氨基甲酸酯杀虫剂的残留分析实验

氨基甲酸酯类杀虫剂通常具有以下通式。见图2-4。



其中，与酯基对应的羟基化合物R1OH往往是弱酸性，R2是甲基，R3是氢或者是一个易于被化学或生物方法断裂的基团。对于氨基甲酸酯整体而言，结构上的变化主要在酯基上，一般要求酯基的对应羟基化合物具有弱酸性，如烯醇、酚、羟肟等；结构的另一个可变部分是氮原子上的取代基，氮原子上的氢可以被一个或两个甲基取代，也可以被酰基取代。根据结构的变化，可以将氨基甲酸酯划分为四种类型：N，N-二甲基氨基甲酸酯、N-甲基氨基甲酸芳基酯、N-甲氨基、甲酸肟酯、N-酰基（或羟硫基）-N-甲基氨基甲酸酯。大多数氨基甲酸酯类杀虫剂 易溶于多种有机溶剂中，但在水中溶解度较小，只有少数涕灭威、灭多虫等甲氨基 甲酸肟酯例外。

蔬菜 水果

丙酮 NaCl溶液 二氯甲烷 无水硫酸钠 甲醇

具塞锥形瓶 抽滤瓶 凝胶色谱柱 分液漏斗 馏分收集器

一、测定方法综述

目前我国应用于果蔬上氨基甲酸酯农药残留检测的方法分为化学法和生物法两大类。化学法多采用传统的液-液萃取和柱色谱净化前处理技术，用GC或HPLC测定。由于氨基甲酸酯农药一般缺乏热稳定性，在进行GC测定时会造成分解，同时也缺乏灵敏度高的选择性检测器，因此，除对化合物直接测定外，较多的方法是先将农药衍生为适于电子捕获检测器检测的衍生物，再进行定量测定；高效液相色谱法常用的检测器是紫外检测器，但灵敏度不高；荧光检测器因具有高灵敏度己被用于氨基甲酸酯残留农药的检测。生物法包括酶联免疫法和快速酶法，简单快速，易操作，但检测的果蔬和农药品种有限。

液相色谱分析采用反相色谱分离氨基甲酸酯农药，因该类农药的无特征性的光谱特性，一般采用柱后衍生的方法用荧光进行检测。其一般的原理是分两步：第一步，在强碱性条件下，将氨基甲酸酯分解成游离的伯胺；第二步，用邻苯二甲醛与伯胺反应生成具有荧光的化合物进行检测。最近有报道，也可用一步催化进行衍生反应，即用MgO为催化剂，将氨基甲酸酯进行降解反应，降解产物再与邻苯二甲醛合成荧光化合物。

1.  前处理一般是溶剂加振摇或索氏提取。多残留分析中，最常用的提取试剂有丙酮、二氯甲烷、石油醚、乙腈、乙酸乙酯、甲醇等；最常用的净化步骤是后经过柱色谱分离或固相萃取分离。液-液分配常用的溶剂有二氯甲烷、石油醚、己烷和乙腈，分离柱常用的有弗罗里硅土、Celite、硅胶、氧化铝以及C18和氨基丙基键合的SPE小柱。

采用液-液分配强极性的氨基甲酸酯类农药及其代谢物（如涕灭威亚砜）的回收率低，固相萃取是一种较好的净化方法。此外，还有提取后使用凝胶色谱净化的多残留分析方法，近年来采用此法较普遍。

据AndredeKok和Maurice Hemstra的介绍，对蔬菜、水果类高水含量的样品，用混合有机溶剂丙酮-二氯甲烷-石油醚（1 + 1 + 1）提取氨基甲酸酯杀虫剂； 对低水含量的样品,如谷类则用（1+1）丙酮-二氯甲烷的提取液提取,然后用氨基键合相的固相萃取柱净化。再用二氯甲烷-甲醇（99 + 1）洗脱液洗脱。经浓缩、 干燥、溶解后进液相色谱分析。有报道，他们现在采用GilsonASPEC自动固相 取系统进行样品净化处理,以提高分析的准确度和分析速度。

近年又有新的技术应用于氨基甲酸酯类农药的前处理中，如基体固相分散和SPME和GPC系统净化样品技术。

2.  测定

气相色谱法：氨基甲酸酯类农药（NMCs）残留量的测定方法主要为气相色谱法和高效液相色谱法。由于许多氨基甲酸酯类农药热稳定性差，使气相色谱法的应用受到了一定的限制。对于较稳定氨基甲酸酯杀虫剂也可以用GC法测定，如克百威、灭 定威、涕灭威、灭多威、杀线威、双硫威、丁苯威、异丙威、残杀威等。也有用经衍生后能用GC测定的，如甲硫威用BSTFA硅烷化衍生后测定。残留分析可用ECD和NPD。杨大进等采用毛细管GC、氮磷检测器测定大米、蔬菜中6种氨基甲酸酯类农药，其准确度和精确度均较好，最低检测限 2～15 ug/g。在多种作物的氨基甲酸 酯类农药的检测中，以毛细管冷柱头进样技术加上质谱检测的方法己被广泛应用，该 方法由于柱子短，到达质谱仪的分析物浓度高，从而大大提高了灵敏度。宋鸣等对8种氨基甲酸酯的稳定性作了研究，得出肟基氨基甲酸酯类灭多威和涕灭威的色谱图均只存在一个色谱峰，并且在质谱未见分子离子峰，说明此两种化合物己分解。苯基氨基甲酸酯类残杀威、叶残散、呋喃丹、速灭威、抗蚜威及西维因在总离子流图中均存在两个色谱峰，分别为原化合物及分解产物，其中原化合物的保留时间较长，分解产物的保留时间较短，两者质谱图的区别为分解产物无原化合物的分子离子峰。通过质谱图分析可见，苯基氨基甲酸酯的分解产物为其相应的酚，即由分子中的一 CONHCH3而形成。原化合物及分解产物的质谱均可产生[M-58]+的离子及进一步分解。另外，此类氨基甲酸酯标准溶液随放置时间分解，新配制标准溶液的总离子流图中，其原化合物的色谱峰明显高于分解产物的色谱峰，而在溶液放置了一段时间后，原化合物的色谱峰逐渐减弱，而分解产物的色谱峰逐渐增强。

