超高效液相色譜?串聯(lián)質(zhì)譜同時測定水中的敵百蟲和敵敵畏

王海燕，夏 勇

攀枝花市環(huán)境監(jiān)測站，四川攀枝花617000

超高效液相色譜?串聯(lián)質(zhì)譜同時測定水中的敵百蟲和敵敵畏

王海燕，夏 勇

攀枝花市環(huán)境監(jiān)測站，四川攀枝花617000

建立超高效液相色譜?串聯(lián)質(zhì)譜（UPLC?MS?MS）同時測定水中敵百蟲和敵敵畏的方法。水樣經(jīng)0.22 μm濾膜過濾，直接用超高效液相色譜?三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜多級反應(yīng)監(jiān)測法（MRM）定量檢測敵百蟲、敵敵畏?？疾炝松V柱、流動相、濾材對分析的影響，并確定了最佳分析條件。最佳條件下，敵百蟲、敵敵畏的檢出限分別為0.6 μg／L和2.3 ng／L。用建立的方法測定了4種實際水樣中的敵百蟲、敵敵畏，水樣加標(biāo)回收率為82.2% ～112.1%。方法簡便快捷、綠色環(huán)保，適合于地表水及地下水中敵百蟲和敵敵畏的同時分析。

水分析；敵百蟲；敵敵畏；超高效液相色譜?串聯(lián)質(zhì)譜

敵百蟲，化學(xué)名稱為O，O?二甲基?2，2，2?三氯?1?羥基乙基磷酸酯，是一種高效、廣譜的有機(jī)磷殺蟲劑，廣泛用于農(nóng)林、畜牧、水產(chǎn)、園藝、衛(wèi)生等方面的殺蟲或防蟲工作。敵百蟲具有一定毒性，有資料研究表明，對人體有一定的毒副作用［1?2］。敵敵畏是20世紀(jì)50年代初面市的著名有機(jī)磷殺蟲劑，可用敵百蟲水解得到，對昆蟲具有觸殺、胃毒及熏蒸作用，廣泛用于防治多種農(nóng)業(yè)害蟲、家畜害蟲、衛(wèi)生害蟲、貯糧害蟲，其毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于敵百蟲。鑒于敵百蟲和敵敵畏的毒害，《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）對集中式生活飲用水地表水源地水中的敵百蟲和敵敵畏含量有明確要求，限值均為0.05 mg／L，《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2006）對水中敵敵畏含量要求更為嚴(yán)格，限值為0.001 mg／L。

目前，水中敵百蟲殘留分析方法多為氣相色譜法［3?5］或氣相色譜質(zhì)譜法［6?7］。 由于敵百蟲極性大、水溶性強(qiáng)，用二氯甲烷萃取時提取率為零，因此，氣相方法分析敵百蟲時需將敵百蟲堿解轉(zhuǎn)化為敵敵畏進(jìn)行間接測定［3，5］，方法前處理過程復(fù)雜繁瑣。此外，敵百蟲熱穩(wěn)定性較差，在氣相色譜進(jìn)樣口容易發(fā)生分解，造成分析重現(xiàn)性差，定量不準(zhǔn)確［8?9］。液相色譜?質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在檢測熱不穩(wěn)定化合物方面具有不可比擬的優(yōu)勢，在分析水產(chǎn)品和植物源敵百蟲含量方面取得了較好的效果［10?11］。超高效液相色譜［12?14］是近年來新發(fā)展的色譜技術(shù)，它使用小粒徑材料（通常是1.7 μm）作為色譜柱填料，大幅度提高了色譜柱柱效，極大地減少了溶劑用量，提高了樣品分析速度。該文采用超高效液相色譜?三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜建立了同時測定水中敵百蟲和敵敵畏的方法，并用于實際水樣的分析，方法檢出限分別為0.6 μg／L和2.3 ng／L。該方法具有前處理簡單環(huán)保、分析速度快、檢出限低的特點(diǎn)，可滿足水中敵百蟲和敵敵畏同時分析的需要。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Waters超高效液相色譜?三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜儀（ACQUITYTMUPLC?TQD）；Masslynx V4.1工作站；Waters超高效液相色譜柱：ACQUITY UPLC HSS T3（2.1 mm×50 mm，1.8 μm）。敵百蟲、敵敵畏（美國）、甲醇溶劑質(zhì)量濃度均為100 mg／L。甲醇為HPLC級（德國）。超純水由Millipore純水系統(tǒng)（美國）制備。針式過濾器（0.22 μm，13 mm內(nèi)徑，材質(zhì)分別為聚醚砜、尼龍、玻璃纖維和聚四氟乙烯，中國），針式過濾器（0.2 μm，13 mm內(nèi)徑，材質(zhì)為聚丙烯，美國）。

