CN102671428A - 混合型固相萃取小柱、其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于农药残留前处理的新型混合型固相萃取小柱，其特征在于，该柱装有十八烷基键合硅胶、氨丙基和石墨化炭三种填料，所述十八烷基键合硅胶、氨丙基和石墨化炭的装填质量比例为120-300∶50-80∶4.5-7，优选150-250∶50∶4.5-7。本发明也公开了改混合型固相萃取小柱的制备方法和用途。该柱所用淋洗溶剂为与农药残留测定常用提取用溶剂一致的乙腈，简化了净化步骤，同时省去了复杂且可能造成待测农药带来损失的溶剂交换步骤，可实现一次过柱达到对多种干扰物质的去除。

Description

混合型固相萃取小柱、其制备方法和用途

技术领域

本发明涉及一类混合型固相萃取小柱，具体而言，涉及用于农药残留前处理的混合型固相萃取小柱。本发明还涉及所述混合型固相萃取小柱的制备方法及用途。

背景技术

农药残留及有机有害物残留是影响人民饮食生命健康的重要因素，世界各国政府为了保障人民的食品安全，制订了许多针对食品的最大农药残留限度(MRLs)，同时许多国家与地区组织，如美国，每年都进行大规模的农药残留数据监测项目。因此，可信赖的，效率较高的，农药多残留测定方法是保障人民饮食用药安全的重要方面。近年来，随着质谱技术的发展，农药多残留测定方法取得了长足发展，使得一种方法可以同时测定达500余种农药残留(参见GB/T 19648-2006.Method fordetermination of 500 pesticides and related chemicals residues in fruits andvegetables by GC-MS method[S]，2006：1-48和Cao Y Z，Pang G.F，ZhangJJ，et al.J.AOAC Int.[J]，2006，89，(3)：740)。农药残留前处理方法也由最初的液-液萃取等较为费时费力的净化方式发展为凝胶渗透色谱净化及固相萃取净化等方法。2003年由美国农业部东部研究中心Lehotay S.J.开发的QuEChERS法是农残测定领域的又一次重大进展，该方法快速、简单、廉价、高效、耐用、安全的样品前处理方法，故根据表明其方法特点的英文首字母取名为QuECHERS方法，如今该方法已在世界各地广泛使用，该方法提取速度较快，取样简单，净化采用基质分散技术(d-SPE)，可以在10分钟内处理1个样品。该方法最初所使用的净化填料为十八烷基键合硅胶(以下简称碳十八，C18)与氨丙基(PSA)，后来改进后的方法使用石墨化炭(GCB)，可以去除提取液中的部分色素，由于GCB对某些农药如六氯苯、五氯硝基苯等具较强吸附，故d-SPE步骤所加入的GCB的量远少于C 18与PSA的量(GCB∶C18∶PSA，7.5∶100∶100)，以在有效去除杂质和干扰物与保证良好农药回收率之间取得平衡。但是QuECHERS方法所得供试品溶液折算到样品的量为每1ml相当于1g样品，这就为后续的仪器检测提出较高要求，为了得到较低的检测限，就气相色谱-质谱联用仪而言，一般需要配合使用大体积进样技术(LVI)。但是大体积进样会对进样口造成较大污染，增加仪器维护的频次，影响仪器连续分析效能，而且由于LVI价格较高，部分实验室不具备此项进样系统，使该方法的应用受到一定限制。中国国国家标准则收载有采用固相萃取净化方式的前处理方法(参见GB/T 19648-2006.Method for determination of 500pesticides and related chemicals residues infruits and vegetables by GC-MS method[S]，2006：1-48和GB/T20769-2006.Method for determination of 405pesticides and relatedchemicals residues in fruits and vegetables by LC-MS-MS method[S]，2006：1-58)，所得供试品溶液折算到样品的量为每1ml相当于10g样品，可以达到较低的检测限，但该样品前处理经C18和石墨化炭与氨基串联小柱两次净化，两次净化分别采用不同淋洗液，其中碳十八固相萃取柱用乙腈洗脱，石墨化炭与氨基串联小柱采用甲苯+乙腈(3+1，v/v)洗脱，虽得到了较好的净化效果，但操作步骤较多，前处理时间较长，大大影响了测定效率。

中国卫生检验杂志上，2011(21)1：7公布的论文“农药残留测定用新型混合型固相萃取小柱的开发”公开了一种固相萃取小柱，但由于其配比的问题，净化效果仍不够满意。

因此，仍然存在开发新型农药残留前处理用的混合型固相萃取小柱的需要。

发明内容

鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供一种混合装填有科学配比的多种常用净化填料的固相萃取小柱，该固相萃取小柱可用于农药残留前处理的净化，可实现一次过柱达到对多种干扰物质的去除。

本发明通过如下技术方案实现：

本发明的一个方面提供一种新型混合型固相萃取小柱，其特征在于，该柱装有十八烷基键合硅胶、氨丙基和石墨化炭三种填料，所述十八烷基键合硅胶、氨丙基和石墨化炭的装填质量比例为120-300∶50-80∶4.5-7，优选150-250∶50∶4.5-7

