氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定灌溉水中二甲四氯異辛酯的殘留量

黃 亮，劉芯成，朱萌萌，陳盧濤，周婷婷，胡晉峰，王川丕*

(1.綠城農(nóng)科檢測技術(shù)有限公司，浙江 杭州 310000； 2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 茶與食品科技學(xué)院，安徽 合肥 230036)

氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定灌溉水中二甲四氯異辛酯的殘留量

黃 亮1，劉芯成1，朱萌萌1，陳盧濤1，周婷婷1，胡晉峰2，王川丕1*

(1.綠城農(nóng)科檢測技術(shù)有限公司，浙江 杭州 310000； 2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 茶與食品科技學(xué)院，安徽 合肥 230036)

建立了灌溉水中2甲4氯異辛酯殘留量的氣相色譜- 串聯(lián)質(zhì)譜(GC- MS/MS)檢測方法，并模擬實際生產(chǎn)環(huán)境，對2甲4氯異辛酯的穩(wěn)定性進行研究。灌溉水樣品經(jīng)二氯甲烷液- 液萃取或QuEChERS乙腈提取，PSA、C18凈化后，分別在GC- MS/MS上進行檢測分析，采用外標法定量。結(jié)果表明，2甲4氯異辛酯在0.01～0.5 mg·L-1內(nèi)相關(guān)系數(shù)可達0.999以上，具有良好的線性關(guān)系；共選擇3個離子對，其中一組用于定量：m/z200.00/141.00，另外兩組用于定性確證：m/z200.00/77.10、200.00/107.10。2種方法平均回收率在85%～109%之間，相對標準偏差均小于5%。實驗結(jié)果表明，2種方法提取效果、回收率和重復(fù)性均較好，但QuEChERS方法操作步驟簡便，提取時間縮短，試劑使用量減少；2甲4氯異辛酯在灌溉水中半衰期為2.18 d，在室溫、正常光照條件下，4 d后降解速度減慢并趨于穩(wěn)定，為實際生產(chǎn)中合理施藥提供了一定的參考依據(jù)。

2甲4氯異辛酯； GC- MS/MS； QuEChERS； 穩(wěn)定性

2甲4氯異辛酯(MCPA 2- ethylhexyl ester)屬于苯氧乙酸類除草劑，其高效、低毒、對人畜植物安全及防治植物病害廣泛[1- 2]，常與2甲4氯、氯氟吡乙酸甲基庚酯、莠滅凈等除草劑混配，應(yīng)用于小麥、水稻、玉米、甘蔗田等闊葉雜草的防除[3- 4]。宋敏等[5]研究雙氟磺草胺、氯氟吡氧乙酸、2甲4氯異辛酯混配劑在小麥田闊葉雜草的防治上，效果較好，對小麥安全且增產(chǎn)效果顯著。賴開平等[6]研究2甲4氯異辛酯與莠滅凈按有效成分9∶5比例混配，可以有效預(yù)防大多數(shù)蔗田雜草。

隨著除草劑的大量使用，也帶來不可忽視的環(huán)境污染問題。我國規(guī)定2甲4氯(鈉)在糙米、玉米、甘蔗中最大殘留限量為0.05 mg·kg-1[7]。日本肯定列表中規(guī)定2甲4氯(包括其鹽、酯等殘留物)在多種食品中的最大殘留限量，大米0.1 mg·kg-1，豬肉0.08 mg·kg-1，礦泉水0.002 mg·kg-1[8]。歐盟規(guī)定2甲4氯(包括其鹽、酯等殘留物)在多種食品中的最大殘留限量為0.05 mg·kg-1[9]。目前，對2甲4氯異辛酯的檢測主要集中在氣相色譜- 氫火焰離子檢測器(GC- FID)[3]、氣相色譜- 電子捕獲檢測器GC- ECD[10]、氣相色譜質(zhì)譜(GC- MS)[11]上。氣相色譜結(jié)合三重四級桿串聯(lián)質(zhì)譜通過將母離子打碎獲得特異性子離子，具有高靈敏度、高選擇性等特點，已廣泛用于食品安全、藥物分析等領(lǐng)域。本研究建立了灌溉水中2甲4氯異辛酯的氣相色譜- 串聯(lián)質(zhì)譜測定方法，并對該藥在水中的穩(wěn)定性進行初步探討，為指導(dǎo)該藥在實際生產(chǎn)中合理施藥提供了一定的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

