碳纳米管改进OuEChERS技术应用于气相色谱法检测果蔬中5种农药残留

Improved QuEChERS Technology Using Carbon Nanotubes for Gas Chromatography Detection of Five Pesticide Residues in Fruits and Vegetables

ZI Qinjiang'， ZHAO Wenying²，WANG Jin3* （l.Eryuan CountyInspectionand Testing Institute，Eryuan 6712oo， China;

2.Lijiang Inspection， Examination and Certification Institute，Lijiang 6741Oo， China;

3.Yunnan Vocational and Technical College of Agriculture， Kunming 65oo31， China）

Abstract： Objective： To establish a QuEChERS technique based on multi-waled carbon nanotubes and combined with gas chromatography for detecting residues of five pesticides， namely oxytetracycline， methyl parathion，chlorpyrifos，azithromycin，and triazophos，in fruits and vegetables.Method： Multi walled carbon nanotubes were used as solid phase extractant，and the QuEChERS pretreatment technology was improved， including optimizing the extraction method， extraction solvent， eluent， and dosage of multi walled carbon nanotubes. Gas chromatography was used to quantitatively determine five pesticide residues.Result： The five pesticides showed a good linear correlation between 0.01mg^-L^-1 and 0.20mg^-L^-1 ，with a correlation coefficient of ⩾ 0.999 0 The detection limit was between 2.25×10^-3mg^.kg^-1 and 1.76×10^-2mg⋅kg^-1 ， and the spiked recovery rate was 79.3% to 99.5% ； the relative standard deviation is 0.4% to 3.9% .Conclusion： This method has simple sample pretreatment， short analysis time，highaccuracyandsensitivity，and can be used forrapid and accurate detection offive pesticide residues in fruits and vegetables，providing reliable technical supportfor ensuring the qualityand safetyofagricultural products.

Keywords： QuEChERS; multi-walled carbon nanotubes; pesticide residues

分析检测

农药残留分析是一种在复杂基质混合物中提取并定量分析痕量化合物的技术，样品前处理作为农药残留分析中的关键步骤，对灵敏度、可靠性、分析速度、选择性具有直接影响，是当前该领域的重要研究方向之一[。传统上，液液萃取（Liquid-LiquidExtraction，LLE）[2]、固相萃取（Solid-Phase Extraction，SPE）[3]、固相微萃取（Solid-PhaseMicroextraction，SPME）[4被广泛应用于样品前处理，并取得了显著成效。然而，这些方法也存在一定的局限性，如LLE有机溶剂消耗量大、SPE操作耗时较长、SPME萃取容量较低等问题。

近年来，QuEChERS技术因其具有操作简便快速、处理效率高、回收率高等优点，在农产品中农药残留检测领域得到了广泛应用[5]，为复杂基质样品的前处理提供了新的解决方案。为进一步优化农药残留检测的前处理方法，本研究基于QuEChERS前处理技术，结合多壁碳纳米管（Multi-WalledCarbonNanotubes，MWCNTs）比表面积大、稳定耐用、成本低、吸附能力强等优点，将其作为反相固相分散净化材料，应用于复杂农产品样品的前处理，以满足高精度分析的需求[-7]

1材料与方法

1.1仪器、试剂与材料

混合匀浆机；恒温水浴锅；固相萃取装置；气相色谱仪（配有火焰光度检测器）。

氧乐果、甲基对硫磷、毒死蜱、水胺硫磷和三唑磷（ 100.0mg^-1-1 ，中国计量院）；乙腈、丙酮（赛默飞费希尔试剂公司）；水为去离子水。

多壁碳纳米管（Multi-Walled CarbonNanotubes，MWCNTs），外径 5～15nm ，纯度 >95% ，Adamas试剂有限公司。

普通白菜、花椰菜、芹菜、结球甘蓝、苹果和梨6种样品均随机采购于洱源某农贸市场或生产基地。

1.2实验方法

1.2.1多壁碳纳米管固相萃取小柱的制备

参考[8-9]方法，称取 4.0g MWCNTs粉末置于烧瓶中，依次加入 60mL 浓硫酸、 120mL 浓硝酸，经超声振荡 45min 后，在 80°C 恒温水浴条件下回流 ^1h 。随后将反应体系静置冷却至室温，通过过滤除去样品中的酸液，并反复用水冲洗直至洗脱液呈中性，用烘箱烘干后研磨成粉末，制得氧化后的MWCNTs。在 6mL 的固相萃取空柱中放入少量的脱脂棉并压实，确保脱脂棉高度约为 0.3cm ，将筛板放入固相萃取柱中，称取 70mg 经氧化处理的MWCNTs粉末于固相萃取柱中，使其均匀填充于固相萃取柱内，并在上方放置柱筛板压实。

