高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定土壤中螺蟲乙酯及其4種代謝產(chǎn)物

袁文悅，莊惠生

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高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定土壤中螺蟲乙酯及其4種代謝產(chǎn)物

袁文悅，莊惠生

(上海交通大學 環(huán)境科學與工程學院，上海 200240)

建立了超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜(UPLC-MS/MS)檢測土壤中螺蟲乙酯及其4種代謝產(chǎn)物殘留分析方法。采用酸性乙腈提取螺蟲乙酯及其4種代謝產(chǎn)物，UPLC-MS/MS進行定性和定量。螺蟲乙酯及其4種代謝產(chǎn)物在0.005~0.1 mg/L范圍內(nèi)線性關系良好，相關系數(shù)均在0.999 5以上；在添加質(zhì)量濃度為0.005~1.0 mg/kg時，回收率分別為螺蟲乙酯76.5%~84.6%，S1 78.8%~88.7%，S2 82.5%~99.2%，S3 74.0%~88.2%，S4 78.4%~82.2%；最小檢出量為0.05 ng。試驗結(jié)果表明該法簡便、定量準確、分離度好、精密度好，可實現(xiàn)土壤中螺蟲乙酯及其4種代謝產(chǎn)物農(nóng)殘分析的要求。

螺蟲乙酯；代謝產(chǎn)物；超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜；土壤

螺蟲乙酯(spirotetramat)是季酮酸類化合物，在環(huán)境中的代謝物主要是BYI08330-烯醇糖苷(S1) (spirotetramat-enol-glucoside)、BYI08330-醇酮(S2) (spirotetramat-keto-hydroxy)、BYI08330-烯醇(S3) (spirotetramat-enol)、BYI08330-羥基(S4)(spirotetramat- mono-hydroxy)[1]，4種代謝產(chǎn)物與螺蟲乙酯的生物活性關系密切。該農(nóng)藥具有獨特的作用特征，是迄今具有雙向內(nèi)吸傳導性能的現(xiàn)代殺蟲劑之一。其作用機理是通過干擾昆蟲的脂肪生物合成導致幼蟲死亡，降低成蟲的繁殖能力。螺蟲乙酯具有很好的內(nèi)吸性，可通過植物的木質(zhì)部和韌皮部向上傳導，也可在植株內(nèi)由上向下傳導[2]。這種獨特的內(nèi)吸性能可以保護新生莖、葉和根部，抑制害蟲的卵和幼蟲生長，且持效期長達8周。可防治多種作物的蚜蟲、介殼蟲、粉虱等刺吸式口器害蟲[3-6]。螺蟲乙酯及其4種代謝產(chǎn)物化學結(jié)構(gòu)式詳見圖1。

目前查詢相關文獻，與螺蟲乙酯相關的分析方法主要包括對原藥含量及殘留量的檢測，如高效液相色譜法[7-8]以及高效液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法[9-11]。國內(nèi)僅有施雅、張小剛等對4種蔬果中螺蟲乙酯殘留量測定方法的討論，吳文鑄、李菊穎等對螺蟲乙酯在柑橘中的殘留消減動態(tài)的討論[1,12-13]。目前關于螺蟲乙酯及其代謝產(chǎn)物在土壤中殘留檢測方法摸索與探討鮮見報道。

本文通過對幾種不同溶劑提取方法比較，得出最優(yōu)前處理方法，采用高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜對目標化合物在土壤中的殘留進行檢測，消除了由于樣品基質(zhì)的復雜性及代謝產(chǎn)物之間的轉(zhuǎn)變所帶來的干擾。試驗結(jié)果表明本法簡便、快速、定量準確、靈敏度和精密度好。

(a) BYI08330-烯醇糖苷(S1)

(b) BYI08330-醇酮(S2)

(c) BYI08330-烯醇(S3)

(d) BYI08330-羥基(S4)

(e)螺蟲乙酯

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

電子分析天平(島津公司Shimadzu Auw120D：42 g/0.01 mg)，上海舜宇恒平科學儀器有限公司YP202N：200 g/0.01 g)，氮吹儀(普立泰科)，調(diào)速多用振蕩器(HY-4型)，三重四級桿液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀(安捷倫LC-QQQ 6460，帶安捷倫公司LC-1290超高效液相色譜儀)，精密移液槍：Brand 50~200 μL，Brand 100~1 000 μL，常用玻璃儀器。

