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高效液相色谱法同时测定水产品中4种酰胺类农药残留

2021-07-22刘伶俐徐飞良黄向荣索纹纹万译文

湖南师范大学自然科学学报 2021年3期
关键词:氯虫甲酰胺酰胺

刘伶俐,徐飞良,黄向荣,索纹纹,万译文

(1.湖南省水产科学研究所,中国 长沙 410153;2.农业农村部渔业产品质量监督检验测试中心(长沙),中国 长沙 410153;3.湖南省饲料工业办公室,中国 长沙 410011;4.水产高效健康生产湖南省协同创新中心,中国 常德 415000)

氯虫苯甲酰胺[1]、氟虫双酰胺[2]、唑虫酰胺[3]和氟啶虫酰胺[4]是经国家批准使用的新型、低毒、高效杀虫剂,目前已作为甲胺磷、乐果、马拉硫磷和甲基对硫磷等高毒有机磷农药的替代品[5]。酰胺类杀虫剂主要是通过作用于昆虫体内的鱼尼丁受体,促进细胞内的Ca2+失控性流失,从而高效杀死鳞翅目昆虫,这4种新型杀虫剂对于哺乳动物属于低毒,但随着产量和用量的逐年增加,很容易通过食物链富集在水生动物体内,富集倍数可达数万倍,食用受污染的水产品使农药在人体积累,达到一定程度后就会产生明显的毒害作用,包括急性毒性、慢性毒性和“三致”毒性。因农药不合理使用或不遵守安全间隔期规定导致的农药残留超标,使农药与生态环境和食品安全之间的矛盾日益显现[6]。为防止水产品农药残留严重危害消费者健康、影响水产业及水产贸易的发展,已经有许多针对农药等有毒化学品的国际公约、法规及限量标准[7-11],对保护环境、合理使用农药、控制水产品农药残留起到了积极作用,而我国尚未对水产品残留量做限定要求。

目前,关于氟啶虫酰胺、氯虫苯甲酰胺、氟虫双酰胺和唑虫酰胺残留量的检测分析主要是对单个物质原药、制剂或复配剂等方面的研究,且针对前两种物质的报道比较多,后两种的甚少;其研究主要集中在果蔬[12-14]、植物源食品[15-17]、药材[18]、土壤[19-21]等农产品与环境样品。现在4种物质的残留检测可采用ELISA快速检测法[22]、液相色谱法[23]、液相色谱-质谱法[2-4,14]、气相色谱法[24]、气相色谱-质谱法[25]等。ELISA快速检测法操作简便,不需要大型仪器设备,对前处理的要求低,但该方法只能用于定性和半定量检测,准确性与可靠性还需借助色谱法进行确证。液质法虽样品用量少、灵敏度高,但因其价格昂贵、运行成本相比液相色谱高,操作要求相对也高,基层检测单位难以配备和使用。气相色谱或气相色谱-质谱法仅对唑虫酰胺的残留检测具有较高的精确度和灵敏度。液相色谱仪普及范围广,其精确度、重复性等也可满足药物的多残留检测要求。目前尚未见关于高效液相色谱法对上述4种农药残留同时进行分析的相关报道。基于以上,本研究采用HPLC法,试图建立同时测定水产品中氟啶虫酰胺、氯虫苯甲酰胺、氟虫双酰胺和唑虫酰胺残留量的检测分析方法。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

Waters e2695高效液相色谱仪(美国,Waters公司),配紫外检测器(UV);KQ-1000DE型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);Hitachi CR22GⅢ 高速冷冻离心机(日本,Hitachi 公司);Buchi V-300 平行蒸发仪(瑞士,Buchi公司);N-EVAP11250氮吹浓缩装置(美国,Organomation Associates公司),固相萃取装置20-Port SPE Manifold(美国,Agilent公司);碱性氧化铝萃取柱(200 mg/6 mL,美国Waters公司)。

氟啶虫酰胺、氯虫苯甲酰胺、氟虫双酰胺和唑虫酰胺标准品(纯度≥97.0%,德国Dr. Ehrenstorfer GmbH 公司),乙酸铵(色谱纯,德国Fluke公司),乙腈(色谱纯,德国Merck公司),无水硫酸镁(MgSO4,化学纯),实验用水符合 GB/T 6682 中一级水的标准。

