專利名稱：茶葉固相萃取柱及檢測(cè)茶葉農(nóng)藥殘留物的樣品前處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及食品衛(wèi)生、農(nóng)產(chǎn)品安全檢測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種茶葉固相萃取柱及檢測(cè)茶葉農(nóng)藥殘留物質(zhì)的樣品前處理方法。
背景技術(shù)：
茶葉不僅是我國(guó)人民喜愛(ài)的一種主要消費(fèi)飲料，而且也是我國(guó)一項(xiàng)傳統(tǒng)的大宗出口農(nóng)產(chǎn)品。近年來(lái)有關(guān)茶葉中農(nóng)藥殘留問(wèn)題經(jīng)常被媒體曝光。出于維護(hù)本國(guó)經(jīng)濟(jì)利益和保護(hù)人們健康的需要，世界各國(guó)不斷提高茶葉中農(nóng)藥最大允許殘留量(MRL)要求。日本2006年實(shí)施的農(nóng)藥、獸藥及相關(guān)化學(xué)物質(zhì)“肯定列表制度”，其中涉及茶葉的共有144個(gè)品種，對(duì)144種以外的農(nóng)藥殘留則采用“一律標(biāo)準(zhǔn)”(即基準(zhǔn)值設(shè)定為0.0lppm)。之后，歐盟、美國(guó)、澳大利亞等國(guó)也實(shí)施了新的農(nóng)藥殘留限量標(biāo)準(zhǔn)，致使我國(guó)多個(gè)茶葉出口大省的出口量迅速下降，形成貿(mào)易技術(shù)壁壘。為了應(yīng)對(duì)不斷提高的茶葉中農(nóng)藥殘留限量要求，世界各國(guó)都在大力開(kāi)展茶葉農(nóng)藥殘留量檢測(cè)技術(shù)以及相關(guān)的前處理技術(shù)的研究。國(guó)際上已出現(xiàn)多種代表性的多殘留分析方法，如美國(guó)FDA的多殘留方法(可檢測(cè)360多種農(nóng)藥)、德國(guó)DFG的方法(可檢測(cè)325種農(nóng)藥)、荷蘭衛(wèi)生部的多殘留分析方法(可檢測(cè)200種農(nóng)藥)、加拿大多殘留檢測(cè)方法(可檢測(cè)251種農(nóng)藥)等。目前已有的固相萃取前處理方法往往需要至少1-2小時(shí)時(shí)間，用2-3種固相萃取柱產(chǎn)品，因此存在用時(shí)長(zhǎng)，成本高的問(wèn)題。且由于通常能買到分層的固相萃取產(chǎn)品都是在上層放置碳類材料，而上層放置碳類材料容易被水和某些基質(zhì)成分污染，被污染后碳類材料的吸附色素能力會(huì)大幅下降。專利201010197943.X采用比色法測(cè)定二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥，在對(duì)于深顏色作物，加入石墨粉和氯化鈉均質(zhì)，以吸附色素；在原理上同樣是采用了吸附雜質(zhì)排出干擾檢測(cè)的方式；然而因?yàn)楸壬ㄖ粚?duì)色素干擾比較敏感，方法只加入了石墨粉以除去色素，并不適用于其他檢測(cè)手段。專利03153725.1農(nóng)藥殘留凈化柱及其凈化方法保護(hù)了一種農(nóng)藥殘留凈化柱，利用吸附劑填料的吸附作用原理去除雜質(zhì)，采用了活性炭，硅藻土，助濾劑混合裝填用于食品中農(nóng)殘分析用的凈化柱；其中硅藻土和助濾劑都起到了過(guò)濾和支撐活性炭材料的作用，主要還是對(duì)蛋白質(zhì)和色素等雜質(zhì)進(jìn)行了去除，適合于食品類樣品，而不適合茶葉等綠色素豐富，富含天然茶葉酸，茶葉堿的樣品。專利201010108788.X，以在標(biāo)準(zhǔn)品中添加基質(zhì)模擬物的形式進(jìn)行基質(zhì)效應(yīng)補(bǔ)償，其凈化步驟加入了 C18，以除去一部分脂肪性質(zhì)干擾基質(zhì)，避免對(duì)氣相色譜檢測(cè)的嚴(yán)重的基質(zhì)干擾，但其基于基質(zhì)效應(yīng)補(bǔ)償?shù)脑砀m于對(duì)茶葉中有機(jī)磷類多農(nóng)殘的測(cè)定，不適合對(duì)于其他種類農(nóng)殘的測(cè)定。