螺蟲乙酯標準品：純度96.2%，上海市農(nóng)藥研究所有限公司；螺蟲乙酯烯醇-葡萄糖苷(S1)標準品：純度98.6%，德國Dr.Ehrenstorfer；羥基螺蟲乙酯酮(S2)標準品：純度94.8%，德國Dr.Ehrenstorfer；螺蟲乙酯烯醇(S3)標準品：純度99.6%，德國Dr.Ehrenstorfer；單羥基螺蟲乙酯(S4)標準品：純度98.2%，德國Dr.Ehrenstorfer；乙腈、甲醇、甲酸：HPLC級，DIKMA公司；氯化鈉：國藥AR；磷酸：國藥GR；氨水：國藥AR；丙酮：國藥AR；甲苯：國藥AR；二氯甲烷：國藥AR；C18凈化小柱(天津艾潔爾)(6 mL)；Carb/NH2串聯(lián)萃取柱(天津艾潔爾)(6 mL)；弗羅里硅土柱(上海安譜)(6 mL)；所有用水均為超純水。

螺蟲乙酯及其4種代謝產(chǎn)物標準品均置于4 ℃冰箱中保存。使用時稱取25.0 mg(精確至0.01 mg)農(nóng)藥標準物質(zhì)于25 mL棕色容量瓶中，用甲醇定容至刻度，即為標準儲備溶液，4 ℃下保存期限半年。

1.2 標準工作溶液的配制

移取一定量螺蟲乙酯及4種代謝產(chǎn)物標樣儲備溶液于10 mL容量瓶中，用甲醇稀釋成10 mg/L的工作溶液，再用甲醇稀釋配制成濃度為0.05、0.1、0.2、0.5、1.0 mg/L的系列標樣溶液；分別用UP水稀釋10倍后得濃度為0.005、0.01、0.02、0.05、0.1 mg/L的系列標樣溶液，用于液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀進樣。

1.3 樣品處理

1.3.1提取

分別稱取約20 g(精確到0.01 g)土壤樣品于250 mL具塞三角燒瓶中，準確加入50.0 mL乙腈、丙酮、0.2%磷酸的乙腈溶液、1%氨水的乙腈溶液，振蕩30 min，抽濾至裝6~7 g氯化鈉的抽濾瓶中，蓋上塞子，劇烈振蕩1 min，在室溫下靜置30 min，使有機相和水相分層。取25 mL有機層于50 mL硬質(zhì)試管中在氮吹儀上45 ℃下吹掃至近干，待余溫使之完全揮干，待用。同時作空白樣品。

1.3.2凈化

向上述殘留物中分別加入2 mL對應溶劑復溶，將溶液迅速轉(zhuǎn)移通過已用5 mL的UP水、5 mL甲醇活化的C18凈化柱，5 mL乙腈-甲苯體積比3︰1活化的Carb/NH2串聯(lián)萃取柱，5 mL丙酮-二氯甲烷體積比9︰1活化的弗羅里硅土柱。使用各自對應的淋洗液洗脫25 mL，再在45 ℃氮吹濃縮至近干，待余溫使之完全揮干后，以1.0 mL甲醇定容，使用去離子水定容至10 mL，用于液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀進樣檢測(表1)。

表1 幾種前處理溶劑的提取比較

1.4 測定條件

1.4.1液相色譜測定條件

色譜柱：安捷倫C18，100 mm×2.1 mm(粒徑2.7 μm) (前裝柱前在線過濾器)；流動相A：0.01%甲酸溶液；流動相B：乙腈；流動相梯度詳見表2。柱溫：40 ℃；進樣量：10 μL。

表2 流動相梯度

1.4.2質(zhì)譜測定條件

離子源：電噴霧離子源AJS-ESI；掃描方式：正離子ESI+；離子源溫度：100 ℃；毛細管電壓：3 500 V；霧化器壓力：45 psi；鞘氣流速：11 L/min；鞘氣溫度：325 ℃；輔助器壓力：100 psi；檢測方式：多反應監(jiān)測MRM。

質(zhì)譜測定條件相關參數(shù)見表3。

2 結(jié)果和討論

2.1 分析方法的參數(shù)優(yōu)化

在上述液相及質(zhì)譜條件下，對螺蟲乙酯及其4種代謝產(chǎn)物進行測定，分離度良好，最低檢出限響應良好，詳見圖2及圖3。

2.2 線性關系的測定

移取一定量螺蟲乙酯及四種代謝產(chǎn)物標樣儲備溶液于10 mL容量瓶中，用甲醇稀釋成10 mg/L的工作溶液，再用甲醇稀釋配制成濃度為0.05、0.1、0.2、0.5、1.0 mg/L的系列標樣溶液；分別用UP水稀釋10倍后得濃度為0.005、0.01、0.02、0.05、0.1 mg/L的系列標樣溶液，用于液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀進樣。

