超高效液相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜法快速篩查農(nóng)業(yè)投入品中違規(guī)添加的氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥

陳建波，馬 琳，黃蘭淇（上海市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，上海 201103）

超高效液相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜法快速篩查農(nóng)業(yè)投入品中違規(guī)添加的氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥

陳建波，馬 琳，黃蘭淇
（上海市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，上海 201103）

建立了12種氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥的超高效液相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜的快速篩查方法，并將其應(yīng)用于100個(gè)乳油和可濕性粉劑樣品的篩查中。結(jié)果表明，在農(nóng)藥樣品中違規(guī)添加的成分包括克百威、丁硫克百威等。在0.5～100 mg/L范圍內(nèi)，12種氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥的線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.99，方法的加標(biāo)回收率在85%～103%之間。

超高效液相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜；氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥；分析

氨基甲酸酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑主要包括克百威、甲萘威、丁硫克百威等，其曾是我國(guó)乃至世界使用量較大的殺蟲(chóng)劑類(lèi)別之一，被廣泛應(yīng)用于糧食、蔬菜和水果等多種作物。但是，氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥會(huì)對(duì)環(huán)境和地表水造成污染，對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)、水生生物具有高風(fēng)險(xiǎn)，部分品種的毒性高、殘效期長(zhǎng)。2002年，我國(guó)對(duì)氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥采取了禁限用的措施，如克百威、涕滅威限制在蔬菜、果樹(shù)等作物上使用。由于氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥在很多作物上的登記越來(lái)越難，許多企業(yè)在已經(jīng)登記的產(chǎn)品中違規(guī)添加氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥，以達(dá)到提高藥效，擴(kuò)大防治對(duì)象的目的。這些未經(jīng)登記的成分，沒(méi)有經(jīng)過(guò)相關(guān)的安全性評(píng)價(jià)，使用后容易造成藥害或者導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留超標(biāo)，具有很大的危害性。

目前，關(guān)于氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥的文獻(xiàn)報(bào)道檢測(cè)方法主要針對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的殘留分析，有氣相色譜-質(zhì)譜法［1］、液相色譜法［2］、液相色譜-質(zhì)譜法［3］等，而針對(duì)違規(guī)添加的篩查方法還未見(jiàn)報(bào)道。本研究采用超高效液相色譜-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜法對(duì)可濕性粉劑、乳油樣品中的12種氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥進(jìn)行篩查，建立了12種農(nóng)藥的篩查數(shù)據(jù)庫(kù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與材料

Agilent 1290超高效液相色譜/6530四極桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜儀（MassHunter工作站及定性分析軟件，PCDL個(gè)人譜圖數(shù)據(jù)庫(kù)軟件）、Zorbax C18（100 mm× 1.8 mm，2.1 μm），美國(guó)Agilent公司；分析天平，瑞士METLER TOLEDO公司；超聲波；離心機(jī)；Milipore超純水機(jī)。

克百威等12種標(biāo)準(zhǔn)品，購(gòu)自上海市農(nóng)藥研究所。稱(chēng)取適量的上述標(biāo)準(zhǔn)品用甲醇配制成質(zhì)量濃度為200 mg/L的標(biāo)樣儲(chǔ)備液。甲醇、乙腈均為色譜純?cè)噭?，?shí)驗(yàn)用水為超純水。樣品均從市場(chǎng)購(gòu)得。

1.2 樣品制備

本實(shí)驗(yàn)選擇了可濕性粉劑、乳油2種劑型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)不同劑型的樣品分別進(jìn)行處理。

1.2.1 可濕性粉劑樣品的處理

準(zhǔn)確稱(chēng)取0.5 g樣品至50 mL容量瓶中，加入25 mL乙腈，超聲溶解10 min，冷卻至室溫，定容至50 mL，然后轉(zhuǎn)移至50 mL離心管中，于3 500 r/min條件下離心5 min，吸取1 mL上清液至10 mL容量瓶中，加入4 mL乙腈，用水定容至10 mL，過(guò)0.22 μm濾膜后直接進(jìn)樣。

1.2.2 乳油樣品的處理

稱(chēng)取0.5 g乳油樣品于50 mL容量瓶中，用乙腈溶解并定容，吸取1 mL上清液至10 mL容量瓶中，加入4 mL乙腈，用水定容至10 mL，過(guò)0.22 μm濾膜后直接進(jìn)樣。

1.3 液相色譜分離條件

流動(dòng)相A為0.1%甲酸水溶液，B為乙腈。流動(dòng)相流速為0.3 mL/min。梯度洗脫程序：0～3min，90%～60%A；3～7 min，60%～10%A；7～12 min，10%A；12～12.5 min，10%～90%A。色譜柱溫度為35℃。進(jìn)樣量為1 μL。