最后，上述已有的專利方法中，任何一個(gè)都不能適用于超過(guò)600種農(nóng)藥殘留的提取和凈化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種茶葉固相萃取柱。將本發(fā)明的茶葉固相萃取柱應(yīng)用于樣品預(yù)處理中，可檢測(cè)紅茶、綠茶、花茶、普洱茶、烏龍茶等數(shù)百種茶葉中農(nóng)藥及代謝產(chǎn)物，具有快速、經(jīng)濟(jì)、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)。本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于檢測(cè)茶葉農(nóng)藥殘留物質(zhì)的樣品前處理方法。為解決上述第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種茶葉固相萃取柱，該茶葉固相萃取柱包括柱管和柱管內(nèi)的填料，所述的填料由下列組份組成，碳材料2-10份、氨基官能化的吸附材料2-10份，和極性官能團(tuán)修飾的高聚物材料I份，所述碳材料裝填于柱管底層，所述氨基官能化的吸附材料和極性官能團(tuán)修飾的高聚物材料混合裝填在柱管上層，其間使用聚丙烯篩板作為分隔。優(yōu)選地，所述碳材料為石墨化碳、活性炭中的一種或兩種的混合物，所述碳材料粒徑范圍為80目 400目，比表面積為100 300m2/g。優(yōu)選地，所述氨基官能化的吸附材料為氨基化硅膠NH2、多氨基化硅膠PSA、氨基化聚乙烯二乙烯苯中的一種或幾種的混合物，所述氨基官能化的吸附材料的粒徑范圍為30微米 80微米，比表面積為300 800平方米/克，平均孔徑為40 150埃。優(yōu)選地，所述極性官能團(tuán)修飾的高聚物材料的粒徑范圍為30微米 80微米，比表面積為300 800平方米/克，平均孔徑為40 150埃，交聯(lián)度15_80%。優(yōu)選地，所述碳材料為石墨化碳，其微孔比例不高于2% ;石墨化程度不低于50%，所述氨基官能化的吸附材料為多氨基化硅膠PSA，所述極性官能團(tuán)修飾的高聚物材料為酰胺化聚乙烯二乙烯苯。優(yōu)選地，所述柱管為高密度聚乙烯材料或玻璃材料。為解決上述第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題，一種檢測(cè)茶葉中農(nóng)藥殘留物質(zhì)的樣品前處理方法，其特征在于:包括如下步驟:I)將茶葉樣品打碎或碾碎；2)向步驟I)所得碎茶葉樣品中加入提取溶劑和緩沖鹽進(jìn)行提取，離心后取上清液；重復(fù)提取過(guò)程，重復(fù)提取過(guò)程中無(wú)需再添加緩沖鹽，合并上清液濃縮，得濃縮液，待上樣；3)將步驟2)中得到的濃縮液加入權(quán)利要求6所述的茶葉固相萃取柱中，接收流出液，4)加入洗脫溶劑，將殘留在茶葉固相萃取柱上的農(nóng)藥殘留洗脫下來(lái)，得洗脫液，合并洗脫液和步驟3)得到的流出液；5)將合并的洗脫液和流出液濃縮后進(jìn)行儀器分析，準(zhǔn)確定性定量農(nóng)藥及其代謝物質(zhì)。優(yōu)選地,步驟2)中碎茶葉樣品:提取溶劑:緩沖鹽=Ig:3-8mL:0.2_lg。優(yōu)選地，步驟2)中所述的提取溶劑為甲醇、乙腈、正己烷、丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯、石油醚、甲苯、四氫呋喃、或異丙醇中的一種或兩種以上以任意比例混合的混合物。優(yōu)選地，步驟2)中所述的緩沖鹽為氯化鈉、醋酸鈉、檸檬酸鈉中的一種或兩種以上的混合物。優(yōu)選地，步驟4)中所述的洗脫溶劑為甲醇、乙腈、丙酮、正己烷、二氯甲烷或甲苯中的一種或兩種以上的混合物。優(yōu)選地，所述提取溶劑為乙腈。本發(fā)明的效果是研發(fā)的茶葉固相萃取柱，具有一次處理樣品，提取凈化茶葉中653種農(nóng)藥殘留的突出特點(diǎn)，超過(guò)了歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)茶葉中農(nóng)藥多殘留分析的水平。同時(shí)本發(fā)明中的茶葉固相萃取柱，通過(guò)優(yōu)化了十幾種吸附材料的性能，優(yōu)選出了三種材料，又通過(guò)優(yōu)化三種材料的用量和配比，結(jié)合應(yīng)用方法達(dá)到了對(duì)幾大類茶葉的凈化要求。