分子印迹－化学发光法测定甲基对硫磷

分子印迹-化学发光法测定甲基对硫磷

刘婷婷1刘佳莉1蔡腊梅1曾刘艺1胡桂林1张罗一览1向辉1郑红1,2*

(1.重庆师范大学化学学院，重庆 410331；2.青海师范大学化学系，西宁 810008)

摘要：以甲基对硫磷为模板分子，采用原位逐步聚合法制备了甲基对硫磷分子印迹聚合物，利用高锰酸钾-甲醛-甲基对硫磷化学发光体系，建立了测定甲基对硫磷高选择性的分子印迹-化学发光分析方法。方法的线性范围为2.0×10-6～5.0×10-5 mol/L，检出限为2×10-7 mol/L，对1.0×10-6 mol/L甲基对硫磷溶液进行11次平行测定，相对标准偏差为3.3 %。此法已用于谷物中甲基对硫磷的测定，结果满意。

关键词：分子印迹; 甲基对硫磷; 化学发光; 高锰酸钾

作者简介：刘婷婷，女，1992出生，本科。

通讯作者:郑红，E-mail : zhenghong670@163.com。

DOI:10.3936/j.issn.1001-232x.2015.01.006

收稿日期：2014-10-11

Molecular imprinting-chemiluminescence determination of parathion.LiuTingting1，LiuJiali1，CaiLamei1，ZengLiuyi1，HuGuilin1，ZhangluoYilan1，XiangHui1，ZhengHong1,2*(1.DepartmentofChemistry,ChongqingNormalUniversity,Chongqing401331,China;2.DepartmentofChemistry,QinghaiNormalUniversity,Xining810008,China)

Abstract:Molecularly imprinted monolithic column was prepared using methyl parathion as the template molecule by in situ step-addition polymerization. A new chemiluminescence method for the determination of methyl parathion was proposed by the combination of methyl parathion-imprinted polymer and KMnO4- methyl parathion-formaldehyde-CL system. The linear range was 2.0×10-6-5.0×10-5mol/L, the detection limit was 2.0×10-7mol/L, the relative standard deviation was 3.3%(n=11).This method has been successfully applied to the determination of trace residue of parathion in vegetable and grain samples.

Key words：molecular imprinting; methyl parathion; chemiluminescence; potassium permanganate

甲基对硫磷是一种常用的广谱有机磷杀虫剂[1，2]，属高毒农药，对蔬菜、水稻等的害虫有很好的防治效果，但如不正确使用会严重威胁人们的身体健康，为防止人、畜中毒及保护环境，对其监测工作十分重要。目前测定方法主要有高效液相色谱法、气相色谱-质谱联用法、化学发光法等[3-5]。由于复杂样品中的一些共存物质对甲基对硫磷的测定会产生不同程度的干扰，因此检测前需进行富集。

本实验利用逐步聚合反应，以甲基对硫磷为模板分子，聚乙二醇作为致孔剂，二乙烯三胺为固化剂与环氧树脂聚合，制备出了一种新型的甲基对硫磷分子印迹聚合物整体柱，将其连接在流动式化学发光分析系统中，作为分子识别元件，利用高锰酸钾-甲醛-甲基对硫磷化学发光体系，建立了测定甲基对硫磷的分子印迹-化学发光分析法，方法可用于谷物中痕量甲基对硫磷的直接测定。

1实验部分

1.1　仪器与试剂

IFFL-DD型流动注射化学发光分析仪(西安瑞迈电子科技有限公司)；KQ-5200DB型数控超声波清洗器(昆山市超生仪器有限公司)；AB2042N型电子天平(上海梅特勒-托利多仪器有限公司)。

环氧树脂、二乙烯三胺和聚乙二醇—1500(天津市化学试剂批发公司，分析纯)；甲基对硫磷(天津农药质检中心)。

高锰酸钾储备液(1.0×10-2mol/L)：称取1.58 g 高锰酸钾溶解于1000 mL沸水中，玻璃纤维过滤，室温下放置一周后使用。甲醛用二次水新配制，其它试剂均为分析纯，水为二次去离子水。

1.2　甲基对硫磷分子印迹聚合物(MIP)的制备

在60 ℃下，将2 g环氧树脂和4 g聚乙二醇充分混合后，加入0.5 mmoL甲基对硫磷和0.5 g二乙烯三胺。在强烈搅拌下，待混合体系初期剧烈的放热反应结束，黏度很高的时候将其转入玻璃空管柱中，密封置于60 ℃的恒温箱中，在无搅动模式下继续反应24 h。得到管内的白色固体，取出后冷却，用热水反复洗涤除去致孔剂，用去离子水洗涤至中性，60 ℃干燥后，研磨过筛备用。

非印迹聚合物的制备(NIP)，除不加甲基对硫磷外，其余步骤同上。

1.3　甲基对硫磷分子印迹整体柱的准备

向一根4 mm×20 mm的玻璃管内填充10.0 mg MIP，两端塞少许玻璃棉即成。使用前，使高锰酸钾和甲醛溶液合并流流过MIP柱，除去MIP上的模板分子甲基对硫磷。当试剂合并流通过MIP柱时，与柱中的甲基对硫磷发生反应，产生发光信号。随着试剂流持续地流过，MIP中甲基对硫磷不断被消耗，信号逐渐降低。当信号降至与背景信号相同时，表明MIP柱中甲基对硫磷已经完全除尽。然后用二次蒸馏水洗净MIP柱，备用。