氣相色譜- 串聯(lián)質(zhì)譜儀(GC- 2010 plus氣相色譜儀配TQ8040質(zhì)譜儀，DB- 5MS色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，日本Shimadzu公司)；ST- 16R離心機(美國Thermo Fisher公司)；BSA2202S電子天平(德國Sartorius公司)；漩渦混合器(美國Henry Troemner 公司)；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(瑞士Buchi公司)；KQ5200E超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)；MTN- 5800氮吹儀(天津奧特賽恩斯儀器有限公司)。

2甲4氯異辛酯標準品(純度95.0%，德國Dr.Ehrenstorfer GmbH公司)；乙腈、丙酮(HPLC級，美國J.T.Baker公司)；正己烷(HPLC級，西班牙Scharlab公司)；SPE固相萃取小柱：硅膠基伯胺仲胺鍵合相吸附劑PSA、硅膠鍵合十八烷基氯硅烷C18(天津博納艾杰爾科技有限公司)；無水硫酸鎂、氯化鈉、分析純二氯甲烷(上海凌峰化學(xué)試劑有限公司)；實驗室所用水均為去離子水；微孔有機濾膜(0.22 μm)。

1.2 供試樣品

灌溉水樣品采集于藍城農(nóng)業(yè)科技有限公司蔬菜種植基地，于0～4 ℃條件下保存。

1.3 試驗方法

1.3.1 液- 液萃取

量取10 mL樣品于125 mL分液漏斗中，加入20 mL二氯甲烷，劇烈振搖1 min，取二氯甲烷層于濃縮瓶中；殘渣分別用10 mL二氯甲烷重復(fù)提取2次，合并3次提取液，40 ℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至近干，用1 mL正己烷定容，渦旋溶解，用0.22 μm有機濾膜過濾，收集濾液待測定。

1.3.2 QuEChERS

量取10.0 mL樣品于50 mL離心管中，用瓶口分液器加入10.0 mL乙腈，渦旋振蕩提取1 min，超聲10 min；向離心管中加入1.00 g氯化鈉、2.00 g無水硫酸鎂，渦旋1 min；8 000 r·min-1離心3 min；吸取約6.0 mL加入裝有0.3 g C18、0.3 g PSA和1.0 g無水硫酸鎂的15 mL離心管中，渦旋1 min后，8 000 r·min-1離心3 min，取5 mL上清液于濃縮瓶中，40 ℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至近干，用1 mL正己烷定容，渦旋溶解，用0.22 μm有機濾膜過濾，收集濾液待測定。

1.3.3 2甲4氯異辛酯在灌溉水中的穩(wěn)定性試驗

取灌溉水10.0 mL于50 mL離心管中，加入濃度為1.00 mg·L-1的2甲4氯異辛酯標準溶液1.00 mL，混勻后加蓋密閉，共配制待測樣品24個，置于恒溫(25±1)℃、光照∶黑暗時間比為15 h∶9 h的培養(yǎng)箱中，分別于0、1、2、3、4、5、6、7 d后依次取出3個樣品進行檢測，檢測方法同1.3.1。

1.3.4 標準溶液的配制

稱取2甲4氯異辛酯0.070 4 g，用色譜純丙酮定容至25.0 mL，得到約2.68×103mg·L-1的2甲4氯異辛酯標準儲備溶液，用正己烷稀釋為40.0 mg·L-1的2甲4氯異辛酯標準工作溶液，于0～4 ℃保存。

