[发明专利]一种基于N－辛基吡啶六氟磷酸盐电极的甲基对硫磷萃取及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及电化学传感技术领域，尤其涉及一种基于N－辛基吡啶六氟磷酸盐的电极对甲基对硫磷的萃取、富集及检测。 

技术背景

甲基对硫磷是一种有机磷农药，主要用途是防治农业害虫。农药在农业生产中有着重要的贡献，但其大量使用造成农药残留问题日益凸显。农药不仅会存在于农作物中，还能进入土壤和水体中，带来食品和环境方面的一系列问题。 

农药残留分析主要包括样品前处理和检测两部分，其中样品前处理时间约占整个分析方法的60%。样品前处理包括一系列操作步骤，如均质化、提取、过滤或离心、柱层析、浓缩和溶剂转换等，这些操作均较为费时费力。同时，农药残留量通常是很低的，需要浓缩富集样品中的待测组分，以提高检测的灵敏度及可靠性。所以浓缩是其中一个重要的步骤。 

固相萃取（Solid Phase Extraction，SPE）是一个由柱色谱分离过程、分离机理、固定相和溶剂的选择等组成的试样预处理技术，由液固萃取和液相色谱技术相结合发展而来，在农药检测方面得到了广泛的应用。萃取操作程序一般由条件化、加样，洗脱三步组成。常用的固相萃取装置有固相萃取管和片。 

由于SPE实现了选择性的提取、分离、浓缩三位一体的过程，操作时间短、样品量小、干扰物质少，因此可用于挥发性和非挥发性物质分析并具有很好的重现性。在固相萃取基础上发展出了固相微萃取分离新技术。该技术使用时萃取头浸于液体中或液上萃取浓缩样品中的某些化合物，而后不经任何溶剂洗脱直接进入气相色谱仪汽化室，被萃取物在汽化室内解吸附后，靠流动相将其导入色谱柱，从而完成提取、分离、浓缩的全部过程。该方法集采样、萃取、浓缩、进样于一 体，具有步骤简便、无需萃取溶剂的特点。 

电化学方法具有设备简单、快速、成本低的优势，可用于甲基对硫磷农药残留的快速检测，其原理为甲基对硫磷分子中的苯环上含有的硝基具备电化学活性。但普通电极对甲基对硫磷的灵敏度偏低。因此需通过电极修饰，使农药在电极表面富集，浓度增大以提高检测限。有报道称在玻碳电极上涂覆Nafion膜后可提高灵敏度，其原理是Nafion膜可截留住甲基对硫磷，从而起到富集浓缩的作用。此外，ZrO₂及其复合材料由于具有吸附萃取能力，也被用于修饰电极。修饰电极虽然能提高灵敏度，但修饰步骤繁琐，并且涂覆的膜层较为脆弱。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于N－辛基吡啶六氟磷酸盐电极的甲基对硫磷萃取及检测方法，能够通过简便的固相萃取技术实现样本中低残留量有机磷农药的富集以及快速检测。为此，本发明采用以下技术方案： 

一种基于N－辛基吡啶六氟磷酸盐电极的甲基对硫磷萃取及检测方法，其特征在于它采用于N－辛基吡啶六氟磷酸盐电极，浸入样品溶液中对甲基对硫磷直接萃取富集； 

待萃取富集完成后，以该N－辛基吡啶六氟磷酸盐电极作为工作电极，饱和的Ag/AgCl电极作为参比电极，铂丝作为辅助电极，通过电化学循环伏安或线性扫描法即可实现对甲基对硫磷的检测。 

进一步地，所述N－辛基吡啶六氟磷酸盐电极采用以下方法制作：将N－辛基吡啶六氟磷酸盐与碳纳米管或石墨粉混合并充分研磨，其比例控制在9:1到6:4之间；然后将该混合物填装入电极套管中，套管材质为绝缘材料；插入导线；加热至80摄氏度或以上，让N-辛基吡啶六氟磷酸盐熔化，使混合物之间较好地融合，然后冷却后即制成N－辛基吡啶六氟磷酸盐电极。 

本发明以N－辛基吡啶六氟磷酸盐制备的电极进行农药的富集，同时实现农药残留的萃取和高灵敏检测。N－辛基吡啶六氟磷酸盐（C₁₃H₂₂PF₆N）结构如下 式所示： 

经发明人研究发现其具有甲基对硫磷具有吸附富集作用，其机理是由于其结构中的吡啶环与甲基对硫磷分子中的苯环间的相互作用，并且其熔点较高，常温下为固态，只需简单的处理即可独立工作，无需依附于基底电极，因此不存在涂覆式结构的缺点。