1.2 分析方法

1.2.1样品提取与净化 准确称取已匀质好的水产样品5.00 g(精确至0.02 g)置于50 mL离心管内,依次加入2.00 g无水硫酸镁、10 mL乙腈进行提取,加盖并涡旋混匀后超声提取8 min,6 500 r·min-1离心8 min,将上清液转移至蒸发管或离心管中,重复提取1次,上清液合并至蒸发管或离心管中,45 ℃蒸发或氮吹至近干,加入2.00 mL乙腈涡旋溶解残留物待净化。将碱性氧化铝萃取柱用4 mL乙腈活化,当溶剂液面到达柱吸附表面时,立即加入待净化溶液,并用刻度为10 mL的离心管收集洗脱液,用2 mL乙腈冲洗蒸发管,重复冲洗2次,冲洗液一并过碱性氧化铝萃取柱。洗脱液一并收集,于45 ℃蒸发至干,加入1.00 mL乙腈、1.00 mL流动相涡旋溶解残渣,过0.22 μm微孔滤膜,供高效液相色谱测定。

1.2.2 色谱分析条件 高效液相色谱柱(4.6 mm×250 mm,Waters Atlantis T3),检测波长为265 nm,流动相为乙腈-0.1 mol·L-1乙酸铵缓冲溶液体系,等度洗脱,流速0.8 mL·min-1,进样量20 μL,柱温为35 ℃。

1.2.3 标准溶液配制及标准曲线的绘制 准确称取适量氟啶虫酰胺、氯虫苯甲酰胺、氟虫双酰胺和唑虫酰胺标准品,用乙腈溶解稀释并定容至50 mL,配制成100 mg·L-1的标准储备液,储备液于-18 ℃保存,有效期为6个月。分别取适量标准储备液,用乙腈配制成质量浓度分别为0.05,0.1,0.5,1.0,5.0 mg·L-1的系列标准工作液,现配现用。以标准溶液质量浓度(x)与目标峰面积(y)绘制标准曲线。

1.2.4 添加回收实验 分别在水产品空白样品中添加氟啶虫酰胺、氯虫苯甲酰胺和氟虫双酰胺标准溶液,添加后质量分数分别为0.1,0.5,1.0 μg·g-1;分别在水产品空白样品中添加唑虫酰胺标准溶液,添加后质量分数分别为0.2,1.0,2.0 μg·g-1。每个处理6次重复,计算平均添加回收率和相对标准偏差(RSD)。

2 结果与讨论

2.1 提取溶剂的选择

氟啶虫酰胺、氯虫苯甲酰胺、氟虫双酰胺和唑虫酰胺中氟啶虫酰胺极性较大,而其他3种的极性较弱,参考已有文献资料[15-17],以乙腈、甲醇、0.1%甲酸化乙腈、乙酸乙酯与丙酮混合液(体积比为95∶5)作为提取剂对水产品中以上4种酰胺类物质进行提取分离试验,结果见图1。结果显示,乙腈提取的4种物质的回收率均在75%以上,其提取能力强,不易提取出水产品基质中的多余杂质,能减少提取液中的干扰成分,有利于后续的净化;甲醇提取唑虫酰胺时受基质干扰特别大,未能进行有效提取,不符合实验要求;0.1%甲酸化乙腈提取的4种物质的回收率虽在70%以上,但唑虫酰胺的目标峰因受附近杂峰的干扰,严重影响了分离效果与峰型;乙酸乙酯与丙酮混合液(体积比为95∶5)提取氟啶虫酰胺、氯虫苯甲酰胺和氟虫双酰胺的回收率均低于50%,杂质干扰较大。从提取分离效果、峰型及回收率等方面综合考虑,本文选用广泛使用并具有沉淀蛋白作用的乙腈作为水产品的提取剂,能将目标成分与杂质有效分离,峰型尖锐,基线稳定,分离时间适中。

图1 水产品中4种提取剂的提取效果色谱图

2.2 净化方法的选择

水产品由于基质成分比较复杂,且色素及脂类物质较多,可能对色谱分离效果及仪器灵敏度造成一定程度的影响,故需对样品进行净化,以满足仪器和实验要求[26]。目前,水产品的净化多选用固相萃取的方式,该技术具有易操作、溶剂用量少等优点。本文选用氨基酸柱[27]、中性氧化铝柱[28]和碱性氧化铝柱[23]3种固相萃取柱进行净化效果的对比实验,结果见图2。结果表明,经过氨基酸柱净化后,唑虫酰胺出现回收率偏低的现象,这可能是由于唑虫酰胺中—NH官能团与氨基发生键合;用中性氧化铝柱净化后,氟虫双酰胺未能与杂质完全分离,峰型不好;碱性氧化铝柱净化结果杂质干扰较小、目标物分离效果好、峰型对称,能满足实验要求。本文最终选用碱性氧化铝柱作为固相萃取净化柱。