1.4 質(zhì)譜條件

離子源：ESI正離子模式掃描；掃描范圍（m/z）：一級(jí)質(zhì)譜100～1 000，二級(jí)質(zhì)譜50～1 000；CID電壓：5 V、10 V、20 V、40 V；霧化氣：氮?dú)猓混F化氣流量：11 L/min；噴霧氣壓力：344.5 kPa；干燥氣溫度：300℃；毛細(xì)管電壓：3 500 V。采集數(shù)據(jù)時(shí)，用質(zhì)量參比溶液兩點(diǎn)校正模式實(shí)時(shí)校正，參比離子選擇正離子為m/z=121.050 9和m/z=922.009 8。

1.5 篩查數(shù)據(jù)庫(kù)的建立［4］

采用Agilent公司的MassHunter Workstation Personal Compound Database and Library數(shù)據(jù)庫(kù)（PCDL）建立了12種氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥的一級(jí)及二級(jí)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)。

將12種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品的混合液稀釋至1 mg/L，在上述色譜-質(zhì)譜條件下進(jìn)樣。先進(jìn)行一級(jí)質(zhì)譜掃描，得到目標(biāo)化合物的保留時(shí)間、相對(duì)分子質(zhì)量。再在不同的碰撞電壓下進(jìn)行二級(jí)質(zhì)譜掃描，得到目標(biāo)化合物的全掃描圖及質(zhì)譜碎片信息，建立12種農(nóng)藥的篩查譜庫(kù)。譜庫(kù)中主要包含農(nóng)藥的英文通用名、分子式、CAS號(hào)、結(jié)構(gòu)式、相對(duì)分子質(zhì)量、保留時(shí)間以及二級(jí)質(zhì)譜碎片信息。根據(jù)建立的譜庫(kù)對(duì)樣品中違規(guī)添加的氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥進(jìn)行篩查確證。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品前處理?xiàng)l件的選擇

目前，農(nóng)業(yè)投入品主要包括農(nóng)藥、肥料等，在農(nóng)藥產(chǎn)品中添加未經(jīng)登記農(nóng)藥成分的情況非常嚴(yán)重。本研究選擇了可濕性粉劑、乳油2種常用劑型的農(nóng)藥產(chǎn)品。

這2種劑型的產(chǎn)品，在加工過(guò)程中，會(huì)加入一些助劑和其它物質(zhì)，這些物質(zhì)對(duì)農(nóng)藥成分的分離和測(cè)定有一定的影響。由于農(nóng)藥產(chǎn)品的含量一般較高，因此，提取液不能直接進(jìn)樣，需要稀釋后才能進(jìn)樣分析。在稀釋的過(guò)程中，助劑等干擾物質(zhì)也同時(shí)被稀釋?zhuān)瑴p少了對(duì)分離和測(cè)定的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不需要對(duì)樣品稀釋液進(jìn)行凈化處理，可直接進(jìn)行分析，減少了樣品處理的步驟和環(huán)節(jié)，從而保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。

2.2 液相色譜條件的優(yōu)化

一般農(nóng)藥檢測(cè)常選用乙腈+水和甲醇+水2種混合溶劑體系作為流動(dòng)相，故本實(shí)驗(yàn)先對(duì)這2種流動(dòng)相進(jìn)行比較。結(jié)果表明：以乙腈+水為流動(dòng)相時(shí)，總離子流圖的響應(yīng)值高于以甲醇+水為流動(dòng)相時(shí)的響應(yīng)值，且柱壓較低，有利于色譜柱的壽命和對(duì)儀器的保護(hù)。由于流動(dòng)相的組成會(huì)影響離子源的離子化效率，從而影響靈敏度。在乙腈+水流動(dòng)相體系的水相中分別加入0.1%甲酸、0.1%乙酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。以乙腈+0.1%甲酸水溶液為流動(dòng)相時(shí)，峰形最優(yōu)，色譜分離效果最好。所以本實(shí)驗(yàn)以乙腈+0.1%甲酸水溶液作為流動(dòng)相。圖1為12種農(nóng)藥在正離子模式下的總離子流圖。

2.3 質(zhì)譜條件的優(yōu)化

對(duì)12種氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥的質(zhì)譜條件進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這12種農(nóng)藥均在正離子模式下有響應(yīng)，且在正離子模式下均是準(zhǔn)分子離子峰［M+H］+的響應(yīng)強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)得到12種氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥的準(zhǔn)分子離子［M+H］+的實(shí)測(cè)Mr、理論Mr和質(zhì)量精度，這12種農(nóng)藥的質(zhì)量精確度絕對(duì)值在0.5×10-6～2.4×10-6之間。通過(guò)Q-TOF MS/MS的二級(jí)質(zhì)譜分別在4個(gè)碰撞能量（5 V、10 V、20 V、40 V）下進(jìn)行掃描，獲得了每個(gè)化合物的最優(yōu)碰撞能量，結(jié)果見(jiàn)表1。

