专用于去除茶叶和烟叶中干扰成分的QuEChERS净化管及应用方法与流程

本发明属于化学分析测试技术领域，具体地，本发明涉及一种quechers净化管及应用方法，更具体地，本发明涉及一种专用于去除茶叶和烟叶中干扰成分的quechers净化管及应用方法。

背景技术：

quechers(quick、easy、cheap、effective、ragged、safe)方法是由美国农业部anastassiades教授于2003年开发的一种农产品检测的快速样品前处理技术。该方法先将样品粉碎后用乙腈提取，加入无水mgso4等盐类去除水分，再加入乙二胺-n-丙基硅烷(psa)等吸附剂除杂后，取上清液进行检测。该方法具有简便、回收率高的优点，结合高灵敏、准确的液质联用法，成为目前农药和兽药残留检测方面的主流方法。

茶叶中含有大量的茶多酚、咖啡因、叶绿素等多酚、嘌呤和色素类物质，烟叶中含有大量的叶黄素等色素类物质，具有很强的基质效应，严重影响茶叶和烟叶中痕量物质如农药残留的检测。由于这些物质成分复杂，化学性质各异，常用的吸附剂无法同时彻底清除这些基质物质。

对于有机磷和有机氯类农药，通常采用极性较强的乙腈提取的方式，并结合液相色谱-串联质谱的检测方式进行检测，而对于菊酯类农药，通常需要采用具有弱极性的丙酮进行提取，由于丙酮无法进行液相色谱检测，所以需要采用气相色谱-串联质谱的检测方式进行检测，对于通常的quechers填料无法同时胜任不同极性溶液的净化。

目前，还没有能够有效去除茶叶和烟叶中干扰成分的quechers净化管。

技术实现要素：

本发明的发明目的是针对现有技术中存在的不足，提供了一种专用于去除茶叶和烟叶中干扰成分的quechers净化管及应用方法。

一方面，本发明提供了一种专用于去除茶叶和烟叶中干扰成分的quechers净化管，包括：填料，所述填料是由羧基化多壁碳纳米管、氨基化多壁碳纳米管和无水硫酸镁按照预定比例组成的净化剂。

进一步，所述羧基化多壁碳纳米管与所述氨基化多壁碳纳米管的重量比是0:4至2:2。

进一步，所述羧基化多壁碳纳米管和所述氨基化多壁碳纳米管的总重量与所述无水硫酸镁的重量比是2:3。

进一步，所述quechers净化管包括：

离心管形柱体；

填料，设置在所述离心管形柱体的底部；

螺纹管盖，设置在所述离心管形柱体的开口端并以可拆卸的方式与所述离心管形柱体密封配合。

进一步，所述离心管形柱体采用聚乙烯制成。

进一步，所述离心管形柱体的体积是2毫升至50毫升。

另一方面，本发明提供了一种去除茶叶和烟叶中干扰成分的方法，采用quechers净化管，包括：

将待处理样品研碎后采用萃取剂溶解得到混合溶液；

将所述混合溶液震荡、离心分离得到上清液；

将所述上清液加入所述quechers净化管，震荡、离心分离得到净化液。

进一步，所述萃取剂是乙腈、丙酮、正己烷和乙酸乙酯中的任意一种或多种；优选地，所述萃取剂是乙腈和/或丙酮。

进一步，所述待处理样品与所述萃取剂的重量体积比是1:3。

进一步，所述干扰成分是茶多酚、叶绿素和叶黄素。

相比与现有技术，本发明的技术方案具有如下有益效果：

本发明公开的quechers净化管对茶叶和烟叶中的主要干扰物质茶多酚、叶绿素和叶黄素有较好的去除效果，适合用于茶叶和烟叶中痕量物质的富集检测。而且该净化管不仅可以使用乙腈作为提取溶剂提取有机磷类、有机氯类、氨基甲酸酯类农药，而且可以使用丙酮作为提取溶剂提取菊酯类农药，使得茶叶和烟叶净化液既可进行hplc-ms/ms检测，也可以满足gc-ms/ms检测需求。该柱操作简便，效果显著，可以极大提高茶叶和烟叶中痕量物质前处理效率。

