CN108489968B - 一种便捷检测二硫代氨基甲酸盐类农药的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于分析化学检测领域，涉及一种便捷检测二硫代氨基甲酸盐类农药的方法，包括制作标准曲线、将样品溶液与载液混合后输入液相色谱柱进行分离，与还原液混合后用微波辐射还原成二硫化碳，然后与载气混合，经冷却、气液分离，最后用DBD装置激发CS2发射光谱，选择257.94nm作为CS2的特征发射谱线，利用峰面积进行定量，得到样品溶液中二硫代氨基甲酸盐类农药的浓度。本发明使用微波辅助SnCl2将DTCs还原成CS2，具有良好的还原效果，用DBD微等离子体激发CS2发射光谱，利用峰面积进行定量，实现农药残留的检测分析，干扰少，灵敏度高，分析快速、简便，成本低，便于实现装置小型化和便携式。

Description

一种便捷检测二硫代氨基甲酸盐类农药的方法
技术领域
本发明属于分析化学检测领域，涉及一种农药残留快速检测方法，具体是一种高灵敏度的微波辅助氯化亚锡/盐酸溶液还原-微等离子体激发发射光谱测定二硫代氨基甲酸盐类农药的检测方法。
背景技术
二硫代氨基甲酸盐(DTCs)是一类有机硫农药的总称，是传统的保护性杀菌剂，其占有世界杀菌剂市场30％的份额。目前关于DTCs的测定方法通常使用SnCl2将其还原为CS2，再使用气相色谱和气相色谱串联质谱进行分析。Kazos et al用气相色谱串联质谱测定了丙森锌(Chemosphere.2007,68(11),2104-2110.)，王艳丽用顶空气相色谱法研究了代森锰锌及代谢产物ETU在番茄、黄瓜、梨、菜豆、香蕉等5种农产品中的残留(硕士学位论文.湖南农业大学,2011)，边照阳等建立了一种用气相色谱/质谱联用法快速测定二硫代氨基甲酸酯类农药的方法(烟草科技.2011(3),46-49,54)。但是这些方法通常需要离线对样品进行孵化并还原，其前处理过程耗时较长，存在进样重复性差的问题，对检测结果产生影响。此外，由于需要使用气相色谱仪和质谱仪这类大型分析仪器，检测成本较高。
农药残留快速检测对小型化仪器和快速方法的要求越来越受到重视。近十年来，许多新技术成功应用于快速检测，包括荧光探针、化学发光、表面增强拉曼光谱、红外光谱和电化学发光传感器等。然而，农药残留的快速检测依然存在具有挑战性，因为这些方法可能受到纳米材料的稳定性和选择性的影响。最近，对于特殊元素具有高稳定性和选择性的原子发射光谱法(AES)成功应用于农药的测定，但是，传统的台式AES仪器通常体积庞大，价格昂贵，耗电量高，而且便携式仪器仪表难以在现场快速检测农药残留。
介质电阻挡放电(DBD)微等离子体，它是在绝缘电阻分隔开的两个电极之间施放交流高压或脉冲，使两极间的气体被击穿发生介质阻挡放电。具有结构简单，低功耗、低气体消耗，现场可携带性和便于操作等优点，已广泛应用于分析原子光谱法的各个领域。近年来已经有大量报道作用原子光谱(Anal Chem.2006,78(3),865-872.)、分子光谱(AnalChem.2011；83:5050-5055.)、质谱(Angew Chem Int Edit.2010；49:4435-7)等应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种便捷检测二硫代氨基甲酸盐类农药的方法，使用微波辅助SnCl2将DTCs还原成CS2，用DBD微等离子体激发CS2发射光谱，使用电荷耦合光谱仪(CCD)检测CS2的特征发射谱线，利用峰面积进行定量，实现农药残留的检测分析。
本发明所采用的技术方案：
一种便捷检测二硫代氨基甲酸盐类农药的方法，其具体步骤如下：
