一种土壤中新烟碱类化合物的检测方法与流程

1.本技术涉及土壤中残留物检测方法技术领域，尤其是涉及一种土壤中新烟碱类化合物的检测方法。


背景技术：

2.新烟碱类杀虫剂是继有机磷农药、氨基酸甲酸酯类和拟除虫菊酯类之后的第四大类杀虫剂，是一种神经活性杀虫剂，主要杀虫机理是作用于昆虫神经系统突触后膜的烟碱乙酰胆碱受体及其周围的神经，使昆虫保持兴奋、麻痹而后死亡。
3.自1991年拜耳公司开发出第一类新烟碱类杀虫剂吡虫啉以来，新烟碱类杀虫剂进入飞速发展的阶段，目前研发出来的新烟碱类杀虫剂有呋虫胺、噻虫胺、烯啶虫胺、噻虫嗪、吡虫啉、啶虫胺和噻虫啉。自新烟碱类农药被引入以来，它已经在全球范围内成为发展最快、使用最广泛的杀虫剂。然而，随着新烟碱类农药大量频繁的使用，这类农药不可避免的在土壤中残留。目前的检测方法可针对一种或者两种新烟碱类化合物进行检测，并不能较精准地检测上述七种新烟碱类化合物，因此，亟需一种可较精准地检测出土壤中呋虫胺、噻虫胺、烯啶虫胺、噻虫嗪、吡虫啉、啶虫胺和噻虫啉这七种新烟碱化合物的方法。


技术实现要素：

4.为了解决上述至少一种技术问题，开发一种具有较好的检测精度的检测方法，以较精准地对土壤中残留的新烟碱类农药进行检测，本技术提供一种土壤中新烟碱类化合物的检测方法，包括如下步骤：s1、将土壤样品置于研钵中，再加入硅藻土研磨脱水，使得土壤样品干燥至散粒状，待用；s2、将干燥的土壤样品和硅藻土全部转移至萃取池里，将萃取池放置于加压流体萃取装置中进行加压流体萃取，萃取液收集于收集瓶中，其中，萃取剂为乙酸乙酯、丙酮和二氯甲烷的混合液；s3、向收集瓶中加入无水硫酸钠，以除去萃取液中的水分；s4、将萃取液过滤至kd浓缩装置中，使得萃取液浓缩至2ml；s5、使用净化柱对浓缩液进行净化，其中，所述净化柱中装填有硅酸镁和弗罗里硅土；s6、将净化后的萃取液经kd浓缩装置浓缩，用乙腈定容至1～2ml，转移至进样瓶中，上机待测；s7、使用气相色谱-质谱仪对土壤中新烟碱类化合物啶虫脒、噻虫胺、呋虫胺、烯啶虫胺、噻虫啉和噻虫嗪进行分析检测。
5.通过采用上述技术方案，本技术选用乙酸乙酯、丙酮和二氯甲烷的混合液作为萃取剂，并在加压的条件下，萃取剂可较充分地与土壤样品接触，使溶剂能够更好地渗透到土壤样品中，从而有效地萃取土壤样品中的目标物，进而提高目标化合物的提取效率；采用装
填有硅酸镁和弗罗里硅土的净化柱对浓缩液进行净化，可较好地消除土壤样品中其他杂质对目标检测化合物的干扰，本技术采用气相色谱-质谱仪可较精准地对土壤样品中新烟碱类化合物啶虫脒、噻虫胺、呋虫胺、烯啶虫胺、噻虫啉和噻虫嗪进行检测。
6.可选的，所述步骤s1中，所述土壤样品与所述硅藻土的重量比为1：(1～1.5)。
7.可选的，所述步骤s1中，所述硅藻土为经过净化处理后的粒状硅藻土，净化处理方式为：将硅藻土放入浅钵中，将浅钵在400～500℃下烘烤3～4h。
8.通过采用上述技术方案，硅藻土在高温下烘烤数小时后，可较好地避免硅藻土中的杂物对检测结果的影响，以确保检测结果的精准。
9.可选的，所述步骤s2中，所述乙酸乙酯、丙酮和二氯甲烷的重量比为(4.2～4.6)：(6.3～7)：(6～6.3)。
10.通过采用上述技术方案，本技术采用特定的三元萃取溶剂，可较充分地萃取土壤样品中的目标物，从而确保检测结果的精准。
