趙亞洲等
摘要:通過乙酸乙酯振蕩提取和HPLC-PAD測定方法,獲得胡桃醌在土壤樣品中的殘留量。結(jié)果表明:當(dāng)添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0、10.0 mg/kg時,胡桃醌在黃壤、水稻土、石灰土中的添加平均回收率分別為85.5%~86.6%、76.0%~89.1%、78.1%~84.6%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)分別為6.3%~8.2%、2.0%~5.9%、2.5%~3.4%;胡桃醌的最低檢出量為5.0 ng,在土壤中的最低檢出濃度為1.0 mg/kg。該方法操作簡單,準(zhǔn)確度、精密度及靈敏度均滿足農(nóng)藥殘留分析的要求,可用于土壤中胡桃醌殘留量的檢測。
關(guān)鍵詞:胡桃醌;土壤;殘留分析;高效液相色譜
中圖分類號: O657.7+2文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號:1002-1302(2015)02-0294-03
收稿日期:2014-04-25
基金項目:國際合作項目(編號:2011DFB41640);貴州科學(xué)院青年基金項目(編號:黔科院J合字[2011]25號、黔科院J合字[2014]14號);貴州科學(xué)院青年基金項目(編號:黔科院J合字[2013]11號)。
作者簡介:趙亞洲(1989—),男,陜西渭南人,碩士研究生,研究方向為環(huán)境毒理。E-mail:zhao-yazhou-1234@163.com。
通信作者:譚紅,研究員,主要從事食品安全、環(huán)境監(jiān)測、新化學(xué)物質(zhì)毒理測試研究。E-mail:tan-hong@tom.com。胡桃醌(juglone)別稱5-羥基-1,4-萘醌、5-羥基-1,4-萘二酮,主要存在于胡桃科核桃屬植物胡桃楸(Juglans Mandshurica Maxim.)和核桃(Juglans regia)的根皮、樹皮、青龍衣中,是胡桃屬中分離出來的小分子萘醌[1]。Hejl等通過水溶液培養(yǎng)液毒性測試試驗,證明了胡桃醌對某些植物有潛在的毒理作用[2];Inbaraj等發(fā)現(xiàn)在胡桃醌培養(yǎng)液中胡桃醌表現(xiàn)出抗病毒、抗細(xì)菌、抗真菌的活性功效[3]。研究還發(fā)現(xiàn),胡桃醌在醫(yī)藥行業(yè)、農(nóng)藥行業(yè)以及食品、日用品等方面有著廣泛的應(yīng)用價值[4],并且其在環(huán)境中的行為特性研究也受到了人們的關(guān)注。
萘醌類化合物根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征分為α-(1,4)、β-(1,2)及amphi-(2,6)3種類型,至今從自然界得到的大都是α-萘醌類化合物[5]。宮玉濤等研究了萘醌類化合物中的2-羥基-1,4萘醌在土壤中的降解作用和淋溶行為,5 g土壤樣品(2-羥基-1,4萘醌添加濃度為1、2、10、20 mg/kg)通過加入25 mL的去離子水,振蕩萃取30 min后離心15 min,上清液直接用HPLC測定,該方法的回收率為70.24%~7712%[6],盡管胡桃醌與2-羥基-1,4萘醌同屬萘醌類化合物,但由于-OH基團(tuán)的位置不同,使得它們的水溶性差別較大,因此在提取土壤中的胡桃醌時,不宜采用水作為提取溶劑。王文澤等用多種提取溶劑提取核桃楸青果皮中胡桃醌,發(fā)現(xiàn)以乙酸乙酯作為提取溶劑時提取率較高,達(dá)到0404%[7]。季宇彬等使用多種溶劑從青龍衣中提取胡桃醌,發(fā)現(xiàn)乙酸乙酯的提取率最好[8]。程力惠等用乙醇提取核桃球樹皮中的胡桃醌,發(fā)現(xiàn)超聲提取比冷浸法和回流法提取率高[9]。Yang等用氯仿對東北核桃種植園土壤、松葉林土壤以及核桃-松葉林植被間土壤中的胡桃醌進(jìn)行提取,測得胡桃醌回收率分別為87.1%、85.4%、86.2%[10]。