離子液體均相液液微萃取蕎麥中三嗪除草劑

劉嬌嬌，張晨曦，張雪，張悅，周萌，張麗媛

黑龍江八一農墾大學食品學院（大慶 163319）

食品中的農藥殘留問題是近年來被社會廣泛關注的話題[1]。三嗪類除草劑，即分子結構中均含有三嗪環結構的化合物，被廣泛用于大豆、玉米、水稻等農田雜草。這類除草劑會殘留于土壤、農作物，甚至流入水體，最終進入農產品中。據報道，三嗪類除草劑殘留可能會引起生物體生理的紊亂[2]，因此，這類除草劑在農產品中的殘留及對環境造成的毒害越來越引起關注。Amalric等[3]在當地土壤中發現停用7年的莠去津及其代謝產物。在西班牙Salamanca和Zamora地區的地表水和地下水中，Carabias等[4-5]發現三嗪類除草劑殘留。Wang等[6]測定10種谷物樣品中該類除草劑殘留，50%樣品中檢出殘留物，殘留量濃度在6～28 μg/kg之間。三嗪類除草劑的最大殘留限量（MRL）被全世界范圍內多數國家和地區制定[7-8]。美國環保署（EPA）和歐盟（EU，Commission Directive 2008/149/EC）分別規定蔬菜中的特丁津MRL為0.25和0.05 mg/kg。離子液體作為萃取溶劑或者起泡劑被廣泛應用[9-13]，近來報道關于基于離子液體泡沫浮選萃取、分離和富集玉米中的三嗪除草劑[14]取得良好效果。

試驗采用離子液體均相液液微萃取技術提取蕎麥中三嗪除草劑。利用無機鹽及酸去除樣品中的蛋白質和脂肪等雜質。將親水性離子液體和疏水性離子液體分別加入到溶液中得到均相渾濁液，高速離心后得離子液體富集相，高效液相色譜儀進行分析。

1 材料與方法

1.1 儀器和試劑

Agilent 1200型高效液相色譜儀，配有多波長檢測器、真空脫氣機和Chemstation工作站（美國Agilent公司）；粉碎機（JFSD-100-Ⅱ，上海嘉定糧油儀器有限公司）；電子分析天平（ALC-310型，上海民橋科學儀器有限公司）；RE-52 AA型真空旋轉蒸發儀（亞榮，上海，中國）；超聲波清洗器（KQ 2200E，中國昆山儀器有限公司）；高速離心機（Allegre 64R，美國貝克曼公司）；純水凈化儀（Milli-Q，法國Millipore公司）；移液槍（Finnpipetter F3，賽默飛世爾科技公司）；微量注射器（美國Agilent公司）。

2種離子液體：1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽（[C6MIM][BF4]）、1-丁基-3-甲基-咪唑六氟磷酸鹽（[C4MIM][PF6]）（均為分析純，上海成捷化學有限公司）。

特丁通（Terbumeton）、特丁津（Terbuthylazine）、異戊乙凈（Dimethametryn）、異丙凈（Dipropetryn）標準品（國家藥物和生物制品控制研究所（北京），用甲醇配制濃度500 μg/mL的5種三嗪除草劑的單標儲備液，每周用甲醇稀釋單標儲備液制備單標工作溶液；同樣的方法稀釋配制不同濃度混合標準工作溶液；所有標準貯備和工作溶液在4 ℃條件下避光儲藏）；乙腈、甲醇（均為色譜純，美國賽默飛世爾有限公司）；其他試劑均為國產分析純；Milli-Q高純水。

1.2 樣品溶液的制備

蕎麥購于當地超市并于4 ℃儲存。取蕎麥，粉粹，過80目篩子，每份稱取3.00 g蕎麥粉末，放入聚四氟乙烯管中，加入2 mL水，混合均勻，用濃度為50 g/L的NaCl溶液調pH 8，將60 μL的[C6MIM][BF4]和60 μL的[C4MIM][PF6]依次加入到樣品溶液中，劇烈振蕩，超聲3 min，在-20 ℃的條件下保存15 min，10 000 r/min，溫度5 ℃條件下高速離心10 min，分相，將上清液完全傾倒去除，為減少離子液體萃取劑的損失，把乙腈直接加入到萃取管底部稀釋離子液體至250 μL。最終超聲攪拌乙腈-離子液體混合相至均勻，用0.22 μm的聚四氟乙烯的濾膜過濾萃取相后，將其進入高效液相色譜儀進行檢測。同樣的方法制備加標樣品溶液。

