離子色譜法分析小麥中的矮壯素和縮結(jié)胺

張錦梅 王敬花 王珊珊 田海峰

（青島盛瀚色譜技術(shù)有限公司，山東青島 266101）

離子色譜法分析小麥中的矮壯素和縮結(jié)胺

張錦梅 王敬花 王珊珊 田海峰

（青島盛瀚色譜技術(shù)有限公司，山東青島 266101）

建立了離子交換色譜－直接電導(dǎo)法同時(shí)測(cè)定小麥中矮壯素和縮結(jié)胺殘留的分析方法。樣品磨碎超聲提取后，過(guò)固相萃?。⊿PE）柱去除蛋白質(zhì)，用0.22μm膜過(guò)濾，進(jìn)樣檢測(cè)。考察了不同的陽(yáng)離子色譜柱SH－CC－1、SH－CC－2、SH－CC－3，不同的淋洗液對(duì)矮壯素、縮結(jié)胺的保留時(shí)間和分離度的影響。確定了最佳色譜條件為SH－CC－3陽(yáng)離子色譜柱，直接電導(dǎo)檢測(cè)，淋洗液選用甲烷磺酸（3.0mmol／L）分離；流速1.0mL／min；柱溫40℃；進(jìn)樣量100μL。在此條件下，矮壯素及縮結(jié)胺在0.20～20.0mg／L范圍內(nèi)，線性相關(guān)系數(shù)r均大于0.999，矮壯素和縮結(jié)胺的檢出限分別為0.070和0.073mg／L，矮壯素、縮結(jié)胺的加標(biāo)回收率分別為76.0%～93.8%和74.9%～91.2%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在4.2%以下。方法選擇性好，靈敏度高，抗干擾能力強(qiáng)，適用于檢測(cè)小麥中矮壯素和縮結(jié)胺的含量。

離子色譜；小麥；矮壯素；縮結(jié)胺

1 前言

矮壯素和縮結(jié)胺作為植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在我國(guó)大量使用，通過(guò)抑制赤霉素的合成達(dá)到控制植物徒長(zhǎng)，可以提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)品質(zhì)量，是高效、低毒、無(wú)藥害內(nèi)吸性藥劑，廣泛地用于小麥、水稻、棉花、煙草、玉米及各種塊根作物上。這兩種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑低毒，但會(huì)給人體帶來(lái)危害。曾有人對(duì)低于ADI濃度水平下的矮壯素對(duì)動(dòng)物生殖危害的影響［1］做過(guò)研究。矮壯素被列入美國(guó)（NIOSH）疑似內(nèi)分泌干擾物質(zhì)［2］，殘留問(wèn)題被廣泛關(guān)注。如2000～2002年歐盟委員會(huì)就嬰兒食品、鮮果及蔬菜中的矮壯素殘留問(wèn)題，發(fā)布了17次快速預(yù)警通告。由此可見(jiàn)，這兩種物質(zhì)在食品中的殘留已成為影響食品安全的潛在重要因素。矮壯素和縮結(jié)胺在土壤中具有吸附性，容易污染地下水，對(duì)環(huán)境有一定的污染。雖對(duì)縮結(jié)胺在哺乳類(lèi)動(dòng)物體內(nèi)的殘留量有研究，但對(duì)縮結(jié)胺對(duì)人體安全性未作結(jié)論。GB 2763—2005規(guī)定矮壯素最大殘留量為小麥5mg／kg、玉米5mg／kg、棉籽0.5mg／kg，日本食品肯定列表茶葉中矮壯素最高殘留限量為0.1mg／kg，2006年歐盟委員會(huì)修改矮壯素的最大殘留標(biāo)準(zhǔn)為0.05mg／kg。