1.4　分析步骤

按照图1所示，对甲基对硫磷进行测定，其过程分为四个步骤：

步骤1：吸附甲基对硫磷。泵1停止，切换阀处于d位置，泵2传送甲基对硫磷溶液流过MIP柱，溶液中的甲基对硫磷被吸附在MIP柱上。

步骤2：洗涤除去其它杂质。泵1停止，切换阀处于c位置，泵2输送甲醛溶液流过MIP柱，洗掉MIP柱上除甲基对硫磷以外的其它物质，并对MIP柱进行保护。

步骤3：化学发光检测。切换阀处在c位置，启动泵1，泵2，高锰酸钾和甲醛溶液合并流流过MIP柱，与吸附在MIP上的甲基对硫磷发生反应，产生化学发光(CL)。

步骤4：清洗MIP柱。泵1停止，切换阀处在e位置，泵2输送水流过MIP柱，洗去MIP柱上的残留物，以备下一次检测。

图1　分子印迹-化学发光分析流程图 P-蠕动泵；D-检测器；F-MIP柱；PC-计算机；W-废液；S-切换阀 a-高锰酸钾溶液；b-硫酸；c-水; d-样品或标准溶液；e-水

2结果与讨论

2.1　吸附时间

吸附时间是指标准溶液或样品溶液通过MIP柱的时间，它决定着甲基对硫磷吸附在MIP柱上的量，影响测定的灵敏度和线性范围。固定流速为1.5 mL/min，在10 ~ 100 s范围内考察了吸附时间对化学发光强度的影响(见图2)。

由图2可见，对于5.0×10-6g/mL的甲基对硫磷溶液, CL强度随着吸附时间的增加而增大, 40 s后, CL强度趋于恒定，基本达到吸附平衡。选择50 s作为吸附时间。

图2　吸附曲线

2.2　洗涤时间

在40 ~ 160 s范围内，考察了洗涤时间对化学发光强度的影响。结果表明，洗涤时间为60 s时，即可洗净柱中的甲基对硫磷。此时，测得的化学发光强度与使用同浓度不含甲基对硫磷的甲基对硫磷标准溶液得到的化学发光强度相同。因此，选择洗涤时间为60 s。

2.3　化学发光反应时间

化学发光试剂流过MIP柱时，就与吸附在柱上的甲基对硫磷发生反应，产生CL。发光信号回到基线时，表明柱上的甲基对硫磷已完全反应。实验表明，完成这一过程需要20 s。

2.4　清洗时间

考察了在10 ~ 100 s范围内不同清洗时间的清洗效果。结果表明，清洗70 s即可将反应残留物洗净。此时再进行化学发光测定，测定结果的重复性很好。因此，选择清洗时间为70 s。

2.5　化学发光反应条件的优化

按图1所示程序对化学发光反应条件进行了优化。分别考察了高锰酸钾浓度在5.0×10-5~8.0×10-4mol/L范围内，甲醛的浓度在0.5 %～5 %范围内，硫酸的浓度在0.1～5 mol/L范围内其浓度对CL强度的影响。以最大化学发光强度为指标，选择的最佳条件为：2.0×10-4mol/L的高锰酸钾，2 mol/L的硫酸，3%的甲醛。

2.6　校准曲线、精密度和检出限

在优化的实验条件下，化学发光强度与甲基对硫磷浓度在2.0×10-6~5.0×10-5mol/L范围内呈线性关系，线性回归方程为I= 0.0871c+ 12.262 (r=0.998)，式中，I是CL强度(相对单位)，c代表甲基对硫磷的浓度。对1.0×10-6mol/L的甲基对硫磷溶液进行11次平行测定，相对标准偏差为3.3 %。根据IUPAC规则，测得方法的检出限为2.0×10-7mol/L。

2.7　干扰实验

实验发现，对于5.0×10-6mol/L甲基对硫磷， 500倍的K+、Na+，200倍的Ca2+、Mg2+、Mn2+、Ba2+、Ni2+、H2PO4-、PO43-、I-，100倍的V5+，50倍的Fe3+，大量的Cl-和NO3-对实验无干扰。说明本方法具有较强的抗干扰能力。

2.8　样品分析

分别称取20.00g大米、黑米、小米和包谷馇，研磨成粉末状，转移到100 mL容量瓶中，用蒸馏水定容，浸泡5 h。然后在超声波清洗器中处理50 min，离心分离。取上层清液10 mL，加入8 %聚乙二醇10 mL充分混合，再放置5 h。按照图1所示流程进行CL检测，平行测定3次，测定结果见表1。

表1　样品中甲基对硫磷的回收结果

3结论

利用高锰酸钾-甲醛-甲基对硫磷化学发光体系，建立了测定甲基对硫磷的分子印迹—化学发光分析法，方法操作简便，可用于谷物中痕量甲基对硫磷的直接测定。

参考文献

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