二甲四氯在水稻中殘留分析方法的研究

廖 敏，單淑芳，李勝男，劉瓊瓊，潘 凡

1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院，合肥，230036；

2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全安徽省重點實驗室，合肥，230036

二甲四氯(Chipton)，化學(xué)名稱為2-甲基-4-氯苯氧乙酸(其結(jié)構(gòu)式如圖1)，英國瑪克斯公司開發(fā)的苯氧乙酸類激素型內(nèi)吸性除草劑[1]。該除草劑選擇性強，對水田和旱地中闊葉雜草、莎草的防治效果顯著，并且能有效增加作物產(chǎn)量[2,3]。同時，二甲四氯在我國的廣泛應(yīng)用，造成環(huán)境污染、人類健康危害等問題也日趨嚴重，主要表現(xiàn)為殘留時間長，影響后茬作物的生長以及對地下水的潛在污染[4]；其代謝物有較強的生物活性，對人和動物具有一定的內(nèi)分泌干擾作用[5-7]。因此，建立簡單、快速的殘留分析方法對指導(dǎo)農(nóng)產(chǎn)品在種植栽培中正確使用二甲四氯具有重要的現(xiàn)實意義。

圖1 二甲四氯結(jié)構(gòu)式

目前，針對二甲四氯在不同作物上的殘留分析方法及其消解動態(tài)已有部分研究。匡科等建立了二甲四氯在水中的氣相色譜-負化學(xué)源質(zhì)譜(GC-NCI MS)檢測方法[8]。趙慧宇等通過氫氧化鈉溶液振蕩提取、乙酸乙酯萃取、石墨化碳黑(GCB)凈化，建立了二甲四氯在麥苗、麥稈、麥粒中的高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(HPLC-MS/MS)檢測方法[9]。Hu等通過酸性溶液提取，C18柱凈化，反相高效液相色譜法(HPLC-DAD)檢測，建立了小麥及土壤中二甲四氯的檢測方法[10]。農(nóng)藥在不同基質(zhì)中的靈敏度、基質(zhì)效應(yīng)、選擇性等均存在差異[11]。然而，有關(guān)二甲四氯在水稻及稻田環(huán)境中的殘留分析方法鮮有報道，無法為水稻中二甲四氯殘留量的監(jiān)測提供技術(shù)支撐。本文建立了HPLC-MS/MS測定稻米、植株、稻殼、土樣以及水中二甲四氯殘留分析方法，該方法簡便、快捷、靈敏度高，具有實用價值。

1 材料與方法

1.1 主要試劑與儀器

二甲四氯(純度98.5%)，購自德國Dr.Ehrenstorfer公司，色譜甲醇與水(V/V，1/1)配制成濃度為1000 mg·L-1的母液于4 ℃冰箱保存。

氫氧化鈉，乙酸乙酯，均為分析純，購自西隴化工股份有限公司；磷酸(分析純)，購自天津市光復(fù)精細化工研究所；色譜甲醇，購自河北四友卓越科技有限公司。

高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀(Waters ACQUITY HPLC，Waters Xevo TQ MS)，配有ESI離子源，美國Waters公司；超聲波清洗器(KQ-600)，華瑞博遠(北京)科技有限公司；水浴恒溫振蕩器(WHY-2)，長沙基隆儀器儀表有限公司；低速離心機(SC-3610)，安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司；氮吹儀(N-EVAP 24)，美國Organomation公司；優(yōu)普系列超純水器(UPT-11-10T)，成都超純科技有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品預(yù)處理

采用五點取樣法，2012年8—10月分別從未施用含二甲四氯成分農(nóng)藥的安徽省合肥市廬江縣廬城鎮(zhèn)實驗稻田中采集水樣、土樣、水稻植株及稻粒。水樣經(jīng)布氏漏斗過濾；土樣經(jīng)風(fēng)干、磨碎后過40目篩；水稻植株樣品經(jīng)粉碎機粉碎；稻粒經(jīng)陰干脫殼獲得稻米和稻殼后粉碎。樣品采用四分法縮分，-20 ℃低溫保存，留作添加回收實驗的空白樣品。

1.2.2 樣品的前處理

比較了乙酸乙酯、甲醇以及乙腈等提取溶劑，通過對提取率和提取樣品中雜質(zhì)含量進行分析，最終確定樣品前處理方法如下：

水樣：過0.22 μm濾膜后待HPLC-MS/MS檢測。

土樣：準確稱樣5 g，加入0.04 mol·L-1的氫氧化鈉溶液30 mL，振蕩50 min，超聲10 min，3500 r/min離心5 min，取15 mL上清液，磷酸調(diào)至pH<3.0，加入5 g氯化鈉、20 mL乙酸乙酯后超聲20 min，振蕩10 min，3500 r/min離心3 min，取上清液5 mL氮吹干，2.5 mL甲醇/水(V/V，1/1)溶液定容，過0.22 μm濾膜后待HPLC-MS/MS檢測。

稻米：準確稱樣10 g，加入0.04 mol·L-1的氫氧化鈉溶液30 mL，振蕩30 min，3500 r/min離心5 min，取15 mL上清液，磷酸調(diào)至pH<3.0，加入5 g氯化鈉、20 mL乙酸乙酯后超聲20 min，振蕩10 min，3500 r/min離心3 min，取上清液5 mL氮吹干，2.5 mL甲醇/水(V/V，1/1)溶液定容，過0.22 μm濾膜后待HPLC-MS/MS檢測。

