離子色譜法分析小麥中的矮壯素和縮結胺

張錦梅 王敬花 王珊珊 田海峰

（青島盛瀚色譜技術有限公司，山東青島 266101）

離子色譜法分析小麥中的矮壯素和縮結胺

張錦梅 王敬花 王珊珊 田海峰

（青島盛瀚色譜技術有限公司，山東青島 266101）

建立了離子交換色譜－直接電導法同時測定小麥中矮壯素和縮結胺殘留的分析方法。樣品磨碎超聲提取后，過固相萃取（SPE）柱去除蛋白質，用0.22μm膜過濾，進樣檢測。考察了不同的陽離子色譜柱SH－CC－1、SH－CC－2、SH－CC－3，不同的淋洗液對矮壯素、縮結胺的保留時間和分離度的影響。確定了最佳色譜條件為SH－CC－3陽離子色譜柱，直接電導檢測，淋洗液選用甲烷磺酸（3.0mmol／L）分離；流速1.0mL／min；柱溫40℃；進樣量100μL。在此條件下，矮壯素及縮結胺在0.20～20.0mg／L范圍內，線性相關系數r均大于0.999，矮壯素和縮結胺的檢出限分別為0.070和0.073mg／L，矮壯素、縮結胺的加標回收率分別為76.0%～93.8%和74.9%～91.2%，相對標準偏差在4.2%以下。方法選擇性好，靈敏度高，抗干擾能力強，適用于檢測小麥中矮壯素和縮結胺的含量。

離子色譜；小麥；矮壯素；縮結胺

1 前言

矮壯素和縮結胺作為植物生長調節劑在我國大量使用，通過抑制赤霉素的合成達到控制植物徒長，可以提高農產品的產品質量，是高效、低毒、無藥害內吸性藥劑，廣泛地用于小麥、水稻、棉花、煙草、玉米及各種塊根作物上。這兩種植物生長調節劑低毒，但會給人體帶來危害。曾有人對低于ADI濃度水平下的矮壯素對動物生殖危害的影響［1］做過研究。矮壯素被列入美國（NIOSH）疑似內分泌干擾物質［2］，殘留問題被廣泛關注。如2000～2002年歐盟委員會就嬰兒食品、鮮果及蔬菜中的矮壯素殘留問題，發布了17次快速預警通告。由此可見，這兩種物質在食品中的殘留已成為影響食品安全的潛在重要因素。矮壯素和縮結胺在土壤中具有吸附性，容易污染地下水，對環境有一定的污染。雖對縮結胺在哺乳類動物體內的殘留量有研究，但對縮結胺對人體安全性未作結論。GB 2763—2005規定矮壯素最大殘留量為小麥5mg／kg、玉米5mg／kg、棉籽0.5mg／kg，日本食品肯定列表茶葉中矮壯素最高殘留限量為0.1mg／kg，2006年歐盟委員會修改矮壯素的最大殘留標準為0.05mg／kg。

目前我國檢測矮壯素殘留的方法有化學法、電位滴定法。化學法通過硝酸銀滴定測定游離氯和總氯，來計算矮壯素的含量。但滴定法靈敏度低，誤差較大，不適合痕量分析。電位滴定法靈敏度較化學法有所提高，但是樣品量大［3］。封順等［4］對矮壯素和縮結胺的分析方法進展也做了論述。早期分析矮壯素和縮結胺的方法還包括TLC、離子色譜法、氣相色譜法和HPLC法。氣相色譜法采用衍生法，衍生反應裝置復雜而且結果易假陽性。矮壯素和縮結胺的弱揮發性和強極性，自身的化學性質決定了適合液相色譜法檢測，但是分子結構簡單而且不含有發色基團，因此也需要衍生化進行紫外檢測。有文獻報道［5］采用液－質聯用，但是成本高。傅里葉變換拉曼光譜法［6］成本低，但儀器不普及，不適合常規檢測。用離子色譜法測定矮壯素和縮結胺，靈敏度沒有氣－質譜或液－質譜高，但操作簡單、快速、實用成本低，可以滿足矮壯素和縮結胺的常規檢測，實際推廣性強。

2 實驗部分

2.1 儀器、試劑與材料

CIC－300離子色譜儀（青島盛瀚色譜技術有限公司）：配有恒溫電導檢測池、色譜柱恒溫、光學檢測器、SH－A自動進樣器、SHY－2抑制器。

HW－2000色譜工作站（上海千譜公司），0.22μm過濾膜（天津Automatic Science公司），UPT－Ⅱ－20L型超純水系統（成都超純科技有限公司），HS－102600型超聲波（天津恒奧科技有限公司），Anke TDL80－2B離心機（上海安亭科學儀器廠），碳十八預處理柱（青島盛瀚色譜技術有限公司）。

甲烷磺酸（分析純試劑，國藥集團化學試劑有限公司），乙腈（HPLC grade）購自美國Tedia公司。縮結胺、矮壯素標準品（純度大于99%，德國Dr.Ehrenstorfer公司）。