吸附材料的選擇既要考慮到不能對(duì)農(nóng)藥待測(cè)物有過(guò)強(qiáng)的吸附力，從而影響其洗脫效果；還要考慮到吸附材料的凈化效果，需要能最大程度地去除樣品基質(zhì)干擾物。對(duì)于碳材料我們優(yōu)選石墨化碳，對(duì)其進(jìn)行表面積，微孔率的控制，以保證對(duì)色素等基質(zhì)干擾物的吸附，同時(shí)還要保證對(duì)農(nóng)藥沒(méi)有過(guò)度的吸附，有效地避免某些多環(huán)類農(nóng)藥在碳材料表面吸附過(guò)強(qiáng)無(wú)法洗脫的問(wèn)題。采用極性官能團(tuán)修飾的高聚物材料，對(duì)于非極性干擾物、茶多酚、茶堿均有很好的吸附去除作用，同時(shí)避免了鍵合硅膠或金屬氧化物，如硅酸鎂、氧化鋁等造成的對(duì)于有機(jī)磷等極性農(nóng)藥的吸附，在加大基質(zhì)干擾物吸附的同時(shí)降低對(duì)目標(biāo)物的吸附。本發(fā)明中涉及的茶葉固相萃取柱通過(guò)對(duì)不同物理化學(xué)性質(zhì)的材料混合使用，達(dá)到了可同時(shí)去除多種茶葉樣品農(nóng)藥殘留物質(zhì)檢測(cè)過(guò)程中的干擾基質(zhì)的效果，較常用的固相萃取前處理方法節(jié)省了至少一半的實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間，而且只使用一支固相萃取柱，降低了經(jīng)濟(jì)和人工操作成本。本發(fā)明在茶葉固相萃取專用柱的材料，裝填，檢測(cè)方法和檢測(cè)儀器的選擇方面都有所創(chuàng)新，針對(duì)茶葉等綠色素豐富，富含天然茶葉酸，茶葉堿的樣品，不僅使用了混合裝填的方式，還采用了分層裝填，實(shí)現(xiàn)兩種柱子在一支柱管中串接的方式。而且凈化柱中采用的材料不僅含有碳類材料，還加入了帶有離子交換作用的堿性官能團(tuán)化的硅膠材料(即氨基官能化的吸附材料)、極性官能團(tuán)修飾的高聚物材料等創(chuàng)新性的材料；利用了不同的吸附原理吸附雜質(zhì)。本發(fā)明中的應(yīng)用方法結(jié)合了茶葉固相萃取柱的特點(diǎn)，通過(guò)創(chuàng)新性的一次性凈化，分組檢測(cè)法，實(shí)現(xiàn)了在茶葉類復(fù)雜基質(zhì)樣品中多種農(nóng)藥殘留及其代謝物的同時(shí)檢測(cè)，是目前唯一一個(gè)可以同時(shí)提取凈化茶葉中653種農(nóng)藥及化學(xué)污染物的檢測(cè)方法，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。目前在水果、蔬菜類農(nóng)產(chǎn)品的多殘留分析方法中，采用的主要凈化手段有固相萃取柱凈化、液液分配凈化和凝膠滲透色譜(GPC)凈化，液液分配凈化是傳統(tǒng)的凈化方法，它要求被測(cè)農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品具有相似的溶解特性，因此它對(duì)于300種以上的多殘留難以適應(yīng)。凝膠滲透色譜凈化更適合富含油脂的樣品。固相萃取柱凈化是現(xiàn)代殘留分析中普遍采用的凈化方法，因此，在GB/T19648-2006《水果和蔬菜中500種農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品殘留量的測(cè)定氣相色譜-質(zhì)譜法》研究工作的基礎(chǔ)上，發(fā)明人查閱了大量的茶葉多殘留檢測(cè)文獻(xiàn)，選擇了十八種不同填料的SPE柱針對(duì)除色素、除雜以及精密度、準(zhǔn)確度效果進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)。首先，選擇了硅酸鎂(FS)、石墨化碳(PC)、中性氧化鋁(A1-N)、石墨化碳/氨基化硅膠(PC/NH2)、石墨化碳/硅酸鎂(PC/FS)、石墨化碳/中性氧化鋁/硅酸鎂(PC/A1-N/FS)六種固相萃取柱進(jìn)行了除色素對(duì)比實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，石墨化碳/氨基化硅膠(PC/NH2)固相萃取柱除色素效果最佳。