1.3 高效液相色譜法測定

色譜條件為C18色譜柱（250 mm×4.6 mm，5 μm），柱溫30 ℃，流動相流量1.00 mL/min，進樣體積10 μL，紫外檢測波長228 nm。流動相為乙腈（A）和水（B）；梯度洗脫：0～5 min，40%～60% A；5～15 min，60%～80% A；15～20 min，80%～40% A。

2 結果與討論

2.1 離子液體均相液液微萃取條件優化

在試驗條件優化過程中，所有的試驗進行3次平行樣測定。

2.1.1 親水性離子液體體積的優化

提高目標物富集率的關鍵是選擇一種合適的水溶性和疏水性離子液體。根據文獻[8]報道，在試驗中選擇[C6MIM][BF4]和[C4MIM][PF6]分別作為分散劑和萃取劑。[C4MIM][PF6]量固定為60 μL時，考察[C6MIM][BF4]體積對回收率的影響。離子液體體積由40 μL提高到60 μL時，目標化合物回收率隨著離子液體體積增大而提高；離子液體體積由60 μL提高到80 μL時，回收率保持恒定。這主要是因為作為配合產物的[C6MIM][PF6]量不再隨著離子液體體積增高而改變。因此，選擇[C6MIM][BF4]體積60 μL。

圖1 [C6MIM][BF4]體積的影響

2.1.2 [C4MIM][PF6]量的優化

考察疏水性離子液體對目標化合物回收率的影響。[C4MIM][PF6]量由40 μL提高到60 μL時，回收率明顯升高；[C4MIM][PF6]量由60 μL上升到80 μL時，回收率沒有發生改變。因此，選擇疏水性離子液體量60 μL。

圖2 疏水性萃取劑體積的影響

2.1.3 萃取溫度的優化

為了使蕎麥中三嗪類除草劑提取更快、回收率更高，需要對樣品進行超聲，超聲溫度分別為25，30，35，40和45 ℃，利用離子液體均相微萃取對樣品溶液進行提取，進入高效液相色譜中進行分析，結果表明，超聲溫度35 ℃時除草劑的回收率最高。因此，超聲溫度定為35 ℃。

2.1.4 萃取時間的優化

理論上，萃取時間的提高有助于完善目標物在離子液體和水溶液之間的分配平衡，同時促進回收率提高。考察萃取時間對目標分析物回收率的影響。在1～5 min內，回收率隨著萃取時間增長而迅速上升，時間3 min時，回收率達到最大值，而后恒定，可認為目標物在離子液體與水溶液之間已經分配平衡。因此，選擇萃取時間3 min。

圖3 超聲時間的影響

2.2 方法評價

2.2.1 回歸方程

對于一系列加標蕎麥樣品，在最佳試驗條件下進行離子液體均相微萃取，用HPLC分析，根據液相色譜圖上的峰面積與加標樣品中的除草劑的濃度分別做方法工作曲線，其結果列于表1，用工作曲線來計算方法檢出限（LOD）和定量下限（LOQ）。LOD和LOQ均由式（1）和（2）得到。

式中：σ為由不含目標物的樣品得到的分析溶液，為空白樣品；c為方法工作曲線斜率。

表1 分析性能

2.2.2 精密度和回收率

為了評價方法的精密度和準確性，制備3個加標水平（0.5，1.0和5.0 μg/mL）的加標樣品進行日內精密度和日間精密度的分析，日內和日間精密度以相對標準偏差（RSDs）表示。日內精密度是通過1 d之內平行測定3次加標樣品所得到回收率的相對標準偏差。日間精密度是通過每天分析1次加標樣品，連續分析3 d所得回收率的相對標準偏差。結果如表2所示。

2.2.3 樣品分析

經過分析可知，所取蕎麥樣中不含待測的4種除草劑，在所取蕎麥樣中分別添加高、中和低濃度被測物混合標準溶液，用建立的方法提取蕎麥樣中的除草劑。方法的準確性用除草劑回收率衡量，其精確度用日內和日間精密度表示。由表2可知，4種三嗪除草劑的回收率在83.2%～98.1%之間，其精密度在1.6%～4.9%之間。對于大多數目標物的試驗結果令人滿意。其液相色譜圖如圖4所示，方法可用于分離富集分析蕎麥中的三嗪除草劑，且無干擾。

表2 樣品分析結果

圖4 色譜圖

3 結論

在分離檢測蕎麥樣品中三嗪類除草劑殘留的過程中，離子液體均相液液微萃取技術被成功地運用。與傳統的分散液液微萃取技術不同，微量離子液體代替傳統的揮發性有機溶劑作為提取劑，能夠減少對環境和操作人員的危害；同時提高了離子液體的回收率。因此，可通過改變萃取條件，將方法運用于測定類似復雜基質樣品中三嗪類除草劑的殘留。