1、制作二硫代氨基甲酸盐类农药的标准曲线
A、用EDTA溶液配制二硫代氨基甲酸盐类农药的标准溶液。
B、准确量取二硫代氨基甲酸盐类农药的标准溶液，按体积比为0.1～2:1～5的比例与载液形成混合液，经液相色谱柱进行分离，记录保留时间(不同的二硫代氨基甲酸盐类农药，在液相色谱柱中的保留时间不同，根据保留时间可以对二硫代氨基甲酸盐类农药进行定性。一般情况下，被检测物中的残留农药可能有多种，根据保留时间可以对残留农药进行定性)。
C、将经过液相色谱柱分离的混合液，按体积比为2～1:1～2的比例与还原液混合后用功率为150～800W的微波辐射，使二硫代氨基甲酸盐类农药还原成二硫化碳(CS2)，然后与载气混合，经冷却、气液分离，最后利用载气将二硫化碳(CS2)送入DBD装置激发CS2发射光谱，DBD装置内外电极电压控制在1.5～3.3kV，选择257.94nm作为CS2的特征发射谱线，使用小型化电荷耦合光谱仪(CCD)检测其发射强度(峰面积)。
所述还原液是SnCl2/HCl溶液，其中SnCl2的浓度为5～30g L-1、HCl的浓度为1.5～4mol L-1。所述载气是氦气或氩气。
D、配制不同浓度的标准溶液，重复上述步骤，获得不同浓度下二硫代氨基甲酸盐类农药转化成CS2的特征发射谱线的发射强度(峰面积)，与二硫代氨基甲酸盐类农药的浓度成线性关系，每种二硫代氨基甲酸盐类农药分别制作标准曲线。
2、将被测物匀浆制备后，按质量比为40～50:1的比例加入L-半胱氨酸，按质量体积比为1:4～5的比例加入EDTA提取液，高速匀浆、离心，取上清液作为样品溶液。准确量取样品溶液并与载液混合得到检测液，然后输入液相色谱柱进行分离，根据保留时间对样品溶液中的农药种类进行定性。
3、将经过液相色谱柱分离的检测液与还原液按体积比为2～1:1～2的比例混合后用功率为150～800W的微波辐射，使检测液中二硫代氨基甲酸盐类农药还原成二硫化碳(CS2)，然后与载气混合，经冷却、气液分离，最后利用载气将二硫化碳(CS2)送入DBD装置激发CS2发射光谱，DBD装置内外电极电压控制在1.5～3.3kV，选择257.94nm作为CS2的特征发射谱线，使用小型化电荷耦合光谱仪(CCD)检测其发射强度(峰面积)。
4、将步骤3测得的发射强度(峰面积)与标准曲线进行比对，得到样品溶液中二硫代氨基甲酸盐类农药的浓度。
本发明与已有快速检测方法相比，主要有以下特点/优点：(1)使用微波辅助还原方法具有良好的还原效果，可保证方法有好的准确度；(2)采用DBD等离子体装置激发得到CS2分子发射光谱，选择257.94nm特定发射线，干扰少，最低检出限为0.001mg mL-1，灵敏度高；(3)分析快速、简便。(4)DTCs分析方法成本低，便于实现装置小型化和便携式。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规实验条件。
标准曲线制作：分别取代森锰锌、福美双、代森锌、丙森锌、代森联等不同的二硫代氨基甲酸盐农药，分别配置不同的标准溶液，利用本发明方法获得不同浓度下CS2的特征发射谱线的发射强度(峰面积)，制作标准曲线。同时记录不同的二硫代氨基甲酸盐农药在液相色谱柱中的保留时间，用于对农药的种类进行定性。
实施例一、黄瓜中代森锌残留检测
1、取黄瓜样品匀浆制备后，称取5g样品，加入L-半胱氨酸0.1g、EDTA提取液(0.2mol/L)20mL，高速匀浆1min，在4000rpm离心3min，取上清液作为样品溶液。取2mL样品溶液与5mL载液(甲醇+水)混合得到检测液，然后输入液相色谱柱进行分离，根据保留时间对样品溶液中的农药种类进行定性。