11.可选的，所述步骤s2中，萃取条件如下：萃取温度为100℃，萃取池压力为100bar，静态萃取时间为4～6分钟，氮气吹扫时间为2～4分钟，静态萃取次数为2～4次。
12.通过采用上述技术方案，萃取池压力为100bar可有效地防止萃取剂在高温下沸腾，使其处于液态，并和土壤样品中的目标物充分接触；100℃的高温加热可以破坏萃取剂和目标物之间由于范德华力、氢键等引起的强吸引力，减少萃取剂的粘性和表面张力，使得萃取剂能够更好地渗透到目标物里，从而达到快速、有效地萃取土壤样品中的目标物。
13.可选的，所述步骤s3中，所述无水硫酸钠与所述萃取液的重量比为(0.4～0.6):1。
14.可选的，所述步骤s5中，所述硅酸镁与所述弗罗里硅土的重量比为(8～10)：1。
15.通过采用上述技术方案，本技术采用特定比例的硅酸镁与弗罗里硅土进行复配制得净化剂，可较好地消除土壤样品中其他杂质的干扰，从而确保检测结果的精准性。
16.可选的，所述步骤s7中，色谱工作条件如下：进样口温度，280℃，不分流，色谱柱，hp-5ms，30m*0.25mm*0.25um，载气，he，恒流，流速为2.0ml/min，进样量，1ul，柱温，初始柱温60℃，保持1min，以10℃/min的升温速率升温至290℃，保持5min。
17.可选的，所述步骤s7中，质谱工作条件如下：离子源，电子轰击源，离子源温度，230℃，接口温度，290℃，四级杆温度，150℃，扫描范围，35～500amu，离子化能量，70ev，数据采集方式，全扫描模式，溶剂延迟时间，0min。
18.综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：1.本技术选用乙酸乙酯、丙酮和二氯甲烷的混合液作为萃取剂，并在加压的条件
下，萃取剂可较充分地与土壤样品接触，使溶剂能够更好地渗透到土壤样品中，从而有效地萃取土壤样品中的目标物，进而提高目标化合物的提取效率；采用装填有硅酸镁和弗罗里硅土的净化柱对浓缩液进行净化，可较好地消除土壤样品中其他杂质对目标检测化合物的干扰，采用气相色谱-质谱仪可较精准地对土壤样品中新烟碱类化合物啶虫脒、噻虫胺、呋虫胺、烯啶虫胺、噻虫啉和噻虫嗪进行检测。
19.2.本技术采用特定的三元萃取溶剂，可较充分地萃取土壤样品中的目标物，从而确保检测结果的精准性。
20.3.萃取池压力为100bar可有效地防止萃取剂在高温下沸腾，使其处于液态，并和土壤样品中的目标物充分接触；100℃的高温加热可以破坏萃取剂和目标物之间由于范德华力、氢键等引起的强吸引力，减少萃取剂的粘性和表面张力，使得萃取剂能够更好地渗透到目标物里，从而达到快速、有效地萃取土壤样品中的目标物。
附图说明
21.图1为混合标准液的总离子流图。
具体实施方式
22.以下结合附图和实施例对本技术作进一步详细说明。
23.本技术设计了一种土壤中新烟碱类化合物的检测方法，包括以下步骤：s1、将土壤样品置于研钵中，再加入硅藻土研磨脱水，使得土壤样品干燥至散粒状，待用；s2、将干燥的土壤样品和硅藻土全部转移至萃取池里，将萃取池放置于加压流体萃取装置中进行加压流体萃取，萃取液收集于收集瓶中，其中，萃取剂为乙酸乙酯、丙酮和二氯甲烷的混合液；s3、向收集瓶中加入无水硫酸钠，以除去萃取液中的水分；s4、将萃取液过滤至kd浓缩装置中，使得萃取液浓缩至2ml；s5、使用净化柱对浓缩液进行净化，其中，所述净化柱中装填有硅酸镁和弗罗里硅土；s6、将净化后的萃取液经kd浓缩装置浓缩，用乙腈定容至1～2ml，转移至进样瓶中，上机待测；s7、使用气相色谱-质谱仪对土壤中新烟碱类化合物啶虫脒、噻虫胺、呋虫胺、烯啶虫胺、噻虫啉和噻虫嗪进行分析检测。
