專利名稱：一種用于蔬菜中農藥凈化的復合固相萃取柱及制備方法
一種用于蔬菜中農藥凈化的復合固相萃取柱及制備方法技術領域
本發明屬于分析儀器技術領域，具體涉及到一種用于蔬菜中有機磷農藥殘留凈化的復合固相萃取柱。
本發明還涉及一種制備上述復合固相萃取柱的方法。
技術背景
我國是蔬菜生產及消費大國，蔬菜是人們日常生活中必不可少的食品，但同時也是農藥污染較為嚴重的食品之一。在農藥殘留檢測工作中，由于大多數蔬菜基質中含有較多色素及其它干擾物質，導致在農藥殘留檢測過程中產生基質干擾，影響測定結果的準確性，特別對于一些色素含量大的蔬菜樣品，色素的存在不僅干擾測定結果，而且對氣相色譜的色譜柱有很大的損害，縮短色譜柱的使用壽命。
目前，國內外對有色蔬菜中農藥殘留檢測技術的研究比較多，美國AOAC采用 QuChERS方法對蔬菜樣品進行凈化，通過在基質固相分散過程中加入相應的吸附材料使得色素等基質干擾成分實現凈化，但此種方法樣品的取樣量少(0. 5g左右)，樣品的代表性不強，在基質固相分散的操作過程中容易造成農藥化合物的損失，使得測定結果偏差較大，并且用以凈化色素的PSA吸附材料對色素的吸附作用有限，如果增加取樣量，則不能實現較好的凈化效果，而PSA價格較高，不利于在方法中大量使用。此外，還有利用凝膠滲透色譜 (GPC)凈化蔬菜樣品中色素等基質的方法的報道，然而一方面在實驗室配備GPC需要耗費一定數額的資金，另一方面，GPC凈化過程較長，一般常規的凈化時間也需要大概30min，而經過GPC凈化后還需要再進行濃縮定容等操作，從而增加了分析時間。另外目前也有較多使用固相萃取作為有色蔬菜中農藥殘留檢測的凈化手段，大多數采用單一柱，也有少數采用復合固相萃取柱的方法，而使用本發明中的復合固相萃取柱，還未見有其他報道。
通過對中國專利網進行檢索，檢索到一種利用串聯固相萃取小柱分離純化微囊藻毒素的方法O01010553754. 1)，此種方法屬于分離純化領域，盡管和農殘檢測中農藥化合物的凈化原理相似，但此方法使用的是將多個固相萃取小柱串聯起來對微囊藻毒素實現富集，不同于復合吸附材料形成的單個固相萃取柱對色素等雜質的去除。此外檢索到一種固相萃取混合填料及固相萃取柱O01010607469.幻，涉及分析化學技術領域，固相萃取混合填料包括吡咯烷酮鍵合聚苯乙烯二乙烯苯樹脂、強陽離子交換樹脂、弱陽離子交換樹脂、強陰離子交換樹脂和弱陰離子交換樹脂，主要應用為水溶液中酸性化合物、堿性化合物和中性化合物的選擇性提取，不同于本發明的材料組成以及應用范疇。除此之外，有關固相萃取的專利主要為新型吸附材料的小柱開發，或者固相萃取裝置的設計等。發明內容
本發明的目的在于提供一種用于蔬菜中有機磷農藥殘留凈化的復合固相萃取柱。
本發明的又一目的在于提供一種制備上述復合固相萃取柱的方法。
為實現上述目的，本發明提供的用于蔬菜中農藥凈化的復合固相萃取柱，是在固相萃取空管中裝填有石墨化炭黑和弗羅里硅土，形成固相萃取柱，且弗羅里硅土和石墨化炭黑的質量比為1 1-5 1。
所述的復合固相萃取柱，其中，所述石墨化炭黑和弗羅里硅土粒徑大小為 20 μ m-100 μ m。
所述的復合固相萃取柱，其中，所述弗羅里硅土裝填于固相萃取空管的上層，石墨化炭黑裝填于固相萃取空管的下層。
所述的復合固相萃取柱，其中，所述弗羅里硅土裝填于固相萃取空管的下層，石墨化炭黑裝填于固相萃取空管的上層。
本發明制備上述復合固相萃取柱的方法，包括如下步驟
1)固相萃取空柱底部放一與空柱直徑規格相應的篩板；
2)將弗羅里硅土和石墨化炭黑裝入固相萃取空柱內；
3)在石墨化炭黑層上端放入孔徑為20 μ m-100 μ m的篩板；
4)壓緊弗羅里硅土和石墨化炭黑，制備成復合固相萃取柱。
所述的制備方法，其中，步驟2中先裝填石墨化炭黑，再裝填弗羅里硅土，弗羅里硅土和石墨化炭黑的質量比為1 1-5 1。
所述的制備方法，其中，步驟2中先裝填弗羅里硅土，再裝填石墨化炭黑，弗羅里硅土和石墨化炭黑的質量比為1 1-5 1。
所述的制備方法，其中，所述石墨化炭黑和弗羅里硅土預先去除水分。
所述的制備方法，其中，所述篩板為聚乙烯篩板。
