刘志光 范翔 杨静玥 李欣
湖南省疾病预防控制中心 长沙 410005
【摘 要】本文以活性碳固相萃取柱为基础，通过样品直接过柱，氮吹干燥柱体，丙酮洗脱，建立了固相萃取气相色谱－质谱检测水体中甲胺磷的新方法。本方法对样品的检出限为0.1μg/L，回收率达80%，方法成功解决了固相萃取柱保留水体中甲胺磷的问题，并实现了样品前处理自动化。
【关键词】甲胺磷；活性碳固相萃取柱；水体；气相色谱－质谱
1 前言
甲胺磷是一种高效、广谱的有机磷杀虫剂，曾是我国生产和使用量最大的农药。甲胺磷毒性强，极易造成人畜中毒及死亡，我国于2007年已禁止销售和使用。近年来，蔬菜、水果等农产品农药检测中，甲胺磷仍有检出[1]。甲胺磷易溶于水，在pH2-9的水环境中较稳定，使其在环境中的迁移和留存主要通过水体进行。因此，检测水体中的甲胺磷浓度，对保护生态环境和人类健康具有重要意义。
目前，我国生活饮用水卫生标准未将甲胺磷列为农药检测指标。气相色谱法作为甲胺磷检测的常规手段，需要甲胺磷在水体中被萃取出来。水体中甲胺磷通过液液萃取，有机溶剂用量非常大，且回收率低、难以实现自动化，使其实际应用困难；应用固相萃取法，目前较一致的观点认为，常用的固相萃取柱对甲胺磷保留能力弱[2-3]，且未见有获得公认的成功应用。本文通过研究活性碳对甲胺磷的保留和洗脱特性，找到了保留水体中甲胺磷并进行洗脱的理想条件，并以此建立了固相萃取气相色谱－质谱检测水体中甲胺磷的新方法。新方法在实际应用中，通过固相萃取仪自动操作，甲胺磷加标回收率和精密度均取得了满意的结果。
2 实验材料与样品处理
Agilent 7890A/5975C气相色谱-质谱仪；DIONX Auto Trace 280自动固相萃取仪；Milli-Q 去离子水发生器；涡旋混合器；微孔滤膜：0.45μm；氮吹仪。
甲胺磷标准：100μg/mL（农业部环境保护监测研究所）；活性碳固相萃取柱（Sep-Pak? AC-2 Plus Short Cartridge）；丙酮、甲醇、乙酸乙酯、二氯甲烷（色谱纯）。
样品处理：将水样过0.45μm水相滤膜，待用。固相萃取柱先后用5mL二氯甲烷、10mL丙酮、10mL水活化，再取300mL水样以5mL/min流速通过活性碳固相萃取柱，弃去水相；上样小柱通氮气30min吹干后，以1.5mL/min流速10ml丙酮洗脱，洗脱液收集于刻度试管中，氮气吹至弱小于1ml，取出放置与室温平衡，加丙酮定容至1.0ml，上机分析。
3 结果与讨论
3.1 仪器条件及色谱图
进样口温度250℃，无分流进样；色谱柱：DB-1701P，30m×0.25mm×0.25μm；载气He：1.0mL/min；升温程序：60℃停留1min，以20℃/min程序升温至100℃，以10℃/min程序升温至150℃，以20℃/min程序升温至280℃，保持10min；EI离子源温度230℃，四级杆150℃，传输线280℃；扫描方式为选择离子模式，扫描m/z：94、126、141。分析用衬管、色谱柱为新柱老化后使用。
甲胺磷标准及样品加标处理液进样分析如图1。
a：0.45μg/mL甲胺磷标准b：1.5μg/L加标样品回收
图1 甲胺磷标液及样品加标处理液谱图
3.2 固相萃取小柱的选择
作为目前主流样品前处理技术，固相萃取在水体甲胺磷提取检测中遇到了难题。本文先后试验了Supelco ENVI-18，Oasis HLB，Supelco ENVI Carb，Bond Elut Focus，Oasis MCX等多种常用固相萃取小柱，发现甲胺磷均未获得超过10%的回收率，结果与文献[3]基本一致。其原因可能是，甲胺磷的油水分配系数KowlogP=-0.8，表明甲胺磷脂溶性弱而水溶性强，使甲胺磷在反相固相萃取小柱上保留弱，同时又能被水相从固相萃取小柱上洗脱下来，造成了样品处理回收率低。
本文选用物理吸附能力强的活性碳作固相萃取时，发现其对甲胺磷有非常强的保留，同时用有机溶剂丙酮等能将甲胺磷从活性碳固相萃取小柱上洗脱下来，且回收率明显优于上述固相萃取小柱。因此，本实验以活性碳小柱为基础，开展固相萃取分离提取水体中甲胺磷的前处理方法研究。
