CN103823001A - 新型分散固相萃取净化管、其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种分散固相萃取净化管，其特征在于，所述净化管装有无水硫酸镁、十八烷基键合硅胶、氨丙基、硅胶和石墨化炭五种填料，所述无水硫酸镁、十八烷基键合硅胶、氨丙基、硅胶和石墨化炭的装填质量比例为100～200∶20～100∶20～100∶20～100∶7.5～20，优选130～170∶30～60∶30～60∶30～60∶7.5～18，最优选150∶50∶50∶50∶15。本发明也公开了该净化管的制备方法和用途。与传统净化管的净化填料相比，本发明净化管在净化填料中加入了硅胶，所得净化液更为干净，提高了农药测定的灵敏度与重现性，减少了仪器维护的频率。

Description

新型分散固相萃取净化管、其制备方法和用途

技术领域

本发明涉及一种新型分散固相萃取净化管，具体而言，涉及用于农药残留处理的分散固相萃取净化管。本发明还涉及所述新型分散固相萃取净化管的制备方法及用途。 

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(MRL)，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／T19648-2006.Method for determination 0f500pesticides and related chemicals residues in fruits and vegetables by GC-MS method[S]，2006：1-48和Cao Y Z，Pang G.F，Zhang JJ，et al.J.AOAC Int.[J]，2006，89，(3)：740)。农药残留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C18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。 

QuEChERS方法d-SPE步骤最初使用的净化材料为PSA与无水硫酸镁，用于除去有机酸与部分糖类，后又逐步加入C18与GCB两种净化材料，用于除去部分脂溶性成分与色素或平面苯环类小分子或多苯环类平面结构类的色素等干扰成分，上述净化材料均为通用性的净化材料。由于QuEChERS方法的开发者最除是将该方法应用气相色谱-质谱法测定农药残留，其评价净化材料净化效能的数据多来自于气-质的测定结果，其局限性在于不能提供不适合气相色谱-质谱测定的不挥发性干扰成分的去除效果。此外，QuEChERS方法或其他提取方法并未完全去除一些强极性的成分，如糖类、多糖类、氨基酸类等成分，此类化合物对液质测定而言，存在以下问题：(i)相较其他化合物会造成较强的基质效应(matix effect)，会对离子源造成污染，导致仪器灵敏度下降；(ii)对气质测定而言，此类化合物无法汽化，会沉积于进样衬管或色谱柱前端，污染气相色谱系统，导致检测灵敏度下降，增加色谱系统维护的频次与检验成本；(iii)此类成分会在前处理浓缩步骤析出，影响后续操作，最终影响测定结果的重现性；对于气质测定而言，此类化合物由于难于气化，会沉积于气相进样口于气相色谱柱的前端，造成仪器状态改变，检测灵敏度下降。 

基于上述各点原因，有必要增加净化材料，针对性地用于去除提取步骤中提取液所含极性成分。 

发明内容

申请人通过长期实验意外发现，硅胶类净化材料是去除强极性类成分的重要手段之一，其价格低廉易得，对大多数农药无吸附，是不可多得的用于农药残留测定的净化材料。将含硅胶的净化材料与其他常用净化材料科学配比即得农药残留用分散固相萃取净化管，可用于食品与药品农药残留处理净化步骤。 

本发明人在研究中发现，硅胶填料由于其独特的除杂功能，可以加入d-SPE步骤，可以对QuECHERS提取液起到更好的净化效果，同时待测农药基本损失较小。研究发现加入硅胶净化填料，提取液颜色变淡， 后续浓缩过程更易于进行；同时由于干扰杂质变少，液质的灵敏度较高，部分农药的响应提高数倍；另由于硅胶填料的加入，最终所得供试液较为干净，减少了对仪器的污染，降低了仪器维护的频次。 

此外，本发明的净化管的填料配比也与相关报道的方法有所不同，其创新点在于净化管的填料配比上特意加大了石墨化炭的比例，这样可使本净化管的净化效果更好，缺点是部分平面结构的农药回收率受到影响，部分相关农药回收率约在50％左右，但这部分农药只占较小比例(＜5％)。 

因此，本发明开发了一种全新配比的新型分散固相萃取净化管，该净化管可以用于食品与中药材农药残留的快速测定。 

本发明提供一种全新配比的新型分散固相萃取净化管，该分散固相萃取净化管可用于农药残留处理的净化，与文献报道的分散固相萃取净化管相比，本发明所提供的分散固相萃取净化管具有更好的净化效果。 

