基于深共熔溶剂和研磨球的基质固相分散前处理技术的开发及其在蜂蜜农残检测中的应用开题报告

研究背景：

基质固相分散(Matrixsolid-phase dispersion, MSPD) 是类似于固相萃取的一种提取、净化 、富集技术,1989 年由美国 Louisiana 州立大学的StevenBarker首次提出并给予理论解释, 其基本原理是将试样直接与适量反相填料(C18或C8键合硅胶)研磨、混匀制成半固态物质,然后装柱,用洗脱剂淋洗。根据分析物在聚合物组织基质中的分散和溶剂的极性将分析物迅速分离。

分散液相微萃取（DLLME）是近年来发展起来的一种新型样品前处理技术,相当于微型化的液液萃取，是基于目标分析物在样品溶液和小体积的萃取剂之间平衡分配的过程。在DLLME操作过程中,首先向样品溶液中加入萃取剂和分散剂，然后振荡混合至形成乳浊液，在离心分层后用微量进样器取出萃取剂直接进样分析。该技术具有操作简单、快速、富集效率高、对环境友好、成本低等优点，在分析化学领域具有广泛的应用前景。

由于大多数萃取剂有毒，对环境不友好。因此，寻找一种绿色环保的萃取剂极为必要。2003年，英国Leicester大学的Abbott等发现氯化胆碱和尿素以适当的摩尔比混合加热可以形成室温液体，首次提出了深共熔溶剂的概念。深共熔溶剂(DES) 是一种低共熔混合物，主要由氢键供体和氢键受体通过氢键作用结合在一起，由氢键引发的电荷离域导致该混合物的熔点远远低于各组分的熔点。他们将氯化胆碱(熔点302℃)与尿素(熔点113℃)按摩尔比1∶2混合加热，合成了一种远低于各组分熔点的混合物(熔点12℃)。且DES具有具有廉价易得、蒸汽压低、无毒性、不易燃、可生物降解、可调控、可循环使用以及环境相容性优等优点，作为萃取剂非常适宜。

气相色谱法（Gaschromatography，GC）在生物医药、食品、中药等各大领域均有应用。中国农科院植保所姚建仁等早在1985年就报道了采用气相色谱法分析蜂蜜中有机氯农药残留的方法。由于气相色谱法具有操作简单、灵敏、重现性好等优点，被逐渐扩大在蜂蜜中有机氯、有机磷、拟除虫菊酯以及多类型复合农药残留分析领域中的应用。根据目标物质的不同溶解极性，分析前处理使用的提取溶剂包括乙酸乙酯、二氯甲烷以及各种有机溶剂按不同比例所配置的混合试剂。净化方法包括固相萃取法、分散固相萃取法等，所使用的净化材料包括HLB（二乙烯苯和N-乙烯基吡咯烷酮复合物）、Folrisil（弗罗里硅土）等，也有采用磁性纳米材料的研究报道。

研究目的：

基质固相分散萃取MSPD是一种重要的样品前处理技术，特别适合固体、半固体和泥态样品，该技术将样品破碎、研磨、淋洗/洗脱集于一体，兼具样品富集和净化功能。基质固相分散与分散液相微萃取技术联用能充分发挥MSPD的长处，又能弥补MSPD富集能力不足的缺点。本论文通过实验，合成具有特定功能的深共熔溶剂DES，设计研磨珠的参数并优化研磨珠的研磨效率，并与DLLME/HF-LPME联用，建立优化的样品前处理技术，并应用于蜂蜜实际样品中几种农药残留的测定。

研究意义：

基质固相分散适合固态和半固态样品，但样品用量少，灵敏度较低。为了满足复杂样品中痕量污染物的测定，将分散液相微萃取与之联用，进一步提高富集效果。目前，有关采用该前处理方法的研究较少。此外，本研究采用球磨代替手工研磨进行基质固相分散萃取，大大减少了劳动量，提高了前处理效率。

1、溶液配制和方法

1.1单标和混标储备液准确称取毒死蜱、乐果、灭多威、甲萘威4种农药标准品各5.0 mg，分别用甲醇溶解并定容至50 mL，配制成质量浓度为100 mg/L 的标准储备液，准确移取约1.00 mL 100 mg/L标准溶液于50 mL容量瓶中，用甲醇溶解并定容，配制成浓度均为2.00μg/mL的标准使用液。根据试验需要梯度稀释成质量浓度为 0.01、0.05、0.1、0.2、0.5μg/ mL的农药标准工作液。

