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利用分散液液微萃取结合荧光分光光度法快速测定苹果汁中痕量噻菌灵

期刊:LuminescenceDOI:10.1002/bio.2835

本研究由Wei Li、Yuning Wang、Limin Huang、Ting Wu、Huilian Hu和Yiping Du*(通讯作者)共同完成,作者单位均隶属于华东理工大学功能材料化学上海重点实验室及分析测试研究中心。研究成果于2015年1月21日发表在Wiley Online Library期刊《Luminescence》(2015年第30卷,872-877页),标题为《Rapid determination of trace thiabendazole in apple juice utilizing dispersive liquid–liquid microextraction combined with fluorescence spectrophotometry》。

学术背景

该研究聚焦食品安全领域,针对水果中广泛使用的苯并咪唑类杀菌剂噻菌灵(thiabendazole, TBZ)残留检测难题展开。欧盟法规对TBZ在生鲜农产品中的最大残留限量(MRL)设定为0.05–15 mg/kg,而传统检测方法如色谱法(GC/HPLC)、免疫分析法等存在前处理复杂、耗时或成本高等局限。研究团队提出将分散液液微萃取(DLLME)与荧光分光光度法联用,旨在开发一种快速(单样本5分钟内完成)、高灵敏度(检测限2.2 μg/L)且低成本的TBZ痕量检测方法。

研究流程与方法

1. 实验设计与优化

研究采用四阶段优化策略
- 萃取溶剂筛选:对比氯仿、四氯化碳、氯苯和四氯乙烯的萃取效率,最终选择氯仿(chloroform)作为最佳溶剂(荧光强度提升30%以上)。
- 分散溶剂优化:测试乙醇(ethanol)、乙腈和丙酮的分散效果,乙醇因形成稳定乳浊液且空白干扰最低被选用。
- 参数调控:通过单变量实验确定最佳条件:氯仿体积155 μL、乙醇体积1200 μL、pH 8(避免TBZ在强酸/碱条件下水解)、无盐添加(盐效应导致信号衰减)。
- 微型检测池开发:自主设计4 mm光程微型石英池,直接测定60 μL沉积相,避免传统蒸发/稀释步骤的信号损失。

2. 样本处理与分析

  • 苹果汁样本:采集3种市售苹果汁(未稀释/前处理),添加TBZ标准品(15/25/45 μg/L)进行加标回收实验。
  • DLLME流程:10 mL果汁样本与乙醇-氯仿混合液涡旋形成乳浊液,3000 rpm离心2分钟,沉积相直接荧光检测(激发波长302 nm,发射波长345 nm)。

3. 数据分析

  • 校准曲线:TBZ在5–50 μg/L范围内呈线性(R²=0.9987),高浓度区(5–300 μg/L)符合二次函数关系。
  • 灵敏度与重复性:检测限(LOD)2.2 μg/L(信噪比S/N=3);加标回收率94.1–108.1%,相对标准偏差(RSD)<7.9%(n=3)。

主要结果

  • 萃取效率:富集因子(EF)达47倍,显著提升荧光信号强度(图6显示5 μg/L样本经DLLME后信号增强5倍)。
  • 抗干扰能力:乙醇-氯仿体系对苹果汁基质干扰的抑制效果优于传统SPE(固相萃取),RSD低于4.5%(n=5)。
  • 实际应用验证:三批次苹果汁中TBZ未检出,加标回收实验证实方法可靠性(表2)。

结论与价值

本研究创新性地将DLLME与荧光光谱联用,突破传统光谱法需大体积样本(1–2 mL)的限制,实现TBZ的痕量检测。其科学价值在于:
1. 方法学创新:微型检测池设计解决微体积样本测定难题,为DLLME与其他光谱技术联用提供范式。
2. 应用价值:满足欧盟MRL监管要求,适用于果汁企业快速质检(单样本成本降低60%)。
3. 技术普适性:可扩展至其他荧光性农药(如多菌灵)的检测。

研究亮点

  • 速度与灵敏度:5分钟完成萃取-检测全流程,LOD低于多数HPLC方法(文献对比显示HPLC平均LOD为5 μg/L)。
  • 绿色化学:仅使用μL级有机溶剂,符合绿色分析化学原则。
  • 设备简易性:仅需普通离心机和荧光分光光度计,适合资源有限实验室。

其他发现

研究指出DLLME在紫外区物质检测中存在溶剂干扰缺陷,而荧光法通过激发/发射波长选择有效规避此问题,为复杂基质中紫外吸收物质的检测提供新思路。研究受国家自然科学基金(21205041)和上海市科委(13142201200)资助,相关技术已申请专利(文中未披露专利号)。

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