1.2.2 样品前处理

（1）样品制备。抽取水果和蔬菜样品，选取其可食用部分，采用四分法均匀分割后，将其切碎并置于食品加工机中进行充分打碎处理。把打碎的样品分装至样品瓶中，并在 -20～-16°C 条件下储存，待用。

（2）样品提取。根据《蔬菜和水果中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留的测定》（NY/T761—2008）[1]的方法，称取样品25.0g 置于锥形瓶中，加入 50.0mL 乙腈，在转速为12 000r⋅min^-1 的匀桨机上匀浆 2min 。随后，将均质的溶液用滤纸过滤，并将滤液收集于 100mL 具塞量管中（内含 6g 氯化钠），盖紧塞子后用力振荡1min ，静置 30min ，直至水相和有机相完全分离。

（3）样品净化。取 10.00mL 上层乙腈提取液，放入 100mL 烧杯中，在 80°C 水浴锅上加热蒸发至近干，取出冷却至室温后加 5.0mL 混合液（乙腈-甲苯体积比为 3：1 ），盖上铝箔，备用。萃取柱在使用前需依次用 5mL 乙腈-甲苯混合液 （3：1 ，体积比）、 5mL 纯净水活化。将上述备用液转移至已活化的MWCNTs固相萃取小柱上，真空抽至近干，再用 15mL 乙腈－甲苯混合液 （3：1 ，体积比）多次洗脱，收集滤液，并水浴蒸发至近干，用 5mL 丙酮定容，并经 0.22μm 滤膜过滤后进行测定。

1.2.3 标准溶液配制

用丙酮将浓度为 100mg⋅L^-1 的氧乐果、甲基对硫磷、毒死蜱、水胺硫磷和三唑磷5种农药标准溶液配制成 1mg⋅L^-1 的混合标准溶液，用丙酮将混合标准溶液逐级稀释成质量浓度分别为0.01、0.05、0.10mg^-L-1 和 0.20mg^.L^-1 的系列标准工作溶液。

1.2.4 气相色谱条件

色谱柱：Rxi- 17 R 柱；进样口温度： 220^qC ；检测器温度： 250^qC ；升温程序：初始温度 150°C ，保持 3min ，以 20^∘C⋅min^-1 升至 250^qC ，保持 20min ：进样量： 1μL ，不分流进样；载气（ N₂ ）流速：1.0mLmin^-1 H₂ 流速： 60mLmin^-1 ；无水空气流速：（204号 80mL⋅min^-1 。

分析检测

2结果与分析

2.1样品前处理条件的优化

2.1.1 提取方式的选择

本实验考察超声、振荡和匀浆3种提取方法对5种农药回收率的影响。如图1所示，氧乐果、甲基对硫磷、毒死蜱、水胺硫磷和三唑磷在超声提取时的回收率分别为 68.0% 、 72.2% 、 75.9% 、 70.2% 和74.1% ；匀浆提取的回收率分别为 75.1% 、 83.0% /92.3% 、 77.9% 和 95.0% ；振荡提取的回收率分别为65.0% 、 71.1% 、 75.0% 、 71.1% 和 73.2% 。3种提取方式的回收率均满足农药残留检测的要求，但在相同提取时间内，匀浆提取方式的提取率最高，因此最终选定匀浆提取作为实验提取方法。

2.1.2 洗脱剂的选择

参考李杨梅等[的实验方法，考察丙酮：正己烷（ ${ ＼mathrm { ～ ～ ＼mathscr ～ { ～ 1 ～ } ～ } } ： { ＼mathrm { ～ ～ 1 ～ } }$ ，体积比）、丙酮：正己烷（ 3：1 ，体积比）、乙睛：甲苯（ （3：1 ，体积比）3种洗脱剂对5种农药回收率的影响。如图2所示，当洗脱剂为丙酮：正己烷（ 1：1 ，体积比）时，氧乐果、甲基对硫磷、毒死蜱的、水胺硫磷和三唑磷的回收率分别为 85.0% 、 92.4% 、 95.3% 、 90.7% 和 93.1% ；当丙酮：正己烷（ 3：1 ，体积比）作为洗脱剂时，上述5种农药的回收率分别为 87.1% 、 90.1% 、 89.6% 、 91.2% 和 80.1% ；当乙腈：甲苯（ 3：1 ，体积比）作为洗脱剂时，5种农药的回收率分别为 89.7% 、 94.8% /94.2% 、 95.6% 和 96.2% 。结果表明，3种洗脱剂均可有效降低杂质对5种农药检测结果的干扰。其中，当洗脱液中含有甲苯时，可以减少MWCNTs对目标农药的吸附作用，从而使回收率相对较高。因此，本实验选择乙腈：甲苯（ 3：1 ，体积比）作为洗脱剂。