De Scisciolo等在提取不同季節(jié)胡桃樹下土壤中胡桃醌含量時采用甲醇-冰乙酸作為提取溶劑,提取效果較好[11]。索緒斌等使用高效液相色譜法測定青龍衣中的胡桃醌含量,該方法靈敏度高、準(zhǔn)確性與重現(xiàn)性好[12]。孫墨瓏等使用分光光度法測定胡桃樹皮中胡桃醌含量,方法簡單、易操作[13]。孫墨瓏等采用 GC-MS 聯(lián)用法對胡桃樹皮中胡桃醌進(jìn)行測定,該方法靈敏度高、準(zhǔn)確性好[14]。本研究在前人研究的基礎(chǔ)上,建立了高效液相色譜法測定胡桃醌在土壤中的殘留分析方法,本方法操作簡單,準(zhǔn)確度、精密度、靈敏度均滿足農(nóng)藥殘留分析的要求,可用于土壤中胡桃醌殘留量的測定。
1材料與方法
1.1儀器與試劑
Waters e2695高效液相色譜儀(美國Waters公司);RE-2000A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、YRDC-0506低溫冷卻循環(huán)泵、SHZ-Ⅲ循環(huán)水真空泵(上海亞榮生化儀器廠);HY-8調(diào)速多用振蕩箱(常州國華電器有限公司);SG5200HDT超聲波清洗儀(上海冠特超聲儀器有限公司);DT500A電子天平(常熟市意歐儀表有限公司);移液槍(GILSON);具塞三角瓶、茄形瓶、抽濾瓶、布氏漏斗以及其他常規(guī)實驗室設(shè)備。
胡桃醌標(biāo)準(zhǔn)品(99%,國家農(nóng)藥產(chǎn)品質(zhì)檢中心),甲醇(色譜純,美國TEDIA公司),乙酸乙脂(分析純,成都市科龍化工試劑廠)。
1.2試驗材料
本試驗以黃壤、石灰土、水稻土作為供試土壤,其中黃壤采于貴州省清鎮(zhèn)市中八茶園;水稻土采于貴州省平壩縣稻田;石灰土采于貴州省關(guān)嶺縣花江旱地。土壤樣品采集后,攤成2 cm厚的薄層,間斷地壓碎、翻拌,揀出碎石、砂礫及植物殘體等雜質(zhì),置于室溫自然晾干后,磨碎過2 mm篩,4 ℃冰箱保存?zhèn)溆?。土壤的理化性質(zhì)見表1。
1.3試驗方法
1.3.1樣品處理稱取20.0 g 土壤(黃壤、水稻土、石灰土)于250 mL的具塞三角瓶中,加入120 mL乙酸乙酯于三角瓶中,置于振蕩器中振蕩(轉(zhuǎn)速190 r/min)提取60 min,抽濾并用5 mL乙酸乙酯洗滌殘渣,合并提取液,旋轉(zhuǎn)至干后加 5 mL 甲醇充分溶解,過0.45 μm有機(jī)濾膜,HPLC定量分析。
1.3.2色譜條件色譜柱:Thermo scientific BETASIL-C18,5 μm,4.6 mm×250 mm;流動相:甲醇 ∶水=4 ∶1(體積比);柱溫:30 ℃;流速:1.0 mL/min;檢測器:PAD;檢測波長:250 nm;進(jìn)樣體積10 μL。
1.3.3標(biāo)準(zhǔn)曲線準(zhǔn)確稱取0.101 0 g(準(zhǔn)確至0.1 mg)胡桃醌(純度為99%)于稱量瓶中,用甲醇少量多次溶解后,將其定量轉(zhuǎn)入100 mL 容量瓶中,定容、搖勻后即得 1 000 mg/L 的胡桃醌儲備液,冷藏備用。分別量取不同體積的母液,配制成0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0、50.0 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液系列,以胡桃醌的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(x)、響應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)(y)進(jìn)行線性回歸。
