高效液相色譜串聯(lián)質譜法快速測定氟蟲腈及其代謝物在花生和土壤中殘留

馮義志，張愛娟，李文平，劉 偉，梁 林

（山東省農藥科學研究院山東省化學農藥重點實驗室，濟南 250033）

氟蟲腈（fipronil）是苯基吡唑類殺蟲劑，可用于防除鱗翅目和直翅目害蟲以及地下鞘翅目害蟲的幼蟲，此外，對蚤、虱、蜱、蟑螂及螨等害蟲也有殺滅效果[1]。由于氟蟲腈對甲殼類水生生物和蜜蜂具有極高的風險，在水和土壤中降解緩慢，2009年中華人民共和國農業(yè)部、工業(yè)和信息化部、環(huán)境保護部聯(lián)合發(fā)布第1157號公告，明確氟蟲腈的使用范圍，氟蟲腈僅限用于衛(wèi)生和玉米等部分旱田種子包衣[2]?！妒称钒踩珖覙藴?食品中農藥最大殘留限量》（GB 2763—2016）規(guī)定氟蟲腈的殘留為氟蟲腈、氟甲腈（MB46513）、氟蟲腈砜（MB46136）、硫化氟蟲腈（MB45950）之和，以氟蟲腈表示。進行殘留檢測時，應同時檢測氟蟲腈、MB46513、MB46136、MB45950的殘留量，結構式見圖1[3]。推薦殘留檢測方法SN/T 1982—2007和NY/T 1379—2007都只檢測氟蟲腈，不包括其代謝物。我國目前尚無氟蟲腈代謝物殘留的標準檢測方法。文獻報道的有關氟蟲腈及其代謝物的殘留分析方法主要涉及動物源食品[4-8]、蔬菜水果[9-13]、茶葉[14-15]、玉米和大米[16]，尚未見 關于氟蟲腈及其代謝物在花生中的殘留分析方法。

圖1 氟蟲腈及其代謝物結構式

本文采用改進的QuEChERS方法提取凈化，高效液相色譜-電噴霧串聯(lián)四極桿質譜快速檢測花生各基質中氟蟲腈及其代謝物的殘留，并開展氟蟲腈及其代謝物在花生上殘留及消解動態(tài)研究，為其安全使用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試農藥：18%吡蟲·氟蟲腈懸浮種衣劑（12%吡蟲啉＋6%氟蟲腈）；氟蟲腈標準品（質量分數(shù)為99.0%）、氟甲腈MB46513（100 ng/μL）、氟蟲腈砜MB46136（100 ng/μL）、硫化氟蟲腈MB45950（100 ng/μL）均購自Dr Ehrenstorfer GmbH公司。供試作物：花生。品種：山東為海育9616、吉林為唐油四號和3023、安徽為中花12。

超高效液相色譜質譜聯(lián)用儀（LCMS-8030），SHIMADU公司；多功能食品加工機（XBLL-25A），上海帥佳電子科技有限公司；電子天平（JA21002），上海精密科學儀器有限公司；離心機（TDL-5-A），上海安亭科學儀器廠。

氯化鈉（分析純），國藥集團化學試劑有限公司；C18填料（40～60 μm），天津博納艾杰爾科技有限公司；乙腈（色譜純），瑞典歐森巴克化學公司。

1.2 田間試驗設計

試驗地點：山東、吉林和安徽；試驗時間：2014—2015年。試驗按照《農藥殘留試驗準則》[17]和《農藥登記殘留田間試驗標準操作規(guī)程》[18]要求設試驗小區(qū)，小區(qū)面積15 m2，重復3次，隨機排列，小區(qū)間設保護帶。另設對照小區(qū)。18%吡蟲·氟蟲腈懸浮種衣劑防治花生蠐螬的最高推薦使用劑量為每100 kg種子780 g藥劑（有效成分用量為140.4 g），于播種前1～3 d包衣。

1.2.1 消解動態(tài)試驗

消解動態(tài)試驗按藥劑1.5倍最高推薦劑量（每100 kg種子藥劑用量1 170 g）包衣，于播種前1～3 d進行?；ㄉ仓晟L至約10 cm時，第1次采樣并記為0 d，此后1、3、7、10、14、21 d采集花生植株樣品，采集2 kg植株樣品，采用四分法處理，取500 g裝入樣本容器中，貼好標簽，于-20℃冰柜中保存，待測。