高效液相色谱法：高效液相色谱法-紫外检测器检测两个组分或单一组分氨基 甲酸酯类农药残留量的方法也有报道。复杂基质中NMCs多残留分析常用的检测波长是255 nm，而在分析呋喃丹及其代谢产物残留时多米用280 nm。此类方法的灵敏度，无法满足所有NMCs及其代谢物的限量要求。近年来国内外对高效液相色谱法检测氨基甲酸酯农药残留量的研究较为活跃。但多为柱后衍生-荧光检测器检测的高效液相色谱法。1977年M0ye等第一次采用柱后衍生HPLC-荧光检测法测定NMCs残留。近20年来，柱后水解和衍生后进行荧光检测复杂基质中NMCs 的方法己经越来越普遍。它需要先将NMCs在90 ℃下水解生成甲胺，甲胺在有 2-巯基乙醇（2-ME）存在的碱溶液中与邻苯二甲醛（OPA）反应，生成强烈的荧光物质。有人用该方法测定了26个样品中的25种NMCs，回收率为70%～100%。这个柱后衍生系统需在柱后安装两个反应管和两个反应试剂泵，但可满足现在所有NMCs检测限量对方法灵敏度的要求。尽管HPLC-UV及HPLC-荧光检测在分析氨基甲酸酯类农药残留中己被广泛采用，但有些化合物的确认有可能存在问题，特别是在土壤和农作物这样复杂的样品分析中，峰的分离很困难，因此将HPLC与MS联机使用无疑是一个好的解决办法。不同的接口如粒子束、热喷雾等均己用于HPLC-MS对氨基甲酸酯类农药的分析。热喷雾接口可分析具有一定挥发性的小分子化合物，含氮化合物能产生强的热喷雾信号，这更有利于对氨基甲酸酯类农药的分析检测。采用HPLC-MS测定马铃薯样品中的呋喃丹的最低检测限可达2.5 ng/g。

R. T. Krause用柱后衍生-荧光检测器检测的高效液相色谱法，检测低限为 O.Ol mg/kg，变异系数为4.7%。还报道了用柱后衍生-高效液相色谱-电化学检测器方法检测粮谷中的氨基甲酸酯农药残留量，检测低限为O.O5～O.l mg/kg,变异系数为2.8 %。M. Sher Ali用柱后衍生-荧光检测器-高效液相色谱法检测肝脏中的氨基甲酸酯农药，并采用了GPC（凝胶过滤）系统净化样品。De Kou and Hiemstra用柱后衍生-荧光检测器-高效液相色谱法检测水果和蔬菜中的氨基甲酸酯农药，并采用了固相提取技术。蒋新明用柱后衍生-荧光检测器-高效液相色谱法检测了土壤中的氨基甲酸酯农药，样品未经过净化直接测定。

氨基甲酸酯类农药免疫检测发展也很迅速，且多采用克隆抗体技术，如Lebotay等应用利用酶免疫检测技术生产的一种商品试剂盒测定了肉和肝样品中的呋喃丹和涕灭威砜。

不同介质中的氨基甲酸酯类农药残留的检测分析方法一直是令人感兴趣的课题，至今己发展了多种检测技术。目前各种方法均有各自的优点，但同时也不同程 度地存在不足，应用时应根据实际条件和研究需要选择相应的检测技术.

二、典型的分析方法

以GPC净化-柱后衍生HPLC法分析食品中氨基甲酸酯残留量为例。

将试样切碎,取20 g于500 mL不锈钢离心管中，加1O mL水和40 mL丙酮, 均质2 min。在6000 g下离心15 min,移出丙酮层于300 mL茄形烧瓶。残渣中加40 mL丙酮，为使丙酮与残渣良好混合，用刮铲将残渣粉碎后混合，6000 g下离心15 min,合并丙酮层于300 mL茄形烧瓶。蒸发器浓缩至液量成为原液量的1/2。

于300mL分液漏斗中，加入50 mL饱和NaCl溶液，2×40 mL二氯甲烷提取，二氯甲烷层于200mL烧杯中，加入无水硫酸钠脱水，经玻璃滤器过滤，滤液蒸发器浓缩至干，加入10mL二氯甲烷-环己烷（1 + 1），析出不溶混浊成分7～8mL （3000 r/ min，5 min，澄清）。取5 mL经CFG净化。净化液浓缩至10 mL。取1 mL经C18柱净化。用5 mL甲醇洗脱，洗脱液浓缩至1 mL。

对于检测结果阳性的可用HPLC-MS进行确证。