1.3.4準(zhǔn)確度和精密度試驗方法的準(zhǔn)確度和精密度通過添加回收率和變異系數(shù)來表示[15]。3種土壤均分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50.0、500.0 mg/L的胡桃醌標(biāo)準(zhǔn)溶液0.40 mL,使胡桃醌質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1.0、10.0 mg/kg,每組設(shè)定5個平行,樣品經(jīng)處理后,用HPLC法測定3種土壤中的胡桃醌殘留量。
1.3.5檢出限和定量限方法的檢出限為空白樣品(待測目標(biāo)物含量最低樣品)多次平行測定(n>5)的標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍所對應(yīng)的濃度。
2結(jié)果與分析
2.1提取溶劑的選擇
本研究在前人試驗的基礎(chǔ)上比較了5種溶劑(甲醇、乙腈、三氯甲烷、乙酸乙酯、甲醇 ∶乙酸(11 ∶1,體積比)的提取回收率(表2),回收率試驗結(jié)果表明,乙酸乙酯、三氯甲烷和乙腈的提取回收率較高,均能滿足回收率試驗要求,相比較而言,乙酸乙酯、三氯甲烷的回收率最好??紤]到三氯甲烷毒性較大,一般在實驗室內(nèi)應(yīng)盡量少使用,因此選擇土壤中胡桃醌的提取溶劑時,以乙酸乙酯為佳。
2.2標(biāo)準(zhǔn)曲線與線性范圍
胡桃醌的峰面積和濃度具有良好線性相關(guān)性,線性方程y=35 288x+4 108.7,r=0.999 9,標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1。2.0 mg/L 胡桃醌標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖見圖2,胡桃醌的保留時間約為4.2 min,最小檢出量為5.0×10-9 g。
2.3儀器的精密度
待基線穩(wěn)定后連續(xù)對同一濃度的標(biāo)樣(2.0 mg/L)進(jìn)行6次平行測定,進(jìn)樣量為10 μL,其結(jié)果見表3。連續(xù)6次重復(fù)測定胡桃醌含量的變異系數(shù)為0.01%,保留時間變異系數(shù)為0.002%,說明該方法重現(xiàn)性好,儀器的精密度高。
2.4準(zhǔn)確度和精密度結(jié)果
由表4可以看出,胡桃醌在黃壤、水稻土、石灰中的平均添加回收率分別為85.5%~86.6%、76.0%~89.1%、781%~84.6%,RSD分別為6.3%~8.2%、2.0%~5.9%、2.5%~3.4%,方法的準(zhǔn)確度和精密度均滿足農(nóng)藥殘留分析的要求[16],胡桃醌在土壤中的空白回收率色譜圖、添加色譜圖分別見圖3、圖4。
2.5方法的檢出限和定量限
本方法中胡桃醌的最小檢出量為5.0 ng,土壤中的最小檢出濃度(LOQ)為1.0 mg/kg。
3結(jié)論
本研究結(jié)合了前人在提取核桃楸青果皮中胡桃醌時所選用的提取溶劑 通過試驗最終選取如下方法測定土壤中胡桃表4胡桃醌在3種土壤中的平均添加回收率醌含量:以120 mL乙酸乙酯振蕩提取60 min,抽濾并用5 mL乙酸乙酯洗滌殘渣,合并提取液,旋轉(zhuǎn)至干后加5 mL甲醇充分溶解,過0.45 μm有機(jī)濾膜,HPLC定量分析。當(dāng)胡桃醌的添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0、10.0 mg/kg,胡桃醌在黃壤、水稻土、石灰土中的添加平均回收率分別為85.5%~86.6%、76.0%~89.1%、78.1%~84.6%,RSD分別為6.3%~8.2%、2.0%~5.9%、2.5%~3.4%,最小檢出量為5.0ng,土壤中最小檢出濃度為1.0 mg/kg。本方法樣品處理簡單,準(zhǔn)確度、精密度及靈敏度均滿足農(nóng)藥殘留分析的要求,可用于土壤中胡桃醌殘留量的測定。
參考文獻(xiàn):
[1]曲中原,鄒翔,胡國軍,等. 青龍衣中胡桃醌提取工藝研究[J]. 中醫(yī)藥學(xué)報,2008,36(4):30-32.