目前我國(guó)檢測(cè)矮壯素殘留的方法有化學(xué)法、電位滴定法?；瘜W(xué)法通過(guò)硝酸銀滴定測(cè)定游離氯和總氯，來(lái)計(jì)算矮壯素的含量。但滴定法靈敏度低，誤差較大，不適合痕量分析。電位滴定法靈敏度較化學(xué)法有所提高，但是樣品量大［3］。封順等［4］對(duì)矮壯素和縮結(jié)胺的分析方法進(jìn)展也做了論述。早期分析矮壯素和縮結(jié)胺的方法還包括TLC、離子色譜法、氣相色譜法和HPLC法。氣相色譜法采用衍生法，衍生反應(yīng)裝置復(fù)雜而且結(jié)果易假陽(yáng)性。矮壯素和縮結(jié)胺的弱揮發(fā)性和強(qiáng)極性，自身的化學(xué)性質(zhì)決定了適合液相色譜法檢測(cè)，但是分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而且不含有發(fā)色基團(tuán)，因此也需要衍生化進(jìn)行紫外檢測(cè)。有文獻(xiàn)報(bào)道［5］采用液－質(zhì)聯(lián)用，但是成本高。傅里葉變換拉曼光譜法［6］成本低，但儀器不普及，不適合常規(guī)檢測(cè)。用離子色譜法測(cè)定矮壯素和縮結(jié)胺，靈敏度沒(méi)有氣－質(zhì)譜或液－質(zhì)譜高，但操作簡(jiǎn)單、快速、實(shí)用成本低，可以滿(mǎn)足矮壯素和縮結(jié)胺的常規(guī)檢測(cè)，實(shí)際推廣性強(qiáng)。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器、試劑與材料

CIC－300離子色譜儀（青島盛瀚色譜技術(shù)有限公司）：配有恒溫電導(dǎo)檢測(cè)池、色譜柱恒溫、光學(xué)檢測(cè)器、SH－A自動(dòng)進(jìn)樣器、SHY－2抑制器。

HW－2000色譜工作站（上海千譜公司），0.22μm過(guò)濾膜（天津Automatic Science公司），UPT－Ⅱ－20L型超純水系統(tǒng)（成都超純科技有限公司），HS－102600型超聲波（天津恒奧科技有限公司），Anke TDL80－2B離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠），碳十八預(yù)處理柱（青島盛瀚色譜技術(shù)有限公司）。

甲烷磺酸（分析純?cè)噭?，?guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司），乙腈（HPLC grade）購(gòu)自美國(guó)Tedia公司?？s結(jié)胺、矮壯素標(biāo)準(zhǔn)品（純度大于99%，德國(guó)Dr.Ehrenstorfer公司）。

準(zhǔn)確稱(chēng)取適量的縮結(jié)胺和矮壯素標(biāo)準(zhǔn)品，用超純水配制成質(zhì)量濃度為1 000mg／L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，將該溶液在－18℃冰箱中保存；實(shí)驗(yàn)用水為超純水（電阻率≥18.2MΩ·Cm）。

小麥均為市售。

2.2 樣品前處理

選取小麥樣品于食品粉碎機(jī)粉碎，四分法取樣。稱(chēng)取10.0g樣品于碘量瓶中，加入超純水30mL，振蕩5min，并用超聲波浸取30min，轉(zhuǎn)移至100mL，并用超純水定容至刻度。在14 000r／min速率的條件下離心10min。取3mL上清液過(guò)用甲醇和超純水預(yù)先活化好的碳十八小柱，棄去先前流出的2mL溶液，接取約1mL溶液進(jìn)行測(cè)定。

2.3 色譜條件

淋洗液用甲烷磺酸（3mmol／L）等度淋洗，流速1.0mL／min。直接電導(dǎo)檢測(cè)，檢測(cè)溫度40℃，進(jìn)樣量100μL。以保留時(shí)間定性，峰面積定量。色譜柱為SH－CC－3陽(yáng)離子交換柱（150mm×4.6mm，5μm），填料表面為羧酸基的聚丙烯酸樹(shù)脂。

