韭菜汁中吡虫啉农药残留荧光检测方法研究*

陈 盛，刘伟明

（1.三亚市现代农业检验检测预警防控中心，海南 三亚 572000；2.华南农业大学，广东 广州 510000）

吡虫啉是一种新型烟碱类农药，具有使用范围广、作用高效的特点，因此,被广泛用于番茄、香蕉、韭菜等诸多农作物的杀虫[1]。目前，吡虫啉常见的检测方法包括高效液相色谱-质谱法（HPLC-MS）[2]、电化学法[3]。HPLC-MS 检测结果准确率极高，但它需要昂贵的设备和对样品的大量预处理，从而导致检测过程耗费大量时间和精力[4-6]。而电化学方法的稳定性和比色法的灵敏度通常较差，检测结果可信度较差[7]。因此，需要使用一种更灵敏和方便高效的分析方法，用以检测农作物中吡虫啉农药残留水平[8]。

现如今，各种分析工具的开发和应用取得了相当大的进展，其中包括气相色谱（GC）和高效液相色谱（HPLC）等分离检测方法以及电化学和荧光光谱法等检测技术[9,10]。这些技术使人们能够（在低浓度水平下）识别和测定许多食品和环境中的农药残留[11]。关于农药荧光检测的起初工作是在固定溶液中进行的，并且仅限于天然荧光农药物质[12]。这种早期荧光测定法的目的是定量测定低浓度水平下农药残留量。为了快速准确的得到所需要的数据，荧光检测以直接法分析物质为基础，主要应用于具有荧光发射的农药物质[13]。众多研究结果表明，荧光分析是一种基于化合物荧光发射光谱的形状和强度进行物质定性和定量的分析方法[14]。因此，这种荧光分析检测方法也可以应用于吡虫啉农药残留量的检测[11]。

本文利用荧光物质具有特定的荧光谱图以及同种荧光物质在不同浓度下对应荧光强度值的性质，使用荧光光谱分析方法，对韭菜汁中吡虫啉农药残留进行了测定与研究，并简单检测分析了普通农家和大型农贸各自售卖的韭菜中吡虫啉农药残留的含量，最后总结出了吡虫啉农药在韭菜汁中的荧光特性。

1 实验部分

1.1 仪器及操作条件

F-7000 DC-0506 型荧光光度计（日立高新技术公司）用于测定样品的荧光光谱。仪器使用100W 氙灯和1cm 石英比色皿，激发和发射狭缝宽度设置为5nm。设备灵敏度：s/n 大于800（RMS），s/n 大于250。主要技术指标：标准荧光池（45mm×12.5 mm×12.5mm）,最小样品量：0.6mL；狭缝方式：水平狭缝；光谱通带：激发侧：1～20nm；发射侧：1～20nm；光源：150W 的连续氙灯光源；激发波长范围（EX/EM）：200～800nm；波长扫描速度：30～6000nm·min-1；响应时间（0～98%）：0.002～4s；光谱分辨率：1.0nm；波长准确性：1nm；荧光显示强度范围：0～9999；检测器电压0～1000V 连续可调。

1.2 实验材料

吡虫啉农药（山东省农科院）和纯净水；韭菜汁（纯度100% 某大型超市购买）；韭菜汁待测样品1（某大型农贸市场购买）；韭菜汁待测样品2（某农家商铺购买）。

1.3 实验方法

首先，配制检测样品溶液，使用石英比色皿进行提取后，采用日立F-7000 DC-0506 型荧光光度计进行样品检测。设置仪器采样间隔0.5nm，狭缝宽度5nm，扫描波长范围为200～800nm，进行快速自动扫描以确定该样品的最佳激发波长。

2 结果与讨论

2.1 吡虫啉荧光光谱检测

以韭菜汁（100%）与吡虫啉农药混合，配制一系列含有吡虫啉农药的韭菜汁标准溶液，吡虫啉农药浓度分别为0.1、0.2、0.4、0.6mg·mL-1。在吡虫啉溶液最佳激发波长255nm 下，用量筒量取4mL 溶液，倒入石英比色皿中，分别测定不同浓度标准溶液的荧光光谱，见图1。

