专利名称：一种用于蔬菜中农药净化的复合固相萃取柱及制备方法
一种用于蔬菜中农药净化的复合固相萃取柱及制备方法技术领域
本发明属于分析仪器技术领域，具体涉及到一种用于蔬菜中有机磷农药残留净化的复合固相萃取柱。
本发明还涉及一种制备上述复合固相萃取柱的方法。
技术背景
我国是蔬菜生产及消费大国，蔬菜是人们日常生活中必不可少的食品，但同时也是农药污染较为严重的食品之一。在农药残留检测工作中，由于大多数蔬菜基质中含有较多色素及其它干扰物质，导致在农药残留检测过程中产生基质干扰，影响测定结果的准确性，特别对于一些色素含量大的蔬菜样品，色素的存在不仅干扰测定结果，而且对气相色谱的色谱柱有很大的损害，缩短色谱柱的使用寿命。
目前，国内外对有色蔬菜中农药残留检测技术的研究比较多，美国AOAC采用 QuChERS方法对蔬菜样品进行净化，通过在基质固相分散过程中加入相应的吸附材料使得色素等基质干扰成分实现净化，但此种方法样品的取样量少(0. 5g左右)，样品的代表性不强，在基质固相分散的操作过程中容易造成农药化合物的损失，使得测定结果偏差较大，并且用以净化色素的PSA吸附材料对色素的吸附作用有限，如果增加取样量，则不能实现较好的净化效果，而PSA价格较高，不利于在方法中大量使用。此外，还有利用凝胶渗透色谱 (GPC)净化蔬菜样品中色素等基质的方法的报道，然而一方面在实验室配备GPC需要耗费一定数额的资金，另一方面，GPC净化过程较长，一般常规的净化时间也需要大概30min，而经过GPC净化后还需要再进行浓缩定容等操作，从而增加了分析时间。另外目前也有较多使用固相萃取作为有色蔬菜中农药残留检测的净化手段，大多数采用单一柱，也有少数采用复合固相萃取柱的方法，而使用本发明中的复合固相萃取柱，还未见有其他报道。
通过对中国专利网进行检索，检索到一种利用串联固相萃取小柱分离纯化微囊藻毒素的方法O01010553754. 1)，此种方法属于分离纯化领域，尽管和农残检测中农药化合物的净化原理相似，但此方法使用的是将多个固相萃取小柱串联起来对微囊藻毒素实现富集，不同于复合吸附材料形成的单个固相萃取柱对色素等杂质的去除。此外检索到一种固相萃取混合填料及固相萃取柱O01010607469.幻，涉及分析化学技术领域，固相萃取混合填料包括吡咯烷酮键合聚苯乙烯二乙烯苯树脂、强阳离子交换树脂、弱阳离子交换树脂、强阴离子交换树脂和弱阴离子交换树脂，主要应用为水溶液中酸性化合物、碱性化合物和中性化合物的选择性提取，不同于本发明的材料组成以及应用范畴。除此之外，有关固相萃取的专利主要为新型吸附材料的小柱开发，或者固相萃取装置的设计等。发明内容
本发明的目的在于提供一种用于蔬菜中有机磷农药残留净化的复合固相萃取柱。
本发明的又一目的在于提供一种制备上述复合固相萃取柱的方法。
为实现上述目的，本发明提供的用于蔬菜中农药净化的复合固相萃取柱，是在固相萃取空管中装填有石墨化炭黑和弗罗里硅土，形成固相萃取柱，且弗罗里硅土和石墨化炭黑的质量比为1 1-5 1。
所述的复合固相萃取柱，其中，所述石墨化炭黑和弗罗里硅土粒径大小为 20 μ m-100 μ m。
所述的复合固相萃取柱，其中，所述弗罗里硅土装填于固相萃取空管的上层，石墨化炭黑装填于固相萃取空管的下层。
所述的复合固相萃取柱，其中，所述弗罗里硅土装填于固相萃取空管的下层，石墨化炭黑装填于固相萃取空管的上层。
本发明制备上述复合固相萃取柱的方法，包括如下步骤
1)固相萃取空柱底部放一与空柱直径规格相应的筛板；
2)将弗罗里硅土和石墨化炭黑装入固相萃取空柱内；
3)在石墨化炭黑层上端放入孔径为20 μ m-100 μ m的筛板；
4)压紧弗罗里硅土和石墨化炭黑，制备成复合固相萃取柱。
所述的制备方法，其中，步骤2中先装填石墨化炭黑，再装填弗罗里硅土，弗罗里硅土和石墨化炭黑的质量比为1 1-5 1。
所述的制备方法，其中，步骤2中先装填弗罗里硅土，再装填石墨化炭黑，弗罗里硅土和石墨化炭黑的质量比为1 1-5 1。
所述的制备方法，其中，所述石墨化炭黑和弗罗里硅土预先去除水分。
所述的制备方法，其中，所述筛板为聚乙烯筛板。
本发明的复合固相萃取柱在使用前需用正己烷预处理。