3 結(jié)果與討論

3.1 色譜柱和淋洗液的選擇

糧食谷物成分復(fù)雜，鈉、鉀、鎂、鈣常見(jiàn)陽(yáng)離子含量較高，而且這些離子的電導(dǎo)響應(yīng)較靈敏，縮結(jié)胺和矮壯素的強(qiáng)極性決定了在色譜柱中保留性較強(qiáng)，所以要選用容量低的色譜柱來(lái)分離，儀器當(dāng)時(shí)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)梯度淋洗的功能，必須選用等度淋洗。Sh－CC－1型色譜柱是羧酸型陽(yáng)離子交換柱，常規(guī)的甲烷磺酸（3mmol／L）分離條件，鈉、鉀、鎂、鈣可以洗脫出來(lái)，但是縮結(jié)胺和矮壯素本身的化學(xué)性質(zhì)強(qiáng)保留，在該條件下30min洗脫不出來(lái)，流動(dòng)相濃度加倍后，調(diào)整有機(jī)溶劑乙腈的配比，乙腈濃度分別選用10%、 8%、6%（體積比）的可以洗脫出來(lái)，但是由于有機(jī)溶劑的加入，導(dǎo)致響應(yīng)變低，而且峰形嚴(yán)重拖尾，達(dá)不到實(shí)際需要的檢出限。Sh－CC－2型色譜柱常用的流動(dòng)相是甲烷磺酸（10mmol／L），鈉、鉀、鎂、鈣出峰在15min左右，縮結(jié)胺、矮壯素在40min之內(nèi)淋洗不出來(lái)，加有機(jī)溶劑乙腈改良，加入體積比10%的乙腈，洗脫在20min左右，由于用的是直接電導(dǎo)檢測(cè)，導(dǎo)致高的背景電導(dǎo)，使目標(biāo)離子檢出限較高，大約在1mg／L，難以滿(mǎn)足待測(cè)離子實(shí)際樣品的檢出限。Sh－CC－3型色譜柱是羧酸型陽(yáng)離子交換柱，是一款快速分離柱，適合于強(qiáng)保留離子的分離，用甲烷磺酸（3mmol／L）就可以直接將鈉、鉀、鎂、鈣洗脫出來(lái)，矮壯素縮、結(jié)胺在10min之內(nèi)就可以出峰。不需要添加有機(jī)溶劑，節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本，而且檢出限可以達(dá)到要求，因此實(shí)驗(yàn)選用甲烷磺酸（3mmol／L）等度淋洗，SH－CC－3型陽(yáng)離子色譜柱作為分離柱。

3.2 色譜柱分離溫度的選擇

固定淋洗液濃度及淋洗液程序，改變柱溫和檢測(cè)溫度，進(jìn)樣測(cè)定混合標(biāo)準(zhǔn)溶液中各物質(zhì)的保留時(shí)間，以甲烷磺酸（3mmol／L）為淋洗液，流速為1.0mL／min，考察溫度對(duì)SH－CC－3柱的分離中各離子的影響，其中溫度對(duì)鉀離子的保留時(shí)間變化較大，溫度從25～40℃，隨溫度的升高，保留時(shí)間逐漸變短，其它離子保留時(shí)間變化不大，在40℃時(shí)，鉀離子出峰在鎂、鈣之前，不會(huì)干擾到其它陽(yáng)離子以及縮結(jié)胺和矮壯素的檢測(cè)，因此實(shí)驗(yàn)溫度選用40℃。

3.3 色譜分離

在確定的最佳實(shí)驗(yàn)條件下，5種陽(yáng)離子標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖見(jiàn)圖1，除去鈉、銨根離子，各組分基本達(dá)到基線分離，此條件下，鉀離子、鎂離子、鈣離子對(duì)矮壯素、縮結(jié)胺離子的測(cè)定沒(méi)有干擾，鈉離子和銨離子分離度不能達(dá)到基線分離，但是在本實(shí)驗(yàn)中，并不對(duì)鈉離子、銨離子、鎂離子、鈣離子定性。在標(biāo)準(zhǔn)品中加大鈣離子的濃度至30mg／L，不會(huì)干擾縮結(jié)胺和矮壯素的測(cè)定。

圖1 陽(yáng)離子混合標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖Figure 1.A chromatogram of a mixed solution of cation standards.

3.4 方法的定量分析參數(shù)

在最佳的色譜條件下，對(duì)縮結(jié)胺和矮壯素的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定，以峰面積（y）對(duì)離子的質(zhì)量濃度（x，mg／L）進(jìn)行線性回歸，得到線性方程；以3倍的信噪比計(jì)算檢出限。峰面積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）由連續(xù)5次重復(fù)測(cè)試的縮結(jié)胺和矮壯素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液得到，結(jié)果見(jiàn)表1。結(jié)果表明：在0.2～20.0mg／L的濃度范圍內(nèi)，縮結(jié)胺和矮壯素的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為1.4%和2.1%，方法穩(wěn)定。

表1 矮壯素和縮結(jié)胺的線性回歸方程、檢出限以及峰面積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差Table 1 linear regression equations，limits of detection（LOD）and relative standard deviations for the peak areas（RSDs）（n＝5）of Chlorocholine chloride and mepiquat chloride