本發明的復合固相萃取柱在使用前需用正己烷預處理。
本發明與現有農殘檢測中的其它固相萃取小柱相比，有以下優點和效果
a)固相萃取小柱裝填簡單，凈化過程時間短，石墨化炭黑吸附色素能力強，經過其凈化后，提取液中色素組分基本被去除，樣品的上樣量較大，可以實現方法較低的檢出限。
b)可以根據蔬菜樣品中色素含量的差異自己調整石墨化炭黑和弗羅里硅土的用量，當樣品顏色較淺時，可適當減少石墨化炭黑用量，以免造成石墨化炭黑對農藥化合物的吸附。
c)成本低，石墨化炭黑和弗羅里硅土的價格都不高，利用復合固相萃取，可以節省大量溶劑，對環境友好。
圖1為11種有機磷農藥總離子色譜圖㈧與韭菜基質⑶的總離子色譜圖，可見基質組分對農藥化合物干擾較大；圖1中11種有機磷農藥分別是1治螟磷，2甲拌磷，3特丁磷，4甲基毒死蜱，5甲基對硫磷，6殺螟硫磷，7馬拉硫磷，8毒死蜱，9對硫磷，10甲基異柳磷，11.喹硫磷。
圖2為未凈化韭菜樣品(A)與凈化后韭菜樣品(B)總離子色譜圖比較(TIC)，可見經過復合固相萃取小柱凈化后，干擾基質組分大大減少。
具體實施方式
本發明特別適合于對有色蔬菜以及基質較為復雜的蔬菜中農藥殘留的凈化。
本發明的用于蔬菜中農藥殘留檢測的復合固相萃取柱，采用吸附材料為石墨化炭黑和弗羅里硅土，裝填在固相萃取空管中形成固相萃取柱。
本發明的石墨化炭黑和弗羅里硅土可以混合后裝填在固相萃取空管中形成固相萃取柱，也可以先后依次裝填石墨化炭黑和弗羅里硅土，效果較佳地是將弗羅里硅土裝填于固相萃取空管的下層，石墨化炭黑裝填于固相萃取空管的上層。石墨化炭黑和弗羅里硅土粒徑大小為20 μ m-100 μ m，弗羅里硅土和石墨化炭黑的質量比為1 1_5 1，總質量為 0. 2g-l. Og0
本發明制備上述復合固相萃取柱的方法是
1)固相萃取空柱底部放一與空柱直徑規格相應的篩板(可以是聚乙烯篩板)；
2)將弗羅里硅土和石墨化炭黑依次裝入柱內，干法填裝，使弗羅里硅土層和石墨化炭黑層保持水平；
3)在石墨化炭黑層上端放入20 μ m-100 μ m孔徑的聚乙烯篩板；
4)壓緊填料使填裝柱高保持在0. 5cm-l. 0cm,制備成復合固相萃取柱。
本發明的用于蔬菜中有機磷農藥殘留凈化的復合固相萃取小柱，采用兩種不同吸附材料裝填組成，實現有色蔬菜的有機磷農藥殘留檢測中色素等雜質的凈化。該復合固相萃取小柱能夠有效去除有色蔬菜中葉綠素、葉黃素、番茄紅素、胡蘿卜素等色素以及大分子的植物留醇等雜質，通過氣相色譜/質譜聯用儀分析11種有機磷農藥的添加回收結果對此方法進行評價，結果滿意。
下面結合實施例對本發明作進一步詳細說明。
實施例1
1)柱材料和規格
現有固相萃取空柱的規格從50mg/lmL到10g/60mL不等，柱材料為聚丙烯，配備孔徑為20μπι規格的聚乙烯篩板。上述柱管均可適用于本發明中，在下面的實施例中本發明采用0. 5g/6mL的固相萃取空柱。
2)吸附材料的粒徑
吸附材料的粒徑從20 μ m-100 μ m均可適用于本發明，在下面實施例中采用40 μ m粒徑的石墨化炭黑和弗羅里硅土。
3)填裝量與填裝高度選擇
吸附材料的填裝量和填裝高度決定固相萃取柱的性能和柱效，本發明兩種吸附材料的總質量為0. 2g-l. 0g，相應的填裝高度控制在0. 5cm-l. Ocm為合適。綜合操作條件等因素，在下面的實例中采用0.5g填裝量，石墨化炭黑與弗羅里硅土質量比為1 1，填裝高度為0. 6cm的規格。
實驗例1
用實施例1中的復合固相萃取柱凈化有色蔬菜及復雜基質蔬菜樣品，具體過程如下
A、樣品處理取蔬菜樣品(韭菜、蔥、蒜薹、菠菜、西紅柿)500. 0g，用食品加工機均質粉碎后，稱取5. Og均質樣品至50mL聚四氟乙烯離心管中，同時加入2. Og氯化鈉和5. Og 無水硫酸鈉，然后加入25mL乙酸乙酯，手搖30s混勻后振蕩提取20min，提取完畢在4°C下以8000r/min的速率離心lOmin，取上清液并轉移至200mL梨形瓶中；將剩余殘渣再次加入15mL乙酸乙酯按照上述操作重復提取一次，低溫離心后取上清液，合并提取液。將提取液在 38°C下旋轉蒸發至近干，氮氣吹干后用2mL正己烷溶解樣品，待凈化；
