离子液体溶剂浮选荞麦汁中的4种三嗪除草剂

张 悦，周 萌，王 楮，刘娇娇，张晨曦，张 雪，张丽媛

（黑龙江八一农垦大学食品学院，黑龙江大庆 163319）

0 引言

三嗪除草剂是目前很多国家广泛使用的除草剂，在全世界范围内应用越来越多[1-2]，很多研究者针对三嗪除草剂的毒性进行研究，发现并证明他们对环境和人类具有很大的危害[3-5]，这类除草剂会危害人体、动植物和水生生物的健康，造成免疫系统的破坏，甚至致癌。很多国家已经将三嗪除草剂列入内分泌干扰化合物名单。因此，三嗪类除草剂对人类和环境的潜在危害不容忽视[6-7]。很多国家已经制定了最大残留限量，在欧盟，玉米、蔬菜，以及农作物上的杀虫剂最大残留限量有明确的法律规定（欧盟指令2002/32/EC，法规 （EC） 396号 /2005，2008/149/EC委员会指令和委员会法规（欧盟）212号/2013），除草剂的最大残留限量为0.05～0.10 mg/kg。环境保护署规定，大多数农产品的除草剂最大残留限量为0.25 mg/kg。最大残留限量是进出口农产品检测的重要指标[8]。因此，有效的控制和检测三嗪类除草剂残留量是非常重要的。

采用离子液体[9-10]泡沫浮选技术有机溶剂萃取荞麦汁样品中的4种除草剂，包括草净津、敌草净、密草通、特丁津。目前，对除草剂的提取和研究主要集中于环境样品，而对荞麦汁样品的研究很少。高效液相色谱法用于测定4种三嗪除草剂，离子液体作为提取溶剂和发泡剂，研究和优化各种试验影响因素。

1 材料与仪器

1.1 材料与试剂

草净津（Cyanazine）、敌草净（Metribuzin）、密草通（Secbumeton）、特丁津（Terbuthylazine），中国药品生物制品检定所（北京） 提供；[C2MIM][BF4]（纯度 ＞98.0%）、[C4MIM][BF4]（纯度 ＞99.0%）、[C6MIM][BF4]（纯度 ＞98.0%）、[C8MIM][BF4]（纯度＞99.0%）、[C2MIM][PF6]（纯度 ＞98.0%）、[C4MIM][PF6]（纯度 ＞98.0%）、[C6MIM][PF6]（纯度 ＞98.0%）、[C8MIM][PF6]（纯度 ＞97.0%）、[C6MIM]Cl（纯度为98.0%） 上海成杰化工有限公司（上海） 提供；乙腈、甲醇（色谱纯），Dikma科技有限公司（美国）提供；其他所有分析纯试剂均由北京化工厂提供；试验用水为Milli-Q高纯水。

用甲醇配制除草剂的标准溶液为500 μg/mL，试验过程中根据需要用甲醇稀释来改变标准溶液的质量浓度，即配即用。所有的标准储备溶液避光保存在温度为4℃的环境中。

1.2 仪器与设备

1200型高效液相色谱仪、XDB-C18型色谱柱（150 mm×4.6 mm id，3.5 μm），美国 Agilent公司产品。柱温控制在30℃，样品进样量为20 μL，流动相：乙腈∶水=80∶20，检测波长为228 nm，参考波长和带宽分别为360 nm和4 nm。氮气吹干仪。

离子液体溶剂浮选原理图见图1。

图1 离子液体溶剂浮选原理图

1.3 离子液体溶剂浮选

将燕麦充分研磨，过80目筛，加水混匀，在50 mL烧杯中加入10 mL荞麦汁样品，随后再加入30 μL离子液体，剧烈阵摇，得到混合液，随后将混合液转移到浮选瓶内，加入5 mL有机溶剂，打开载气，设定流量200 mL/min，浮选时间10 min，随着浮选继续，目标分析物会随泡沫转移到有机相中。浮选完毕后，用注射器抽取出余下的有机溶剂，用氮气吹干仪将其吹干，用乙腈溶解、过膜，用高效液相色谱仪测定。

