有机氯农药残留的提取和净化方法的实验研究

荆海龙

(阳泉师范高等专科学校,山西 阳泉 045000)

目前,国内已制定了油脂、果蔬及食品中六六六和滴滴涕的GB检测方法和限量标准,而有关中草药中农药残留量的GB检测方法和限量标准还很少[1].《中国药典》2020年版除甘草、 黄芪等药材外,对其余药材均未提出有机氯农药残留限量要求[2].而有机氯农药在农药史上曾是使用量最大、使用历史最长的一大类农药,尽管被禁用多年,但由于这类农药脂溶性高,化学性质稳定难于降解,在土壤、水以及空气中仍被检出[3].被作为行气止痛、温中和胃、解痉降压和抗菌药用的云木香也仅有有机磷的检测方法,缺乏有机氯农残的检测技术[4].检测有机氯的技术有许多,例如气质联用[5,6],固相萃取-气质联用[7]等.但却缺乏一种高速、高效的有机氯提取及分离检测方法.然而,弗罗里硅土固相萃取小柱对样品中色素等极性杂质有很强的吸附能力,而对有机氯等非极性和弱极性的待测组分不易吸附[8],满足农药残留的高效分析要求.本文通过弗罗里硅土净化样品,建立高效的有机氯农药残留的提取和净化方法.

1 实验部分

1.1 仪器及试剂

N-1001型系列旋转蒸发仪(上海爱朗仪器有限公司)；OSB-2000 型水浴锅(上海爱朗仪器有限公司)；SHZ-b(III)循环水多真空泵(巩义市英岭子华仪器厂)；高速离心机(上海安亭科学仪器厂制造)；万能粉碎机(天津华鑫仪器厂)；数显电子天平(AR1140,上海梅特勒托利多仪器上海有限公司)；超声波清洗器；GC-2010气相色谱仪(日本岛津制作所)；固相萃取仪(上海艾薇欧科技发展有限公司)；

有机氯标准品：α-六六六(α-BHC)、β-六六六(β-BHC)、γ-六六六(γ-BHC)、δ-六六六、2,4-DDT、 4,4-DDT、七氯等均购于百灵威公司；正己烷(分析纯),丙酮(分析纯),无水硫酸钠(分析纯),甲醇(分析纯,用旋转蒸发仪在58℃下进行重蒸)均购于国药公司；木香(云南鸿翔科技有限责任公司)；固相萃取小柱：弗罗里硅土 (商品柱),实验用水均为超纯水.

1.2 标准溶液的配置

将7种有机氯农药(α、β、γ和δ-BHC,2,4′-DDT,4,4′-DDT,七氯)各称量0.01 g溶于正己烷中,并定容至100 mL容量瓶中,配制成100 μg/mL的单标,然后再从各个单标中取出5 mL并用正己烷定容到100 mL容量瓶中,配制成5 μg/mL的混标储备液.采用逐级稀释法分别稀释成0.005 μg/mL、0.01 μg/mL、0.1 μg/mL、0.5 μg/mL、1 μg/mL、2 μg/mL在相同的色谱条件下测定,绘制标准工作曲线.

1.3 样品处理

将木香用粉碎机粉碎,过60目筛备用.取2.50 g已粉碎的木香样品置于100 mL 的具塞锥形瓶中,用丙酮∶正己烷(1∶1)混合溶剂 20 mL 浸泡[5].用超声波提取(30、60、90、120 min),每30 min换水防止温度上升,过滤时在漏斗中各加入2 g氯化钠和无水硫酸钠,(去除实验过程中带入的少量水份)离心分离,用旋转蒸发仪浓缩至2～3 mL,待净化.按照此操作称取8份样品,4份加入1 mL混标(5 μg/mL),其余4份做为空白对照.

(1)活化剂实验

第一组先把弗罗里硅土小柱置于固相萃取仪上用5 mL正己烷[9]活化弗罗里硅土小柱后上样,再用6 mL丙酮∶正己烷(1∶9)洗脱[10],收集洗脱液于10 mL容量瓶中用溶剂定容.待色谱测定.