根据本发明一个优选的实施方式，所述混合型固相萃取小柱中三种填料的总装填量为500mg-5000mg，优选总装填量为1500mg或2000mg。

根据本发明一个优选的实施方式，所述混合型固相萃取小柱的柱管体积为5-20ml，优选6ml。

本发明的另一个方面提供上述混合型固相萃取小柱的方法，该方法包括将十八烷基键合硅胶、氨丙基及石墨化炭三种填料按照上述的装填质量比例预混合均匀，再装填到固相萃取柱管的步骤。

本发明的再一个方面提供上述混合型固相萃取小柱在农药残留前处理中的用途。

根据本发明一个优选的实施方式，所述农药残留前处理包括将含农药残留的待测样品加于上述混合型固相萃取小柱上，用乙腈作为淋洗液进行淋洗的步骤。

根据本发明一个优选的实施方式，所述乙腈使用的体积为1-25ml，优选15ml。

根据本发明一个优选的实施方式，所述含农药残留的待测样品选自食品或药品。

根据本发明一个优选的实施方式，所述农药选自含有机氯、有机磷或氨基甲酸酯的农药；拟除虫菊酯类农药或杀菌剂类农药。

本发明新型混合型固相萃取小柱的有益效果为：

(1)本发明固相萃取小柱由于采取科学的装填填料配比，在用于农药残留前处理的净化时可实现一次过柱达到对多种干扰物质的去除；

(2)本发明固相萃取小柱所用淋洗溶剂为与农药残留测定常用提取用溶剂一致的乙腈，简化了净化步骤，同时省去了复杂且可能造成待测农药带来损失的溶剂交换步骤；

(3)该种配比的固相萃取小柱，可以根据待测样品的基质复杂程度，制备成1000mg-5000mg等不同规格的固相萃取小柱用于多种食品药品基质的农药残留或其他残留前处理工作；

(4)本发明固相萃取小柱在使用乙腈作为洗脱剂的情况下，可以有效洗脱有机氯、有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯类农药及部分杀菌剂等各类待测农药，同时除去多种干扰测定的杂质。

附图说明

图1为金银花参照原液与本发明实施例1-4所制得的固相萃取小柱A、B、C、D和文献A柱所得净化液的全扫描质谱图。

具体实施方式

实施例1：固相萃取小柱的制备

将728mg十八烷基键合硅胶、243mg氨丙基和29mg石墨化炭混合均匀(十八烷基键合硅胶、氨丙基和石墨化炭的装填质量比为150∶50∶6)，装填到固相萃取柱管中，总装填量为1000mg，柱管体积6ml，得到本发明固相萃取小柱A。

实施例2：固相萃取小柱的制备

将130lmg十八烷基键合硅胶、650mg氨丙基和90mg石墨化炭混合均匀(十八烷基键合硅胶、氨丙基和石墨化炭的装填质量比为120∶60∶4.5)，装填到固相萃取柱管中，总装填量为2000mg，柱管体积15ml，得到本发明固相萃取小柱B。

实施例3：固相萃取小柱的制备

将3876mg十八烷基键合硅胶、1033mg氨丙基和90mg石墨化炭混合均匀(十八烷基键合硅胶、氨丙基和石墨化炭的装填质量比为300∶80∶7)，装填到固相萃取柱管中，总装填量为5000mg，柱管体积20ml，得到本发明固相萃取小柱C。

实施例4：固相萃取小柱的制备

将316mg十八烷基键合硅胶、169mg氨丙基和15mg石墨化炭混合均匀(十八烷基键合硅胶、氨丙基和石墨化炭的装填质量比为150∶80∶7)，装填到固相萃取柱管中，总装填量为500mg，柱管体积6ml，得到本发明固相萃取小柱D。

实施例5：柱净化效果考察

选取基质较为复杂的金银花作为考察对象，按照如下步骤考察净化效果：

称取2g充分粉碎并匀浆处理过的试样，于50ml聚苯乙烯具塞离心管中，加入15ml水，放置2小时使充分溶胀，加入15ml含0.1％冰乙酸乙腈溶液，剧烈振摇1分钟，加入6g无水硫酸钠，1.5g无水乙酸钠，再次剧烈振摇1min后，以4000转/min的转速离心1min，待净化。准确吸取所得提取液5ml，氮气流下吹至约1ml，加于各实施例制得的固相萃取小柱A、B、C、D及对比文献中A柱[农药残留测定用新型混合型固相萃取小柱的开发，中国卫生检验杂志上，2011(21)1：7，下同]，分别以乙腈20ml淋洗，收集淋洗液，氮气吹至近干，加入乙腈1ml使溶解，即得文献A柱及本发明实施例A、B、C、D柱净化液。另取金银花提取液5ml，准确吸取所得提取液5ml，氮气流下吹至近干，加入乙腈1ml使溶解，即得未经净化的参照液。吸取上述6种溶液各1μl，注入气相色谱质谱联用仪(色谱-质谱条件见附件)，扫描50-500质量数的各溶液质谱图，见附图1。由图1可见，实施例固相萃取小柱A、B、C、D所得净化液的去除了金银花参照原液的大部分杂质，且基线较低，净化效果明显好于文献报道的A柱。