1.2 樣品采集與前處理

用500 mL的棕色具塞磨口玻璃瓶采集水樣。采樣前，將瓶子用鉻酸洗液浸泡過夜后，再用自來水和蒸餾水洗凈，并于300℃下烘4 h，用鋁箔和棉線扎緊瓶塞密封。按照文獻(xiàn)［3］中的采樣方法采集水樣，采樣時先用水樣將取樣瓶沖洗2～3次，再使水樣沿瓶壁緩慢注入瓶中，水樣應(yīng)在弱酸性狀態(tài)下保存，因敵敵畏、敵百蟲易降解，應(yīng)盡快分析。水樣運(yùn)回實驗室后用聚四氟乙烯針頭過濾器過濾，取濾液10 μL進(jìn)儀器分析。

1.3 色譜條件

色譜柱：ACQUITY UPLC HSS T3（2.1 mm× 50 mm，1.8 μm）；流動相A為水，流動相B為甲醇（A、B均含0.1%的甲酸），流速0.3 mL／min，流動相梯度：B由初始的10%在1.5 min內(nèi)線性升至100%并保持1 min，之后0.5 min內(nèi)回到初始的10%；柱溫30℃；進(jìn)樣體積10 μL。

1.4 質(zhì)譜條件

采用三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜儀多級反應(yīng)監(jiān)測（MRM）模式分析敵百蟲、敵敵畏含量。離子化方式：ESI＋，毛細(xì)管電壓 1.0 kV，離子源溫度120℃，脫溶劑氣溫度 380℃，脫溶劑氣流量700 L／h，錐孔反吹氣流量30 L／h。敵百蟲和敵敵畏的MRM分析參數(shù)見表1。

表1 敵百蟲和敵敵畏MRM分析參數(shù)

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜柱的選擇

液相色譜分離采用超高效色譜柱，填料粒徑1.7 μm左右，比常規(guī)液相色譜柱具有更高的柱效和分離能力，色譜分離時間也大大縮短。對比了Acquity UPLC BEH C18（填料粒徑為1.7 μm）和Acquity UPLC HSS T3（填料粒徑為1.8 μm）2種超高效色譜柱對待測物的色譜分離效果，如圖1、圖2所示。

圖1 敵百蟲的色譜圖

圖2 敵敵畏的色譜圖

由圖1、圖2可見，2種色譜柱對敵百蟲、敵敵畏均有較好保留，比較峰面積可知：采用HSS T3柱子時2種待測物的信號均大大高于采用C18柱子時的信號。此外，對于低濃度的敵百蟲，HSS T3柱子分離后的色譜峰形好，毛刺峰少，因此選擇Acquity UPLC HSS T3作為分析柱，敵百蟲、敵敵畏的保留時間分別為1.60、1.82 min。

2.2 流動相的優(yōu)化

甲醇、乙腈是反相液相色譜分析中常用的2種有機(jī)相。比較了甲醇?水和乙腈?水2組體系為流動相時對敵百蟲、敵敵畏的色譜分離效果。結(jié)果表明，采用甲醇?水體系時2個分析物的色譜峰峰形對稱，靈敏度高。在此基礎(chǔ)上，在水中添加0.1%甲酸，考察甲酸加入對色譜峰形和信號的影響。結(jié)果表明，甲酸的加入提高了待測物的色譜峰信號。甲酸能有效提高待測物電噴霧離子化效率，進(jìn)而提高分析靈敏度，同時還能改變流動相pH，避免敵百蟲分解為敵敵畏而出現(xiàn)敵百蟲回收率低、敵敵畏回收率高的現(xiàn)象。為保持整個色譜分離過程酸度的穩(wěn)定，在流動相甲醇和水中均添加體積分?jǐn)?shù)為0.1%的甲酸。

2.3 定容溶液的選擇

將敵百蟲、敵敵畏標(biāo)準(zhǔn)溶液分別以甲醇體積分?jǐn)?shù)為0、10%、25%、50%、75%的甲醇水混合溶液稀釋成5 μg／L的溶液后依次進(jìn)樣，觀察色譜峰形和分離效果，發(fā)現(xiàn)甲醇的加入對敵百蟲色譜峰峰形和信號改變不明顯，而甲醇的加入能有效提高敵敵畏的色譜峰信號。對于等濃度的敵百蟲、敵敵畏，后者的色譜信號響應(yīng)非常高，出于同時測定2種污染物、直接進(jìn)樣減少樣品前處理以及與實際水樣溶劑特征一致的考慮，選用純水作定容液。