一方面，本发明提供一种分散固相萃取净化管，其特征在于，所述净化管装有无水硫酸镁、十八烷基键合硅胶、氨丙基、硅胶和石墨化炭五种填料，所述无水硫酸镁、十八烷基键合硅胶、氨丙基、硅胶和石墨化炭的装填质量比例为100～200∶20～100∶20～100∶20～100∶7.5～20，优选130～170∶30～60∶30～60∶30～60∶7.5～18，最优选150∶50∶50∶50∶15。 

根据本发明一个优选的实施方式，所述分散固相萃取净化管中所述五种填料的总装填量为167.5mg-3120mg，优选315mg或1890mg。 

根据本发明一个优选的实施方式，所述分散固相萃取净化管的体积为2-20ml，优选2ml与15ml。 

另一方面，本发明提供上述分散固相萃取净化管的方法，该方法包括将无水硫酸镁、十八烷基键合硅胶、氨丙基、硅胶和石墨化炭五种填料按照权利要求1所述的装填质量比例混合均匀，再装填到合适体积的塑料离心管的步骤。 

再一方面，本发明提供上述分散固相萃取净化管在农药残留处理中的用途。 

根据本发明一个优选的实施方式，所述农药残留处理包括以下步骤： 

1)提取含农药残留的待测样品，得提取液； 

2)将提取液置于权利要求1-3任一所述的基质分散固相萃取中，净化 提取液，得净化液； 

3)净化液浓缩后进行分析或直接进行分析。 

根据本发明一个优选的实施方式，样品采用的提取方法为QuERCHERS方法(参见ANASTASSIADES M，LEHOTAY S J，STAJNBAHER D，et a1.Fast and easy multiresidue method employing acetonitrile extraction／partitioning and“dispersiVe solid-phase extraction”for thedetermination of pesticide residues in produce[J].JOURNAL OF AOAC INTERNATIONAL，2003(86)：412-431)或GB／T19648-2006方法(参见国家标准批准发布公告2006年第13号(总第100号)，GB／T19648-2006水果和蔬菜中500种农药及相关化学品残留量的测定气相色谱-质谱法)，所述提取液的体积为1-10ml，优选5ml。 

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。 

本发明新型混合型分散固相萃取净化管的有益效果为： 

(1)本发明分散固相萃取净化管由于采取科学的装填填料配比，在用于农药残留处理的净化时可实现一次净化达到对多种干扰物质的去除； 

(2)本发明分散固相萃取净化管主要用于对食品药品采用QuERCHERS方法所得的提取液或者其他常见的农药残留测定提取方法(如GB／T19648)的净化，其净化效果较QuERCHERS方法常用的净化方法好，为食品药品农药残留的测定提供了更多的净化方法； 

(3)该种配比的分散固相萃取净化管，可以根据待测样品的基质复杂程度，制备成167.5mg-3120mg等不同规格的分散固相萃取净化管用于多种食品药品基质的农药残留或其他残留处理工作；所得提取液各使用单位可以根据需要，对所得净化液进行浓缩，以达到更好的检测灵敏度。 

(4)本发明分散固相萃取净化管，可以有效净化含有机氯、有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯类农药及部分杀菌剂等的提取液，同时除去多种干扰测定的杂质。 

(5)本发明分散固相萃取净化管，可以有效净化含有机氯、有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯类农药及部分杀菌剂等的提取液，同时除去多 种干扰测定的杂质。 

附图说明

图1为菠菜净化效果比较，其中左图为净化前的菠菜提取液；中图为实施例4制得的对照管的净化效果；右图为实施例1制得的净化管A的净化效果。 

图2为苹果净化效果比较，其中左图为实施例3制得的净化管C的净化效果；右图为实施例4制得的对照管的净化效果。 

图3从左至右分别记为(1)-(6)号管，其中(1)和(2)号管为金银花净化效果比较，(3)和(4)号管为枸杞净化效果比较，(5)和(6)号管为益母草净化效果比较，其中(1)、(3)和(5)号管为实施例4制得的对照管的净化效果；(2)、(4)和(6)号管为实施例2制得的净化B的净化效果。 

具体实施方式

仪器： 

Agilent7890系列气相色谱仪(美国Agilent公司)；配有EI源的Agilent7000B型三重重四级杆质谱仪(美国Agilent公司)；(5％-苯基)-甲基聚硅氧烷为固定相的超低流失的HP-5MS毛细管色谱柱(30m×0.25mm，膜厚0.25μm)。AB5500型液相色谱三重重四级杆质谱仪(AB公司)，十八烷基硅烷键合硅胶柱(3.5μm，2.1×150mm)，IKA KS260震荡仪(IKA公司)，MULTIVAP113多通道氮气吹干仪(Organomation Associate Inc.)，UV2550型紫外分光光度仪(日本岛津制作所)