本发明与现有农残检测中的其它固相萃取小柱相比，有以下优点和效果
a)固相萃取小柱装填简单，净化过程时间短，石墨化炭黑吸附色素能力强，经过其净化后，提取液中色素组分基本被去除，样品的上样量较大，可以实现方法较低的检出限。
b)可以根据蔬菜样品中色素含量的差异自己调整石墨化炭黑和弗罗里硅土的用量，当样品颜色较浅时，可适当减少石墨化炭黑用量，以免造成石墨化炭黑对农药化合物的吸附。
c)成本低，石墨化炭黑和弗罗里硅土的价格都不高，利用复合固相萃取，可以节省大量溶剂，对环境友好。
图1为11种有机磷农药总离子色谱图㈧与韭菜基质⑶的总离子色谱图，可见基质组分对农药化合物干扰较大；图1中11种有机磷农药分别是1治螟磷，2甲拌磷，3特丁磷，4甲基毒死蜱，5甲基对硫磷，6杀螟硫磷，7马拉硫磷，8毒死蜱，9对硫磷，10甲基异柳磷，11.喹硫磷。
图2为未净化韭菜样品(A)与净化后韭菜样品(B)总离子色谱图比较(TIC)，可见经过复合固相萃取小柱净化后，干扰基质组分大大减少。
具体实施方式
本发明特别适合于对有色蔬菜以及基质较为复杂的蔬菜中农药残留的净化。
本发明的用于蔬菜中农药残留检测的复合固相萃取柱，采用吸附材料为石墨化炭黑和弗罗里硅土，装填在固相萃取空管中形成固相萃取柱。
本发明的石墨化炭黑和弗罗里硅土可以混合后装填在固相萃取空管中形成固相萃取柱，也可以先后依次装填石墨化炭黑和弗罗里硅土，效果较佳地是将弗罗里硅土装填于固相萃取空管的下层，石墨化炭黑装填于固相萃取空管的上层。石墨化炭黑和弗罗里硅土粒径大小为20 μ m-100 μ m，弗罗里硅土和石墨化炭黑的质量比为1 1_5 1，总质量为 0. 2g-l. Og0
本发明制备上述复合固相萃取柱的方法是
1)固相萃取空柱底部放一与空柱直径规格相应的筛板(可以是聚乙烯筛板)；
2)将弗罗里硅土和石墨化炭黑依次装入柱内，干法填装，使弗罗里硅土层和石墨化炭黑层保持水平；
3)在石墨化炭黑层上端放入20 μ m-100 μ m孔径的聚乙烯筛板；
4)压紧填料使填装柱高保持在0. 5cm-l. 0cm,制备成复合固相萃取柱。
本发明的用于蔬菜中有机磷农药残留净化的复合固相萃取小柱，采用两种不同吸附材料装填组成，实现有色蔬菜的有机磷农药残留检测中色素等杂质的净化。该复合固相萃取小柱能够有效去除有色蔬菜中叶绿素、叶黄素、番茄红素、胡萝卜素等色素以及大分子的植物留醇等杂质，通过气相色谱/质谱联用仪分析11种有机磷农药的添加回收结果对此方法进行评价，结果满意。
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
1)柱材料和规格
现有固相萃取空柱的规格从50mg/lmL到10g/60mL不等，柱材料为聚丙烯，配备孔径为20μπι规格的聚乙烯筛板。上述柱管均可适用于本发明中，在下面的实施例中本发明采用0. 5g/6mL的固相萃取空柱。
2)吸附材料的粒径
吸附材料的粒径从20 μ m-100 μ m均可适用于本发明，在下面实施例中采用40 μ m粒径的石墨化炭黑和弗罗里硅土。
3)填装量与填装高度选择
吸附材料的填装量和填装高度决定固相萃取柱的性能和柱效，本发明两种吸附材料的总质量为0. 2g-l. 0g，相应的填装高度控制在0. 5cm-l. Ocm为合适。综合操作条件等因素，在下面的实例中采用0.5g填装量，石墨化炭黑与弗罗里硅土质量比为1 1，填装高度为0. 6cm的规格。
实验例1
用实施例1中的复合固相萃取柱净化有色蔬菜及复杂基质蔬菜样品，具体过程如下
A、样品处理取蔬菜样品(韭菜、葱、蒜薹、菠菜、西红柿)500. 0g，用食品加工机均质粉碎后，称取5. Og均质样品至50mL聚四氟乙烯离心管中，同时加入2. Og氯化钠和5. Og 无水硫酸钠，然后加入25mL乙酸乙酯，手摇30s混勻后振荡提取20min，提取完毕在4°C下以8000r/min的速率离心lOmin，取上清液并转移至200mL梨形瓶中；将剩余残渣再次加入15mL乙酸乙酯按照上述操作重复提取一次，低温离心后取上清液，合并提取液。将提取液在 38°C下旋转蒸发至近干，氮气吹干后用2mL正己烷溶解样品，待净化；