2.4 濾材的選擇

樣品溶液中的顆粒物容易造成液相和質(zhì)譜系統(tǒng)的堵塞，進(jìn)樣前對樣品進(jìn)行過濾去除顆粒物是必要的。平行配制低、中、高濃度敵百蟲、敵敵畏混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別用聚醚砜、尼龍、玻璃纖維、聚四氟乙烯和聚丙烯5種濾膜過濾后進(jìn)行分析，考察不同濾材對低、中、高濃度樣品回收率的影響。通常過濾操作對低濃度的樣品影響比較大，因此，首先用5種濾膜對2.0 μg／L的敵百蟲、0.2 μg／L的敵敵畏溶液進(jìn)行過濾考察回收率，結(jié)果見表2。

從表2可以看出，采用聚四氟乙烯過濾后2種分析物損失最小，可以獲得很好的回收率，而采用尼龍過濾時兩種分析物的損失較大，尤其是敵百蟲，回收率僅為7.7%。進(jìn)一步的中、高濃度樣品實驗也表明，聚四氟乙烯過濾造成樣品損失最小。因此，在實際分析工作中，應(yīng)事先針對待測物進(jìn)行濾材選擇考察實驗，防止因為濾材選擇不當(dāng)而造成分析結(jié)果的假陰性。方法選擇聚四氟乙烯濾頭過濾樣品。

表2 不同濾材過濾器對待測物回收率的影響

2.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線與檢出限

用超純水配制敵百蟲和敵敵畏混合標(biāo)準(zhǔn)系列，各取10 μL進(jìn)樣，以色譜峰面積為縱坐標(biāo)，樣品濃度為橫坐標(biāo)，繪制敵百蟲和敵敵畏的標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到敵百蟲標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y＝59.4x－0.6，線性范圍為2.0～100.0 μg／L，線性相關(guān)系數(shù)為0.999 7；敵敵畏標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y＝41 223.9x＋388.8，線性范圍為0.01～10.0 μg／L，線性相關(guān)系數(shù)為0.999 1。按照《環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 168—2010）中方法檢出限MDL＝S×t（n－1，0.99）的方法計算檢出限，其中：t（n－1，0.99）是置信度為99%、自由度為（n－1）時的t值，n為重復(fù)分析的樣品數(shù)（如果連續(xù)分析7個樣品，在99%的置信區(qū)間，t（6，0.99）＝3.143），計算得到敵百蟲、敵敵畏的檢出限分別為0.6 μg／L、2.3 ng／L，遠(yuǎn)低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）中和《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2006）的限值標(biāo)準(zhǔn)。敵百蟲的檢出限雖略高于氣相色譜法［5］的檢出限，但由于沒有繁瑣的衍生、萃取、濃縮等前處理步驟，分析效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于氣相色譜法。

2.6 準(zhǔn)確度和精密度

按照低、中、高濃度對空白水樣進(jìn)行加標(biāo)回收實驗（n＝6），記錄響應(yīng)值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算相應(yīng)測定濃度，結(jié)果如表3所示。

敵百蟲低、中、高3個加標(biāo)濃度水平下的平均回收率為100.2% ～106.1%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.1%～8.3%；敵敵畏低、中、高3個加標(biāo)濃度水平下的平均回收率為96.7% ～103%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.9%～3.5%。

表3 精密度和準(zhǔn)確度（n＝6）

2.7 實際樣品分析

采用建立的方法分析了某市江水、湖庫水、地下水3種飲用水源地水質(zhì)和農(nóng)灌區(qū)渠水（非飲用水水源）中敵百蟲、敵敵畏的含量，見圖3、圖4。

圖3 敵百蟲實際樣品色譜圖

圖4 敵敵畏實際樣品色譜圖

結(jié)果表明3個水源地水質(zhì)中均未檢出敵百蟲，在敵敵畏出峰時間處出現(xiàn)一個小峰，經(jīng)計算濃度均在檢出限以下。農(nóng)灌區(qū)渠水未檢出敵百蟲，敵敵畏測得的質(zhì)量濃度為9.4 ng／L。對4種水質(zhì)進(jìn)行加標(biāo)實驗，敵百蟲加標(biāo)質(zhì)量濃度為10.0 μg／L，回收率為82.2%～89.7%；敵敵畏加標(biāo)質(zhì)量濃度為1.0 μg／L，回收率為98.7%～112.1%。

3 結(jié)論

建立了超高效液相色譜?三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜儀同時測定水中敵百蟲、敵敵畏的新方法。與已有的檢測方法相比，該法采用水樣過濾后直接進(jìn)樣分析的方式進(jìn)行檢測，避免了繁瑣的衍生、萃取和濃縮過程，分析速度快、回收率好；敵百蟲、敵敵畏的檢出限低，分別為0.6 μg／L、2.3 ng／L，滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）

和《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2006）中對敵百蟲和敵敵畏的監(jiān)測要求。

［1］Arao T，F(xiàn)uke C，Takaesu H，et al.A case of fatal trichlorfon and methidathion poisoning［J］.Legal Medicine，2002，4（3）：182?186.