型旋转蒸发仪(瑞士 

公司)；高速匀浆振荡萃取仪(美国Fluka公司)。 

材料与试药：农药标准品购自德国Dr.Ehrenstorfer GmbH公司和美国Chem Service公司；内标物质氘代莠去津、氘代倍硫磷与三苯基磷酸酯由德国Sigma公司提供；乙腈、冰醋酸、醋酸钠均为色谱纯(美国Fluke公司)；无水硫酸镁为分析纯(国药集团化学试剂有限公司，上海)；十八烷基键合硅胶填料、氨丙基填料、硅胶填料和石墨化炭填料均由天津博纳艾杰尔科技有限公司(Agela Technologies)提供。 

实施例1：净化管的制备 

准确称取无水硫酸镁填料100mg、十八烷基键合硅胶填料20mg、氨丙基填料20mg、硅胶填料20mg和石墨化炭填料7.5mg于2mL塑料离心管中，混匀，即得总装填量为167.5mg，装填管体积为2mL的分散固相萃取净化管A。 

实施例2：净化管的制备 

准确称取无水硫酸镁填料900mg、十八烷基键合硅胶填料300mg、氨丙基填料300mg、硅胶填料300mg和石墨化炭填料90mg于15mL塑料离心管中，混匀，即得总装填量为1890mg，装填管体积为15mL的分散固相萃取净化管B。 

实施例3：净化管的制备 

准确称取无水硫酸镁填料1200mg、十八烷基键合硅胶填料600mg、氨丙基填料600mg、硅胶填料600mg和石墨化炭填料120mg于15mL塑料离心管中，混匀，即得总装填量为3120mg，装填管体积为15mL的分散固相萃取净化管C。 

实施例4：实施例1～3的对照净化管的制备 

参照实施例1～3，制备相应的对照分散固相萃取净化管，除不称取硅胶净化填料外，其它制备方法与与实施例1～3相同，制得实施例1～3相应的对照净化管，用以比较净化效能。 

实施例5：农药残留处理-样品的提取-蔬菜与水果-QuECHERS方法 

称取试样15g(精确至0.02g)，于50ml聚苯乙烯具塞离心管中，加入15ml冰醋酸-乙腈溶液(4.8)，剧烈振摇1分钟，再加入预先称好6g无水硫酸镁与1.5g无水醋酸钠的混合粉末，再次剧烈振摇1min后，以 4000r／min的转速离心1min。上清液即提取液，取适量(1-10mL)待基质分散净化。采用实施例1净化管A进行净化，净化后进行仪器分析。 

实施例6：农药残留处理-样品的提取-中药材-QuECHERS方法 

取供试品，粉碎，过三号筛，取约3g(准确至0.01g)于50mL塑料离心管中，加入1％冰醋酸溶液15mL，涡旋使药粉充分浸润，放置30分钟，精密加入乙腈15mL与内标溶液100μL(氘代莠去津与氘代倍硫磷内标的最终浓度为200μg/L)，涡旋使混匀，置振荡器上剧烈震荡5分钟(500次／分钟)，加入无水硫酸镁与无水醋酸钠的混合粉末(4：1，m／m)7.5g，立即摇散，置振荡器上剧烈震荡3分钟(500次／分钟)，置冰浴中冷却10分钟，以4000r／min的转速离心5min，精密移取上清液9mL置已预先装有净化材料的基质固相分散萃取净化管(实施例2净化管B)中，涡旋使充分混匀，再置振荡器上剧烈震荡5分钟(500次／分钟)使净化完全，以4000r／min的转速离心5min，精密吸取上清液5mL，置氮吹仪上吹至约0.4mL，精密加入质控内标溶液100ul(最终TPP浓度为100μg／L)，加乙腈定容至1mL，涡旋混匀，所得溶液经微孔滤膜(孔径0.22μm)滤过，取续滤液，即得。 

实施例7：农药残留处理-样品的提取-蔬菜与水果-GB-19648方法 

称取20g试样(精确至0.01g)于80mL离心管中，加入40mL乙腈，用均质器在15000r／min匀浆提取1min，加入5g氯化钠，再匀浆提取1min，将离心管放入离心机，在3000r／min离心5min，取上清液20mL作适当浓缩。取浓缩液适量(1-10mL)待基质分散净化。采用实施例3中净化管C进行净化，净化后进行仪器分析。 

