磁固相萃取-气相色谱法检测黄瓜中丙溴磷（一）

有机磷农药因具备良好的预防、控制及根除害虫的能力而广泛应用于农业生产中以提高农作物产量。然而，由于其较长的半衰期，OPs的残留会对农产品、环境和水系统造成严重污染。此外，OPs是一种神经毒素，即使在低浓度下也会阻碍胆碱酯酶的活性并对人体造成健康危害。丙溴磷是目前广泛应用的一种有机磷农药，属三元不对称的非内吸性广谱杀虫剂，有触杀和胃毒作用。它能防治棉花、蔬菜、果树等农作物中的害虫和螨类，对多种作物害虫防治效果都很好，世界卫生组织把它划分为中等毒性农药。关于丙溴磷农药的检测标准如NY/T761—2008《蔬菜和水果中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留的测定》、GB23200.116—2019《食品安全国家标准植物源性食品中90种有机磷类农药及其代谢物残留量的测定气相色谱法》等对于样品的前处理步骤繁琐耗时，不能很好地满足大批量样品的检测要求，且有毒有害试剂用量较大，对检测人员的健康以及环境都造成一定威胁。因此开发高效、准确、环保的农药检测方法具有很大的研究意义。目前关于农药残留检测前处理方法已报道的技术包括液-液萃取技术、固相萃取技术、固相微萃取技术、QuEChERS技术以及分子印迹聚合物技术等。这些技术也都存在一些样品前处理步骤复杂繁琐、结果重复性及回收率有待提高等问题。为了提高农药检测效率，降低检测成本，复杂样品基质中痕量物质分析就成为了食品中农药残留分析技术的主流，主要以色谱和质谱法进行定性和定量检测。总的来说仪器检测结果比较准确，检测结果可做执法依据，仍是国际上普遍接受的检测方法。

样品的制备是农药残留检测中十分重要的一个环节，它不仅影响后续检测方法的选择也决定了检测结果的可靠性和准确性以及分析的时间和成本，适当的样品预处理还可以有效防止分析仪器的损坏。近年来，磁固相萃取技术被广泛应用于环境、食品、生物、医药等领域样品的分离和富集。该法可避免普通固相萃取技术吸附柱易堵塞以及繁琐的过柱操作等问题，具有操作简单、萃取时间短、有机试剂使用量少等优点。其中Fe₃O₄基纳米材料由于其特殊的磁性能而备受关注。如姚伟宣等将酸化的多壁碳纳米管与Fe₃O₄磁性纳米材料结合，合成了复合磁性碳纳米管杂化材料，用于水和蜂蜜样品中六种拟除虫菊酯类农药的定量检测。Chahkandi等利用钾取代羟基磷灰石纳米粒子与Fe₃O₄磁性纳米材料结合，生成复合磁性纳米材料用于水样和果汁中有机磷类农药的检测。但是这些复合磁性纳米材料的合成条件苛刻，大多需要在超高温或强酸强碱条件下进行，操作步骤繁琐，耗时长且材料回收率不高。而采用一步水热法以葡萄糖为碳源，FeCl₃·6H₂O为铁源制备碳包覆四氧化三铁复合磁性纳米材料（Fe₃O₄@C-magneticnanoparticles，Fe₃O₄@CMNPs），该方法操作简便，将Fe₃O₄磁核的合成与修饰融为一步，大大缩短了材料合成时间。另外经过表面修饰的Fe₃O₄磁性核壳纳米粒子具有良好的超顺磁性、较大的比表面积和大量暴露的表面活性中心，这些特性使得该材料具有高吸附效率和分离效率。通过外部磁场作用，可以从多组分基质中富集分离丙溴磷农药，再将萃取液送入气相色谱仪进行定量检测。该检测方法准确度高、检测限低、检测范围广、效率高，为检测OPs提供了新的思路。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 材料与试剂

甲基异柳磷、喹硫磷、丙溴磷标准品（100µg/mL），天津农业部环境质量监督检验中心；葡萄糖（AR）、氨水（AR），广东光华化学厂有限公司；FeCl₃•6H₂O、NaCl（AR），上海阿拉丁有限公司；乙腈、丙酮、甲醇，均为色谱纯，北京科展生物科技有限公司；实验室用水为超纯水。

1.1.2 仪器与设备

GC-2010Pro气相色谱仪（日本Shimadzu）；GC-MS5975气相色谱质谱仪（美国Agilent）；TecnaiG2F20场发透射电子显微镜（美国Fei）；D8Rigaku9000粉末X射线衍射（德国Bruker）；赛默飞K-AlphaX射线光电子能谱（英国Thermo）；Mastersizer3000E马尔文激光粒度仪（英国Malvern）；Tensor27傅立叶转换红外光谱仪（德国Bruker）；IKA-MS3涡旋混合器（中国旦鼎）；TOPPER-31750A数控高温电炉（美国Topsoe）；台式真空干燥箱（中国森信）；Milli-QAcademic超纯水净化系统（美国Millipore）。