图2 水产品中3种固相萃取柱的净化效果色谱图

2.3 色谱条件的优化

图3 4种物质标准溶液

甲醇和乙腈是检测水产品中农药残留最常用的两种有机系流动相。笔者对比甲醇和乙腈试验后得到与文献[15,23]相同的结果,即以乙腈为流动相时分离效果较好、仪器灵敏度较高,再添加一定浓度的乙酸铵,其峰型更好。结合4种目标物的化学性质及本试验分析要求,流动相选用乙腈-0.1 mol·L-1乙酸铵缓冲溶液体系,分别对流动相体积比90∶10,80∶20,70∶30及60∶40进行比较试验,检测标准溶液及试样的分离效果。结果表明:乙腈-0.1 mol·L-1乙酸铵缓冲溶液体积比为60∶40时,4种物质分离较好,且出峰时间均在15 min内,能满足样品检测的需要,见图3。

2.4 线性曲线、相关性及检出限

在上述色谱操作条件下,将配制好的氟啶虫酰胺、氯虫苯甲酰胺、氟虫双酰胺和唑虫酰胺标准工作液(见1.2.3)依次进行测定,计算得出其线性回归方程及相关系数;以3倍信噪比(S/N)为检出限(LOD),10倍信噪比(S/N)为定量限(LOQ),计算得出其LOD和LOQ值,结果见表1。在优化条件下,4种酰胺类的线性范围均为0.05~5.0 mg·L-1,线性相关系数均不低于0.999 9。氟啶虫酰胺、氯虫苯甲酰胺和氟虫双酰胺的检出限均为0.1 μg·g-1,唑虫酰胺为0.2 μg·g-1,表明该方法在测定范围内线性相关性很好。

表1 4种酰胺类杀虫剂的线性回归方程、相关系数、检出限及定量限

2.5 方法准确度与精密度试验

在水产品基质中加入定量的氟啶虫酰胺、氯虫苯甲酰胺、氟虫双酰胺和唑虫酰胺标准溶液,氟啶虫酰胺、氯虫苯甲酰胺和氟虫双酰胺添加到0.1~1.0 μg·g-1,唑虫酰胺添加到0.2~2.0 μg·g-1,每个添加水平做6次平行实验,按1.2所述方法处理后高效液相色谱仪分析测定,计算加标回收率及相对标准偏差(RSD)。由表2可知,水产品中氟啶虫酰胺、氯虫苯甲酰胺和氟虫双酰胺在0.1,0.5,1.0 μg·g-1时的回收率为99.5%~110.5%,RSD值为1.53%~3.93%;唑虫酰胺在0.2,1.0,2.0 μg·g-1时的回收率为93.7%~109.4%,RSD值为0.83%~3.14%,能满足实验及分析要求。

表2 方法准确度与精密度试验结果(n=6)

2.6 实际样品的测定

利用本文建立的方法,随机抽取市场中 30 批次的水产品进行分析检测,样品均未检出氟啶虫酰胺、氯虫苯甲酰胺、氟虫双酰胺和唑虫酰胺。在室内养殖水体(提前一周注入进行曝气处理)中加入浓度为5%的4种物质的混合制剂,试验鱼来自湖南省水产原种场,将其暂养一周后选取健康、体格较为一致的40条进行正式的养殖试验,试验为期25天。养殖试验结束时用ELISA快速检测法进行筛查,其中1份样品检出氯虫苯甲酰胺,1份样品检出唑虫酰胺,将此2份阳性样品用本方法和气相色谱法进行检测分析比较,结果见表3。

表3 3种分析方法结果对比

由表3可知,ELISA快速检测法虽然操作简单、对前处理的要求低,但仅限于定性检测。因氯虫苯甲酰胺不易气化,故用气相色谱法无法检出。本法经过提取净化及色谱条件的优化后,可以同时进行4种物质的测定,且检出限低、灵敏度高,具有很好的适用性和可操作性。

3 结论

本文首次建立了同时测定水产品中氟啶虫酰胺、氯虫苯甲酰胺、氟虫双酰胺及唑虫酰胺残留量的高效液相色谱(HPLC)检测方法。该方法线性关系良好、操作简便,并具有定量准确、重复性好、分析速度快及精密度高等特点,满足水产品中氟啶虫酰胺、氯虫苯甲酰胺、氟虫双酰胺和唑虫酰胺残留量同时分析测定的要求。

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