［2］Liu C Y，Chang P G，Wu Y J.Trichlorfon inducesapoptosis in SH?SY5Y neuroblastoma cells via the endoplasmic reticulum［J］.Chemico?Biological Interactions，2009，181（1）：37?44.

［3］GB 13192—1991 水質(zhì)有機(jī)磷農(nóng)藥的測定氣相色譜法［S］.

［4］李爽，杜偉，李守富.熱裂解氣相色譜法測定水體中殘留敵百蟲［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2009，34（7）：100?104.

［5］江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心國家環(huán)境保護(hù)地表水環(huán)境有機(jī)污染物監(jiān)測分析重點(diǎn)實驗室.地表水環(huán)境質(zhì)量80個特定項目監(jiān)測分析方法［M］.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2009：43?45.

［6］Nakamura S，Daishima S.Simultaneous determination of 64 pesticides in river water by stir bar sorptive extraction and thermal desorption?gas chromatography?mass spectrometry［J］.Analytical and Bioanalytical Chemistry，2005，382（1）：99?107.

［7］Filho A M，Santos F N D，De Pereira P A P. Development，validation and application of a method based on DI?SPME and GC?MS for determination of pesticides of different chemical groups in surface and groundwater samples［J］.MicrochemicalJournal，2010，96（1）：139?145.

［8］Jim énez J J，Bernal J L，Nozal M J D，et al. Determination of impurities in pesticides and their degradation products formed during the wine?making process by solid?phase extraction and gas chromatography with detection by electron ionization mass spectrometry.II.bromopropylate，trichlorphon，parathion?methyl and tebuconazole ［J］.Rapid Communications in Mass Spectrometry，2004，18（22）：2 629?2 636.

［9］于慧娟，蔡友瓊，李慶，等.氣相色譜?質(zhì)譜法研究敵百蟲在氣相色譜分析過程中產(chǎn)生的分解產(chǎn)物［J］.色譜，2006，24（1）：23?25.

［10］黃冬梅，蔡友瓊，于慧娟，等.液相色譜?串聯(lián)質(zhì)譜法測定南美白對蝦中敵百蟲、敵敵畏殘留量［J］.中國漁業(yè)質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)，2012，2（3）：51?54.

［11］Grimalt S，Sancho J V，Pozo ó J.Analytical study of trichlorfon residuesin kakifruitand cauliflower samples by Liquid Chromatography?Electrospray Tandem Mass Spectrometry［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2006，54（4）：1 188?1 195.

［12］王靜，龐曉露，劉錚錚，等.超高效液相色譜?串聯(lián)質(zhì)譜法分析水中的微囊藻毒素［J］.色譜，2006，24（4）：335?338.

［13］張蓓蓓，趙永剛，章勇，等.超高效液相色譜?串聯(lián)質(zhì)譜法同時測定水體中莠去津和呋喃丹的含量［J］.理化檢驗：化學(xué)分冊，2011，47（1）：33?35.

［14］夏勇.超高效液相色譜?串聯(lián)質(zhì)譜測定水中的毒死蜱［A］.王海燕／／陳斌.環(huán)境監(jiān)測科技進(jìn)展?第十一次全國環(huán)境監(jiān)測學(xué)術(shù)論文集［C］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013：191?193.

Simultaneous Determination of Trichlorfon and Dichlorvos in Water by Ultra?Performance Liquid Chromatography Coupled with Tandem Mass Spectrometry

WANG Hai?yan，XIA Yong
Panzhihua Environmental Monitoring Station，Panzhihua 617000，China

An UPLC?MS?MS method was developed for the determination of trichlorfon and dichlorvos in water.The water sample was filtered thought the 0.22 μm filter and then directly determined by the ultra?performance liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry.The effects of column，mobile phase and filter materials on the determination of trichlorfon and dichlorvos were investigated.Under the optimized conditions，the detection limits for trichlorfon and dichlorvos was 0.6 μg／L and 2.3 ng／L，respectively.The established method was applied to the determination of trichlorfon and dichlorvos in four different kinds of water samples.Average recoveries were over the range of 82.2%?112.1%.The presented method has advantages of simple pretreatment and environmental friendly.Therefore，it is suitable for determining trichlorfon and dichlorvos in surface water and groundwater.

water analysis；trichlorfon；dichlorvos；UPLC?MS／MS

X832.02

A

1002?6002（2014）06?0153?06

2014?01?21；

2014?03?25

王海燕（1984?），女，江蘇宿遷人，碩士，工程師.

夏 勇