1.2 方法

1.2.1 Fe₃O₄@C-MNPs的合成

称取1.6gFeCl₃·6H₂O、4.0g葡萄糖、1.0g聚乙二醇充分溶解于15mL超纯水中。在800r/min下搅拌15min，边搅拌边逐滴加入氨水，然后将混合液转移至50mL反应釜中密封，在200℃下加热反应12h。反应完成后自然冷却至室温，用钕磁铁分离获得Fe₃O₄@C-MNPs固体材料。用乙醇和超纯水反复清洗材料，至上清液pH呈中性。将所得固体材料放入真空干燥箱60℃烘12h，经研磨后即得Fe₃O₄@C-MNPs粉末，密封放于干燥器内保存备用。

1.2.2 Fe₃O₄@C-MNPs的表征

用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微（TEM）、马尔文粒度分析仪、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）观察了材料的尺寸、形貌和微观结构。利用X射线光电子能谱（XPS）和振动样品磁强计（VSM）表征了材料的元素组成，表面官能团以及磁性强度。采用粉末X射线衍射仪连续扫描记谱对产物物相进行表征，管电压为35kV，管电流为25mA，CuKα辐射，石墨单色滤波，测量角度范围10°～80°，扫描速度为5°/min。根据测试谱图衍射峰的位置和数目，d值和相对强度与标准JCPDS物相卡片进行对比分析，确定产物物相。采用德国Bruker公司的Tensor27型号傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）记录500～4000cm^-1波段吸收光谱。采用美国QuantumDesign公司的PPMS-9综合物性测量系统在常温下，对材料磁性能进行测量。

1.2.3 Fe₃O₄@C-MNPs吸附性能考察

取100µg/mL的丙溴磷农药标准液，用丙酮稀释至4µg/mL的溶液，–18℃下保存备用。取配制好的2mL不同浓度（低、中、高）丙溴磷溶液于离心管内，加入30mgFe₃O₄@C-MNPs，振荡吸附5min，用钕磁铁收集已经吸附了溶液中丙溴磷的Fe₃O₄@C-MNPs沉淀，此时弃去上清液，取沉淀加入2mL乙腈，超声洗脱3min，钕磁铁吸附沉淀5min，重复3次洗脱步骤，收集洗脱液6mL。将洗脱液氮吹至近干，1mL丙酮定容，涡旋30s后过0.22μm有机滤膜，转移至进样瓶。AOC-20I+S自动进样器取1μL进GC-FPD检测。检测条件：不分流进样，气化室温度为230℃，压力128kPa，色谱柱流量为1.51mL/min，色谱柱为RTX-1（30m×0.25mm×0.25μm）。升温程序为先升温至100℃保持2min，再以10℃/min升至260℃保持5min，平衡时间0.5min。氢气流量为62.5mL/min，空气流量为90.0mL/min。记录对应峰面积，外标法定量。

1.2.4 黄瓜样品待测液的制备及检测

黄瓜样品购于当地超市，用水略微冲洗表面，带皮切块匀浆，准确称取10.0g样品于50mL离心管内，加入5～6gNaCl，20mL乙腈，振荡提取5min，10000r/min离心5min。上清液转移至干净离心管内于4℃保存备用。

为了确认方法的准确性，采用气相色谱-质谱法对方法回收率进行验证。取部分上述黄瓜样品，分为4份（分别标记为1、2、3、4组），每份100g，在2、3、4组黄瓜表面喷洒一定剂量的丙溴磷农药（100µg/kg），静置12h后切块匀浆。按上述方法对黄瓜进行处理，收集洗脱液氮吹至近干，1mL丙酮定容，涡旋后过0.22μm有机滤膜，转移至进样瓶。取1μL进行GC-MS检测，分析谱图计算出丙溴磷回收率，与本研究方法进行对比。色谱柱为Rtx-5MS（30.0m×0.25mm×0.25μm）；升温程序为色谱柱先升温至80℃保持2min，以40℃/min升温至200℃，再以20℃/min升温至280℃，保持10min；进样口温度为230℃；不分流进样；流速为36.8cm/s；进样量为1μL。离子源为SIM；离子源温度为230℃；检测离子（m/z）为339、374、297。

声明：本文所用图片、文字来源《热带作物学报》，版权归原作者所有。如涉及作品内容、版权等问题，请与本网联系

相关链接：甲基异柳磷，喹硫磷，丙溴磷，聚乙二醇