超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測定土壤中的農(nóng)藥殘留

陳佩瑾(實(shí)樸檢測技術(shù)(上海)股份有限公司，上海 201108)

0 引言

農(nóng)藥是在農(nóng)業(yè)上用于防治病蟲害及調(diào)節(jié)植物生長的化學(xué)藥劑。廣泛用于農(nóng)林牧業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境和家庭衛(wèi)生除害防疫、工業(yè)品防霉與防蛀等[1]。農(nóng)藥品種很多，按用途主要可分為殺蟲劑、殺螨劑、殺鼠劑、殺線蟲劑、殺軟體動(dòng)物劑、殺菌劑、除草劑、植物生長調(diào)節(jié)劑等[2-4]。

隨著農(nóng)藥大量和不合理的使用，一定時(shí)期內(nèi)沒有被分解而殘留于生物體、收獲物、土壤、水體、大氣中，對(duì)環(huán)境造成污染[5]。殘留的農(nóng)藥可直接通過植物果實(shí)或水、大氣到達(dá)人體、畜體內(nèi)，或通過環(huán)境、食物鏈最終傳遞給人、畜，對(duì)人體和家畜、家禽和農(nóng)牧業(yè)造成危害。農(nóng)藥對(duì)人體危害的主要表現(xiàn)在急、慢性中毒，慢性危害，致癌、致畸、致突變等危害。本文介紹的苯磺隆是一種內(nèi)吸傳導(dǎo)選擇性麥類作物高效磺酰脲類除草劑；丙環(huán)唑是一種具有保護(hù)和治療作用的內(nèi)吸性三唑類殺菌劑；除蟲脲屬滅幼脲類殺蟲劑，是一種昆蟲生長調(diào)節(jié)劑。它們都是高效低毒類農(nóng)藥。

隨著人們生活水平的提高，農(nóng)藥殘留對(duì)人類健康可能造成的傷害和影響，已經(jīng)越來越受到人們的重視。因此，2012年農(nóng)業(yè)部與衛(wèi)生部聯(lián)合發(fā)布了食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)GB 2763—2012《食品中農(nóng)藥最大殘留限量》，這部標(biāo)準(zhǔn)成為我國監(jiān)管食品中農(nóng)藥殘留的唯一強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)。除直接食用的食品外，目前和食品產(chǎn)業(yè)直接相關(guān)聯(lián)的土壤中的農(nóng)藥污染殘留，也已成為當(dāng)今世界備受關(guān)注的環(huán)境問題。因此，建立高效、環(huán)保的土壤中農(nóng)藥殘留的檢測及降解方法，也是迫在眉睫。

農(nóng)藥殘留的檢測方法有很多手段，目前應(yīng)用最多的是色譜法，主要有高效液相色譜[6]、氣相色譜[7]、氣相與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)[8-10]以及液相質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)[11-13]等方法。液相色譜-質(zhì)譜(LC-MS)聯(lián)用技術(shù)以及液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(LC-MRM)聯(lián)用技術(shù)，綜合了液相色譜的分離能力以及串聯(lián)質(zhì)譜可以得到選擇離子的碎片的能力的優(yōu)點(diǎn)，靈敏度高，目標(biāo)物定性能力強(qiáng)，可同時(shí)對(duì)多個(gè)化合物進(jìn)行測定等優(yōu)點(diǎn)，特別對(duì)大分子(包括蛋白、多肽多聚合物等)、不揮發(fā)、熱不穩(wěn)定、極性化合物的檢測有一定的優(yōu)勢[14]。本文旨在說明利用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(LC-MRM)聯(lián)用技術(shù)，建立一種高效測定土壤中苯磺隆、丙環(huán)唑和除蟲脲的方法，該法簡便、靈敏度高、快速、高效，為土壤中苯磺隆，丙環(huán)唑和除蟲脲殘留量測定提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 標(biāo)準(zhǔn)品及試劑

苯磺隆、丙環(huán)唑和除蟲脲溶液濃度100μg/mL(德國Dr.Ehrensorfer公司)，乙腈和甲醇為HPLC級(jí)(美國Thermofisher公司)，甲酸LC/MS級(jí)(國藥集團(tuán))，乙酸銨HPLC級(jí)(國藥集團(tuán))，超純水(美國Millipore公司)，N-丙基乙二胺(PSA，40～63μm，6nm)和C18 吸附劑(德國CNW公司)，其他未注明的試劑均使用國藥集團(tuán)分析純級(jí)試劑。

1.2 儀器設(shè)備

Agilent 1290 三重四極桿質(zhì)譜儀(美國Agilent公司)。色譜柱：AgilentPoroshell 120 EC-C18，3.0mm×100mm，粒徑為2.7μm。超聲波清洗器，漩渦混合器，離心機(jī)等其他實(shí)驗(yàn)室常規(guī)配置設(shè)備。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

分別準(zhǔn)確吸取苯磺隆、丙環(huán)唑和除蟲脲標(biāo)準(zhǔn)溶液，用乙腈稀釋成1mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，4℃保存。使用前準(zhǔn)確吸取混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，用初始流動(dòng)相水配制成濃度分別為1μg/L、2μg/L、5μg/L、10μg/L、20μg/L、50μg/L、100μg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.4 樣品前處理