準確稱取適量的縮結胺和矮壯素標準品，用超純水配制成質量濃度為1 000mg／L的標準儲備溶液，將該溶液在－18℃冰箱中保存；實驗用水為超純水（電阻率≥18.2MΩ·Cm）。

小麥均為市售。

2.2 樣品前處理

選取小麥樣品于食品粉碎機粉碎，四分法取樣。稱取10.0g樣品于碘量瓶中，加入超純水30mL，振蕩5min，并用超聲波浸取30min，轉移至100mL，并用超純水定容至刻度。在14 000r／min速率的條件下離心10min。取3mL上清液過用甲醇和超純水預先活化好的碳十八小柱，棄去先前流出的2mL溶液，接取約1mL溶液進行測定。

2.3 色譜條件

淋洗液用甲烷磺酸（3mmol／L）等度淋洗，流速1.0mL／min。直接電導檢測，檢測溫度40℃，進樣量100μL。以保留時間定性，峰面積定量。色譜柱為SH－CC－3陽離子交換柱（150mm×4.6mm，5μm），填料表面為羧酸基的聚丙烯酸樹脂。

3 結果與討論

3.1 色譜柱和淋洗液的選擇

糧食谷物成分復雜，鈉、鉀、鎂、鈣常見陽離子含量較高，而且這些離子的電導響應較靈敏，縮結胺和矮壯素的強極性決定了在色譜柱中保留性較強，所以要選用容量低的色譜柱來分離，儀器當時沒有實現梯度淋洗的功能，必須選用等度淋洗。Sh－CC－1型色譜柱是羧酸型陽離子交換柱，常規的甲烷磺酸（3mmol／L）分離條件，鈉、鉀、鎂、鈣可以洗脫出來，但是縮結胺和矮壯素本身的化學性質強保留，在該條件下30min洗脫不出來，流動相濃度加倍后，調整有機溶劑乙腈的配比，乙腈濃度分別選用10%、 8%、6%（體積比）的可以洗脫出來，但是由于有機溶劑的加入，導致響應變低，而且峰形嚴重拖尾，達不到實際需要的檢出限。Sh－CC－2型色譜柱常用的流動相是甲烷磺酸（10mmol／L），鈉、鉀、鎂、鈣出峰在15min左右，縮結胺、矮壯素在40min之內淋洗不出來，加有機溶劑乙腈改良，加入體積比10%的乙腈，洗脫在20min左右，由于用的是直接電導檢測，導致高的背景電導，使目標離子檢出限較高，大約在1mg／L，難以滿足待測離子實際樣品的檢出限。Sh－CC－3型色譜柱是羧酸型陽離子交換柱，是一款快速分離柱，適合于強保留離子的分離，用甲烷磺酸（3mmol／L）就可以直接將鈉、鉀、鎂、鈣洗脫出來，矮壯素縮、結胺在10min之內就可以出峰。不需要添加有機溶劑，節約實驗成本，而且檢出限可以達到要求，因此實驗選用甲烷磺酸（3mmol／L）等度淋洗，SH－CC－3型陽離子色譜柱作為分離柱。

3.2 色譜柱分離溫度的選擇

固定淋洗液濃度及淋洗液程序，改變柱溫和檢測溫度，進樣測定混合標準溶液中各物質的保留時間，以甲烷磺酸（3mmol／L）為淋洗液，流速為1.0mL／min，考察溫度對SH－CC－3柱的分離中各離子的影響，其中溫度對鉀離子的保留時間變化較大，溫度從25～40℃，隨溫度的升高，保留時間逐漸變短，其它離子保留時間變化不大，在40℃時，鉀離子出峰在鎂、鈣之前，不會干擾到其它陽離子以及縮結胺和矮壯素的檢測，因此實驗溫度選用40℃。

3.3 色譜分離

在確定的最佳實驗條件下，5種陽離子標準溶液的色譜圖見圖1，除去鈉、銨根離子，各組分基本達到基線分離，此條件下，鉀離子、鎂離子、鈣離子對矮壯素、縮結胺離子的測定沒有干擾，鈉離子和銨離子分離度不能達到基線分離，但是在本實驗中，并不對鈉離子、銨離子、鎂離子、鈣離子定性。在標準品中加大鈣離子的濃度至30mg／L，不會干擾縮結胺和矮壯素的測定。

圖1 陽離子混合標準溶液色譜圖Figure 1.A chromatogram of a mixed solution of cation standards.