分别采用上述实施例1-3制得净化管净化实施例5-7所述蔬菜、水果与中药材，同时采用实施例4不加硅胶制得的对照净化管净化作为参照，比较净化效果。 

净化效果： 

蔬菜(菠菜)：实施例5提取方法→实施例1制得的净化管A进行净化。所得净化效果比较见图1，由图可见两种净化管都较原液除去大部分杂质，本发明所得净化管所净化的供试品溶液管(右图)净化更彻底，溶液澄清，不含有对照净化管所净化的供试品溶液管(中图)中的沉淀干扰物。 

水果(苹果)：实施例7提取方法→实施例3制得的净化管C进行净化。所得净化效果比较见图2，本发明所得净化管所净化的供试品溶液管(左图)净化更彻底，溶液澄清，不含有对照净化管所净化的供试品溶液管(右图)中的大量沉淀干扰物。 

中药材(金银花、枸杞和益母草)： 

实施例6提取方法→实施例2制得的净化管B进行净化。所得净化效果比较见图3，由图可见，本发明所得净化管所净化的供试品溶液管((2)、(4)和(6)号管)净化更彻底，溶液澄清，不合有对照净化管所净化的供试品溶液管((1)、(3)和(5)号管)中的沉淀干扰物。 

实施例8：回收率分析： 

菠菜回收率实验方法： 

按照实施例5称取菠菜15g，加入10mg／L农药混合溶液150μl(添加水平为100μg/g)，按实施例5步骤提取，并采用实施例1净化管及实施例4制得相应参比管净化，制得菠菜加样回收率样品溶液。 

苹果回收率实验方法： 

按照实施例5称取苹果试样20g，分别加入10mg／L农药混合溶液200μl(添加水平为100μg/g)，按实施例7步骤提取，并采用实施例3净化管及实施例4制得相应参比管净化，制得菠菜苹果加样回收率样品溶液。 

中药材(金银花、枸杞与益母草)回收率实验方法： 

按照实施例6称取中药材试样(金银花、枸杞与益母草)3g，分别加入10mg／L农药混合溶液30μl(添加水平为100μg/g)，按实施例7步骤提取，并采用实施例2净化管及实施例4制得相应参比管净化，制得中药材加样回收率样品溶液。 

(1)菠菜与苹果回收率： 

将制得的菠菜与苹果加样回收率样品溶液进样分析，对22种农药进行回收率考察比较，结果见下表1，由表可见，本发明净化管A与对照净化管的22种回收率都处于70-120％之间，满足农药残留测定要求，本发明净化管A回收率略好于参照管。 

表1：菠菜与苹果回收率结果 

(2)中药材回收率： 

将制得的中药材加样回收率样品溶液(金银花、枸杞与益母草)进样分析，对18种农药进行回收率考察，结果见下表，由表可见，本发明净化管A与对照净化管的22种回收率都处于70-120％之间，满足农药残留测定要求，本发明净化管A回收率略好于对照管。 

表2：金银花、枸杞与益母草回收率结果 

Claims (10)

1.一种分散固相萃取净化管，其特征在于，所述净化管装有无水硫酸镁、十八烷基键合硅胶、氨丙基、硅胶和石墨化炭五种填料，所述无水硫酸镁、十八烷基键合硅胶、氨丙基、硅胶和石墨化炭的装填质量比例为100～200∶20～100∶20～100∶20～100∶7.5～20，优选130～170∶30～60∶30～60∶30～60∶7.5～18，最优选150∶50∶50∶50∶15。

2.根据权利要求1所述的分散固相萃取净化管，其特征在于，所述五种填料的总装填量为167.5mg-3120mg，优选315mg或1890mg。

3.根据权利要求1所述的分散固相萃取净化管，其特征在于，所述净化管的体积为2-20ml，优选2ml或15ml。

4.制备权利要求1-3任一所述的分散固相萃取净化管的方法，所述方法包括将无水硫酸镁、十八烷基键合硅胶、氨丙基、硅胶和石墨化炭五种填料按照权利要求1所述的装填质量比例混合均匀，再装填到合适体积的塑料离心管的步骤。

5.权利要求1-3任一所述的分散固相萃取净化管在农药残留处理中的用途。

6.根据权利要求5所述的用途，其特征在于，所述农药残留处理包括以下步骤：

1)提取含农药残留的待测样品，得提取液；

2)将提取液置于权利要求1-3任一所述的基质分散固相萃取管中，净化提取液，得净化液；

3)净化液浓缩后进行分析或直接进行分析。

7.根据权利要求6所述的用途，其特征在于，步骤1)中样品采用的提取方法为QuERCHERS方法或GB／T19648方法。

8.根据权利要求6所述的用途，其特征在于，步骤1)中所述提取液的体积为1-10ml，优选5ml。

9.根据权利要求6所述的用途，其特征在于，步骤1)中所述含农药残留的待测样品选自食品或药品。

10.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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