江 玮 赵 源 刘慧琳

（北京工商大学食品与健康学院 北京 100048）

茶是世界上消费最广泛的饮料，具有特殊的香气和抗氧化性，对人体健康有益，其品质和安全性也受到人们的普遍关注[1]。而拟除虫菊酯类杀虫剂在我国茶叶、棉花、大豆、花生、果树、蔬菜等农作物的害虫防治中应用广泛[2-3]，是一类新型仿生农药，相比于有机磷、有机氯、氨基甲酸酯类农药，具有高效、低毒，杀虫谱广，活性较高的特点。高效氯氟氰菊酯（λ-cyhalothrin）化学名称为α-氰基-3-苯氧基苄基-3-（2-氯-3，3，3-三氟-1-丙烯基）-2，2-二甲基环丙烷羧酸酯，是菊酯类杀虫剂的典型代表，能通过抑制昆虫神经轴突部位的传导，导致昆虫兴奋过度而死亡[4-5]。近年来的研究表明菊酯类农药对环境和人体仍具有潜在危害[6-8]。高效氯氟氰菊酯是一种典型的拟除虫菊酯，主要用于防治茶叶、蔬菜、菊花、烟草等植物病虫害。众所周知，拟除虫菊酯农药可引起意识障碍和癫痫发作，对中枢神经系统有影响，并可能具有内分泌干扰作用。美国环境保护署规定，拟除虫菊酯残留量的最大限量不超过0.05 μg/g。因此，对于高效氯氟氰菊酯的高效、准确定量检测显得颇为重要。目前，液液萃取（LLE）[9]、固相微萃取（SPME）[10]和搅拌棒吸附萃取（SBSE）[11]等样品前处理技术得到广泛应用，然而有机溶剂用量大、耗时长、固相萃取柱价格昂贵、操作复杂等缺点，限制了其进一步的应用[12]。超声辅助提取技术是通过超声波在材料介质中传播，由于连续的压缩和周期振动引起气泡破裂，导致空化效应，增加样品中溶剂的渗透并加速分析物的迁移过程[13]，可以更简易分离和富集样品中的目标物[14-15]。本文通过超声提取技术对样品前处理进行优化，并使用高效液相色谱对茶叶中高效氯氟氰菊酯的残留量进行检测，为保证茶叶的质量和消费者的安全提供一定的指导作用。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

茶叶，商超；高效氯氟氰菊酯标准品，阿拉丁试剂（上海）有限公司；甲醇（色谱纯）、乙腈、丙醇，北京迈瑞达科技有限公司；二氯甲烷、氯苯，天津市大茂化学试剂厂；乙醇、三氯甲烷，北京化工厂；四氢呋喃，西陇科学股份有限公司；丙酮，国药集团化学制剂有限公司；超纯水，屈臣氏饮用水。

1.2 仪器与设备

LC-20A 高效液相色谱仪、配SPD-20A 紫外吸收检测器，日本岛津仪器有限公司；KQ-700GVPV 型三频恒温数控超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；R-300 型旋转蒸发仪，瑞士步琦有限公司；抽滤装置。

1.3 试验方法

1.3.1 标准储备液的配制 准确称取高效氯氟氰菊酯标准品50 mg，将其溶于50 mL 容量瓶中，加入甲醇溶解定容，摇匀，将其配成质量浓度为1 mg/mL 的标准储备液，并将其稀释成所需的浓度，备用。所需溶液均过0.45 nm 的微孔滤膜。

1.3.2 液相色谱条件 根据Wang 等[26]的方法，并通过预试验进行修改。

色谱柱：Inertsil ODS-C18（150 mm×4.6 mm，4.6 μm）。

流动相：水（甲酸1%）-甲醇溶液（15∶85，V∶V）。

紫外检测波长：210 nm；进样量：5.0 μL；柱温：30 ℃；流速：0.5 mL/min；梯度洗脱时间：30 min。

1.3.3 样品前处理方法 将商业茶叶（10 g）注入甲醇（100 mL）中，超声提取1 h，将甲醇提取物过0.45 nm 的微孔滤膜，并在真空旋转蒸发仪中蒸发浓缩至干燥，将提取物用5 mL 甲醇重新溶解进样。并在样品中混合标准溶液浓度：每种100 μg/L，以确保标准品的出峰时间与样品中该物质的出峰时间一致。

1.3.4 测定 待仪器稳定后，在上述液相条件下进行检测。比较样品与高效氯氟氰菊酯标准溶液的保留时间，确定目标物在色谱柱上相应的色谱峰。随后利用标准曲线生成的方程计算样品中高效氯氟氰菊酯的含量。回收率采用空白加标的方法测定，计算方式如下：回收率=测定值/标准加入量×100%[27]，每个样品测定3 次。

2 结果与分析

2.1 提取方法和提取溶剂的优化

目标物的提取通过提取溶剂与目标物“相似相溶”原理来完成，与目标物的性质、样本的种类及检测技术有关。考察以甲醇、水、三氯甲烷、二氯甲烷和氯苯分别做液液萃取剂和超声提取剂时目标物的回收情况。分别使用上述溶剂在30 ℃摇床和30 ℃超声仪里进行提取，如表1 所示，液液萃取的回收率普遍低于超声辅助提取。对提取溶剂来说，回收率较低的是水；经醇提取时，有杂峰干扰；氯苯和三氯甲烷无杂峰干扰，而回收率低于二氯甲烷，Cao 等[2]的研究也证实了拟除虫菊酯在二氯甲烷中有良好的溶解性和稳定性，因此选择二氯甲烷作为茶叶的超声提取剂。

表1 不同提取方法及提取溶剂的回收率Table 1 Recovery rates of different extraction methods and extraction solvents

