毛细管电泳仪测定土壤中氧化乐果的含量

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汪耀明，陶玉贵，叶连斌，万宗飞

(安徽工程科技学安徽省微生物发酵工程技术研究中心，安徽芜湖 241000)

摘要：应用高效毛细管电泳法对氧化乐果的含量进行了测定，研究了检测波长、缓冲体系、缓冲液pH、缓冲液浓度、SDS浓度和分离电压对氧化乐果测定的影响。在pH 7.5、20 mmol/L NaH₂PO₄ - Na₂HPO₄ 缓冲液、3Ommol／L SDS、254 nm、25 kV下，氧化乐果的测定佳．毛细管电泳仪测定氧化乐果的检测限为0.2µg／mL，线性范围为0.5～150µ g/mL。相对标准误差RSD<3%。采用标准加入法，测定回收率在91.6％ ～101.2％．该方法应用于土壤中氧化乐果含量的测定，具有高效、快速、简便的特点．

关键词：毛细管电泳(CE)；胶束电动色谱法；氧化乐果；含量

中图分类号：0657.8        文献标识码：A

 

引 言

氧化乐果是一种中等毒性的有机磷农药，主要用于防治蚜虫、红蜘蛛、水稻飞虱、纵卷叶螟、小麦蚜虫、大豆蚜虫、森林松干蚧、松毛虫等多种害虫．氧化乐果在保护种植物免受病虫害方面做出了杰出的贡献，为人类挽回了大量的经济损失．然而随着氧化乐果的大规模使用，氧化乐果的过量使用或使用不当，会通过各种方式进入水体和土壤，所以氧化乐果经常在环境中检测出来^[1]．氧化乐果是胆碱酯酶抑制剂，对人类有很高的毒性，它的残留对环境造成了严重污染，严重影响了人们的身体健康．因此对它进行有效的快速分析具有重要的意义^[2]. 过去氧化乐果多用GCE^[3]和HPLC^[4]的方法测定，操作较繁琐，且易造成二次污染．近年来，毛细管电泳技术(CE)由于其进样量少、分析速度快、分离效率高等优点，已广泛地应用于手性分子、药物分子、环境污染物的分析．虽然其用于农药分析起步较晚，但作为一种高效分离技术，CE在这一领域已显示出极大的潜力^[5]．前人应用CE对农药的测定主要是对甲基对硫磷、对硫磷等含苯环结构的物质^[6]，但未见用CE对氧化乐果的含量进行测定的报道．本文采用了毛细管胶束电动色谱对氧化乐果测定的佳条件进行了初步探讨．

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Beckman P／ACE MDQ毛细管电泳仪并配制二极管阵列检测器；石英毛细管Beckman(长:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />42.8cm，有效长度36 cm，内径为75µm，外径为375µm )．

氧化乐果标准品(购自农业部环境保护科研检测所，1 mL／支，浓度为100µg／mL)；十二烷基硫酸钠(SDS)、硼酸、四硼酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠均为分析纯；实验用水均为二次蒸馏水．

1.2 标准曲线的制作

将氧化乐果标准品用丙酮稀释至1O mL，再用移液枪分别准确量取0.25 mL、0.50 mL、0.75 mL、1.00 mL、1.25 mL，用丙酮定容至10 mL，得到0.25µg／mL、0.5µg／mL、0.75µg／mL、1.0µg／mL、1.25µg／mL 5个不同浓度梯度的标准样品溶液，放人冰箱内保存，备用，用以制作标准曲线．

1.3 缓冲溶液的制备

分别制备100 mmol的硼砂一硼酸、NaH₂PO₄-Na₂ HPO₄、Tris-HC1、Na₂CO₃-NaHCO₃、柠檬酸-柠檬酸钠的储备液，各取适量配成不同浓度比的体系．

1.4 样品预处理

将供试土壤自然风干，研磨，过4O目筛，准确称取土壤20 g，加无水硫酸钠研磨至干粉状后，移置300mL 具塞锥形瓶中，加入60 mL 二氯甲烷浸泡6～8 h，用超声波振荡30 min，离心过滤，移取清液2O mL于含O.5 mL的乙酸乙酯中，50℃水浴中挥发近干，用丙酮定容至5 mL^[7]．

1.5 电泳条件

毛细管柱在使用前依次用0．1 mol／L NaOH、H₂O分别洗约2 min，再用缓冲液洗5 min．采用压力进样，进样压力为0.5 psi；进样量为5 S；温度为25℃．二极管阵列检测器的输出信号经数据工作站采集到微机中进行实时数据处理，图形显示和数据文件存储．