图1 各浓度梯度吡虫啉韭菜汁标准溶液荧光光谱图Fig.1 Fluorescence spectrum of the standard solution of imidacloprid leek juice at each concentration gradient

由图1 可见，在激发光波长为255nm 时，吡虫啉韭菜汁溶液的特征发射波长为395nm 左右，并且随着溶液浓度的降低其特征峰强度逐渐降低，而在510nm 左右处的荧光光谱峰为激发光的半倍频峰。从图1 中还可以看出，随着吡虫啉药物浓度在韭菜汁中的成倍增加，其在特征发射波长395nm 处的荧光强度也有成倍增加的趋势，说明了吡虫啉药物的浓度与荧光发射强度呈一定的线性相关。

2.2 韭菜汁样品中吡虫啉荧光光谱检测

先将韭菜汁待测样品1 与样品2 进行预处理，通过静置、过滤等方法除去样品溶液中颗粒杂质，量取样品溶液4mL，倒入石英比色皿中，使用日立F-7000 DC-0506 型荧光光度计测定样品1 和样品2的荧光发射光谱，见图2。

图2 韭菜汁待测样品荧光光谱图Fig.2 Fluorescence spectrum of leekjuice samples

由图2 可见，在激发光波长为255nm 下，韭菜汁待测样品1 和样品2 都在395nm 处表现出特征荧光发射峰，并且样品1 的荧光强度明显高于样品2 的荧光强度，数据分析得出，韭菜汁待测样品1 和2 的荧光强度分别为48.39 和18.59，结合图1 便得到韭菜汁样品1 中所含吡虫啉浓度更高。根据以上数据可以得知，大型农贸农作物生产时可能使用了吡虫啉含量较高的杀虫剂，从而导致韭菜汁中吡虫啉农药残留量高。

2.3 吡虫啉含量与荧光峰强度相关性

依据图1 中各浓度梯度吡虫啉农药含量与荧光强度的对应关系，进一步研究韭菜汁中吡虫啉农药残留量与荧光强度的相关性。因此，选取特征发射波长395nm 处的荧光强度值，以便得到韭菜汁中吡虫啉农药含量所对应的荧光强度，通过计算，得出数据见表1。

表1 吡虫啉药物浓度与荧光强度关系Tab.1 Relationship between drug concentration of imidacloprid and fluorescence intensity

由表1 可见，吡虫啉药物浓度0.1、0.2、0.4、0.6mg·mL-1分别对应的荧光强度为23.09、33.19、39.92、56.39，通过Origin 软件对吡虫啉药物浓度和荧光强度进行线性拟合，由工作曲线及其相应模型函数可以看出（图3），韭菜汁中吡虫啉药物浓度和荧光强度满足的函数关系为：

y=17.97+62.08x

该模型函数R2为0.96811，因此，韭菜汁中吡虫啉药物浓度与荧光强度基本呈线性关系。分析图2数据，在特征发射波长395nm 处韭菜汁待测样品1和样品2 的荧光强度分别为48.39 和18.59，将韭菜汁待测样品1 和样品2 的荧光强度代入公式y=17.97+62.08x 可以得出，韭菜汁待测样品1 和样品2中所含吡虫啉药物浓度分别为0.49 和0.01mg·mL-1，这也验证了前面的推测。

3 结论

首先，测定了韭菜汁中不同吡虫啉农药含量的荧光光谱图，得到了在激发光波长为255nm 时，韭菜汁吡虫啉溶液的特征发射波长在395nm 左右。其次，对待测样品1 和样品2 分别进行荧光光谱分析，得出韭菜汁样品1 荧光强度高于样品2，从而推测韭菜汁样品1 中所含吡虫啉浓度更高。最后，通过对标准溶液中吡虫啉药物浓度和荧光强度线性拟合，得出韭菜汁中吡虫啉药物浓度与荧光强度的线性相关函数，并通过函数可以简单计算出韭菜汁待测样品1 和样品2 中所含吡虫啉药物浓度。通过以上研究发现，使用荧光光谱分析法分析与检测韭菜汁中吡虫啉农药残留量直接且高效，相对于其他检测手段，荧光检测法更加方便快速且有效。