[2]Hejl A M,Koster K L.Juglone disrupts root plasma membrane H+-ATPase activity and impairs water uptake,root respiration and growth in soybean(Glycine max)and corn(Zea mays)[J]. Chen Ecol,2004,30:453-471.
[3]Inbaraj J J,Chignell C F. Cytotoxic action of juglone and plumbagin:A mechanistic study using HaCaT keratinocytes[J]. Chemical Research in Toxicology,2004,17(1):55-62.
[4]李聰,張明曉,陳雯. 胡桃醌的合成研究進(jìn)展[J]. 精細(xì)化工中間體,2010,40(6):11-15.
[5]劉紅兵,崔承彬,任虹,等. 天然來源萘醌及其人工衍生物抗癌劑的研究進(jìn)展[J]. 天然產(chǎn)物研究與開發(fā),2005,17(1):104-107.
[6]宮玉濤,宋文華,高敏苓,等. 2-羥基-1,4-萘醌在土壤中降解作用和淋溶行為研究[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2012,31(5):957-961.
[7]王文澤,劉洪章,劉淑英,等. 核桃楸青果皮中胡桃醌的提取工藝研究[J]. 北方園藝,2013(15):153-157.
[8]季宇彬,嚴(yán)琴琴,曲中原,等. 正交試驗法優(yōu)選青龍衣中胡桃醌的提取工藝[J]. 現(xiàn)代藥物與臨床,2009,24(3):151-154.
[9]程力惠,黃曉文. 核桃楸樹皮中胡桃醌提取方法及其工藝研究[J]. 亞熱帶植物科學(xué),2010,39(4):33-35.
[10]Yang L X,Wang P,Kong C H.Effect of larch (Larix gmelini Rupr.) root exudates on Manchurian walnut(Juglans mandshurica Maxim.)growth and soil juglone in a mixed-species plantation[J]. Plant Soil,2010,329:249-258.
[11]De Scisciolo B,Leopold D J,Walton D C.Seasonal patterns of juglone in soil beneath Juglans nigra (black walnut)and influence of J.nigra on understory vegetation[J]. Journal of Chemical Ecology,1990,16(4):1111-1130.
[12]索緒斌,高奎濱,張云凌,等. 高效液相色譜法測定青龍衣中胡桃醌含量[J]. 中藥材,2003,26(11):793.
[13]孫墨瓏,袁海艦,宋湛謙,等. 分光光度法測定核桃楸樹皮中胡桃醌的含量[J]. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報,2007,35(6):37-38.
[14]孫墨瓏,宋湛謙,方桂珍,等. 減壓蒸餾法提取核桃楸樹皮中的胡桃醌[J]. 林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè),2007,27(6):113-115.
[15]劉光學(xué),喬雄梧,陶傳江,等,NY/T 788—2004農(nóng)藥殘留試驗準(zhǔn)則[S]. 北京:中華人民共和國農(nóng)業(yè)部,2004.
[16]岳永德,朱魯生. 農(nóng)藥殘留分析[M]. 北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2004:36-80.董蒙蒙,喻樊,劉佳,等. 中華補(bǔ)血草5種黃酮類化合物抗氧化和抗腫瘤活性的比較[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,43(2):297-299.