2、将经过液相色谱柱分离的检测液(样品溶液与载液的混合液)与还原液(SnCl2/HCl溶液，其中SnCl2的浓度为10g L-1、HCl的浓度为2.0mol L-1)15mL混合后用功率为300W的微波辐射，使检测液中代森锌还原成二硫化碳(CS2)，然后与氦气混合，氦气流速为600mLmin-1，经冷浴冷却、气液分离，最后利用氦气将二硫化碳(CS2)送入DBD装置激发CS2发射光谱，DBD装置内外电极电压控制在1.8kV，选择257.94nm作为CS2的特征发射谱线，使用小型化电荷耦合光谱仪(CCD)检测其发射强度(峰面积)。
3、将测得的发射强度(峰面积)与CS2特征发射谱线的标准曲线进行比对，得到样品溶液中代森锌的浓度。
实施例二、豇豆中代森锌残留检测
1、取豇豆样品匀浆制备后，称取5g样品，加入L-半胱氨酸0.1g、EDTA提取液(0.2mol/L)25mL，高速匀浆1min，在4000rpm离心3min，取上清液作为样品溶液。取2mL样品溶液与10mL载液(甲醇+水)混合得到检测液，然后输入液相色谱柱进行分离，根据保留时间对样品溶液中的农药种类进行定性。
2、将经过液相色谱柱分离的检测液(样品溶液与载液的混合液)与还原液(SnCl2/HCl溶液，其中SnCl2的浓度为20g L-1、HCl的浓度为2.5mol L-1)25mL混合后用功率为700W的微波辐射，使检测液中代森锌还原成二硫化碳(CS2)，然后与氦气混合，氦气流速为200mLmin-1，经冷浴冷却、气液分离，最后利用氦气将二硫化碳(CS2)送入DBD装置激发CS2发射光谱，DBD装置内外电极电压控制在2.0kV，选择257.94nm作为CS2的特征发射谱线，使用小型化电荷耦合光谱仪(CCD)检测其发射强度(峰面积)。
3、将测得的发射强度(峰面积)与CS2特征发射谱线的标准曲线进行比对，得到样品溶液中代森锌的浓度。
实施例三、葡萄中代森锌残留检测
1、取葡萄样品匀浆制备后，称取5g样品，加入L-半胱氨酸0.1g、EDTA提取液(0.2mol/L)20mL，高速匀浆1min，在4000rpm离心3min，取上清液作为样品溶液。取2mL样品溶液与载液(甲醇+水)15mL混合得到检测液，然后输入液相色谱柱进行分离，根据保留时间对样品溶液中的农药种类进行定性。
2、将经过液相色谱柱分离的检测液(样品溶液与载液的混合液)与还原液(SnCl2/HCl溶液，其中SnCl2的浓度为25g L-1、HCl的浓度为3.0mol L-1)30mL混合后用功率为500W的微波辐射，使检测液中代森锌还原成二硫化碳(CS2)，然后与氦气混合，氦气流速为400mLmin-1，经冷浴冷却、气液分离，最后利用氦气将二硫化碳(CS2)送入DBD装置激发CS2发射光谱，DBD装置内外电极电压控制在2.8kV，选择257.94nm作为CS2的特征发射谱线，使用小型化电荷耦合光谱仪(CCD)检测其发射强度(峰面积)。
3、将测得的发射强度(峰面积)与CS2特征发射谱线的标准曲线进行比对，得到样品溶液中代森锌的浓度。
实施例四、番石榴中代森锌残留检测
1、取番石榴样品匀浆制备后，称取5g样品，加入L-半胱氨酸0.1g、EDTA提取液(0.2mol/L)23mL，高速匀浆1min，在4000rpm离心3min，取上清液作为样品溶液。取2mL样品溶液与20mL载液(甲醇+水)混合得到检测液，然后输入液相色谱柱进行分离，根据保留时间对样品溶液中的农药种类进行定性。
2、将经过液相色谱柱分离的检测液(样品溶液与载液的混合液)与还原液(SnCl2/HCl溶液，其中SnCl2的浓度为30g L-1、HCl的浓度为3.5mol L-1)30mL混合后用功率为600W的微波辐射，使检测液中代森锌还原成二硫化碳(CS2)，然后与氦气混合，氦气流速为300mLmin-1，经冷浴冷却、气液分离，最后利用氦气将二硫化碳(CS2)送入DBD装置激发CS2发射光谱，DBD装置内外电极电压控制在3.0kV，选择257.94nm作为CS2的特征发射谱线，使用小型化电荷耦合光谱仪(CCD)检测其发射强度(峰面积)。