实施例6：农药回收率考察

基于本发明各实施例制得的固相萃取小柱A、B、C和D与文献中A柱，针对92种有代表性的农药分别做了各农药淋洗条件的摸索，得出各农药完全淋洗下来(回收率＞90％)的所需乙腈淋洗剂的体积。

分别以乙腈为溶剂配制各农药储备溶液，再以乙腈为溶剂经适当稀释制得含各农药浓度为1μg/ml混合标准品溶液，取该溶液1ml加于根据实施例所制备得到的固相萃取小柱A、B、C和D与文献中A柱上，分别以乙腈1-35ml淋洗，每一洗脱体积平行进行2个重复的试验，取淋洗液于40℃水浴减压蒸至1ml，再于氮吹仪上吹至近干，加入乙腈1ml使溶解，另制备含各农药浓度均为1μg/ml的溶液作为标准品溶液，将该标准品溶液与过柱后所得的供试溶液进行气相色谱-质谱分析(色谱-质谱条件见附件)，计算各农药在根据实施例1所制备得到的固相萃取小柱上A的回收率，绘制各农药淋洗曲线。取各农药回收率大于90％的最小淋洗体积作为最佳淋洗体积，各农药最佳淋洗体积详见下表1。实施例所得A、B、C和D固相萃取小柱的最佳淋洗体积的平均值与文献中A柱的最佳淋洗体积比较结果通过偏差反映于下表。由表可见本发明实施例所得A、B、C和D固相萃取小柱的淋洗体积远小于文献A柱，基本较文献A柱低40％左右，较低的淋洗体积对减少农残测得的杂质干扰与农药回收率的提高至关重要，实施例A、B、C和D固相萃取小柱较好地满足了要求。另外部分农药(环酰菌胺、伏杀硫磷、噻菌灵、克菌丹、灭蝇胺、益棉磷、蝇毒磷、百菌清)在文献A柱上的回收率低于10％甚至未有回收，而实施例A、B、C和D固相萃取小柱较好地实现了对上述农药的回收。

表1、本发明实施例A、B、C、D与文献中A柱的最佳淋洗体积比较

附件：气相色谱质谱测定条件

1.气相色谱条件

气相色谱梯度升温程序：80℃保持1min，然后以30℃/min程序升温至140℃，再以5℃/min升温至215℃，保持5min，再以15℃/min升温至270℃，保持1min，再以40℃/min升温至315℃，保持12min；载气：氦气，纯度≥99.999％，恒压模式，柱前压：14psi；进样口温度：240℃；进样量：2μL；进样方式：无分流进样，0.75min后开阀；电子轰击源：70eV；离子源温度：230℃；GC-MS接口温度：280℃；

2.质谱条件

每种化合物分别选择一个定量离子，2个定性离子。所有农药需要检测的离子按照出峰顺序，分时段分别检测。每种化合物的保留时间、定量离子、定性离子及定量离子与定性离子的丰度比值，参见下表2。

表2：92种农药和内标化合物的保留时间、定量离子、定性离子及定性

离子与定性离子的丰度比

(^*表中磷胺及部分菊酯类农药由于存在多种异构体，会出现多个色谱峰成分，各成分别用农药名加罗马数字I、II、III、IV等来表示)。

Claims (9)

1.混合型固相萃取小柱，其特征在于，该柱装有十八烷基键合硅胶、氨丙基和石墨化炭三种填料，所述十八烷基键合硅胶、氨丙基和石墨化炭的装填质量比例为120-300∶50-80∶4.5-7，优选150-250∶50∶4.5-7。

2.根据权利要求1所述的混合型固相萃取小柱，其特征在于，所述三种填料的总装填量为500mg-5000mg，优选1000mg或2000mg。

3.根据权利要求1所述的混合型固相萃取小柱，其特征在于，该柱的柱管体积为5-20ml，优选6ml。

4.制备权利要求1-3任一所述的混合型固相萃取小柱的方法，其特征在于，该方法包括将十八烷基键合硅胶、氨丙基及石墨化炭三种填料按照权利要求1所述的装填质量比例混合均匀，再装填到固相萃取柱管的步骤。

5.权利要求1-3任一所述的混合型固相萃取小柱在农药残留前处理中的用途。

6.根据权利要求5所述的用途，其特征在于，所述农药残留前处理包括将含农药残留的待测样品加于权利要求1-3任一所述的混合型固相萃取小柱上，用乙腈作为淋洗液进行淋洗的步骤。

7.根据权利要求6所述的用途，其特征在于，所述乙腈使用的体积为1-25ml，优选15ml。

8.根据权利要求6所述的用途，其特征在于，所述含农药残留的待测样品选自食品或药品。

9.根据权利要求5所述的用途，其特征在于，所述农药选自含有机氯、有机磷或氨基甲酸酯的农药；拟除虫菊酯类农药或杀菌剂类农药。

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