3.5 樣品分析及加標(biāo)回收率

采用建立的方法測(cè)定2.2處理的小麥粉中的矮壯素和縮結(jié)胺?？瞻仔←湗悠返纳V圖見(jiàn)圖2，小麥樣品中的矮壯素和縮結(jié)胺采用空白加標(biāo)法色譜圖見(jiàn)圖3。采用標(biāo)準(zhǔn)加入法檢測(cè)方法的回收率，樣品中添加矮壯素和縮結(jié)胺的質(zhì)量濃度均分別為0.40、0.80、0.20mg／L，經(jīng)過(guò)2.2處理后進(jìn)行離子色譜分析，計(jì)算矮壯素和縮結(jié)胺在不同加標(biāo)水平下的回收率和精密度。結(jié)果及回收率見(jiàn)表2。表2的數(shù)據(jù)為加標(biāo)后5次測(cè)定的平均值，其RSD均小于5%。結(jié)果表明，方法具有很好的準(zhǔn)確性和精密度，能滿(mǎn)足小麥中矮壯素和縮結(jié)胺的定量分析要求。

4 結(jié)論

建立的離子色譜直接電導(dǎo)法檢測(cè)小麥中的殘留矮壯素和縮結(jié)胺的方法，前處理方法有效去除了干擾，方法重現(xiàn)性好，方便，快捷，可同時(shí)測(cè)量這兩種物質(zhì)。存在的問(wèn)題是，由于食品安全問(wèn)題越來(lái)越受到重視，食品中農(nóng)殘的限量會(huì)更加嚴(yán)格，此方法的分離方式可以借鑒，與其他檢測(cè)器聯(lián)用以求得更低的檢出限。

圖2 小麥樣品空白色譜圖Figure 2.A chromatogram of wheat blank.

圖3 小麥樣品加標(biāo)色譜圖Figure 3.A chromatogram of a wheat with standard addition.

表2 小麥中3種加標(biāo)水平下矮壯素和縮結(jié)胺的回收率和精密度（n＝5）Table 2 Recoveries and relative standard deviations of the chlorocholine chloride and mepiquat chloride in a wheat sample spiked with three concentrations of standard

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Determination of Chlormequat Chlorideand Mepiquat Chloride in Wheat by Ion Chromatography

ZHANG Jinmei，WANG Jinghua，WANG Shanshan，TIANHaifeng
（QingdaoShenghanChromatographTechnologyCo.Ltd.，Qingdao，Shandong266101，China）

An analytical method for simultaneous determination of chlormequat chloride（CQ）and mepiquat chloride（MQ）residues in wheat was developed by ion exchange chromatography（IC）with direct conductivity detection.After being ground and extracted by ultrasonic treatment，the sample passed through SPE column to remove proteins and then was filtered by 0.22μm filtering membrane.The chromatographic separation was performed on SH－CC－1，SH－CC－2and SH－CC－3cation exchange columns with corresponding eluents.The effects of chromatographic column and types of eluents on the separation and retention factors for the CQ and MQ were investigated.The optimized chromatographic conditions for the determination of the MQ and CQ were as following：3.0mmol／LMSA as eluent，a column temperatures of 40℃and a flow rate of 1.0mL／min，SH－CC－3cation exchange column，sample loop：100uL.Under the optimal conditions，the calibration curves for MQ and CQ were linear in the range of 0.20to 20.0mg／L（r≥0.999）.The limits of detections for CQ and MQ were 0.070and 0.073mg／L，respectively.The standard addition recoveries for the CQ and MQ were about 76.0%～93.8%and 74.9%～91.2%，respectively.The RSD of the MSA peak area was below 4.2%.This method was simple，rapid，accurate and sensitive with a small matrix interference，thus suitable for determination of MQ and CQ in wheat.

ion chromatography；wheat；chlormequat chloride；mepiquat chloride

張錦梅，女，工程師，主要從事離子色譜應(yīng)用研究。E－mail：zhangjinmei＿qd＠126.com

O657.7＋5；TH833

A

2095－1035（2012）03－0076－04

10.3969／j.issn.2095－1035.2012.03.024

2012－07－06

2012－07－20

科技部科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金（09C26213711749）。