稱取10g試樣置于50mL離心管中，加入足量硅藻土混勻，加10mL乙腈，渦旋1min、超聲15min后，再渦旋混合1min，然后進(jìn)行第二次超聲15min。4000r/min離心10min，取上清液加入100mg PSA和100mg C18，4000r/min離 心5min，過0.22μm有 機(jī)相濾膜，待測。按同一操作方法作空白試驗(yàn)。

1.5 液相色譜質(zhì)譜條件

1.5.1 液相色譜參考條件

色譜柱：Poroshell 120 EC-C18，柱長100mm，內(nèi)徑3.0mm,粒徑2.7μm，或同等性能色譜柱。柱溫：35℃。進(jìn)樣量：5μL。流動(dòng)相A: 5mmol/L乙酸銨+0.1%甲酸水；流動(dòng)相B: 5mmol/L乙酸銨-甲醇。流速：0.4mL/min。洗脫方式：梯度洗脫。0～0.5min，B:20%，0.5～3min, B: 20%增至60%，3～5min, B: 60%增至90%，保持5min，10～11min, B: 90降至20%，保持3min。

1.5.2 質(zhì)譜參考條件

電噴霧離子源(ESI)，正離子掃描，多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)，電噴霧電壓：-4000V，鞘氣(N2)溫度：350℃，鞘氣流速：11L/min。干燥氣溫度：350℃。干燥氣流速：8L/min。監(jiān)測離子對(duì)信息和碰撞能量等，如表1所示。

表1 目標(biāo)化合物的監(jiān)測離子對(duì)和碰撞能量

2 結(jié)果與討論

2.1 分析檢測條件優(yōu)化

將苯磺隆、丙環(huán)唑和除蟲脲標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級(jí)稀釋到5μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液，對(duì)母離子、子離子、電噴霧電壓、碰撞能量、干燥氣溫度等質(zhì)譜參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。查看實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，苯磺隆、丙環(huán)唑和除蟲脲在ESI源正離子模式下容易獲取H+，優(yōu)化離子質(zhì)譜參數(shù)使特征碎片離子的強(qiáng)度達(dá)到最大。優(yōu)化后苯磺隆、丙環(huán)唑和除蟲脲多離子反應(yīng)監(jiān)測總離子流圖如圖1所示。

圖1 苯磺隆、丙環(huán)唑和除蟲脲總離子流圖(濃度：50μg/L)

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線與檢出限

取所配制的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，按上述色譜和質(zhì)譜條件測定定量離子峰面積Y與濃度X，進(jìn)行線性回歸分析。結(jié)果表明，在1μg/L～100μg/L線性范圍內(nèi)，其信號(hào)響應(yīng)的相關(guān)系數(shù)大于0.999。以大于等于3倍信噪比(S/N)計(jì)算苯磺隆、丙環(huán)唑和除蟲脲的方法檢出限。計(jì)算結(jié)果如表2所示，數(shù)據(jù)表明該方法具有較高的靈敏度。

表2 三個(gè)目標(biāo)化合物的標(biāo)準(zhǔn)溶液的線性回歸方程

2.3 回收率與精密度實(shí)驗(yàn)

精密度實(shí)驗(yàn)：分別對(duì)3組濃度分別為1μg/L、10μg/L、50μg/L的標(biāo)液，參照“1.5”色譜質(zhì)譜條件，連續(xù)進(jìn)樣6次，計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)，計(jì)算結(jié)果范圍在0.48%～5.32%之間，表明該方法的精密度良好。分別選取某地2個(gè)實(shí)際樣品用標(biāo)液加標(biāo)后制備成的樣品，參照“1.4”條件前處理過程提取，然后，按照“1.5”色譜質(zhì)譜條件分析，計(jì)算檢測結(jié)果顯示3種化合物的回收率范圍在81.5%～92.7%之間，結(jié)果表明該方法的回收率較好。

2.4 樣品定量分析

用該法對(duì)某場地區(qū)域的土壤樣品進(jìn)行了定量分析。結(jié)果表明苯磺隆、丙環(huán)唑和除蟲脲有檢出，濃度為分別為2.82、3.74、3.50μg/kg，加標(biāo)回收率為82.9%～90.2%，RSD為1.98%～3.65%。數(shù)據(jù)表明，本方法可以滿足土壤中苯磺隆、丙環(huán)唑和除蟲脲定性定量檢測的要求。

3 結(jié)語

本文采用乙腈超聲提取，液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用法對(duì)土壤中的苯磺隆、丙環(huán)唑和除蟲脲三種農(nóng)藥殘留進(jìn)行測定，以甲醇、乙酸銨和0.1%甲酸水梯度洗脫，用EC- C18柱分離，在正離子模式下用MRM法定量測定，可以有效降低土壤樣品基體對(duì)目標(biāo)物質(zhì)的干擾和影響。該方法靈敏度高，準(zhǔn)確，高效，能滿足土壤中對(duì)苯磺隆、丙環(huán)唑和除蟲脲的定性定量檢測要求，可以作為土壤中農(nóng)藥殘留監(jiān)測的一種參考方法。