3.3 洗脱溶剂选择
活性碳作为吸附剂，其保留能力非常强，往往造成待测物被吸附后难以洗脱，在固相萃取样品前处理实验中，一般不用其作固相萃取载体。活性碳的强吸附能力，正是其能用于保留高水溶性有机物甲胺磷的原因。因此，处理水体中甲胺磷后，如何充分将甲胺磷洗脱下来，是实验成功与否的关键。
本文首先进行洗脱溶剂选择试验。上样后，活性碳小柱通氮气3min除水，再分别试验甲醇、丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷等溶剂的洗脱效果。实验发现，小柱吸附甲胺磷后，以甲醇、丙酮的洗脱效果最好。考虑到丙酮比甲醇更易浓缩，本文采用丙酮作为洗脱溶剂。丙酮用量超过6ml时，活性碳小柱甲胺磷回收测定值基本不再变化。为稳妥起见，实验采用10ml丙酮洗脱小柱。
3.4 固相萃取小柱氮吹干燥时间确定
研究发现，活性碳小柱吸附甲胺磷后，柱体中残存的水分对甲胺磷洗脱效果的影响非常明显。本实验采用氮吹方式，对柱体进行除水干燥，并分别试验了3、15、30、45min氮吹时间，丙酮对活性碳吸附甲胺磷的洗脱效率。研究发现，氮吹30min后，甲胺磷的洗脱率及稳定情况优于15min时，和45min时基本一致，因此，实验认为氮吹30min干燥，已达到除水要求，且未击穿小柱。实验选择上样后，自动固相萃取仪氮吹干燥小柱30min。
同时，本文进行体系含水洗脱效率试验。小柱上样后，氮吹干燥30min，用丙酮、丙酮/水（97+3）洗脱，平行操作。结果发现，丙酮/水（97+3）洗脱小柱时，甲胺磷的回收率不足50%，而丙酮洗脱的回收率可达80%左右。实验进一步表明，柱体中残存水分降低了丙酮对甲胺磷洗脱效率。
3.5 上样体积
甲胺磷在水中溶解度良好。活性碳吸附甲胺磷后，水作为溶剂，对小柱保留的甲胺磷有洗脱能力。因此，本实验需考虑水样可能击穿小柱。活性碳固相萃取小柱处理300mL水样后，再处理100、200、300mL超纯水。结果发现，活性碳固相萃取小柱处理300mL水样后，再上样200mL超纯水时，甲胺磷的回收率开始降低。为防止处理小水样体积过大，有可能击穿小柱，本实验选择处理水样体积为300mL。
3.6方法检出限及加标回收率
按上述样品处理方法和仪器条件分析，水样中加入甲胺磷，检出限可至0.1μg/L；对自来水样进行加标，样品中甲胺磷浓度分别为0.25、1.5μg/L，每个浓度平行处理5份，平均回收率分别为：81.5%和79.3%，RSD分别为：14.9%和10.3%。
进行样品空白处理基质加标，与标准溶液同浓度直接稀释检测对照，未发现甲胺磷的响应值存在明显的基质效应。
4 结论
研究表明，在水体甲胺磷的检测中，以活性碳固相萃取小柱处理样品，能够富集水体中存在的待测物，再用丙酮洗脱后，甲胺磷获得了理想的回收率和稳定性。本文选取以活性碳填料为载体，运用固相萃取-气相色谱质谱技术检测水体中甲胺磷，解决了目前液液萃取处理样品时，有机溶液用量大，操作不能自动化的问题；同时，商品化的固相萃取小柱有利于保证检测结果的一致性。
参考文献：
[1] 何良兴，张瓅文，李燕. 2010年杭州市蔬菜有机磷和氨基甲酸酯农药残留状况分析[J].中国卫生检验杂志，2011，21（6）：1479-1481
[2] 王秀丽，王去峰. 地表水和饮用水中甲胺磷测定方法初探[J]. 城镇供水，2011，2：40-41
[3] 张利飞. 水体中甲胺磷等农药残留的测定-气相色谱质谱法[D]. 北京，中国农业科学院，2005，28
作者简介：
刘志光（1979－），男，湖南常德人，硕士研究生，主管技师，主要从事卫生检验工作。＊E-mail：13619610@qq.com
通讯作者：范 翔（1981－），男，湖南长沙人，硕士，主管技师，主要从事食品安全 风险监测工作。＊E-mail：79117848 @qq.com
论文作者:刘志光,范翔,杨静玥,李欣
论文发表刊物:《航空军医》2016年第11期
论文发表时间:2016/7/21
标签：小柱论文; 甲胺磷论文; 活性碳论文; 丙酮论文; 水体论文; 回收率论文; 样品论文; 《航空军医》2016年第11期论文;