2.2 复溶溶剂的优化

分别考察了甲醇、乙醇、丙醇、乙腈、丙酮、四氢呋喃6 种有机试剂做复溶溶剂的效果。如表2所示，丙醇、四氢呋喃有杂质峰干扰目标物峰图，其它有机物的回收率均低于乙醇，因此选择乙醇做复溶剂溶解提取物。

2.3 超声条件的优化

2.3.1 超声功率的优化 考察了45，80 kHz 及100 kHz 的超声频率对回收率的影响。如图1 所示，当样品用不同的超声波频率处理时，目标物的回收率没有显著差异。随着超声频率的加大，液体压缩和周期振动加快，能加速高效氯氟氰菊酯的提取，然而随着超声频率进一步增加至100 kHz，液体的热效应增强，二氯甲烷经连续热解会产生无色易挥发液体，溶剂体积减少，降低了高效氯氟氰菊酯的回收率。

表2 不同复溶溶剂的回收率Table 2 Recovery rates of different resoluble solvents

2.3.2 超声提取时间的优化 超声提取时间会对回收率产生较大的影响，如图2 所示，其它条件一定时，随着超声时间的延长，回收率先增多，因为待测组分在有机相中的溶解需要一定时间。超声时间为40 min 时，回收率达到最大值，且与其它超声时间的回收率有显著性差异。随着超声时间的进一步延长，目标物的回收率反而降低。可以推测超声时间过长引起目标物结构改变，加剧了有机溶剂的挥发，因此降低了回收率。

2.3.3 超声温度的影响 拟除虫菊酯类农药及其代谢产物遇热不稳定，在高温下易发生结构变化，且高温下有机试剂的挥发性较大。为了选择合适的超声温度，考察在10，20，30，40 ℃下超声时的目标物回收情况，如图3 所示，超声温度对高效氯氟氰菊酯的回收率有影响，温度太低时分子运动缓慢，阻碍了目标物的提取，而温度太高时，分子内运动剧烈，会导致溶剂损失[28]，不适宜高效氯氟氰菊酯残留的提取，因此采用20 ℃进行样品预处理。

图1 不同超声频率对应的目标物回收率Fig.1 Recovery rate of target substance corresponding to different ultrasonic frequencies

图2 不同超声时间对应的目标物回收率Fig.2 Recovery rate of target substance corresponding to different ultrasonic time

图3 不同超声温度对应的目标物回收率Fig.3 Recovery rate of target substance with different ultrasonic temperatures

图4 不同料液比对应的目标物回收率Fig.4 Recovery rate of target substance with solvent volume of ultrasonic extraction

2.3.4 料液比的优化 考察不同料液比对目标物回收率的影响，一是保证目标物在超声过程中能完全溶于提取溶剂；二是减少转移过程中目标物的损失。如图4 所示，在料液比为1∶10（g/mL）时，回收率达到最大，随着溶液体积的进一步增大，回收率反而下降，可以推测茶叶中其它物质的溶解，阻碍了高效氯氟氰菊酯的提取。

2.4 标准曲线与检测限

用甲醇稀释质量浓度为1 mg/mL 的高效氯氟氰菊酯标准储备液，配制成质量浓度为0.2，0.5，1，5，10，20，50，80，100 μg/L 的标准溶液，进样测定。平行测量每个浓度3 次，并根据获得的峰面积平均值（Y）绘制高效氯氟氰菊酯质量浓度（X）标准曲线（图5），以获得回归方程和相关参数。本方法的定量限（LOQ）、最小检出限（LOD）分别根据10 倍、3 倍信噪比（S/N）计算得出，相关信息如表3 所示。

图5 高效氯氟氰菊酯的标准曲线Fig.5 The standard curve of λ-cyhalothrin

表3 线性方程、相关系数及检出限Table 3 Linear equation，correlation and detection limit

2.5 实际样品测定结果

图6 标准品色谱图Fig.6 The chromatogram of standard sample

选取了市售的5 种茶叶进行实际样品检测和加标回收试验，基于上述试验结果，按最佳条件进行样品预处理，并依据1.3.2 节高效液相色谱相关参数进行测定，标准品和样品加标回收色谱图如图6～8 所示。结果如表4 所示，在3 种茶叶样品中检测到了高效氯氟氰菊酯残留，根据GB 2763-2016[29]相关规定，样品均符合食品安全国家标准，采用空白基质匹配标准溶液的方法进行标准校正，测定结果含有目标物的样品，先经二氯甲烷超声提取除去样品中可能残留的目标物，二次提取后过液相色谱检测确保没有目标物残留，在空白基质中加入1 mL 质量浓度为1 mg/L 的目标物超声提取后，经10 mL 乙醇复溶后测定回收率。结果显示，高效氯氟氰菊酯的平均回收率在76%～103%之间，相对标准偏差小于3.853%。

图7 茶叶样品图Fig.7 The chromatogram of the spiked samples

图8 茶叶样品加标图Fig.8 The chromatogram of the real samples

表4 实际样品加标回收试验（n=3）Table 4 Recovery experiment of actual sample adding standard（n=3）

3 结论

本文建立了一种操作简便、分析速度快、重现性好、准确度高的测定茶叶中高效氯氟氰菊酯农药残留的检测方法。样品前处理采用二氯甲烷萃取、乙醇复溶的方法，最佳超声条件为：料液比为1∶10（g/mL）、超声功率80 kHz、超声时间40 min、超声温度20 ℃。该方法的回收率、精密度适用于茶叶中高效氯氟氰菊酯残留量的检测，且检出限及定量限均符合食品安全国家标准。超声提取结合高效液相色谱法由于其检测精准和分析快速的优势，能为茶叶中拟除虫菊酯类的测定提供可行的检测手段。