2 结果与讨论

2.1 测试条件的研究

(1)检测波长的选择．利用二极管阵列检测器对氧化乐果标样进行全波长扫描(19O～300 nm)．氧化乐果在191 nm和254 nm有较强的吸收峰，但在191 nm 时，基线波动．综合考虑各种因素，确定254nm作为检测波长，这时候有较大的吸收峰，且基线平稳．

(2)缓冲体系的选择．氧化乐果标样难溶于水，因此使用毛细管区带电泳方式，难以使其分离，需采用胶束电动色谱法，加入胶束增溶，使中性化合物的溶质在水相和胶束相间分配系数不同而得到分离^[8]．本文选用十二烷基硫酸钠(SDS)作为表面活性剂，加入到缓冲液当中，对氧化乐果进行测定．对0.02 mol／L 硼砂-硼酸、NaH₂PO₄ - Na₂ HPO₄、Tris - HC1、Na₂CO₃ - NaHCO₃、柠檬酸-柠檬酸钠这5种缓冲体系进行研究(图1)，结果表明，NaH₂PO₄ – Na₂ HPO₄ 缓冲体系对氧化乐果的测定效果好．

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(3)缓冲液离子浓度和pH值的选择．在pH 为7.5，SDS浓度为30 mmol／L条件下，分别用不同浓度(10mmol／L、20 mmol／L、30 mmol／L、40 mmol／L、50 mmol／L)的磷酸盐缓冲溶液系列对标样溶液进行测定，得到吸收峰高随缓冲液离子浓度的改变情况，如图2所示．峰高值越大，样品的测定效果越好．当磷酸盐浓度在20 mmol／L时峰高大，这可能是因为此浓度下的缓冲液与样品的互溶性较好．而且当磷酸盐浓度在20 mmol／L时，电流值在94µA左右，符合毛细管测定的正常范围O～150 µA，故磷酸盐的离子强度选定为20 mol／L．

同时，用不同pH(6.O、6.5、7.O、7.5、8.O)的磷酸盐缓冲溶液对标样溶液进行测定，得到溶液吸收峰高随pH的改变图，如图3所示．

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可以看出，氧化乐果的吸收峰高在pH 7.5附近达到大值，随着pH的进一步增大或减小，溶液吸收峰高都发生明显的减小．在pH为7.0附近时，氧化乐果的峰高低，这可能是因为此时的pH 值为中性，电泳分离效果不好，导致峰高低．

(4)SDS浓度的影响．在pH 为7.5，20 mmol／L的磷酸盐缓冲液中，研究了SDS浓度对峰高的影响，如图4所示．当SDS浓度为30 mmol／L时，氧化乐果的峰高值大，故选择30 mmol／L作为SDS浓度．

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(5)分离电压的选择．在pH 为7.5，20 mmol／L的磷酸盐缓冲液，SDS浓度为30 mmol／L的条件下，考察了10~25 kV范围内的电压对氧化乐果保留时间的影响(图5)．保留时间越短，就可对样品实现快速测定．可以看出，随着电压的升高，保留时间减少，在电压为25 kV时，氧化乐果的保留时间约为3.5 min，可对氧化乐果进行快速测定．因此，本文选定25 kV作为电泳电压．

2.2 方法的验证

在检测波长为254 nm，20 mmol／L NaH₂PO₄-Na₂HPO₄缓冲液，pH 为7.5，30 mmol／L SDS，分离电压25 kV的条件下，氧化乐果的保留时问为3.547 min，其毛细管电泳标样图如图6所示．取0.25µg／mL、0.5 µg／mL、0.75 µg／mL、1.0µg／mL、1.25µg／mL 5个不同浓度梯度的标准样品溶液按上述条件进行测定．以峰面积计算得出氧化乐果的线性回归方程为：Y=153+13415.2c，其中Y为峰面积，c表示浓度(µg／mL)；线性相关系数r=0.996 7；氧化乐果的检测限为0.2 µg／mL；线性范围为0.5～150µgmL (表1)．对氧化乐果标样重复测定5次，其相对标准误差小于3%．以标准样品添加到土壤中，按1.4的方法进行提取和测定，其回收率为91.6% ～101.2%(表2)．可见，方法具有较高的准确度和精密度．

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2.3 应用

在优化条件下，对待测土壤中的氧化乐果含量进行测定，其毛细管电泳图如图7所示，测得此时土壤中氧化乐果的含量为0.498µg／mL．由图7也可以看出，该方法的选择性较好，土壤中的其他成分对测定的干扰较小．

3 结 论

通过测定的条件分析，得到了氧化乐果毛细管胶束电动色谱法的测定条件，并对土壤中氧化乐果含量进行了测定，得到了较为满意的结果．毛细管电泳技术高效、快速、简便的特点，在环境监测中必然会得到越来越广泛的应用．