超高效液相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜法測定土壤中草甘膦的殘留量

文喚成，孫學明，武廣元，陳衛(wèi)東

（華測檢測認證集團股份有限公司，北京101111）

超高效液相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜法測定土壤中草甘膦的殘留量

文喚成，孫學明，武廣元，陳衛(wèi)東＊

（華測檢測認證集團股份有限公司，北京101111）

草甘膦，別名達農(nóng)，化學名N－（膦酸甲基）甘氨酸，屬高效、低毒、廣譜滅生性除草劑［1］，被廣泛用于農(nóng)、林等行業(yè)。綠色和平組織報告顯示，草甘膦對生殖健康和神經(jīng)系統(tǒng)有影響，還有致癌作用。草甘膦的過量使用加劇了對土壤和水的污染。草甘膦作為毒理性較強的農(nóng)藥在環(huán)境和生物體內(nèi)不斷富集，通過食品和飲用水進入人體，可對人體造成危害［2－4］。歐洲食品安全局（EFSA）和我國GB 2763－2014《食品安全國家標準食品中農(nóng)藥最大殘留限量》對草甘膦的殘留量有嚴格的限定。因此為防止草甘膦在環(huán)境和食品中的富集，應加強對土壤中草甘膦殘留量的檢測。

測定草甘膦的方法主要有分光光度法、氣相色譜法、氣相色譜－質(zhì)譜法、高效液相色譜法、液相色譜－質(zhì)譜法和離子色譜法等［5－10］。因草甘膦具有極性強、難揮發(fā)、易溶于水、難溶于有機溶劑、無發(fā)色基團等特性，除離子色譜法外，采用上述各種方法時，均需先對草甘膦進行衍生化，將其轉(zhuǎn)化為含有特征官能團的化合物。衍生化過程條件較苛刻，操作復雜，容易受樣品中共存化合物和離子的干擾。

本工作針對草甘膦易溶于水、極性強的特點，采用超高效液相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜法測定土壤中草甘膦含量。方法無需衍生，土壤樣品處理簡單快速，結果重現(xiàn)性好，準確度高，能滿足土壤中草甘膦檢測需求，具有一定的適用性。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

Waters ACQUITYTM型超高效液相色譜儀，XEVO TQ－S micro型三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜儀；EYEL4－2100型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀；UL125DTC型超聲波清洗器（功率2kW）；TDL－5C型離心機，METTLER TOLEDO XS105型分析天平。

草甘膦標準儲備溶液：1 000mg·L－1，稱取0.100 0g草甘膦標準品于100mL容量瓶中，用水溶解并稀釋至刻度，搖勻。

草甘膦標準溶液：10.0mg·L－1，移取草甘膦標準儲備溶液1.00mL于100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

草甘膦標準品（純度為98.5%）；乙腈為色譜純；試驗用水為去離子水。

1.2 儀器工作條件

1）色譜條件 Waters BEH Amide色譜柱（100mm×2.1mm，1.7μm）；柱溫30℃；流量0.2mL·min－1；進樣體積5μL；流動相A為10mmol·L－1乙酸銨溶液（pH 10），B為乙腈。梯度洗脫程序：0～1.0min時，B為85%；1.0～7.0min時，B由85%升至90%，保持2.0min；9.0～9.1min時，B由90%降至85%。

2）質(zhì)譜條件 電噴霧離子源（ESI），負離子掃描，多反應監(jiān)測模式（MRM）；毛細管電壓2.00kV；離子源溫度150℃；脫溶劑氣流量800L·h－1，脫溶劑氣溫度350℃；錐孔反吹氣流量30L·h－1，錐孔電壓50V；母離子為m／z 167.90，子離子為m／z 123.80，149.80，其中定量離子為m／z149.80。

1.3 試驗方法

土壤樣品為污染場地采集的柱狀樣品，將其風干、縮分，過0.25mm（60目）篩，于500℃烘4h。

稱取風干過0.25mm篩土壤試樣5.00g，加20.00mL水于50mL離心管中，搖勻后，超聲提取20min，以4 000r·min－1轉(zhuǎn)速離心10min，取上清液，過0.22μm水相濾膜，按儀器工作條件進行測定。

2 結果與討論

2.1 色譜行為

草甘膦標準溶液的色譜圖見圖1。

圖1 草甘膦標準溶液的色譜圖Fig.1 Chromatogram of glyphosate standard solution

2.2 提取條件的選擇

試驗考察了振蕩、超聲等2種提取方式對草甘膦回收率的影響，結果表明，樣品振蕩1h與超聲20min的回收率偏差均小于5%。因超聲提取方式操作簡便、時間短，試驗選擇超聲提取樣品中草甘膦。

試驗考察了超聲時間分別為5，10，15，20，30min時對草甘膦回收率的影響。結果表明：超聲時間在15min內(nèi)，回收率隨時間延長而升高；15min時，回收率趨于穩(wěn)定。試驗選擇超聲時間為20min。