本发明的去除茶叶和烟叶中干扰成分的方法得到的净化液可用于对茶叶和烟叶中大多数农药进行检测，通过对实际样品的测定，对18种农药的平均回收率为72％-114％，rsds小于14％。

附图说明

图1是本发明的quechers净化管结构示意图。

其中，1-离心管形柱体；2-填料；3-螺纹管盖。

具体实施方式

为了充分了解本发明的目的、特征及功效，通过下述具体实施方式，对本发明作详细说明。本发明的工艺方法除下述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。除非另有说明，否则本发明中涉及的术语均具有本领域技术人员通常理解的含义。

第一方面，本发明提供了一种专用于去除茶叶和烟叶中干扰成分的quechers净化管，包括：填料，所述填料是由羧基化多壁碳纳米管、氨基化多壁碳纳米管和无水硫酸镁按照预定比例组成的净化剂。

优选地，羧基化多壁碳纳米管与氨基化多壁碳纳米管的重量比是0:4至2:2，并且，羧基化多壁碳纳米管和所述氨基化多壁碳纳米管的总重量与所述无水硫酸镁的重量比是2:3。

多壁碳纳米管是碳六元环构成的类石墨平面卷曲而成的纳米级中空管，具有良好的化学稳定性、热稳定性和高比表面积，是一种优秀的吸附材料。由于其表面极其易于修饰其他基团，最常见的修饰方式有羟基化、羧基化、氨基化等，这些修饰方式极大的扩展了其应用领域。

在本发明中，发明人创造性的将羧基化多壁碳纳米管、氨基化多壁碳纳米管和无水硫酸镁按上述比例组合，从而以羧基化多壁碳纳米管和氨基化多壁碳纳米管组合的填料对茶叶和烟叶样品中不同属性的检测干扰物质(茶多酚、叶绿素和叶黄素等)进行良好的吸附，同时对于其他痕量物质如农药残留等的吸附较小，适合于痕量物质的富集分析。借此，本发明的quechers净化管可极大地提高茶叶和烟叶样品的杂质净化效率，降低茶叶和烟叶样品中痕量物质前处理操作的时间和成本，同时不仅可以使用乙腈作为提取溶剂提取有机磷类、有机氯类、氨基甲酸酯类农药，而且可以兼容使用丙酮作为提取溶剂提取菊酯类农药，使得茶叶和烟叶净化液既可进行hplc-ms/ms检测，也可以满足gc-ms/ms检测需求。

本发明的专用于去除茶叶和烟叶中干扰成分的quechers净化管可以采用本领域中quechers净化管常用的任何形式，凡是包括了上述净化剂的quechers净化管都应包括在本发明的保护范围之内。在一种具体实施方式中，如图1所示，本发明的专用于去除茶叶和烟叶中干扰成分的quechers净化管包括：

离心管形柱体1；

填料2，设置在离心管形柱体的底部；

螺纹管盖3，设置在离心管形柱体的开口端并以可拆卸的方式与离心管形柱体密封配合。

其中，quechers净化管可以采用常规材料制成，例如，离心管形柱体1采用聚乙烯制成。当然，也可以采用其它聚合物材料，这可以由本领域技术人员在实际使用时进行选择，在此不做赘述。

其中，quechers净化管的柱体的体积是2毫升至50毫升，例如，2ml、6ml、10ml或50ml。

在本发明中，茶叶可以是任何种类的茶叶，例如，绿茶、白茶、红茶、黄茶、黑茶等。

第二方面，本发明还提供了一种去除茶叶和烟叶中干扰成分的方法，采用了本发明第一方面的quechers净化管。该方法包括：将待处理样品研碎后采用萃取剂溶解得到混合溶液；将混合溶液震荡、离心分离得到上清液；将上清液加入quechers净化管，震荡、离心分离得到净化液。