24.本技术选用乙酸乙酯、丙酮和二氯甲烷的混合液作为萃取剂，并在加压的条件下，萃取剂可较充分地与土壤样品接触，使溶剂能够更好地渗透到土壤样品中，从而有效地萃取土壤样品中的目标物，进而提高目标化合物的提取效率；采用装填有硅酸镁和弗罗里硅土的净化柱对浓缩液进行净化，可较好地消除土壤样品中其他杂质对目标检测化合物的干扰，本技术采用气相色谱-质谱仪可较精准地对土壤样品中新烟碱类化合物啶虫脒、噻虫胺、呋虫胺、烯啶虫胺、噻虫啉和噻虫嗪进行检测。
25.在上述技术方案中，可选的，所述步骤s2中，所述乙酸乙酯、丙酮和二氯甲烷的重量比为(4.2～4.6)：(6.3～7)：(6～6.3)。
26.通过采用上述技术方案，本技术采用特定的三元萃取溶剂，可较充分地萃取土壤样品中的目标物，从而确保检测结果的精准。具体实施例
27.一、用气相色谱-质谱仪建立已知浓度梯度的啶虫脒、噻虫胺、呋虫胺、烯啶虫胺、噻虫啉和噻虫嗪的标准工作曲线1.仪器，气相色谱质谱仪：8890b/5977b型，美国安捷伦科技有限公司2.试剂，96％呋虫胺标准品购自上海麦克林生化科技股份有限公司，99％噻虫胺标准品购自上海源叶生物科技有限公司，95％烯啶虫胺标准品购自南京罗迈美生物科技有限公司，98％噻虫嗪标准品购自江苏盐城福利德化工有限公司，97％吡虫啉标准品购自河北独领国际贸易有限公司，98％啶虫胺标准品购自江西瑞威尔生物科技有限公司，96％噻虫啉标准品购自北京百灵威科技有限公司。
28.3.表征，分别称取呋虫胺标准品0.1000g，噻虫胺标准品0.1000g，烯啶虫胺标准品0.1000g，噻虫嗪标准品0.1000g，吡虫啉标准品0.1000g，啶虫胺标准品0.1000g，噻虫啉标准品0.1000g加入容积为100ml的容量瓶中，将容量瓶中的混合标准品用乙腈稀释至50.00mg/l，即制得混合标准液，使用气相色谱-质谱仪按照色谱和质谱工作条件，用全扫描方式得到呋虫胺、噻虫胺、烯啶虫胺、噻虫嗪、吡虫啉、啶虫胺和噻虫啉的混合标准液的总离子流图，如图1所示，呋虫胺、噻虫胺、烯啶虫胺、噻虫嗪、吡虫啉、啶虫胺和噻虫啉的保留时间和特征离子如表1所示。
29.进样口温度，280℃，不分流，色谱柱，hp-5ms，30m*0.25mm*0.25um，载气，he，恒流，流速为2.0ml/min，进样量，1ul，柱温，初始柱温60℃，保持1min，以10℃/min的升温速率升温至290℃，保持5min。
30.质谱工作条件如下：离子源，电子轰击源，离子源温度，230℃，接口温度，290℃，四级杆温度，150℃，扫描范围，35～500amu，离子化能量，70ev，数据采集方式，全扫描模式，溶剂延迟时间，0min。
31.表1 保留时间(min)定性离子(m/z)定量离子(m/z)呋虫胺7.3749869噻虫胺10.68299132烯啶虫胺14.4489567噻虫嗪16.50594132吡虫啉17.48495211