標樣在上述色譜操作條件下進行測定。以峰面積-質(zhì)量濃度坐標作標準曲線。典型的標準溶液線性方程見表4。

表3 螺蟲乙酯及其4種代謝產(chǎn)物質(zhì)譜測定條件

注：螺蟲乙酯RT：6.365 min；S1 RT：3.244 min；S2 RT：5.607 min；S3 RT：5.227 min；S4 RT：4.742 min。

表4 螺蟲乙酯及其4種代謝物線性方程和相關系數(shù)

2.3 樣品前處理條件選擇

根據(jù)1.3.1所述方法，對土壤樣品進行各6組添加前處理處理(0.02 mg/kg)。不同溶劑提取及凈化效率結(jié)果見表5。

由表5可知，采用0.5%磷酸乙腈溶液提取，甲醇洗脫C18凈化柱凈化所得螺蟲乙酯及其代謝產(chǎn)物的回收率相對最好。在最佳質(zhì)譜條件下進行測定，全流程空白及土壤空白添加樣品的典型色譜測定結(jié)果見圖4、圖5。

(a)S1 離子對相對豐度圖

(b) S2 離子對相對豐度圖

(c)S3 離子對相對豐度圖

(d) S4 離子對相對豐度圖

(e)螺蟲乙酯離子對相對豐度圖

表5 幾種溶劑及凈化小柱對螺蟲乙酯及其4種代謝物提取及凈化效率比較

2.4 最小檢出量及最低檢出濃度

在上述條件下，螺蟲乙酯及4種代謝產(chǎn)物的最小檢出量為0.05 ng，土壤中的最低檢測濃度為0.005 mg/kg，代謝物折合成螺蟲乙酯表示則螺蟲乙酯的最低檢出濃度為0.027 mg/kg。

2.5 精密度與準確度

按照以上最優(yōu)前處理方法進行加標回收試驗，添加3個不同水平的混合標樣，每個添加質(zhì)量濃度進行重復試驗6次，計算添加回收率以及測定結(jié)果的相對標準偏差，均符合殘留分析的要求(表6)。

圖4 0.5%磷酸乙腈溶液提取全流程空白總離子流圖

圖5 0.5%磷酸乙腈溶液提取0.05 mg/kg添加量土壤樣品總離子流圖

表6 螺蟲乙酯及其4種代謝產(chǎn)物添加回收試驗的精密度與準確度

3 結(jié) 論

本文通過幾種溶劑、凈化小柱提取凈化前處理方法的比較，建立了酸性乙腈提取、C18小柱凈化、采用UPLC-MS/MS方法測定土壤中螺蟲乙酯及其4種代謝產(chǎn)物殘留的檢測方法。該方法簡便、快速，結(jié)果準確、可靠，具有良好的靈敏度和理想的精密度，具有一定的實用價值。經(jīng)精密度試驗和方法驗證試驗，證明該方法完全滿足農(nóng)藥殘留檢測的要求。

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Determination of Spirotetramat and its Four Metabolites Residues in Soil by UPLC-MS/MS

YUAN Wenyue, ZHUANG Huisheng

(School of Environmental Science and Engineering, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China)

An ultra-performance liquid chromatography tandem mass spectrometry (UPLC-MS/MS) analytical method was established for the determination of spirotetramat and its four metabolites residues in the soil. Samples were extracted by acid acetonitrile, spirotetramat and its four metabolites residues were detected by UPLC-MS/MS. The linear ranges of spirotetramat and its four metabolites were 0.005-0.1 mg/L, and the correlation coefficients were all more than 0.999 5. The average recoveries of spirotetramat and its four metabolites in samples ranged from 76.5 to 84.6%, 78.8% to 88.7%, 82.5% to 99.2%, 74.0% to 88.2%, 78.4 to 82.2% at the levels of 0.005-1.0 mg/kg respectively, the minimum detection volume was 0.05 ng. The method is simple, in good separation and accurate for the determination of spirotetramat and its four metabolites residues in soil.

spirotetramat; metabolite; ultra performance liquid chromatography mass spectrometry; soil

10.16201/j.cnki.cn31-1827/tq.2017.04.12

TQ450.7

A

1009-6485(2017)04-0059-05

袁文悅(1988—)，女，工程師，工學學士，主要從事農(nóng)藥殘留及重金屬檢測研究。

莊惠生，教授，博士，博士生導師。E-mail: hszhuang@sjtu.edu.cn。

2017-06-23。