草甘膦結構中含磷酸甲基和羧基，易溶于水，綜合文獻［11］報道，試驗考察了用水及氫氧化鈉溶液（pH 11）提取土壤樣品中草甘膦的回收率。稱取空白土壤樣品5.00g 6份，分別加入草甘膦標準品0.040mg，各取3份，分別用水、氫氧化鈉溶液（pH 11）20.00mL進行提取。結果表明：水、氫氧化鈉溶液（pH 11）提取草甘膦的回收率分別為87.5%，90.7%，考慮鹽類對質(zhì)譜的影響，試驗選用20.00mL水直接超聲提取草甘膦。

2.3 色譜條件的選擇

2.3.1 色譜柱

草甘膦具有強極性，試驗選擇對強極性物質(zhì)有保留分離作用的Waters BEH HILIC、Waters BEH Amide、Agilent ZORBAXSB－Aq等色譜柱進行考察。Waters BEH HILIC色譜柱和Agilent ZORB－AXSB－Aq色譜柱的pH范圍較小，對流動相選擇受限；Waters BEH Amide色譜柱的pH在2～11之間，適合堿性流動相。使用Waters BEH HILIC色譜柱的草甘膦色譜圖見圖2（a），保留時間為1.13min；使用Agilent ZORBAXSB－Aq色譜柱的草甘膦色譜圖見圖2（b），保留時間為1.27min；使用Waters BEH Amide色譜柱（100mm×2.1mm，1.7μm），草甘膦的色譜峰峰形良好，保留時間（4.08min）適中，見圖1。試驗選擇Waters BEH Amide色譜柱（100mm×2.1mm，1.7μm）為分析柱。

圖2 使用不同色譜柱的草甘膦色譜圖Fig.2 Chromatograms of glyphosate using different columns

2.3.2 流動相

試驗考察了以不同濃度的乙酸銨溶液、甲酸溶液及氨水作為水相，乙腈為有機相，按不同比例梯度分離草甘膦的效果。結果表明：以10mmol·L－1的乙酸銨溶液（pH 10）和乙腈為流動相時，在電噴霧離子源負離子模式下，草甘膦峰形對稱，保留時間適中。試驗選擇流動相A為10mmol·L－1乙酸銨溶液（pH 10），B為乙腈進行梯度洗脫，洗脫程序見1.2節(jié)。

2.4 質(zhì)譜條件的選擇

按選定的色譜條件對1.00mg·L－1的草甘膦標準溶液進行測定，利用儀器自動程序考察峰形、強度和信噪比等指標，在ESI－掃描方式下，以多反應監(jiān)測模式（MRM）測定草甘膦的一級質(zhì)譜，再對其母離子進行二級質(zhì)譜掃描，選取靈敏度高、無干擾的碎片作為監(jiān)測離子，對錐孔電壓、碰撞能量、離子源溫度等進行優(yōu)化，使分子離子峰達到最大，優(yōu)化的質(zhì)譜條件見1.2節(jié)。草甘膦標準溶液的質(zhì)譜圖見圖3。

圖3 草甘膦標準溶液的質(zhì)譜圖Fig.3 MS spectrum of glyphosate standard solution

2.5 標準曲線和檢出限

將草甘膦標準溶液配制成0.10，0.50，2.00，5.00，10.0mg·L－1的標準工作溶液，按選定的儀器工作條件測定，以草甘膦的質(zhì)量濃度為橫坐標，對應的峰面積為縱坐標繪制標準曲線。試驗結果表明：草甘膦的質(zhì)量濃度在0.10～10.0mg·L－1內(nèi)呈線性，線性回歸方程為y＝6 343.43 x－42.49，相關系數(shù)為0.998。

空白土壤加標后，按試驗方法處理，以3倍的信噪比計算方法的檢出限（3S／N）為0.10mg·kg－1。

2.6 精密度試驗

按試驗方法對2.00mg·L－1草甘膦標準溶液平行測定6次，計算測定值的相對標準偏差（RSD）為4.9%，表明方法的精密度較好。

按試驗方法在連續(xù)6日內(nèi)對2.00mg·L－1草甘膦標準溶液重復測定6次，RSD為7.4%，表明方法重復性、穩(wěn)定性較好。

2.7 回收試驗

取空白土壤試樣9份，每3份為一組，分別加入草甘膦標準品0.040，0.080，0.160mg，按試驗方法平行測定3次，結果見表1。

由表1可知，加標回收率在85.8%～94.6%之間。

2.8 樣品分析

稱取污染土壤樣品6份，按試驗方法測定，結果表明，土壤樣品中草甘膦的質(zhì)量分數(shù)分別為3.13， 78.4，223，10.6，178，42.6mg·kg－1。

表1 回收試驗結果Tab.1 Results of test for recovery

本工作以水為提取劑，采用超高效液相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜法直接測定土壤中草甘膦的殘留量，方法操作簡單、快速，加標回收率滿足分析要求，可應用于土壤中草甘膦殘留量的測定。

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1001－4020（2017）04－0479－03

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