1.3.5 基質(zhì)工作液的配制

試驗中根據(jù)需要，分別取1.3.1和1.3.2節(jié)所述提取的樣品液對標準儲備液進行稀釋，現(xiàn)配現(xiàn)用。

1.4 試驗條件

1.4.1 色譜條件

進樣口溫度250 ℃，載氣為高純氦氣，碰撞氣為高純氬氣，純度≥99.999%，柱流量為1.6 mL·min-1；進樣方式為不分流進樣，1.0 min后分流閥打開；進樣量1 μL；定量方法外標法。

1.4.2 質(zhì)譜條件

色譜- 質(zhì)譜接口溫度280 ℃；電離方式EI；電離能量70 eV；離子源溫度230 ℃；檢測器電壓：0.99 kV (+0.4 kV)；測定方式：MRM多重反應(yīng)監(jiān)測模式。定性、定量離子、碰撞能量等參數(shù)見表1。

表1 2甲4氯異辛酯質(zhì)譜檢測參數(shù)

注：*表示定量離子

2 結(jié)果與分析

2.1 氣相色譜- 串聯(lián)質(zhì)譜條件優(yōu)化

在電子轟擊離子源(EI)檢測模式下對2甲4氯異辛酯進行一級質(zhì)譜分析(Q3 Scan)，在質(zhì)譜圖中選擇分子量較高、離子強度較大的離子為前體離子；設(shè)定3～45 eV(每3 eV為1個間隔)的碰撞能量，對得到的前體離子峰進行二級質(zhì)譜分析(產(chǎn)物離子掃描)；根據(jù)二級質(zhì)譜圖，選擇離子強度最大的為定量離子(200.00>141.00)，離子強度次之的為定性離子(200.00>77.10，200.00>107.10)。圖1為使用優(yōu)化后的氣相色譜質(zhì)譜條件對2甲4氯異辛酯標準品及試驗回收的MRM質(zhì)譜圖。

2.2 液- 液萃取與QuEChERS方法比較

QuEChERS方法[12]于2003年由美國的Steven提出，該方法實質(zhì)是將固相萃取技術(shù)與基質(zhì)固相分散技術(shù)結(jié)合在一起，在提取液中直接加入除水劑和雜質(zhì)吸附劑，提取液經(jīng)離心后直接進行氣相色譜質(zhì)譜分析[13]。對比試驗2種方法，在添加回收率上，液- 液萃取方法的添加回收率為88.0%～109.0%，相對標準偏差(RSD)為2.2%～3.6%；QuEChERS方法的添加回收率為85.0%～106.0%，相對標準偏差為0.6%～1.5%，因此QuEChERS方法的RSD更小，穩(wěn)定性更好。在提取溶劑上，液- 液萃取需求提取液的總體積為40 mL，樣品中的農(nóng)藥才能被完全萃取出來；而采用QuEChERS方法，僅需要10 mL乙腈就能滿足要求。在操作過程上，液- 液萃取在前處理時需要反復(fù)震蕩萃取，操作過程較多，導(dǎo)致樣品中農(nóng)藥的損失增大；而QuEChERS方法提取和凈化均在離心管內(nèi)進行，操作簡便，分析速度快，1 h內(nèi)能完成6個樣品的處理。2種處理方法均能滿足檢測要求，但QuEChERS方法操作簡便、處理時間縮短、試劑使用量少，更適合大批量樣品的檢測工作。

圖1 2甲4氯異辛酯MRM色譜圖

2.3 2甲4氯異辛酯在灌溉水中穩(wěn)定性的測定

水樣品中的農(nóng)藥殘留在貯存過程中的穩(wěn)定性不僅與農(nóng)藥本身的性質(zhì)、水中所含微生物、水的pH值等有關(guān)，且與其質(zhì)量濃度有關(guān)，質(zhì)量濃度越低在貯存期內(nèi)越容易發(fā)生分解[14]。Mouvet等[15]將不同濃度的4種除草劑(異丙隆，苯達松，特丁津和甲草胺)添加到地下水、地表水和土壤水中，并貯存在4 ℃棕色瓶中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高質(zhì)量濃度農(nóng)藥殘留在貯存過程中比低質(zhì)量濃度穩(wěn)定，且在地下水中比地表水和土壤水中穩(wěn)定。本研究在實驗室模擬了大田中正常溫度和光照條件下。2甲4氯異辛酯在灌溉水中的降解計算采用一級動力學(xué)方程式(Ct=C0e-kt)，半衰期為2.18 d。

