离子液体基分散液液微萃取-高效液相色谱联用技术优化及其在水样多类农药残留检测中的应用研究

为解决水体中痕量多类农药残留检测难题，研究人员开发了基于[C???H???N?][PF??]离子液体的IL-DLLME-HPLC-DAD联用技术，实现6种农药（LOD 0.1–1.3 μg/L）的高效富集与检测，回收率达85–105%，为环境水质监测提供绿色精准方案。

　　

水体中农药残留监测是环境科学与公共健康领域的重大挑战。随着农业集约化发展，有机磷、拟除虫菊酯等农药通过径流进入水体，其持久性和生物累积性对生态系统和人类健康构成潜在威胁。传统液液萃取(LLE)和固相萃取(SPE)技术存在有机溶剂消耗大、步骤繁琐等缺陷，而常规分散液液微萃取(DLLME)使用的卤代溶剂如四氯乙烯(C₂
Cl₄
)具有环境毒性。如何实现高效、环保的痕量农药富集检测，成为环境分析化学领域亟待突破的技术瓶颈。

针对这一难题，南非比勒陀利亚大学的研究团队在《Journal of Chromatography Open》发表研究，创新性地采用1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C???H???N?][PF??])作为萃取溶剂，结合甲醇分散剂，建立了离子液体基分散液液微萃取(IL-DLLME)与高效液相色谱-二极管阵列检测(HPLC-DAD)联用技术。通过系统优化萃取溶剂类型、体积、pH值等12项参数，成功实现了水体中金属axyl、毒死蜱(chlorpyrifos)、狄氏剂(endrin)等6类农药的同时检测，最低检测限达0.1 μg/L，较传统方法灵敏度提升10倍。

关键技术路线包含：1) 采用[C???H???N?][PF??]等3种离子液体对比筛选；2) 通过单因素实验优化甲醇体积(750 μL)、pH值(7)等核心参数；3) 建立基质匹配校准曲线(5–1000 μg/L)；4) 应用Xterra MS C₁₈
色谱柱实现6种农药基线分离；5) 验证方法在自来水、地下水等真实水样中的适用性。

研究结果部分，3.1小节通过系列实验揭示了关键发现：

• 萃取溶剂类型影响：[C???H???N?][PF??]因适中的疏水性和粘度，其富集因子显著高于[C??H???N?][PF??]（水溶性过高）和[C??H???N?][PF??]（粘度过大），证实C6烷基链长度在平衡萃取效率与传质速率中的关键作用。
• 甲醇体积优化：750 μL甲醇可形成稳定乳浊液，过大量(1000 μL)会导致离心后难以回收沉积相，体现分散剂"少则不足，多则过犹"的剂量效应。
• pH敏感性：中性条件(pH7)下所有农药回收率最高，酸性条件下质子化、碱性条件下水解反应均会降低萃取效率，印证农药分子形态对分配系数的影响规律。

方法学验证(3.2节)显示：

• 线性范围覆盖3个数量级(R²
  ≥0.9974)，日内精密度(RSD≤8.3%)与日间精密度(RSD≤9.6%)满足AOAC标准；
• 实际水样加标回收率85–105%，显著优于欧盟水质指令70–120%的要求；
• 与传统四氯乙烯-DLLME相比，[C???H???N?][PF??]使氯pyrifos的LOD从1.2降至0.5 μg/L，且避免有机溶剂蒸发的预处理损失。

讨论部分强调，该研究首次系统比较了不同烷基链长度离子液体对多类农药的萃取机制：C6链长既能保证足够疏水性，又避免长链(C8)导致的传质阻力。创新性地采用涡旋辅助(800 rpm, 20 s)替代传统注射器剧烈震荡，使乳浊液稳定性提升30%。环境效益方面，离子液体的可回收性和低挥发性，使方法符合绿色分析化学原则，单次分析仅需50 μL萃取剂，较传统方法减少有机溶剂用量95%。

该技术为水体农药多残留监测提供了标准化方案，其模块化设计可拓展至其他新兴污染物分析。未来研究可探索功能化离子液体对特定农药类的选择性强化机制，以及该技术与质谱联用的灵敏度提升潜力。这些发现对实现联合国可持续发展目标(SDG6)中"清洁饮水和卫生设施"的污染物监控具有重要实践价值。