B、固相萃取小柱制备在规格为6mL的SPE空柱中依次装入0. 25g弗罗里硅土和 0. 25g石墨化炭黑吸附材料，使弗罗里硅土层和石墨化炭黑分别位于柱子内填料的下层和上层。
C、净化将2mL正己烷溶解的样品提取液上样至通过预先用正己烷活化的固相萃取小柱进行富集，富集完毕，用6mL正己烷淋洗，最后用SmL正己烷乙酸乙酯(1 9，V/ V)洗脱，整个净化过程控制流速为l-2mL/min，收集洗脱液，氮气吹干，用乙酸乙酯定容至 lmL，待定性定量分析；
D、检测气相色谱条件进样口温度为250°C，不分流进样，进样量为1 μ L ；载气为 99. 999%氦气，溶剂延迟^iin ；升温程序初始温度为70°C，保持3min，以20°C /min速率升温至180°C，保持lmin，再以10°C /min速率升温至280°C，保持15min。质谱条件离子源为EI源，温度为230°C，电子能量为70eV ；四级杆温度为150°C，传输线温度为280°C ；质谱扫描方式为SIM模式，根据农药化合物的特征离子进行选择离子扫描。根据外标法对农药化合物进行定性定量。
如图1显示，11种有机磷农药混合标准的总离子色谱图(A)与韭菜基质的总离子色谱图(B)，11中有机磷混标的色谱峰完全被基质所覆盖，可见基质组分对农药化合物干扰较大。而韭菜样品经过本发明中的固相萃取柱净化后(图2-B)，与未经过净化的样品(图 2-A)总离子色谱图比较，可见经过复合固相萃取小柱净化后的干扰基质组分大大减少。
权利要求
1.一种用于蔬菜中农药净化的复合固相萃取柱，其特征在于，固相萃取空管中装填有石墨化炭黑和弗罗里硅土，形成固相萃取柱。
2.根据权利要求1所述的复合固相萃取柱，其中，所述石墨化炭黑和弗罗里硅土粒径大小为20 μ m-100 μ m，且弗罗里硅土和石墨化炭黑的质量比为1 1_5 1。
3.根据权利要求1所述的复合固相萃取柱，其中，所述弗罗里硅土装填于固相萃取空管的上层，石墨化炭黑装填于固相萃取空管的下层。
4.根据权利要求1所述的复合固相萃取柱，其中，所述弗罗里硅土装填于固相萃取空管的下层，石墨化炭黑装填于固相萃取空管的上层。
5.一种制备权利要求1所述复合固相萃取柱的方法，包括如下步骤1)固相萃取空柱底部放一与空柱直径规格相应的筛板；2)将弗罗里硅土和石墨化炭黑装入固相萃取空柱内；3)在石墨化炭黑层上端放入孔径为20μ m-100 μ m的筛板；4)压紧弗罗里硅土和石墨化炭黑，制备成复合固相萃取柱。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，步骤2中先装填石墨化炭黑，再装填弗罗里硅土，弗罗里硅土和石墨化炭黑的质量比为1 1-5 1。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其中，步骤2中先装填弗罗里硅土，再装填石墨化炭黑，弗罗里硅土和石墨化炭黑的质量比为1 1-5 1。
8.根据权利要求5、6或7所述的制备方法，其中，所述石墨化炭黑和弗罗里硅土预先去除水分。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述筛板为聚乙烯筛板。
10.权利要求1所述的复合固相萃取柱的使用方法，所述复合固相萃取柱在使用前需用正己烷预处理。
全文摘要
一种用于蔬菜中农药净化的复合固相萃取柱，其中固相萃取空管中装填有石墨化炭黑和弗罗里硅土，形成固相萃取柱，且弗罗里硅土和石墨化炭黑的质量比为1∶1-5∶1。本发明适用于正相萃取弱极性至中等极性农药化合物，特别适合于对有色蔬菜以及基质较为复杂蔬菜中有机磷农药残留的净化。与其他单一填料固相萃取柱相比，该固相萃取柱处理过程更为迅速便捷，吸附容量大，所用溶剂较少，石墨化炭黑和弗罗里硅土价格不高，采用商品化固相萃取空柱，制备简单，易于批量生产。
文档编号G01N1/34GK102489249SQ201110380010
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月25日 优先权日2011年11月25日
发明者储晓刚, 张峰, 王秀娟, 董英, 许成保, 赵延胜 申请人:中国检验检疫科学研究院