圖2顯示，以2甲4氯異辛酯在0 h時的濃度(1.00 mg·L-1)為初始濃度，隨著時間的延長，2甲4氯異辛酯含量逐步降低，在1、2、3 d時的濃度分別較0 d降低20.5%、40.2%和56.3%，在5、6和7 d時濃度僅為0 d時的14.1%、12.5%和5.13%。表明2甲4氯異辛酯在室溫、正常光照條件下，4 d后降解速度減慢并趨于穩(wěn)定。

圖2 2甲4氯異辛酯在灌溉水中殘留量消解動態(tài)

2.4 方法的線性范圍、加標回收率、精密度和定量限

取0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5 mg·L-16個質(zhì)量濃度的2甲4氯異辛酯農(nóng)藥，按優(yōu)化色譜條件進樣1 μL，以峰面積為縱坐標，標準樣品的質(zhì)量濃度為橫坐標繪制標準曲線，其線性回歸方程為Y=1.0×106X+3 097.1，相關(guān)系數(shù)R2為0.999 8，在0.01～0.5 mg·L-1范圍內(nèi)呈顯著線性關(guān)系，滿足定量分析的要求。以信噪比S/N≥3估算儀器的檢出限(LOD)、S/N≥10估算儀器的定量下限(LOQ)分別為0.245、0.816 μg·kg-1。

稱取不含農(nóng)藥的灌溉水樣品，分別添加0.00100、0.100和1.00 mg·kg-1不同水平的2甲4氯異辛酯標準溶液進行添加回收試驗，每個添加水平重復(fù)3次。

從表2中可以看出，液- 液萃取方法的添加回收率為88%～109%，相對標準偏差為2.2%～3.6%；QuEChERS方法的添加回收率為85%～106%，相對標準偏差為0.6%～1.5%。2種前處理方法均符合殘留量測定要求，2甲4氯異辛酯的添加回收色譜圖見圖1。

表2 2甲4氯異辛酯的加標回收率及相對標準偏差

3 小結(jié)

本文建立了氣相色譜- 串聯(lián)質(zhì)譜分析灌溉水中2甲4氯異辛酯除草劑的農(nóng)藥殘留的液- 液萃取方法和QuEChERS方法，并將2種方法進行比較，樣品經(jīng)二氯甲烷直接萃取或乙腈提取，PSA、C18凈化后，進入GC- MS/MS檢測分析，利用外標法進行定量。結(jié)果表明，2種方法均能滿足檢測要求，但QuEChERS方法操作步驟簡便，提取時間縮短，試劑使用量減少，更適合用于大批次2甲4氯異辛酯樣品的檢測分析；模擬大田實際環(huán)境，對2甲4氯異辛酯在水中的穩(wěn)定性進行分析表明，該藥在水中的半衰期為2.18 d；在室溫、正常光照條件下，前4 d降解速度較快，第5天降解速度減緩。本研究揭示了2甲4氯異辛酯在正常環(huán)境條件下的降解規(guī)律，為實際生產(chǎn)中的施藥提供了一定的參考依據(jù)。

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(責(zé)任編輯：張瑞麟)

2016- 11- 01

黃 亮(1984—)，助理工程師，本科，從事農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究工作，E- mail：61369800@qq.com。

王川丕，E- mail：179560835@qq.com。

10.16178/j.issn.0528- 9017.20170344

S481+.8

B

0528- 9017(2017)03- 0504- 04

文獻著錄格式：黃亮，劉芯成，朱萌萌，等. 氣相色譜- 串聯(lián)質(zhì)譜法測定灌溉水中二甲四氯異辛酯的殘留量[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，58(3)：504- 507.