B、固相萃取小柱制備在規格為6mL的SPE空柱中依次裝入0. 25g弗羅里硅土和 0. 25g石墨化炭黑吸附材料，使弗羅里硅土層和石墨化炭黑分別位于柱子內填料的下層和上層。
C、凈化將2mL正己烷溶解的樣品提取液上樣至通過預先用正己烷活化的固相萃取小柱進行富集，富集完畢，用6mL正己烷淋洗，最后用SmL正己烷乙酸乙酯(1 9，V/ V)洗脫，整個凈化過程控制流速為l-2mL/min，收集洗脫液，氮氣吹干，用乙酸乙酯定容至 lmL，待定性定量分析；
D、檢測氣相色譜條件進樣口溫度為250°C，不分流進樣，進樣量為1 μ L ；載氣為 99. 999%氦氣，溶劑延遲^iin ；升溫程序初始溫度為70°C，保持3min，以20°C /min速率升溫至180°C，保持lmin，再以10°C /min速率升溫至280°C，保持15min。質譜條件離子源為EI源，溫度為230°C，電子能量為70eV ；四級桿溫度為150°C，傳輸線溫度為280°C ；質譜掃描方式為SIM模式，根據農藥化合物的特征離子進行選擇離子掃描。根據外標法對農藥化合物進行定性定量。
如圖1顯示，11種有機磷農藥混合標準的總離子色譜圖(A)與韭菜基質的總離子色譜圖(B)，11中有機磷混標的色譜峰完全被基質所覆蓋，可見基質組分對農藥化合物干擾較大。而韭菜樣品經過本發明中的固相萃取柱凈化后(圖2-B)，與未經過凈化的樣品(圖 2-A)總離子色譜圖比較，可見經過復合固相萃取小柱凈化后的干擾基質組分大大減少。
權利要求
1.一種用于蔬菜中農藥凈化的復合固相萃取柱，其特征在于，固相萃取空管中裝填有石墨化炭黑和弗羅里硅土，形成固相萃取柱。
2.根據權利要求1所述的復合固相萃取柱，其中，所述石墨化炭黑和弗羅里硅土粒徑大小為20 μ m-100 μ m，且弗羅里硅土和石墨化炭黑的質量比為1 1_5 1。
3.根據權利要求1所述的復合固相萃取柱，其中，所述弗羅里硅土裝填于固相萃取空管的上層，石墨化炭黑裝填于固相萃取空管的下層。
4.根據權利要求1所述的復合固相萃取柱，其中，所述弗羅里硅土裝填于固相萃取空管的下層，石墨化炭黑裝填于固相萃取空管的上層。
5.一種制備權利要求1所述復合固相萃取柱的方法，包括如下步驟1)固相萃取空柱底部放一與空柱直徑規格相應的篩板；2)將弗羅里硅土和石墨化炭黑裝入固相萃取空柱內；3)在石墨化炭黑層上端放入孔徑為20μ m-100 μ m的篩板；4)壓緊弗羅里硅土和石墨化炭黑，制備成復合固相萃取柱。
6.根據權利要求5所述的制備方法，其中，步驟2中先裝填石墨化炭黑，再裝填弗羅里硅土，弗羅里硅土和石墨化炭黑的質量比為1 1-5 1。
7.根據權利要求5所述的制備方法，其中，步驟2中先裝填弗羅里硅土，再裝填石墨化炭黑，弗羅里硅土和石墨化炭黑的質量比為1 1-5 1。
8.根據權利要求5、6或7所述的制備方法，其中，所述石墨化炭黑和弗羅里硅土預先去除水分。
9.根據權利要求5所述的制備方法，其中，所述篩板為聚乙烯篩板。
10.權利要求1所述的復合固相萃取柱的使用方法，所述復合固相萃取柱在使用前需用正己烷預處理。
全文摘要
一種用于蔬菜中農藥凈化的復合固相萃取柱，其中固相萃取空管中裝填有石墨化炭黑和弗羅里硅土，形成固相萃取柱，且弗羅里硅土和石墨化炭黑的質量比為1∶1-5∶1。本發明適用于正相萃取弱極性至中等極性農藥化合物，特別適合于對有色蔬菜以及基質較為復雜蔬菜中有機磷農藥殘留的凈化。與其他單一填料固相萃取柱相比，該固相萃取柱處理過程更為迅速便捷，吸附容量大，所用溶劑較少，石墨化炭黑和弗羅里硅土價格不高，采用商品化固相萃取空柱，制備簡單，易于批量生產。
文檔編號G01N1/34GK102489249SQ201110380010
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月25日 優先權日2011年11月25日
發明者儲曉剛, 張峰, 王秀娟, 董英, 許成保, 趙延勝 申請人:中國檢驗檢疫科學研究院