啶虫胺20.1859856噻虫啉23.57999101二、检测土壤样品中呋虫胺、噻虫胺、烯啶虫胺、噻虫嗪、吡虫啉、啶虫胺、噻虫啉和的方法实施例1一种土壤中新烟碱类化合物的检测方法，包括如下步骤：s1、将10g土壤样品置于研钵中，再加入15g硅藻土研磨脱水，使得土壤样品干燥至散粒状，待用，其中，所述硅藻土为经过净化处理后的粒状硅藻土，净化处理方式为：将硅藻土放入浅钵中，将浅钵在400℃下烘烤4h；s2、将干燥的土壤样品和硅藻土全部转移至萃取池里，将萃取池放置于加压流体萃取装置中进行加压流体萃取，萃取液收集于收集瓶中，其中，萃取剂为乙酸乙酯、丙酮和二氯甲烷的混合液，所述乙酸乙酯、丙酮和二氯甲烷的重量比为4.2：6.3：6，萃取条件如下：萃取温度为100℃，萃取池压力为100bar，静态萃取时间为5分钟，氮气吹扫时间为2分钟，静态萃取次数为3次；s3、向收集瓶中加入无水硫酸钠，以除去萃取液中的水分，所述无水硫酸钠与所述萃取液的重量比为0.4:1；s4、将萃取液过滤至kd浓缩装置中，使得萃取液浓缩至2ml；s5、使用净化柱对浓缩液进行净化，其中，所述净化柱中装填有硅酸镁和弗罗里硅土，所述硅酸镁与所述弗罗里硅土的重量比为8：1；s6、将净化后的萃取液经kd浓缩装置浓缩，用乙腈定容至1ml，转移至进样瓶中，上机待测；s7、使用气相色谱-质谱仪对土壤中新烟碱类化合物啶虫脒、噻虫胺、呋虫胺、烯啶虫胺、噻虫啉和噻虫嗪进行检测。
32.其中，色谱工作条件如下：进样口温度，280℃，不分流，色谱柱，hp-5ms，30m*0.25mm*0.25um，载气，he，恒流，流速为2.0ml/min，进样量，1ul，柱温，初始柱温60℃，保持1min，以10℃/min的升温速率升温至290℃，保持5min；质谱工作条件如下：离子源，电子轰击源，离子源温度，230℃，接口温度，290℃，四级杆温度，150℃，扫描范围，35～500amu，离子化能量，70ev，数据采集方式，全扫描模式，溶剂延迟时间，0min。
33.实施例2～5
实施例2～5与实施例1的区别在于：步骤s1中，土壤样品、硅藻土的重量不同，如下表2所示。
34.表2 土壤样品(g)硅藻土(g)实施例11015实施例21111实施例389.6实施例4911.7实施例51014实施例6～10实施例6～10与实施例1的区别在于：步骤s1中，烘烤温度和烘烤时间不同，如下表3所示。
35.表3实施例11～15实施例11～15与实施例1的区别在于：步骤s2中，萃取条件不同，如下表4所示。
36.表4实施例16～20实施例16～20与实施例1的区别在于:步骤s2中，乙酸乙酯、丙酮和二氯甲烷的重
量比不同，如下表5所示。
37.表5 乙酸乙酯丙酮二氯甲烷实施例14.26.36实施例164.676.3实施例174.36.56.1实施例184.46.66.2实施例194.56.76.2实施例204.46.76.3实施例21～25实施例21～25与实施例1的区别在于：步骤s3中，无水硫酸钠与萃取液的重量比不同，如下表6所示。
38.表6表6实施例26～30实施例26～30与实施例1的区别在于：步骤s5中，硅酸镁与弗罗里硅土的重量比不同，如下表7所示。
39.表7 硅酸镁弗罗里硅土实施例181实施例2691实施例278.51实施例28101实施例299.51实施例308.21对比例1～12对比例1～12与实施例1的区别在于：步骤s2中，萃取剂的组成成分以及重量分数不同，如下表8所示。
40.表8
对比例13～16对比例13～16与对比例1的区别在于：步骤步骤s5中，硅酸镁与弗罗里硅土的成分以及重量分数不同，如下表9所示。