土壤消解動態(tài)試驗單獨施藥，有效成分用量為1 000 g/hm2，均勻噴霧，1次施藥。分別于施藥后2 h，1、3、7、10、14、21、28、35、42 d，采用土鉆采集0～10 cm深土壤2 kg，除去土壤中的碎石、雜草和植物根莖等雜物，混勻后采用四分法留樣500 g，裝入樣本容器中，貼好標簽，于-20℃冰柜中保存，待測。

1.2.2 最終殘留試驗

試驗設2個施藥劑量：低劑量（每100 kg種子780 g藥劑）、高劑量（每100 kg種子1 170 g藥劑）。試驗共施藥1次。收獲期隨機采集花生、植株和土壤最終樣品，其中土壤樣品取0～15 cm深土層，花生樣品去除表面土壤。每處理3次重復，設空白對照，用四分法縮分樣品，最后取500 g裝入樣本容器中，貼好標簽，于-20℃冰柜中保存，待測。

1.3 分析方法

1.3.1 色譜測定條件

色譜柱：Shim-pack XR-ODSⅡ色譜柱（75 mm×2.0 mm，2.2 μm）；柱溫：室溫；樣品室溫度：15℃；進樣體積：2 μL；流速：0.2 mL/min；流動相：0.1%甲酸水溶液＋乙腈（體積比25∶75）。

質譜條件：電噴霧離子源（ESI-）；毛細管電壓：3.5 kV；加熱塊溫度：400℃；干燥器溫度：250℃；干燥氣流量：15 L/min；霧化氣流量：3 L/min；反應氣（Ar）壓力：230 kPa。氟蟲腈及其代謝物質譜參數(shù)見表1，離子色譜圖見圖2。

表1 氟蟲腈及其代謝物質譜參數(shù)

圖2 氟蟲腈及其代謝物定量離子色譜圖（0.005 mg/L）

1.3.2 樣本前處理

準確稱取混勻樣品10.0 g（花生殼、植株各5.0 g）至50 mL具塞離心管內，加入10 mL乙腈，渦旋2 min；加入4 g氯化鈉，振蕩1 min，4 000 r/min離心5 min；取上清液1 mL，至裝有100 mg C18填料的2 mL離心管內，渦旋1 min；靜置后，取上清液過0.22 μm有機濾膜，待檢測。土壤樣品取1 mL上清液過0.22 μm有機濾膜，待測。

1.3.3 計算公式

氟蟲腈殘留量包括氟蟲腈、MB46513、MB46136、MB45950四者殘留之和，以氟蟲腈計。氟蟲腈總質量分數(shù)（mg/kg）可按以下公式計算。

式中：w為樣品中氟蟲腈及其代謝物的總質量分數(shù)，單位為mg/kg；wf為樣品中氟蟲腈的質量分數(shù)，單位為mg/kg；Mf為氟蟲腈的相對分子質量；w1為樣品中MB46513的質量分數(shù)，單位為mg/kg；M1為MB46513的相對分子質量；w2為樣品中MB46136的質量分數(shù)，單位為mg/kg；M2為MB46136的相對分子質量；w3為樣品中MB45950的質量分數(shù)，單位為mg/kg；M3為MB45950的相對分子質量。

2 結果與分析

2.1 質譜條件的確定

采用直接進樣方式，分別對氟蟲腈、MB46513、MB46136、MB45950標樣溶液，在電噴霧電離ESI（＋/-）方式下進行全掃描（m/z 50～500）。試驗結果表明：在負離子掃描模式下，氟蟲腈、MB46513、MB46136、MB45950具有較好的電離效果，特征離子峰［M-1］為母離子。通過進一步優(yōu)化碰撞電壓等參數(shù)，分別獲得定量和定性離子對，二級質譜見圖3。