1.2方法 准确称取2.0g(精确至0.01g)均质的蜂蜜样品和分散剂装入球罐内，向球中放入研磨珠，固定在振荡器内研磨5min，将样品转移至固相萃取小柱，装柱与压实，以洗脱剂洗脱，收集洗脱液，用氮气吹干后加入DES，涡旋1min 后，以3500r/min离心10min。吸去水相。离心管底部取样1μL，进行GC分析。

1.3色谱条件 色谱柱: DB－5石英毛细管柱(30m0.32mm，0.25μm )；进样口温 度:250℃;检测器(ECD)温度:320℃;升温程序: 以100℃保持1min，以40℃/min升至160℃，保持0min；以5/min升至200℃，保持5min; 以8℃/min升至240℃，保持3min； 进样量:1μL，分流比20∶1。

2、基质固相萃取条件优化

在上述色谱操作条件下，待仪器稳定后，依次准确吸取1.0μL标准工作液( 或净化后的样品溶液)注入色谱仪中，以保留时间定性，以峰面积外标法定量。

在蜂蜜基质中添加2.00μg/ mL混标储备液，利用加标回收率对基质固相分散萃取的主要因素进行逐一优化。

2.1固相萃取填料的选择 蜂蜜中含有糖类、蛋白质等物质,采用弗罗里硅土可以减少这些强极性杂质的共洗脱。

2.2 洗脱剂及体积的选择 本实验拟选用乙腈、正己烷、丙酮、乙酸乙酯溶剂为洗脱剂。初始洗脱剂都定为6 mL，准确称取2.0g(精确至0.01g)均质的蜂蜜样品和4.0g弗洛里硅土装入四氟球内，向球中放入研磨珠，固定在振荡器内研磨，将样品转移至固相萃取小柱，以6 mL乙腈、正己烷、丙酮、乙酸乙酯溶剂洗脱，采用10 mL玻璃离心管收集滴加洗脱液后的样品。将洗脱液氮吹至近干，之后立即加入1 mL洗脱液进行复溶，最后采用玻璃注射器过带有无水硫酸钠的滤膜，转移至色谱进样瓶冷藏保存，测定。定下最佳洗脱剂，改变最佳洗脱剂体积为6、8、10、12 mL，按上述方法，每个体积做3组平行实验。

2.3弗罗里硅土和样品的用量比例 选择样品与弗罗里硅土的用量比例分别为1∶ 5、1∶2、1∶3、1∶4进行对比试验(试验中样品量都取1.0g)。按2.2中方法，选用最佳洗脱剂及体积，改变弗洛里硅土与样品用量试验。

2.4球磨条件的选择 本实验将样品与研磨珠置于四氟球中通过机械振荡方式来替代手动研磨，本实验优化研磨珠尺寸、材质、数量，四氟球尺寸、研磨时间。研磨珠材质上选用不锈钢研磨珠和氧化锆研磨珠两种进行对比实验，尺寸上选用直径3 mm、8 mm、15 mm；四氟球球磨罐选用直径63 mm、80 mm、100 mm。研磨时间选用5min、10min、15min。根据2.2中方法固定分散剂和洗脱剂及其体积，改变研磨珠尺寸、材质、数量，四氟球尺寸进行试验。

3、分散液相微萃取条件优化

3.1萃取剂的选择 在悬浮固化-分散液液微萃取中，萃取剂的选择至关重要。萃取剂必须密度比水小，凝固点接近或略低于室温，在水中溶解度小，对目标物有较高的亲和力且不干扰目标物。本实验制备6种DES作为萃取剂。准确称取25ｇ蜂蜜样品，加入500ｍＬ蒸馏水振荡溶解，加入80μL DES。涡旋1min 后，以3500 r/min离心10 min。吸去水相。离心管底部取样1μL，进行GC分析。选出最佳的深共熔溶剂。

3.2萃取剂用量的选择依据3.1种的方法，改变DES的体积为50、60、70、80、90、100μL对四种农药的萃取效率。

4、试验计算与原理

4.1回收率的计算方法根据峰面积 A 计算回收率: Ｒ = A /A_标。

式中: Ｒ为回收率; A_标 为标准溶液测得的峰面积; A 为加标相同浓度的标准溶液经最优条件处理后测得的峰面积。

4.2线性范围、相关系数和检出限

配制浓度分别为5，10，25，50，100和200μg/kg的四种农药的蜂蜜标品，在最优条件下，以加标土壤浓度(x)对峰面积(y，以共存在异构体的总峰面积计)进行线性拟合，绘制工作曲线。检出限以仪器3倍信噪比计算得出，富集倍数为萃取前后样品浓度之比。

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