相应的萃取材料，有效提高实验准确性。
2.2GPC条件的选择
2.2.1科学选择进样量
在线凝胶渗透色谱进样量和凝胶色谱柱的容量有着密切联系。一旦超过凝胶色谱柱容量的进样量，将会导致在线凝胶渗透色谱中的杂质无法彻底去除。但是，如果在线凝胶渗透色谱进样量过小，将会导致鱼塘水中农药收集时发生遗漏现象，无法保证紫外线检测仪器的灵敏度。因此，本次研究实验中以紫外线检测仪器灵敏度和鱼塘水杂质去除效果作为基准，选择较大凝胶渗透色谱进样量水平，即80μL的进样量。
2.2.2明确采样时间节点
想要确定在线凝胶渗透色谱的具体采样时间，可以从空白水样提取液与混合农药标样提取液的紫外线吸收色谱图入手。经过研究发现，空白水样提取液中存在的杂质出峰时间在2.4分钟左右，过了3.9分钟以后杂质逐渐减少；混合农药标样提取液的出峰时间为3.5分钟，过了5.5分钟后杂质逐渐减少。
2.2.3观察杂质净化效果
为了探究鱼塘水中杂质的净化效果，可以取出10毫升水样，按照上文提到过的实验方法进行水样提取与净化，容量为80μL的进样量经过在线凝胶渗透色谱分析。随后额外取出水样提取液800μL浓度定容到10μL，继续进行气相色谱分析，寻找水样中没有完全净化的提取物，以及经过在线凝胶色谱净化后杂质去除效果。
2.3鱼塘水样品分析
本次鱼塘水21种农药成分研究实验中，为了防止鱼塘水污染导致的鱼虾中毒案件不再发生，人们送检本地10毫升鱼塘水样品。利用本文中提到的联合方法进行检验，最终在两处鱼塘水样中发现了甲拌磷成分，具体含量分别为每升0.61μg和79.3μg。在三处鱼塘水样中发现了乙草胺、硫丹以及氯氰菊酯成分，具体含量分别为每升110.9μg、8.5μg以及189.2μg。除此之外，其他农药成分没有检测出，由此可见该方法在鱼塘水21种农药成分研究中是可实施的，可以满足当前鱼塘水样检测标准。
总结
总而言之，本文从实际角度出发，采用了分散固相萃取、在线凝胶色谱、气相色谱以及质谱相结合的方法，成功建立了与鱼塘水中氨基甲酸酯类、有机磷类等21中农药成分残留物的快速检测。同时，本次实验利用在线凝胶色谱法加快了水样的净化速度，减少有机溶剂的使用，提高检测设备的灵敏度，充分证实了该方法的实用性。
参考文献
[1]王国强，张婷，孙桂进，张炳谦.分散固相萃取净化-GPC-GC/MS快速分析鱼塘水中21种农药[J].中国刑警学院学报，2016（03）：74-76.
[2]蔺大伟，张艳，孙红雷，李文海，邵凯.SPE-GC/MS法分析鱼塘水中的5种农药[J].法医学杂志，2015，31（01）：41-43.
（作者單位：贺州市公安局）
