高效液相色譜測定水稻和稻田中呋蟲胺殘留分析法的建立

彭 莎，楊仁斌，鄒 蓉，楊玉梅

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)環(huán)境保護研究所，湖南 長沙 410128）

呋蟲胺（Dinotefuran）是日本三井化學(xué)公司研發(fā)的新型煙堿性類殺蟲劑[1]。與其他煙堿類農(nóng)藥不同的是它不含氯原子和芳環(huán)，而含有特征取代基—四氫呋喃基。被稱為第三代煙堿類殺蟲劑[1-2]。呋蟲胺的化學(xué)名稱為1-甲基-2-硝基-3-（四氫-3-呋喃甲基）胍。純品為白色結(jié)晶，易溶于水，難溶于環(huán)己烷、二甲苯等有機溶劑。結(jié)構(gòu)式見圖1。

圖1呋蟲胺結(jié)構(gòu)式

相對其他農(nóng)藥，呋蟲胺具有很強的內(nèi)吸滲透作用，因此殺蟲活性通過很低的劑量便能顯示出來[3]，且其殺蟲譜廣泛；其主要機理是作用于昆蟲的神經(jīng)傳遞系統(tǒng)，使害蟲麻痹致死[4]。對哺乳動物十分安全，無致畸性、致癌性和致突變性。

目前，國內(nèi)外對呋蟲胺的研究主要集中在合成及毒理方面，有關(guān)呋蟲胺殘留的研究主要集中在辣椒[5]、大米[6]、蔬菜[7-9]、魚肉、玉米、水果、花生[9]等作物上，而在水稻生產(chǎn)上應(yīng)用的殘留研究尚未見報道。試驗采用了高效液相色譜（HPLC），研究并建立呋蟲胺在水稻和稻田系統(tǒng)中的殘留的檢測分析方法，力求方法簡便，同時能達到定性與定量的分析要求。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

島津－LC-20AT型高效液相色譜儀（帶紫外檢測器和工作站），2HWY-2102型雙層恒溫培養(yǎng)振蕩器（上海智城分析儀器制造有限公司），RE-2000型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海亞榮生化儀器廠），SHZ-D型循環(huán)水真空泵（鞏凡市子華儀器有限責(zé)任公司）。

呋蟲胺標(biāo)準(zhǔn)品（純度為100%），甲醇為色譜純試劑；乙腈、氯化鈉、石油醚均為分析純；無水硫酸鈉（用前于130℃烘6.0 h）；弗羅里硅土（Florisil）（用前于650℃活化6.0 h，再加5%去離子水去活）；蒸餾水。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液制備

準(zhǔn)確稱取呋蟲胺標(biāo)準(zhǔn)品0.0250 g于50 mL棕色容量瓶中，用甲醇溶解并定容作為標(biāo)準(zhǔn)儲備液（濃度為500 mg/L）。用梯度稀釋法稀釋標(biāo)準(zhǔn)儲備液配成濃度為 0.05、0.10、0.50、1.00、5.00 mg/L 的呋蟲胺標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.3 樣品的制備

1.3.1 樣品的前處理 稻田水樣經(jīng)定性濾紙過濾；稻田土壤樣品去雜質(zhì)后混合均勻；水稻植株剪成1 cm左右的小段后混合均勻；稻谷曬干脫谷后，分別將稻殼和糙米粉碎混合均勻。分別在稻田水、稻田土壤、植株、稻殼和糙米的空白樣品中添加呋蟲胺的標(biāo)準(zhǔn)溶液，稻田水樣添加的質(zhì)量濃度為0.02、0.20、2.00 mg/kg；稻田土壤、植株、稻殼和糙米添加的質(zhì)量濃度均為 0.05、0.50、5.00 mg/kg，進行添加回收率和精密度的實驗。以上待測樣品均于-20℃低溫保存。

1.3.2 樣品的提取 稻田水：準(zhǔn)確量取稻田水50.0 mL，經(jīng)過布氏漏斗減壓抽濾，用50 mL石油醚萃取一次，取下層水相，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上（75℃）濃縮至近干，甲醇定容至10.0 mL，過0.45 μm膜，待HPLC測定。

稻田土壤、谷殼、糙米和稻稈樣品：準(zhǔn)確稱取已制備的適量樣品（土壤樣品30.0 g；稻田谷殼、糙米和稻稈樣品各10.0 g）于250 mL具塞三角瓶中，準(zhǔn)確加入50 mL乙腈溶液 [糙米樣品加入50 mL乙腈:水（90:10，v/v）溶液]，30℃恒溫震蕩 30 min，經(jīng)布氏漏斗減壓抽濾，轉(zhuǎn)入已添加約1 g NaCl的100 mL具塞量筒中，劇烈振搖1 min靜置分層，然后移取上層有機相20 mL于250 mL具塞三角瓶中，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上（70℃）濃縮至近干，待凈化。

1.3.3 凈 化 按順序?qū)⒚撝?、無水硫酸鈉、4 g弗羅里硅土、無水硫酸鈉填充入層析柱中。先用10 mL乙腈溶液預(yù)淋，再將上述提取濃縮液用2 mL乙腈溶解后，無損移入弗羅里硅土凈化柱中，然后用50 mL乙腈分10次淋洗，收集淋洗液，于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（70℃）上濃縮近干，用甲醇定容至10.0 mL，待HPLC測。