圖3 氟蟲腈、MB46513、MB46136、MB45950二級質譜圖

2.2 線性范圍及定量限

分別移取質量濃度為100 mg/L的氟蟲腈標樣母液，以及MB46513、MB46136、MB45950標準溶液各1 mL至10 mL容量瓶中，用乙腈定容得10 mg/L混合標樣溶液。再將其用乙腈稀釋成質量濃度為1、0.1、0.05、0.01、0.005、0.001 mg/L系列混合標樣工作溶液，在1.3.1色譜條件下進行測定。以氟蟲腈、MB46513、MB46136、MB45950標樣溶液質量濃度與監(jiān)測離子峰面積作標準曲線。方法線性關系良好。氟蟲腈線性方程為y=251 070 x＋18 207，相關系數(shù)為0.999；MB46513線性方程為y=2 826 814 x＋34 955，相關系數(shù)為0.999；MB46136線性方程為y=1 342 839 x＋13 738，相關系數(shù)為0.999；MB45950線性方程為y=1 251 752 x＋17 677，相關系數(shù)為0.999。通過最低添加水平得到氟蟲腈、MB46513、MB46136、MB45950在花生仁、花生殼和土壤中的定量限（LOQ）為0.005 mg/kg，在花生植株中的定量限為0.01 mg/kg。

2.3 添加回收率測定

在花生仁、花生殼空白樣品中按照0.005、0.01、0.1 mg/kg質量分數(shù)添加混合標樣溶液，空白花生植株中按照0.01、0.1、1 mg/kg質量分數(shù)添加混合標樣溶液，空白土壤中按照0.005、0.01、1 mg/kg添加混合標樣溶液，每個質量分數(shù)5次平行試驗。按1.3.2方法進行提取、凈化，按1.3.1色譜條件進行檢測，測定回收率及相對標準偏差，結果見表2。

氟蟲腈、MB46513、MB46136、MB45950在花生仁、花生殼、土壤和植株中的平均回收率為76.2%～97.8%，相對標準偏差為0.4%～10.3%，方法符合農藥殘留分析標準要求。

表2 氟蟲腈、MB46513、MB46136、MB45950在花生各基質中的添加回收率

2.4 氟蟲腈在植株和土壤中的消解動態(tài)

消解動態(tài)試驗結果表明：氟蟲腈在土壤中的消解動態(tài)符合一級動力學方程（見表3）。山東、安徽和吉林土壤中氟蟲腈的半衰期為11.6～16.1 d，氟蟲腈在土壤中降解較快。

由于試驗藥劑用于花生包衣，本試驗還對花生植株中氟蟲腈的殘留量進行了監(jiān)測。結果表明：花生植株生長至10 cm時，采集的樣品中能夠檢測到少量氟蟲腈殘留，隨著花生植株的生長稀釋，氟蟲腈在花生植株中的降解較快。

表3 氟蟲腈在土壤中的消解動力學方程

2.5 氟蟲腈在花生仁、花生殼、花生植株和土壤中的最終殘留

最終殘留試驗表明：氟蟲腈在花生仁和植株中殘留量均小于其最低檢測質量分數(shù)（花生中為0.005 mg/kg，植株中為0.01 mg/kg）。氟蟲腈在花生殼和土壤中的最終殘留量見表4?；ㄉ鷼ぶ蟹x腈殘留量為＜0.005～0.138 mg/kg；土壤中氟蟲腈殘留量為＜0.005～0.450 mg/kg。

表4 氟蟲腈在土壤和花生殼中的最終殘留

3 結論與討論

研究建立了采用分散固相萃取-高效液相色譜-串聯(lián)質譜測定花生及其土壤中氟蟲腈殘留量的分析方法。氟蟲腈及其代謝物在花生仁、花生殼和土壤中的定量限（LOQ）為0.005 mg/kg，在花生植株中定量限為0.01 mg/kg。氟蟲腈及其代謝物在花生各基質中的添加回收率為76.2%～97.8%，相對標準偏差為0.4%～10.3%。本研究建立了采用QuECh-ERS方法提取凈化，LC-MS/MS法快速檢測花生等基質中氟蟲腈及其代謝物的分析方法，在提高方法靈敏度的同時，也提高了前處理的提取及凈化效率，具有快速、簡單、高效、低成本等特點，適用于大量樣品下快速、準確檢測氟蟲腈及其代謝物在花生等基質中的殘留。

氟蟲腈在土壤中的殘留消解均符合一級動力學方程，其在土壤中的半衰期為11.6～16.1 d，表明氟蟲腈在土壤中的降解速率較快?；ㄉ首罱K樣品中氟蟲腈殘留量均低于最低檢測質量分數(shù)（0.005 mg/kg），低于我國規(guī)定的花生仁中0.02 mg/kg的最大殘留限量。此外，本次試驗使用的藥劑為18%吡蟲·氟蟲腈懸浮種衣劑，而本次試驗只研究了氟蟲腈一種藥劑，吡蟲啉在花生中的殘留消解情況需進一步研究。