植株：準確稱樣5 g，加入0.04 mol·L-1的氫氧化鈉溶液40 mL，輕搖2 min，超聲提取15 min后再輕搖2 min，3500 r/min離心5 min，取10 mL上清液，磷酸調(diào)至pH<3.0，加入5 g 氯化鈉、20 mL乙酸乙酯后超聲20 min，振蕩10 min，3500 r/min離心3 min，取上清液10 mL氮吹干，2.5 mL甲醇/水(V/V，1/1)溶液定容，過0.22 μm濾膜后待HPLC-MS/MS檢測。

稻殼：準確稱樣5 g，加入0.04 mol·L-1的氫氧化鈉溶液40 mL，振蕩30 min，3500 r/min離心5 min，取10 mL上清液，磷酸調(diào)至pH<3.0，加入5 g氯化鈉、20 mL乙酸乙酯后超聲20 min，振蕩10 min，3500 r/min離心3 min，取上清液10 mL氮吹干，2.5 mL甲醇/水(V/V，1/1)溶液定容，過0.22 μm濾膜后待HPLC-MS/MS檢測。

1.2.3 HPLC-MS檢測條件

液相色譜條件：考察色譜柱、流動相以及檢測條件等因素，最終確定的檢測方法如下：色譜柱：Waters ACQUITY UPLC R BEH C18，1.7 μm，2.1 mm×100 mm；流速：0.3 mL·min-1；進樣量：10 μL；柱溫：40 ℃；流動相：A-含0.1%甲酸的2%甲醇水溶液；B-含0.1%甲酸水的甲醇。洗脫方式：梯度洗脫，時間程序見表1。

表1 高效液相色譜流動相梯度洗脫程序

質(zhì)譜條件：電噴霧負離子源(ESI)，負離子掃描模式；多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)；毛細管電壓3 KV；反吹氣流速50 L·h-1；霧化氣流速1000 L·h-1；霧化溫度500℃；碰撞氣流量0.17 mL·min-1。其質(zhì)譜參數(shù)見表2。

表2 質(zhì)譜檢測條件

注：標*為定量離子

1.3 稻米樣品中二甲四氯殘留量的檢測

對2013年9-10月采集于安徽省合肥市廬江縣廬城鎮(zhèn)、河南省新鄉(xiāng)市原陽縣祝樓鄉(xiāng)、湖北省武漢市黃陂區(qū)王家河鎮(zhèn)農(nóng)田的6個批次的水稻稻米樣品按照1.2提供的方法進行二甲四氯殘留量分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 標準曲線的制備

在1.2.4檢測條件下，二甲四氯保留時間為3.02 min，比較二甲四氯在不同離子對下的響應(yīng)，明確199.0/140.9為定量離子對(m見圖2)。按照空白基質(zhì)背景10倍信噪比，二甲四氯在植株、稻米、稻殼中的最低檢測濃度(LOQ)為0.02 mg·kg-1，在土、水樣中的LOQ為0.01 mg·kg-1，該方法的靈敏度較好，能夠滿足該農(nóng)藥的殘留分析要求。

圖2 二甲四氯MRM色譜圖

甲醇/水(V/V，1/1)逐級稀釋二甲四氯標準品母液，以進樣量為橫坐標，峰面積為縱坐標繪制標準曲線。結(jié)果表明，在0.005～0.8 mg·kg-1的濃度范圍內(nèi)，回歸方程為：y= 33587x+ 3244.8，相關(guān)系數(shù)(R2)為0.9993，響應(yīng)值和濃度之間呈良好的線性關(guān)系(見圖3)。

圖3 二甲四氯的標準曲線

2.2 方法的準確度與精確度

分別在0.01、0.02、0.05、0.10、0.50、1.00 mg·kg-1的添加水平下，采用內(nèi)標法測定二甲四氯的回收率。結(jié)果表明(表3)，在三個添加水平下，二甲四氯在稻米中的添加回收率分別為111%、96%、94%；在稻殼中的添加回收率分別為98%、102%、94%；在植株中的添加回收率分別為119%、94%、88%；在土樣中的添加回收率分別為96%、87%、85%；在水樣中的添加回收率分別為103%、99%、116%，相對標準偏差(RSDs)在2.86%～8.86%之間，均小于15%。方法具有較好的準確性和重現(xiàn)性，符合《農(nóng)藥殘留實驗準則》的要求，可用于實際樣品的檢測。

表3 稻米、稻殼、植株、土樣和水樣中二甲四氯添加回收試驗(n=5)

2.3 實際樣品檢測

按照1.2中所述二甲四氯殘留分析方法對2013年9—10月采集于安徽省合肥市廬江縣廬城鎮(zhèn)、河南省新鄉(xiāng)市原陽縣祝樓鄉(xiāng)、湖北省武漢市黃陂區(qū)王家河鎮(zhèn)的水稻稻米樣品進行檢測，結(jié)果顯示，從田間采集的6份水稻樣品稻米中二甲四氯的殘留量均低于最低檢測濃度(0.02 mg·kg-1)，均未超出二甲四氯在稻米中的最高殘留限量(MRL=0.05 mg·kg-1)。

3 結(jié) 論

本研究比較了不同的色譜檢測條件，以及不同的提取方法，建立了適用于檢測水稻及稻田環(huán)境樣品中二甲四氯殘留的高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜分析方法。該方法具有快捷、高效、重現(xiàn)性好、靈敏度高等優(yōu)點。在添加濃度0.01～1.00 mg·kg-1范圍內(nèi)，樣品添加回收率在85%～119%之間，RSDs在2.86%～8.86%范圍，方法的LOQ為0.01～0.02 mg·kg-1，低于二甲四氯在稻米中的最高殘留限量標準。對采集于安徽省合肥市、河南省新鄉(xiāng)市、湖北省武漢市的六組稻米實際樣品的檢測結(jié)果表明，該方法具有良好的實際應(yīng)用性，滿足農(nóng)藥殘留分析的要求。