41.表9 硅酸镁弗罗里硅土实施例181对比例138无对比例14无1对比例157.51对比例16111三、标准配置土壤样品的精度将经测定不含被测的呋虫胺、噻虫胺、烯啶虫胺、噻虫嗪、吡虫啉、啶虫胺和噻虫啉的土壤样品作为空白土壤样品，取8份空白土壤样品，每份空白土壤样品的重量为2.000g，加入20ul标准工作液(50mg/l)，加标准工作液后，按照实施例1中的检测方法测定8次，其中，第8个样品未加标准工作液，未加标准工作液的土壤样品检测结果为未检出，其他7个样品的检测量(ug)、检测平均值、标准偏差和相对标准偏差(rsd)结果如下表10所示。
42.表10
从表10的测试结果可知，呋虫胺、噻虫胺、烯啶虫胺、噻虫嗪、吡虫啉、啶虫胺和噻虫啉的测定结果的相对标准偏差不超过2.42％，本技术所提供的一种土壤中新烟碱类化合物的检测方法的检测结果的精度较高。
43.将经测定不含被测的呋虫胺、噻虫胺、烯啶虫胺、噻虫嗪、吡虫啉、啶虫胺和噻虫啉的土壤样品作为空白土壤样品，取64份空白土壤样品，每份空白土壤样品的重量为2.000g，将64份空白土壤样品分成16组，每组四份空白土然样品，每份加入20ul标准工作液(50mg/l)，加标准工作液后，按对比例1～16中的检测方法对相应的每组空白土壤样品测定4次，即对比1对应第1组，对比例2对应第2组，对比例3对应第3组，依次类推，对比例16对应第16组，其中，每组有一份空白样品未加标准工作液，未加标准工作液的土壤样品检测结果为未检出，16组的相对标准偏差(rsd)结果如下表11所示。
44.表11
从表11的实验结果可知，对比例1至3因为只含有乙酸乙酯、丙酮、二氯甲烷中的一种成份作为萃取剂，不能较充分地萃取土壤样品中的目标物，从而导致检测精度较低；对比例4至6因为只含有乙酸乙酯、丙酮、二氯甲烷中的两种成份作为萃取剂，不能充分地萃取土壤样品中的目标物，从而导致检测精度较低；对比例7至12因为乙酸乙酯、丙酮、二氯甲烷的重量比没有满足(4.2～4.6)：(6.3～7)：(6～6.3)的重量配比，萃取效果差，从而导致检测精度低；对比例13和对比例14因净化柱中只填充了硅酸镁或者弗罗里硅土，不能较好地消除土壤样品中其他杂质对目标检测化合物的干扰，导致检测精度偏低；对比例15和对比例16因硅酸镁与弗罗里硅土的重量比没有满足(8～10)：1的重量配比，不能消除土壤样品中其他杂质对目标检测化合物的干扰，从而导致检测精度偏低。
45.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种土壤中新烟碱类化合物的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、将土壤样品置于研钵中，再加入硅藻土研磨脱水，使得土壤样品干燥至散粒状，待用；s2、将干燥的土壤样品和硅藻土转移至萃取池里，将萃取池放置于加压流体萃取装置中进行加压流体萃取，萃取液收集于收集瓶中，其中，萃取剂为乙酸乙酯、丙酮和二氯甲烷的混合液；s3、向收集瓶中加入无水硫酸钠，以除去萃取液中的水分；s4、将萃取液过滤至kd浓缩装置中，使得萃取液浓缩至2ml；s5、使用净化柱对浓缩液进行净化，其中，所述净化柱中装填有硅酸镁和弗罗里硅土；s6、将净化后的萃取液经kd浓缩装置浓缩，用乙腈定容至1～2ml，转移至进样瓶中，上机待测；s7、使用气相色谱-质谱仪对土壤中新烟碱类化合物呋虫胺、噻虫胺、烯啶虫胺、噻虫嗪、吡虫啉、啶虫胺和噻虫啉进行分析检测。