第二组用5 mL甲醇活化弗罗里硅土小柱,其余操作同第一组；

第三组用5 mL正己烷：甲醇1∶1活化弗罗里硅土小柱,其余操作同第一组；

(2)洗脱剂实验

选用丙酮∶正己烷(1∶9)[10]作为洗脱剂,并采用洗脱剂为(9∶1)的进行对比实验.

(3)色谱检测

检测条件：ECD检测器,检测器温度300 ℃,进样口温度250 ℃,柱箱温度240 ℃,压力145.8 kpa,气为高纯氮气(99.999%),流速为2 mL/min,自动进样器进样,进样量1 μl.

2 结果和讨论

2.1 标准曲线的绘制

用正己烷做溶剂,配置5 μg/mL的标准储备液,分别稀释成0.005 μg/mL、0.01 μg/mL、0.1 μg/mL、0.5 μg/mL、1 μg/mL、2 μg/mL混合标准溶液,在相同的色谱条件下测定,以峰面积为纵坐标,浓度为横坐标绘制工作曲线,得到了7种有机氯的线性回归方程见表1.

表1 7种农药的线性回归方程及相关系数

从表可知,7种农残的线性范围为：0.005～5 μg/mL.线性响应不低于0.92.测得浓度为5 μg/mL色谱图见图1.

(1．α-六六六；2.γ-六六六；3.β-六六六；4.七氯；5.δ-六六六；6.2,4-DDT；7.4,4-DDT.注：按出峰顺序排列)图1 5 μg/mL混合标准溶液色谱图

2.2 超声波提取时间的选择

参照文献[5],采用正己烷与丙酮体积比为1∶1做为溶剂,用超声波振荡提取,提取时间为30 min、60 min、90 min、120 min,结果见表2.

表2 加标有机氯在不同提取时间的回收率

由表2可知30 min下有机氯回收率最高,故本实验超声提取确定时间为30 min,该条件下的色谱图见图2.

(1．α-六六六；2.γ-六六六；3.β-六六六；4.七氯；5.δ-六六六；6.2,4-DDT；7.4,4-DDT.注：按出峰顺序排列)图2 超声提取30 min的加标色谱图

2.3 净化条件实验

(1)活化剂的选择

参照文献[9],分别用正己烷、甲醇、正己烷与甲醇体积比为1∶1的混合溶剂活化弗罗里硅土小柱,实验结果见图3.

图3 不同活化剂下7种有机氯农药回收率的柱状图

从图3中可以明显看出,用正己烷与甲醇体积比为1∶1的混合溶剂做活化剂活化弗罗里硅土小柱效果最好,该活化条件下的色谱图见图4.

(1．α-六六六；2.γ-六六六；3.β-六六六；4.七氯；5.δ-六六六；6.2,4-DDT；7.4,4-DDT.注：按出峰顺序排列)图4 甲醇：正己烷(1∶1)做活化剂的色谱图

(2)洗脱剂的选择

参照文献[10],用不同比例的丙酮与正己烷的混合溶剂为洗脱剂,结果见表表3.

表3 洗脱剂为丙酮与甲醇体积比为9∶1和1∶9时的回收率

由表3可知,正己烷在溶剂中比例较大时,即丙酮：正己烷为(1∶9)时洗脱效果较好.

3 结 论

本文应用气相色谱测定,对超声波-液相萃取前处理云木香中有机氯农残的方法进行较为系统的初步研究,结果如下：

(1)实验采用正己烷∶丙酮体积比1∶1的混合溶剂,在超声波下振荡提取.实验表明超声30 min效果最好.

(2)实验用弗罗里硅土小柱对提取物进行了柱层析分离净化,活化剂为正己烷与甲醇体积比1∶1的混合溶剂,洗脱剂为丙酮与正己烷体积比1∶9的混合溶剂时净化效果最好.

(3)本实验所得数据相关系数不低于0.92,数据响应较好.初步建立了气相色谱测定云木香中7种有机氯农残的较优前处理方法.

(4)该方法可用于中药材中7种有机氯农药残留的同时检测,固相萃取小柱净化目标物的方法省时省力，操作方便.