在一种优选的实施方式中，本发明的去除茶叶和烟叶中干扰成分的方法包括：

s1：将待处理的茶叶或烟叶样品研碎之后，按照质量体积比为1:3溶解于萃取剂(例如，1g样品用3ml萃取剂)，从而得到混合溶液。

在步骤s1中，萃取剂是乙腈、丙酮、正己烷和乙酸乙酯中的任意一种或多种；优选地，所述萃取剂是乙腈和丙酮。

s2：将步骤s1得到的混合溶液旋涡震荡2min，并以5000r/min的转速离心5min，分离得到上清液。

s3：将步骤s2分离得到上清液液加入quechers净化管，旋涡震荡2min，并以5000r/min的转速离心5min，分离得到净化液。

步骤s3得到的净化液中的茶多酚、叶绿素和叶绿素已去除干净，将该净化液转入到新的离心管中，可用于后续操作。

实施例

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。下列实施例中采用的各种物质都可以通过市场购买获得，无特殊要求。

首先对下列实施例中采用的仪器的相关信息进行说明如下：

高效液相色谱仪：accela高效液相色谱仪(赛默飞世尔科技有限公司)。

质谱仪：tsqquantumaccessmax三重四级杆质谱仪(赛默飞世尔科技有限公司)，质谱条件为：离子源为电喷雾离子化(esi+)模式，电离源极性为正模式，雾化气为液氮，扫描方式为多反应监测(multireactionmonitoring,mrm)，毛细管温度为320℃，雾化气温度为300℃，鞘气压力为35arb，辅助气压力为5arb，离子喷雾电压为3200v，cid压力为1.5torr。

10种有机磷农药的质谱参数如下：

气相色谱质谱联用仪：7890b-5977a气相色谱质谱联用仪(美国安捷伦科技公司)。仪器条件为色谱柱:db-17ms毛细管色谱柱(30m×250μm,0.25μm)；汽化室温度:250℃；程序升温:初始温度:80℃,保持1min,以20/min℃升至180℃,保持2min,再以10/min℃升至280℃,保持14min；色谱柱流速:1.0ml/min,恒流模式；载气为高纯氦气,纯度≥99.999％；进样方式:不分流进样；进样量:1.0μl；电离方式:ei；离子源温度:230℃；四级杆温度:150℃；传输线温度:280℃；溶剂延迟:8min。

标准溶液中9种农药的定性和定量离子：

实施例一

取10ml离心管，向其中加入160mg氨基化多壁碳纳米管和240mg无水硫酸镁制成quechers净化管。将1g茶叶样品研碎后用3ml乙腈溶解，将混合液旋涡震荡2min，并以5000r/min的转速离心5min，取上清液加入quechers净化管，旋涡震荡2min，并以5000r/min的转速离心5min，取上清液入新的离心管。

以液相色谱-串联质谱(hplc-ms/ms)检测技术建立乐果(dimethoate，dim)、氧化乐果(omethoate，ome)、亚胺硫磷(phosemet，pho)、马拉硫磷(malathion，mal)、喹硫磷(quinalphos，qui)、敌百虫(dipterex，dip)、甲胺磷(methamidophos，met)、内吸磷(demeton，dem)、敌敌畏(dichlorovos，dic)和久效磷(monocrotophos，mon)10种有机磷农药的检测方法。

考察了方法的线性范围、检出限(loqs)和定量限(lods)、三个浓度点的加标回收率，列于表1。从表1中看出，10种有机磷农药的线性范围为0.001-0.5mg/l。lods为0.0003-0.0045mg/kg之间，loqs在0.0009-0.0148mg/kg之间，三个浓度的加标回收率在72％-116％之间，回收率的rsds小于14％，方法具有较好的检测效果。说明该quechers净化管在去除大量基质干扰的同时没有吸附农药。