2.根据权利要求1所述的土壤中新烟碱类化合物的检测方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述土壤样品与所述硅藻土的重量比为1：（1～1.5）。3.根据权利要求1所述的土壤中新烟碱类化合物的检测方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述硅藻土为经过净化处理后的粒状硅藻土，净化处理方式为：将硅藻土放入浅钵中，将浅钵在400～500℃下烘烤3～4h。4.根据权利要求1所述的土壤中新烟碱类化合物的检测方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述乙酸乙酯、丙酮和二氯甲烷的重量比为（4.2～4.6）：（6.3～7）：（6～6.3）。5.根据权利要求1所述的土壤中新烟碱类化合物的检测方法，其特征在于，所述步骤s2中，萃取条件如下：萃取温度为100℃，萃取池压力为100bar，静态萃取时间为4～6分钟，氮气吹扫时间为2～4分钟，静态萃取次数为2～4次。6.根据权利要求1所述的土壤中新烟碱类化合物的检测方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述无水硫酸钠与所述萃取液的重量比为（0.4～0.6）:1。7.根据权利要求1所述的土壤中新烟碱类化合物的检测方法，其特征在于，所述步骤s5中，所述硅酸镁与所述弗罗里硅土的重量比为（8～10）：1。8.根据权利要求1所述的土壤中新烟碱类化合物的检测方法，其特征在于，所述步骤s7中，色谱工作条件如下：进样口温度，280℃，不分流，色谱柱，hp-5ms，30m*0.25mm*0.25um，载气，he，恒流，流速为2.0ml/min，进样量，1ul，柱温，初始柱温60℃，保持1min，以10℃/min的升温速率升温至290℃，保持5min。9.根据权利要求1所述的土壤中新烟碱类化合物的检测方法，其特征在于，所述步骤s7中，质谱工作条件如下：离子源，电子轰击源，离子源温度，230℃，接口温度，290℃，
四级杆温度，150℃，扫描范围，35～500amu，离子化能量，70ev，数据采集方式，全扫描模式，溶剂延迟时间，0min。

技术总结
本申请公开了一种土壤中新烟碱类化合物的检测方法，包括如下步骤：S1、将土壤样品和硅藻土混合研磨，干燥；S2、将干燥的土壤样品和硅藻土转移至萃取池里，将萃取池置于加压流体萃取装置中进行加压流体萃取；S3、向收集瓶中加入无水硫酸钠，以除去萃取液中的水分；S4、将萃取液过滤至KD浓缩装置中，使得萃取液浓缩至2ml；S5、使用净化柱对浓缩液进行净化；S6、将净化后的萃取液经KD浓缩装置浓缩，用乙腈定容至1～2ml，转移至进样瓶中，上机待测；S7、使用气相色谱-质谱仪对土壤中新烟碱类化合物呋虫胺、噻虫胺、烯啶虫胺、噻虫嗪、吡虫啉、啶虫胺和噻虫啉进行分析检测。本申请所提供的土壤中新烟碱类化合物的检测方法的检测精度较高。烟碱类化合物的检测方法的检测精度较高。烟碱类化合物的检测方法的检测精度较高。


技术研发人员：金勇 张磊磊 申冲冲 陈东海
受保护的技术使用者：上海国齐检测技术有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/8/14