毛细管电泳在有机磷类除草剂检测中的应用研究.docVIP

毛细管电泳在有机磷类除草剂检测中的应用研究 　　1引言 　　随着抗草甘膦转基因作物的培育成功，草甘膦的用量逐年递增，目前已成为全球用量最大的除草剂。然而，近年来的许多研究表明，草甘膦对生物具有一定的毒性，是一种内分泌干扰物，抑制哺乳动物的细胞色素P540 酶活性，具有潜在致癌性，与糖尿病、不孕不育、癌症等数种疾病有关。因此草甘膦残留检测越来越受到关注。 　　目前已有多种方法涉及有机磷除草剂的检测，包括高效液相色谱( HPLC)、气相色谱( GC)、离子交换色谱( AEC)、电化学检测、分光光度法、表面等离子体共振( SPR)、免疫分析等。然而，HPLC 和GC法中，样品前处理过程比较耗时，且需进行衍生，同时面临样品需求量大、方法灵敏度不够等问题。AEC、电化学检测、分光光度法和SPR 等方法的灵敏度比较差，方法的选择性有待于进一步提高。免疫分析法的成本较高，不适于发展成为常规的检测手段。毛细管电泳( CE) 具有分离模式多、分离效率高、分析速度快、对环境污染小等优点，已在生物、化学、医药、环保、食品和法检等领域得到了广泛应用。CE 可以满足水体、土壤、农作物、食品甚至生物体内残留有机磷除草剂检测的要求。本文综述了近年来CE 在有机磷除草剂残留检测方面的研究工作，着重介绍草甘膦、草铵膦( glufosinate) 及其降解产物的检测。 　　2 毛细管电泳在检测有机磷除草剂中的应用 　　以草甘膦为例，有机磷除草剂的检测面临以下几点困难: ( 1) 草甘膦及其降解产物极性强，水溶性好，难溶于有机溶剂，难以挥发，从实际样品中直接萃取比较困难，回收率低; ( 2) 草甘膦分子中没有生色团或荧光团，检测灵敏度较低，需要对其衍生后检测; ( 3) 草甘膦分子中存在磷酸根、羧酸根等，易于与金属离子络合，也容易被土壤吸附，在分析实际样品时，萃取过程耗时，实验误差增大; ( 4) 草甘膦分子结构与植物中的天然成分如氨基酸等比较相似，检测时干扰较大。目前CE 在检测草甘膦方面的研究主要集中在提高检测灵敏度和发展有效的样品前处理方法两方面。以下分别从衍生方法、检测器、离线及在线富集技术等方面对已有工作进行总结。 　　2. 1 间接检测 　　由于草甘膦和草铵膦缺乏紫外-可见波长范围内的生色团，因此采用紫外( UV) 直接检测非常困难。早期人们发展了间接检测法，背景电解质中加入邻苯二甲酸酯可用于CE-间接UV 检测[17]，检测波长为220nm，该方法用于检测黑麦草植株中的草甘膦及其主要代谢产物[18]，有助于了解农药在植物体内的残留和代谢行为。除了紫外检测器，激光诱导荧光检测( LIF) 也可采用间接检测。Chang 等[19]采用荧光素为电解质，通过CE-间接LIF 测定了草甘膦、草铵膦和氨甲基膦酸，激发波长为488nm，检测波长为520nm。3 种物质可在5min 内分开，检测限( Limits ofDetection，LOD) 为mu;mol /L 水平，可用于市售除草剂溶液和地下水的分析。虽然间接检测法比较方便，但是其灵敏度和选择性都不够好，因此，人们又发展了多种其他方法。 　　2. 2 衍生法 　　衍生法可赋予草甘膦一定的光学性能，使其能够通过UV 或LIF 等检测器直接检测。Chang等采用芴甲氧羰酰氯( FMOC-Cl) 为衍生试剂，对草甘膦、草铵膦和氨甲基膦酸进行柱前衍生，反应30min 后以毛细管区带电泳( CZE) 的方式在9min 内得到分离，检测波长为260nm。电泳过程中采用乙腈-盐混合物在线富集技术，可使LODs降至10 - 7mol /L。该方法可用于分析地下水和湖水样品，样品经过滤后可直接衍生并CE 分析。2 种样品中均未检出草甘膦和草铵膦，加标试验平均回收率为92. 7% ～ 103. 1%。硫代异氰酸苯酯( PITC) 也可用作柱前衍生试剂[21]，紫外检测波长为210nm，草甘膦和氨甲基膦酸的LOD 分别为0. 005 和0. 02 mg /L。该方法已用于池塘水和植物油分析。池塘水经过滤后进入商品化的Dowex 阴离子交换柱，用0. 1mol /L HCl 洗脱，洗脱液在旋转蒸发仪中于60℃干燥，固体残留物用1mL 水溶解后在碱性条件下与PITC 反应35min，溶液吹干后再用1mL 水溶解，离心后即可进行CZE-UV 检测。对于植物油样品，用0. 1mol /LHCl 溶液萃取2 次，合并水相后置于分液漏斗中，加入氯仿，振荡后分层，取上清液调节pH 为7. 5～ 8，离心将上清液定容后，依据与池塘水样相同的方法处理。该过程中，草甘膦和氨甲基膦酸的加标回收率分别为93%和89%，耗时1 ～ 2h。毛细管的内径较小，进样体积小，有效检测光程较短