2 结果与分析

2.1 优化试验条件

2.1.1 离子液体类型的影响

离子液体作为提取剂和发泡剂，起到非常重要的作用。在准备试验中，选择了[C2MIM][BF4]，[C4MIM][BF4]， [C6MIM][BF4]， [C8MIM][BF4]， [C2MIM][PF6]， [C4MIM][PF6]， [C6MIM][PF6]， [C8MIM][PF6]和[C6MIM]Cl共9种离子液体。经过分析发现，[C2MIM][BF4]， [C4MIM][BF4]， [C2MIM][PF6]和 [C4MIM][PF6]这4种离子液体发泡能力较低，因为离子液体的发泡能力取决于阳离子位上烷基链的长度。因此，试验主要 测 定 [C6MIM][BF4]， [C8MIM][BF4]， [C6MIM][PF6]，[C8MIM][PF6]和[C6MIM]Cl对回收率的影响。选择[C8MIM][BF4]做离子液体时，回收率最高。因此，选择[C8MIM][BF4]做离子液体提取和发泡剂。

离子液体类型对试验的影响见图2。

图2 离子液体类型对试验的影响

[C8MIM][BF4]体积的影响见图3。

图3 [C8MIM][BF4]体积的影响

对[C8MIM][BF4]体积也进行了研究，在 10～30 μL，回收率随体积的增长逐渐上升；在30～50 μL，回收率基本不变。因此，离子液体的最佳体积为30 μL。

2.1.2 载气流量的影响

载气流量的影响见图4。

图4 载气流量的影响

当载气流量很低时，几乎没有气泡形成，导致低的回收率；随着氮气流量的增加，气泡的数量和回收率也随之增加；然而，当流量太高时，溶液中会形成涡流，使溶剂表面的气泡回到溶液中，导致低的回收率。试验中设置的氮气流量为200 mL/min。

2.1.3 浮选时间的影响

浮选时间的影响见图5。

图5 浮选时间的影响

当浮选时间太短时，三嗪除草剂不能完全从混合样品中提取出；当浮选时间达到10 min时，分析物的回收率达到最大值。因此，浮选时间设定为10 min。

2.1.4 有机溶剂类型的影响

有机溶剂类型的影响见图6。

图6 有机溶剂类型的影响

试验中分别采用正丁醇、环己烷、乙酸乙酯、石油醚作为有机溶剂。由图6可知，乙酸乙酯作为有机溶剂时，回收率最高。因此，选择乙酸乙酯作为有机溶剂进行试验。

2.2 评估方法

2.2.1 线性关系

以混合标准溶液质量浓度为横纵标，以得到的色谱图对应标准品的峰面积为纵坐标绘制标准曲线。

线性关系见表1。

表1 线性关系

由表1可知，4种除草剂在0.100～2.00 mg/L内线性良好，相关系数大于0.999 2。

2.2.2 检出限和定量限

检出限与定量限见表2。

检出限和定量限计算方程为：

s通过分析空白样品时所获得的标准偏差，k为标准曲线的斜率。

2.2.3 精密度和加标回收试验

在荞麦汁空白样品中添加3个质量浓度水平的4种除草剂的混合标准溶液进行回收率试验。

荞麦汁样品分析结果见表3。

表3 荞麦汁样品分析结果

标准溶液、加标样品和空白样品的典型色谱图见图7。

3 结论

试验通过对离子液体溶剂浮选荞麦汁样品中的4种除草剂的提取条件进行优化，得出荞麦汁样品最佳浮选条件：选用[C8MIM][BF4]作为离子液体，体积为30 μL；有机溶剂为乙酸乙酯，体积5 mL；载气流量200 mL/min；浮选时间10 min。荞麦汁样品加标试验回收率良好、精密度较高、方法检出限较低。该试验方法适用于浮选荞麦汁中的三嗪除草剂。

图7 标准溶液、加标样品和空白样品的典型色谱图