表1、10种有机磷农药的检测结果

实施例二

取10ml离心管，向其中加入40mg羧基化多壁碳纳米管，120mg氨基化多壁碳纳米管和240mg无水硫酸镁制成quechers净化管。将1g茶叶样品研碎后用3ml乙腈溶解，将混合液旋涡震荡2min，并以5000r/min的转速离心5min，取上清液加入quechers净化管，旋涡震荡2min，并以5000r/min的转速离心5min，取上清液入新的离心管。

以液相色谱-串联质谱(hplc-ms/ms)检测技术建立乐果(dimethoate，dim)、氧化乐果(omethoate，ome)、亚胺硫磷(phosemet，pho)、马拉硫磷(malathion，mal)、喹硫磷(quinalphos，qui)、敌百虫(dipterex，dip)、甲胺磷(methamidophos，met)、内吸磷(demeton，dem)、敌敌畏(dichlorovos，dic)和久效磷(monocrotophos，mon)10种有机磷农药的检测方法，考察了方法的线性范围、检出限(loqs)和定量限(lods)、三个浓度点的加标回收率，列于表2。从表2中看出，10种有机磷农药的线性范围为0.001-0.5mg/l。lods为0.0003-0.0045mg/kg之间，loqs在0.0009-0.0148mg/kg之间，三个浓度的加标回收率在78％-109％之间，回收率的rsds小于10％，方法具有较好的检测效果。说明该quechers净化管在去除大量基质干扰的同时没有吸附农药。

表2、10种有机磷农药的检测结果

实施例三

取10ml离心管，向其中加入160mg氨基化多壁碳纳米管和240mg无水硫酸镁制成quechers净化管。将1g茶叶样品研碎后用3ml丙酮溶解，将混合液旋涡震荡2min，并以5000r/min的转速离心5min，取上清液加入quechers净化管，旋涡震荡2min，并以5000r/min的转速离心5min，取上清液入新的离心管。

以气相色谱-串联质谱(gc-ms/ms)检测技术建立联苯菊酯(bifenthrin,bif)、甲氰菊酯(fenpropathrin,fen)、氯氟氰菊酯(cyhalothrin,cyh)、氯菊酯(permethrin,per)、氯氰菊酯(cypermethrin,cyp)、氟氯氰菊酯(cyfluthrin,cyf)、氟氰戊菊酯(flucythrinate,flu)、氰戊菊酯(fenvalerate,fen)、溴氰菊酯(deltamethrin,del)9种菊酯类农药的检测方法，考察了方法的线性范围、检出限(loqs)和定量限(lods)、三个浓度点的加标回收率，列于表3。从表3中看出，10种有机磷农药的线性范围为0.005-0.5mg/l。lods为0.0003-0.0042mg/kg之间，loqs在0.0009-0.0127mg/kg之间，三个浓度的加标回收率在72％-118％之间，回收率的rsds小于14％，方法具有较好的检测效果。说明该quechers净化管在去除大量基质干扰的同时没有吸附农药。

表3、9种菊酯类农药的检测结果

实施例四

取10ml离心管，向其中加入40mg羧基化多壁碳纳米管，120mg氨基化多壁碳纳米管和240mg无水硫酸镁制成quechers净化管。将1g茶叶样品研碎后用3ml丙酮溶解，将混合液旋涡震荡2min，并以5000r/min的转速离心5min，取上清液加入quechers净化管，旋涡震荡2min，并以5000r/min的转速离心5min，取上清液入新的离心管。