3.4 方法的定量分析參數

在最佳的色譜條件下，對縮結胺和矮壯素的系列標準溶液進行測定，以峰面積（y）對離子的質量濃度（x，mg／L）進行線性回歸，得到線性方程；以3倍的信噪比計算檢出限。峰面積的相對標準偏差（RSD）由連續5次重復測試的縮結胺和矮壯素混合標準溶液得到，結果見表1。結果表明：在0.2～20.0mg／L的濃度范圍內，縮結胺和矮壯素的相對標準偏差分別為1.4%和2.1%，方法穩定。

表1 矮壯素和縮結胺的線性回歸方程、檢出限以及峰面積的相對標準偏差Table 1 linear regression equations，limits of detection（LOD）and relative standard deviations for the peak areas（RSDs）（n＝5）of Chlorocholine chloride and mepiquat chloride

3.5 樣品分析及加標回收率

采用建立的方法測定2.2處理的小麥粉中的矮壯素和縮結胺。空白小麥樣品的色譜圖見圖2，小麥樣品中的矮壯素和縮結胺采用空白加標法色譜圖見圖3。采用標準加入法檢測方法的回收率，樣品中添加矮壯素和縮結胺的質量濃度均分別為0.40、0.80、0.20mg／L，經過2.2處理后進行離子色譜分析，計算矮壯素和縮結胺在不同加標水平下的回收率和精密度。結果及回收率見表2。表2的數據為加標后5次測定的平均值，其RSD均小于5%。結果表明，方法具有很好的準確性和精密度，能滿足小麥中矮壯素和縮結胺的定量分析要求。

4 結論

建立的離子色譜直接電導法檢測小麥中的殘留矮壯素和縮結胺的方法，前處理方法有效去除了干擾，方法重現性好，方便，快捷，可同時測量這兩種物質。存在的問題是，由于食品安全問題越來越受到重視，食品中農殘的限量會更加嚴格，此方法的分離方式可以借鑒，與其他檢測器聯用以求得更低的檢出限。

圖2 小麥樣品空白色譜圖Figure 2.A chromatogram of wheat blank.

圖3 小麥樣品加標色譜圖Figure 3.A chromatogram of a wheat with standard addition.

表2 小麥中3種加標水平下矮壯素和縮結胺的回收率和精密度（n＝5）Table 2 Recoveries and relative standard deviations of the chlorocholine chloride and mepiquat chloride in a wheat sample spiked with three concentrations of standard

［1］Tomer H，Blottner S，Kuhla S，et a1.Influence of chlorocholinechloride－treated wheat on selected in vitro fertility parameters in male mice［J］.Reprot Toxicol，1999，13（5）：399－404.

［2］Srerm MT，DanielsenV.Effects of the plant growth regulator，chlormequat，on mammalian fertility［J］.International Journal of Andrology，2006，29：129－133.

［3］張曦，金芬，錢永忠，等.食品中矮壯素和縮節胺分析方法的研究進展［J］.食品與發酵工業，2008，34（10）：127－131.

［4］封順，張旭龍，王吉德.矮壯素和縮節胺分析方法進展［J］.新疆農業科學，2010，47（10）：2091－2096.

［5］王金花，盧曉宇，黃梅，等.超高效液相色譜－質譜法快速分析番茄及其制品中矮壯素和縮節胺殘留［J］.分析化學2007，35（10）：l509－1512.

［6］Quintas G，Garrigues S，Pastor A，eta1.FT－Raman determination of mepiquat chloride in agrochemical products［J］.Vibrational Spectroscopy，2004，36：41－45.

Determination of Chlormequat Chlorideand Mepiquat Chloride in Wheat by Ion Chromatography

ZHANG Jinmei，WANG Jinghua，WANG Shanshan，TIANHaifeng
（QingdaoShenghanChromatographTechnologyCo.Ltd.，Qingdao，Shandong266101，China）

An analytical method for simultaneous determination of chlormequat chloride（CQ）and mepiquat chloride（MQ）residues in wheat was developed by ion exchange chromatography（IC）with direct conductivity detection.After being ground and extracted by ultrasonic treatment，the sample passed through SPE column to remove proteins and then was filtered by 0.22μm filtering membrane.The chromatographic separation was performed on SH－CC－1，SH－CC－2and SH－CC－3cation exchange columns with corresponding eluents.The effects of chromatographic column and types of eluents on the separation and retention factors for the CQ and MQ were investigated.The optimized chromatographic conditions for the determination of the MQ and CQ were as following：3.0mmol／LMSA as eluent，a column temperatures of 40℃and a flow rate of 1.0mL／min，SH－CC－3cation exchange column，sample loop：100uL.Under the optimal conditions，the calibration curves for MQ and CQ were linear in the range of 0.20to 20.0mg／L（r≥0.999）.The limits of detections for CQ and MQ were 0.070and 0.073mg／L，respectively.The standard addition recoveries for the CQ and MQ were about 76.0%～93.8%and 74.9%～91.2%，respectively.The RSD of the MSA peak area was below 4.2%.This method was simple，rapid，accurate and sensitive with a small matrix interference，thus suitable for determination of MQ and CQ in wheat.

ion chromatography；wheat；chlormequat chloride；mepiquat chloride

張錦梅，女，工程師，主要從事離子色譜應用研究。E－mail：zhangjinmei＿qd＠126.com

O657.7＋5；TH833

A

2095－1035（2012）03－0076－04

10.3969／j.issn.2095－1035.2012.03.024

2012－07－06

2012－07－20

科技部科技型中小企業技術創新基金（09C26213711749）。