根據(jù)上一步實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選擇使用了固相萃取柱，對(duì)石墨化碳和氨基化硅膠進(jìn)行不同填料配比研究，即石墨化碳/氨基化硅膠(Ig)、石墨化碳/氨基化硅膠(1.6g)、石墨化碳/氨基化硅膠(2g)和不同裝填順序，即石墨化碳在下層，氨基化硅膠在上層，氨基化硅膠/石墨化碳(Ig)、氨基化硅膠/石墨化碳(2g)以及PSA (具有兩個(gè)氨基的吸附劑)/石墨化碳(Ig)和PSA (具有兩個(gè)氨基的吸附劑)/石墨化碳(2g)的固相萃取柱進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，由于茶葉色素很重，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，填料為2g的固相萃取柱除色素效果和回收率結(jié)果好于其它幾種，而且石墨化碳在下層，氨基化硅膠在上層2g的柱子除色素效果更佳?；厥章式Y(jié)果見(jiàn)表I。茶葉基質(zhì)成分非常復(fù)雜，色素含量很高，還含有大量的茶葉堿和咖啡因，為了取得理想的凈化和除雜效果，根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了專門適合茶葉中多殘留檢測(cè)的固相萃取柱，我們對(duì)三種填料混合的凈化柱氨基化硅膠/丙磺酸(PRS) /石墨化碳(lg)、氨基化硅膠/丙磺酸(PRS)/石墨化碳(2g)，氨基化硅膠/十八烷基鍵合硅膠/石墨化碳(Ig)、氨基化硅膠/十八烷基鍵合硅膠/石墨化碳(2g)和茶葉固相萃取柱進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)。茶葉固相萃取柱填料由A、B，C三種成分按照一定的比例分層填裝而成。其中A為石墨化碳，其作用是去除茶葉中的色素而同時(shí)不會(huì)吸附目標(biāo)農(nóng)藥出是多胺基化硅膠，主要去除茶葉中的茶葉堿和咖啡因等雜質(zhì)；C是一種酰胺化聚乙烯二乙烯苯材料，其主要作用是去除色素及其茶葉堿之外的雜質(zhì)。這三種填料混合的SPE柱能夠起到更好的凈化效果，其除色素、除雜和回收率結(jié)果最佳，回收率結(jié)果見(jiàn)表2。實(shí)驗(yàn)證明，綠茶、紅茶、烏龍茶和普洱茶中653種農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品殘留經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的茶葉固相萃取柱凈化，可獲得較好的凈化效果，而且可獲得理想的回收率，方法簡(jiǎn)便快捷，測(cè)定的農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品品種數(shù)達(dá)到653種。表一兩種填料混合SPE柱回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種茶葉固相萃取柱，其特征在于，該茶葉固相萃取柱包括柱管和柱管內(nèi)的填料，所述的填料由下列組份組成:碳材料2-10份、氨基官能化的吸附材料2-10份和極性官能團(tuán)修飾的高聚物材料I份；所述碳材料裝填于柱管底層，所述氨基官能化的吸附材料和極性官能團(tuán)修飾的高聚物材料混合裝填在柱管上層，其間使用聚丙烯篩板作為分隔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的茶葉固相萃取柱，其特征在于:優(yōu)選地，所述碳材料為石墨化碳、活性炭中的一種或兩種的混合物，所述碳材料粒徑范圍為80目 400目，比表面積為100 300m2/g。