3、将测得的发射强度(峰面积)与CS2特征发射谱线的标准曲线进行比对，得到样品溶液中代森锌的浓度。
检测效果：
将上述实施例检测所得样品溶液中代森锌的浓度，同一批次样品分别采用标准方法(LC-MS/MS)测定代森锌的浓度作为对照。三次重复，取平均值，结果见表1。
表1本方法与标准方法测定代森锌浓度的对比结果
样品 本方法(mg kg<sup>-1</sup>) LC-MS/MS(mg kg<sup>-1</sup>)
黄瓜 4.81±0.10 4.95±0.17
豇豆 10.6±0.37 10.2±0.52
葡萄 10.1±0.12 10.1±0.26
番石榴 4.65±0.08 4.10±0.26
上述结果表明，采用本发明使用微波辅助SnCl2将DTCs还原成CS2，用DBD微等离子体激发CS2发射光谱，使用电荷耦合光谱仪(CCD)检测CS2的特征发射谱线，利用峰面积进行定量，所测定样品中代森锌的浓度与采用标准方法(LC-MS/MS)测定代森锌的浓度基本一致，具有较好的准确度，分析快速、简便，成本低，便于实现装置小型化和便携式。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种便捷检测二硫代氨基甲酸盐类农药的方法，其特征在于，其具体步骤如下：
1)、制作二硫代氨基甲酸盐类农药的标准曲线
A、用EDTA溶液配制二硫代氨基甲酸盐类农药的标准溶液；
B、准确量取二硫代氨基甲酸盐类农药的标准溶液，按体积比为0.1～2:1～5的比例与载液形成混合液，经液相色谱柱进行分离，记录保留时间；
C、将经过液相色谱柱分离的混合液，按体积比为2～1:1～2的比例与还原液混合后用功率为150～800W的微波辐射，使二硫代氨基甲酸盐类农药还原成二硫化碳，然后与载气混合，经冷却、气液分离，最后利用载气将二硫化碳送入DBD装置激发CS2发射光谱，DBD装置内外电极电压控制在1.5～3.3kV，选择257.94nm作为CS2的特征发射谱线，使用电荷耦合光谱仪检测其发射强度；
所述还原液是SnCl2/HCl溶液，其中SnCl2的浓度为5～30g L-1、HCl的浓度为1.5～4molL-1；所述载气是氦气或氩气；
D、配制不同浓度的标准溶液，重复上述步骤，获得不同浓度下二硫代氨基甲酸盐类农药转化成CS2的特征发射谱线的发射强度，与二硫代氨基甲酸盐类农药的浓度成线性关系，每种二硫代氨基甲酸盐类农药分别制作标准曲线；
2)、将被测物匀浆制备后，按质量比为40～50:1的比例加入L-半胱氨酸，按质量体积比为1:4～5的比例加入EDTA提取液，高速匀浆、离心，取上清液作为样品溶液；准确量取样品溶液并与载液混合得到检测液，然后输入液相色谱柱进行分离，根据保留时间对样品溶液中的农药种类进行定性；
3)、将经过液相色谱柱分离的检测液与还原液按体积比为2～1:1～2的比例混合后用功率为150～800W的微波辐射，使检测液中二硫代氨基甲酸盐类农药还原成二硫化碳，然后与载气混合，经冷却、气液分离，最后利用载气将二硫化碳送入DBD装置激发CS2发射光谱，DBD装置内外电极电压控制在1.5～3.3kV，选择257.94nm作为CS2的特征发射谱线，使用电荷耦合光谱仪检测其发射强度；
4)、将步骤3)测得的发射强度与标准曲线进行比对，得到样品溶液中二硫代氨基甲酸盐类农药的浓度。
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