1.4 色譜條件

流動相: 甲醇-水（30:70，v/v）；流速：0.9 mL/min；檢測波長：270 nm；柱溫：40℃；進樣量：20 μL。

2 結(jié)果與分析

2.1 色譜條件的優(yōu)化

在現(xiàn)有文獻的基礎(chǔ)上，初步確立了液相色譜條件。但是進行樣品檢測時發(fā)現(xiàn)，由于呋蟲胺出峰時間較早，受雜質(zhì)干擾較嚴(yán)重，因此通過調(diào)整流動相比例來調(diào)整目標(biāo)化合物的出峰時間，以保證目標(biāo)化合物完全分離、不受雜質(zhì)干擾，又不至于出峰太晚，影響工作效率。主要通過改變流速來改變峰型，使峰型較為標(biāo)準(zhǔn)。通過條件優(yōu)化，最終確立甲醇-水（30:70，v/v）為流動相，流速為 0.9 mL/min（圖 2）。

圖2 1 mg/L呋蟲胺標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖

2.2 提取溶劑的選擇

由于呋蟲胺的極性較強，通過考察乙腈、乙酸乙酯對樣品的提取效果發(fā)現(xiàn)：稻田土壤、谷殼、植株樣品采用乙腈提取時，回收率均達80%以上，而糙米和稻田水樣品回收率則較低（50%左右）。繼續(xù)考察乙腈－水作為提取劑提取糙米樣品，發(fā)現(xiàn)提取效果較好，回收率均達到80%以上。對于稻田水樣品，又分別考察了二氯甲烷、二氯甲烷－氨水、二氯甲烷－鹽酸的提取效果。結(jié)果表明采用以上提取劑時回收率仍較低，此結(jié)果可能與呋蟲胺較強的極性有關(guān)。因此后續(xù)試驗采用1.3所述的方法對稻田水樣進行前處理，采用1.3所述樣品提取劑和提取方法對稻田土壤、谷殼、植株和糙米樣品進行提取。

2.3 凈化柱條件的選擇

以乙腈為洗脫液對弗羅里硅土凈化柱進行洗脫，每次10 mL，共10次。結(jié)果表明，當(dāng)乙腈用量為50 mL時，目標(biāo)化合物的總回收率達98.93%，并且與雜質(zhì)的分離良好。因此選用乙腈作為洗脫液，用量為50 mL。

2.4 方法的線性關(guān)系

將配好的5個濃度的呋蟲胺標(biāo)準(zhǔn)工作液按1.3所述的條件進行HPLC測定。以峰面積為縱坐標(biāo)，濃度（mg/L）為橫坐標(biāo)，做呋蟲胺的標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程為y=155 252 x-3 255.6。結(jié)果表明，呋蟲胺在0.05～5.00 mg/L之間濃度與峰面積具有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（r）為0.9999。

2.5 方法的回收率和精密度

呋蟲胺在稻田水、稻田土壤、植株、稻殼和糙米的加標(biāo)回收率及其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差見表1。結(jié)果表明：呋蟲胺的平均加標(biāo)回收率在75.63%～106.02%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.32%～10.24%。

表1 呋蟲胺在稻田水、稻田土壤、植株、稻殼和糙米的加標(biāo)回收率及其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差

3 結(jié)語

采用乙腈對稻田土壤、稻稈、谷殼的呋蟲胺殘留進行提取，乙腈和水的混合液對糙米中的呋蟲胺殘留進行提取，石油醚對稻田水中的呋蟲胺進行萃取，弗羅里硅土柱凈化，高效液相色譜法測定。該方法操作簡單快速、雜質(zhì)干擾少、回收率高、精密度好和重現(xiàn)性好，適合水稻及稻田環(huán)境中呋蟲胺殘留的檢測。

[1]劉安昌，張 良，譚珍友，等.新型煙堿類殺蟲劑呋蟲胺的合成研究[J].世界農(nóng)藥，2009，31（2）：22-23.

[2]趙 聰，楊文革，胡永紅，等.呋蟲胺及其中間體的合成方法[J].現(xiàn)代農(nóng)藥，2009，8（2）：13-19.

[3]吳鴻飛，孫克，張敏恒.呋蟲胺合成方法評述[J].農(nóng)藥，2013，52（1）：71-74.

[4]張亦冰.新內(nèi)吸殺蟲劑—呋蟲胺[J].世界農(nóng)藥，2003，25（5）：46-47.

[5]Lina Hem,Abd El-Aty A M,Jong-Hyouk Park,et al.Determination of Dinotefuran in Pepper UsingLiquid Chromatography:Contribution to Safety Evaluation[J].Journal of the Korean Society for Applied Biological Chemistry,2012,55（6）:765-768.

[6]乙小娟，朱加葉，丁 萍，等.高效液相色譜法快速測定大米中的 4 種煙堿農(nóng)藥殘留量[J].食品科學(xué)，2011，32（6）：169-172.

[7]侯如燕，卞紅正，趙秀霞，等.固相萃取-液相色譜測定復(fù)雜基質(zhì)蔬菜中 9種煙堿類殘留[J].分析測試學(xué)報，2011，30（1）：58-63.

[8]李 立，付 建，初玉圣，等.食品中呋蟲胺殘留量的HPLCMS/MS 檢測方法研究[J].食品科學(xué)，2008，29（11）：538-540.

[9]王麗穎，孫 克，張敏恒.呋蟲胺分析方法述評[J].農(nóng)藥，2013，52（1）：75-77.