圖1 12種農(nóng)藥的總離子流圖

表1 12種氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥的信息

2.4 線性范圍及定量限

配制一系列標(biāo)樣溶液，在優(yōu)化的色譜和質(zhì)譜條件下進(jìn)樣檢測(cè)，以各有效成分的峰面積為縱坐標(biāo)，質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算線性方程、線性范圍、相關(guān)系數(shù)及定量限，結(jié)果見(jiàn)表2。結(jié)果表明，12種農(nóng)藥在0.5～100 mg/L質(zhì)量濃度范圍內(nèi)線性良好，線性相關(guān)系數(shù)均大于0.99。說(shuō)明本方法適用于這12種農(nóng)藥的定量分析。

表2 12種農(nóng)藥的保留時(shí)間、線性方程、相關(guān)系數(shù)和定量限

2.5 回收率試驗(yàn)

采用未篩查出氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥的樣品進(jìn)行加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)，添加濃度設(shè)低、中、高3個(gè)濃度水平，并計(jì)算平均回收率。結(jié)果顯示，12種農(nóng)藥的回收率在85%～103%之間。

2.6 樣品篩查

采用超高效液相色譜-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜法對(duì)從上海各農(nóng)資市場(chǎng)門(mén)店采集到的100個(gè)農(nóng)藥樣品進(jìn)行篩查分析。采集一級(jí)質(zhì)譜數(shù)據(jù)，并檢索譜庫(kù)，對(duì)陽(yáng)性樣品進(jìn)行二級(jí)質(zhì)譜掃描，根據(jù)碎片離子和質(zhì)量誤差等進(jìn)行確證。共檢出6個(gè)樣品違規(guī)添加氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥，并對(duì)違規(guī)添加成分進(jìn)行含量測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表3。100個(gè)樣品中有6個(gè)樣品添加氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥，檢出率為6%。檢出的農(nóng)藥品種有克百威、丁硫克百威、異丙威、滅多威等?？税偻?、涕滅威禁止在我國(guó)蔬菜、果樹(shù)上使用，近年來(lái)，在蔬菜、水果中仍時(shí)常檢測(cè)出違禁農(nóng)藥殘留，嚴(yán)重影響了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。所以，加強(qiáng)違規(guī)添加成分的篩查研究，對(duì)于保障農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全具有重要的意義。

3 結(jié)論

本文建立了超高效液相色譜-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜法對(duì)農(nóng)藥產(chǎn)品中違規(guī)添加的12種氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥進(jìn)行篩查與確認(rèn)。該方法快速、準(zhǔn)確，不僅可在單次分析中快速篩查出數(shù)百種不同化合物，在多農(nóng)藥檢測(cè)領(lǐng)域潛力巨大，且在農(nóng)藥違法添加方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。

表3 樣品篩查結(jié)果

［1］孫福江,李潤(rùn)巖,原現(xiàn)瑞,等.頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法檢測(cè)蘋(píng)果中氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥殘留［J］.儀器科學(xué),2010,31（10）：223-227.

［2］胡玉玲,鐘偉健,李攻科.固相微萃取-高效液相色譜聯(lián)用分析環(huán)境水樣中的氨基甲酸酯農(nóng)藥 ［J］.中山大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版, 2004,43（6）：124-127.

［3］陳劍剛,趙倩鈴,連宗衍,等.高效液相色譜-質(zhì)譜法分析測(cè)定水中氨基甲酸酯［J］.分析化學(xué),2005,33（8）：1167-1170.

［4］貢松松,顧欣,曹慧,等.超高效液相色譜-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜法快速篩查生鮮牛乳中的14種磺胺類(lèi)藥物［J］.分析測(cè)試學(xué)報(bào), 2014,33（12）：1342-1348.

UPLC-TOF MS Method for Rapid Screening of Carbamate Insecticides in Agricultural Inputs

CHEN Jian-bo,MA Lin,HUANG Lan-qi
（Shanghai Agriculture Technology Extension&Service Centre,Shanghai 201103,China）

A method for rapid screening of 12 kinds of carbamate insecticides in agricultural inputs was established by UPLC-TOF MS,and the method was applied to screen carbamate insecticides in EC and WP.The results showed that carbofuran and carbosulfan were determined in the samples.At the concentration of 0.5-100 mg/L,the linear relationship was good,the correlation coefficients were more than 0.99.The recoveries were 85%-103%.

UPLC-TOF MS；carbamate insecticide；analysis

TQ 450.7

A

10.3969/j.issn.1671-5284.2016.03.008

2016-03-02

上海市農(nóng)委青年成長(zhǎng)基金項(xiàng)目［3031415］；上海市農(nóng)委科技攻關(guān)項(xiàng)目［滬農(nóng)科攻字（2015）第4～6號(hào)］

陳建波（1982—），男，重慶市墊江縣人，中級(jí)農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)藥檢測(cè)研究工作。E-mail：cjb0123@126.com

顧林玲）