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的茶葉固相萃取柱，其特征在于:優(yōu)選地，所述氨基官能化的吸附材料為氨基化硅膠NH2、多氨基化硅膠PSA、氨基化聚乙烯二乙烯苯中的一種或幾種的混合物；所述氨基官能化的吸附材料的粒徑范圍為30微米 80微米，比表面積為300 800平方米/克，平均孔徑為40 150埃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的茶葉固相萃取柱，其特征在于:優(yōu)選地，所述極性官能團(tuán)修飾的高聚物材料的粒徑范圍為30微米 80微米，比表面積為300 800平方米/克，平均孔徑為40 150埃，交聯(lián)度15-80%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的茶葉固相萃取柱，其特征在于:優(yōu)選地，所述碳材料為石墨化碳，其微孔比例不高于2% ;石墨化程度不低于50%，所述氨基官能化的吸附材料為多氨基化硅膠PSA，所述極性官能團(tuán)修飾的高聚物材料為酰胺化聚乙烯二乙烯苯。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的茶葉固相萃取柱，其特征在于:優(yōu)選地，所述柱管為高密度聚乙烯材料或玻璃材料。
7.—種檢測(cè)茶葉中農(nóng)藥殘留物質(zhì)的樣品前處理方法，其特征在于:包括如下步驟: 1)將茶葉樣品打碎或碾碎； 2)向步驟I)所得碎茶葉樣品中加入提取溶劑和緩沖鹽進(jìn)行提取，離心后取上清液；重復(fù)提取過(guò)程，重復(fù)提取過(guò)程中無(wú)需再添加緩沖鹽，合并上清液濃縮，得濃縮液，待上樣； 3)將步驟2)中得到的濃縮液加入權(quán)利要求6所述的茶葉固相萃取柱中，接收流出液； 4)加入洗脫溶劑，將殘留在茶葉固相萃取柱上的農(nóng)藥殘留洗脫下來(lái)，得洗脫液，合并洗脫液和步驟3)得到的流出液； 5)將合并的洗脫液和流出液濃縮后進(jìn)行儀器分析，準(zhǔn)確定性定量農(nóng)藥及其代謝物質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于茶葉中農(nóng)藥殘留物質(zhì)檢測(cè)的樣品前處理方法，其特征在于:步驟2)中碎茶葉樣品:提取溶劑:緩沖鹽=Ig:3-8mL:0.2_lg。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的一種用于茶葉中農(nóng)藥殘留物質(zhì)檢測(cè)的樣品前處理方法，其特征在于: 步驟2)中所述的提取溶劑為甲醇、乙腈、正己烷、丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯、石油醚、甲苯、四氫呋喃、或異丙醇中的一種或兩種以上以任意比例混合的混合物； 步驟2)中所述的緩沖鹽為氯化鈉、醋酸鈉、檸檬酸鈉中的一種或兩種以上的混合物； 步驟4)中所述的洗脫溶劑為甲醇、乙腈、丙酮、正己烷、二氯甲烷或甲苯中的一種或兩種以上的混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種用于茶葉中農(nóng)藥殘留物質(zhì)檢測(cè)的樣品前處理方法，其特征在于:所述提取溶劑為乙腈。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種茶葉固相萃取柱及檢測(cè)茶葉中農(nóng)藥殘留物質(zhì)的樣品前處理方法，該茶葉固相萃取柱包括柱管和柱管內(nèi)的填料，所述的填料由下列組份組成，碳材料2-10份、氨基官能化的吸附材料2-10份和極性官能團(tuán)修飾的高聚物材料1份，所述碳材料裝填于柱管底層，所述氨基官能化的吸附材料和極性官能團(tuán)修飾的高聚物材料混合裝填在柱管上層，其間使用聚丙烯篩板作為分隔。本文還公開(kāi)了使用茶葉固相萃取柱檢測(cè)茶葉中農(nóng)殘的樣品前處理方法。將該茶葉固相萃取柱應(yīng)用于樣品預(yù)處理中，可用于紅茶、綠茶、花茶、普洱茶、等數(shù)百種茶葉中農(nóng)藥及代謝產(chǎn)物的分析檢測(cè)，具有一次處理樣品，提取凈化茶葉中653種農(nóng)藥殘留及快速、經(jīng)濟(jì)、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N30/06GK103111091SQ20131005687
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者龐國(guó)芳, 汪群杰, 曹彥忠, 胡雪燕, 王宛, 范春林 申請(qǐng)人:天津博納艾杰爾科技有限公司