以气相色谱-串联质谱(gc-ms/ms)检测技术建立联苯菊酯(bifenthrin,bif)、甲氰菊酯(fenpropathrin,fen)、氯氟氰菊酯(cyhalothrin,cyh)、氯菊酯(permethrin,per)、氯氰菊酯(cypermethrin,cyp)、氟氯氰菊酯(cyfluthrin,cyf)、氟氰戊菊酯(flucythrinate,flu)、氰戊菊酯(fenvalerate,fen)、溴氰菊酯(deltamethrin,del)9种菊酯类农药的检测方法，考察了方法的线性范围、检出限(loqs)和定量限(lods)、三个浓度点的加标回收率，列于表4。从表4中看出，10种有机磷农药的线性范围为0.005-0.5mg/l。lods为0.0003-0.0042mg/kg之间，loqs在0.0009-0.0127mg/kg之间，三个浓度的加标回收率在72％-115％之间，回收率的rsds小于12％，方法具有较好的检测效果。说明该quechers净化管在去除大量基质干扰的同时没有吸附农药。

表4、9种菊酯类农药的检测结果

实施例五

取10ml离心管，向其中加入160mg氨基化多壁碳纳米管和240mg无水硫酸镁制成quechers净化管。将1g烟叶样品研碎后用3ml乙腈溶解，将混合液旋涡震荡2min，并以5000r/min的转速离心5min，取上清液加入quechers净化管，旋涡震荡2min，并以5000r/min的转速离心5min，取上清液入新的离心管。

以液相色谱-串联质谱(hplc-ms/ms)检测技术建立烟叶中乐果(dimethoate，dim)、氧化乐果(omethoate，ome)、亚胺硫磷(phosemet，pho)、马拉硫磷(malathion，mal)、喹硫磷(quinalphos，qui)、敌百虫(dipterex，dip)、甲胺磷(methamidophos，met)、内吸磷(demeton，dem)、敌敌畏(dichlorovos，dic)和久效磷(monocrotophos，mon)10种有机磷农药的检测方法，考察了方法的线性范围、检出限(loqs)和定量限(lods)、三个浓度点的加标回收率，列于表5，从中看出，10种有机磷农药的线性范围为0.001-0.5mg/l。lods为0.0003-0.0045mg/kg之间，loqs在0.0009-0.0148mg/kg之间，三个浓度的加标回收率在82％-113％之间，回收率的rsds小于10％，方法具有较好的检测效果。说明该quechers净化管在去除大量基质干扰的同时没有吸附农药。

表5、烟叶中10种有机磷农药的检测结果

实施例六

取10ml离心管，向其中加入160mg氨基化多壁碳纳米管和240mg无水硫酸镁制成quechers净化管。将1g烟叶样品研碎后用3ml丙酮溶解，将混合液旋涡震荡2min，并以5000r/min的转速离心5min，取上清液加入quechers净化管，旋涡震荡2min，并以5000r/min的转速离心5min，取上清液入新的离心管。

以气相色谱-串联质谱(gc-ms/ms)检测技术建立烟叶中联苯菊酯(bifenthrin,bif)、甲氰菊酯(fenpropathrin,fen)、氯氟氰菊酯(cyhalothrin,cyh)、氯菊酯(permethrin,per)、氯氰菊酯(cypermethrin,cyp)、氟氯氰菊酯(cyfluthrin,cyf)、氟氰戊菊酯(flucythrinate,flu)、氰戊菊酯(fenvalerate,fen)、溴氰菊酯(deltamethrin,del)9种菊酯类农药的检测方法，考察了方法的线性范围、检出限(loqs)和定量限(lods)、三个浓度点的加标回收率，列于表6，从中看出，10种有机磷农药的线性范围为0.005-0.5mg/l。lods为0.0003-0.0042mg/kg之间，loqs在0.0009-0.0127mg/kg之间，三个浓度的加标回收率在79％-106％之间，回收率的rsds小于12％，方法具有较好的检测效果。说明该quechers净化管在去除大量基质干扰的同时没有吸附农药。

表6、烟叶中9种菊酯类农药的检测结果

从实施例1至实施例6的数据可以看出，净化液可用于对茶叶和烟叶中大多数农药进行检测，对18种农药的平均回收率为72％-114％，rsds小于14％，既可进行hplc-ms/ms检测，也可以满足gc-ms/ms检测需求。