氣相色譜法同時測定禾谷類農(nóng)作物中甲草胺、乙草胺和丁草胺

曲穎超，王巖，王盛男，李雯雯，索力墨

(赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院，農(nóng)業(yè)面源污染研究中心，內(nèi)蒙古赤峰 024031)

酰胺類除草劑是一類高選擇性的高效觸殺性農(nóng)藥，全球銷售量最大的酰胺類除草劑有3 種，分別是甲草胺、乙草胺和丁草胺。這3 種酰胺類除草劑適用于多種作物，如玉米、谷子、花生、大豆、棉花等，主要用于防除一年生禾本科雜草與部分闊葉雜草［1］。酰胺類除草劑除草效果好，價格低廉，使用方便，因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用面積逐漸擴大［2］。近年來，隨著農(nóng)藥的大量使用，其對禾谷類農(nóng)作物的污染問題受到越來越多的關(guān)注。

禾谷類農(nóng)作物可作為糧食、加工食品原料或飼料原材料直接或間接被人們食用，因此在禾谷類農(nóng)作物種植過程中大量使用的農(nóng)藥成為農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的監(jiān)測項目。建立禾谷類農(nóng)作物中酰胺類除草劑殘留量的測定方法，將有助于了解農(nóng)藥在禾谷類農(nóng)作物中的殘留動態(tài)及其污染狀況，對后茬作物的生產(chǎn)、綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

目前酰胺類除草劑的測定方法主要有氣相色譜法［3–5］、高效液相色譜法［6–8］、氣相色譜–質(zhì)譜法［9–12］、 超高效液相色譜–串聯(lián)質(zhì)譜法［13–16］等，上述方法主要用于水、果蔬、大豆、土壤中酰胺類除草劑的測定。目前大米和大豆中的甲草胺［17］、食品中的乙草胺［18］、大米中的丁草胺［19］均有國家標(biāo)準(zhǔn)檢測方法，但均為單一農(nóng)藥的檢測，而對禾谷類農(nóng)作物中甲草胺、乙草胺和丁草胺3 種酰胺類除草劑同時測定的研究還沒見報道。筆者基于國家農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測項目，對玉米和谷子種植過程進(jìn)行長期監(jiān)測，建立了氣相色譜法同時測定禾谷類農(nóng)作物中甲草胺、乙草胺和丁草胺分析方法。該方法操作簡單、快速，準(zhǔn)確度、精密度和靈敏度高，適用于禾谷類農(nóng)作物中甲草胺、乙草胺和丁草胺3 種酰胺類除草劑殘留量的同時 測定。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜儀：Agilent 7890B 型，配有電子捕獲檢測器，美國安捷倫科技有限公司；

高速離心機：Mutifuge X3R 型，賽默飛世爾科技中國有限公司；

24 位氮吹儀：912b 型，美國Orgnomation 公司；

超聲波清洗儀：KQ5200DE 型，昆山市超聲儀器有限公司；

快速混勻器：HW–2 型，常州未來儀器設(shè)備有限公司；

恒溫水浴振蕩器：SHY–A 型，金壇市成輝儀 器廠；

甲草胺、乙草胺和丁草胺農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液：質(zhì)量濃度均為100 μg／mL，農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān) 測所；

乙腈：色譜純，美國瑞米克化學(xué)公司；

丙酮、正己烷：色譜純，美國Fisher Chemical 公司；

氯化鈉：分析純，國藥集團化學(xué)試劑北京有限公司；

弗羅里矽硅土固相萃取柱：Florisil-SPE 凈化柱，500 mg，6 mL，德國CNW technologies 公司；

有機相微孔濾膜：0.2 μm，美國安捷倫科技有限公司。

1.2 樣品前處理

1.2.1 樣品提取

取谷子籽粒(脫殼)、玉米籽粒，用高速研磨機粉碎，混勻，將小米粉和玉米粉分別密封，備用。

準(zhǔn)確稱取小米粉和玉米粉樣品各5.00 g 分別置于50 mL 離心管中，加入20 mL 乙腈，浸泡3 h 后，以300 r／min 轉(zhuǎn)速振蕩10 min，超聲提取30 min，以4 500 r／min 轉(zhuǎn)速離心10 min，分離上清液，收集至裝有2～3 g 氯化鈉的25 mL 離心管中，蓋上塞子，以2 000 r／min 轉(zhuǎn)速劇烈震蕩5 min，在室溫下靜置30 min 以上，使乙腈相和水相分層。吸取10 mL乙腈相提取液于50 mL 離心管中，置于氮吹儀上濃縮至近干，用1 mL 正己烷溶解殘渣，供固相萃取柱 凈化。

1.2.2 樣品凈化

用10 mL 正己烷和10 mL 丙酮–正己烷溶液(體積比為1∶9)依次活化弗羅里矽硅土固相萃取柱(Florisil-SPE)。將農(nóng)作物提取液注入弗羅里矽硅土固相萃取柱內(nèi)，收集洗脫液至玻璃試管中，用3 mL 正己烷分3 次潤洗盛樣液離心管，注入萃取柱內(nèi)，一并收集。最后用15 mL 丙酮–正己烷溶液洗脫，將收集后的全部洗脫液置于氮吹儀上，濃縮至近干，用正己烷定容至5 mL，再用0.22 μm 有機相微孔濾膜過濾，裝入進(jìn)樣小瓶，供氣相色譜測定。

1.3 儀器工作條件

色譜柱：DB–1701 石英毛細(xì)管柱(30 m×0.530 mm，0.50 μm，美國安捷倫科技有限公司)；進(jìn)樣口溫度：240℃；檢測器溫度：300℃；載氣：氮氣，純度為99.999%；載氣流量：2 mL／min，恒流方式；程序升溫：初始溫度為60℃，以20℃／min 升溫至150℃，然后以8℃／min 升溫至230℃，保持10.5 min。進(jìn)樣體積：1.0 μL；進(jìn)樣方式：分流進(jìn)樣，分流比為5∶1。

1.4 溶液配制

甲草胺、乙草胺、丁草胺標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液：質(zhì)量濃度均為10 mg／L，準(zhǔn)確移取甲草胺、乙草胺、丁草胺農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品各1.0 mL，分別置于3 只10 mL 容量瓶中，用正己烷稀釋并定容至標(biāo)線，搖勻。

甲草胺、乙草胺、丁草胺混合標(biāo)準(zhǔn)溶液：質(zhì)量濃度均為2.0 mg／L，準(zhǔn)確移取甲草胺、乙草胺、丁草胺標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液各1.0 mL，置于同一只5 mL 容量瓶中，用正己烷定容至標(biāo)線，搖勻。

系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：分別移取甲草胺、乙草胺、丁草胺混合標(biāo)準(zhǔn)溶液0.5，2.0，4.0，6.0，8.0，10.0 mL，置于6 只10 mL 容量瓶中，用正己烷定容至標(biāo)線，配制成甲草胺、乙草胺、丁草胺的質(zhì)量濃度均分別為0.1，0.4，0.8，1.2，1.6，2.0 mg／L 的系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜柱選擇

DB–1701 是一款低／中等極性的（14%氰丙基-苯基）-甲基聚硅氧烷色譜柱，常用于分析農(nóng)藥、除草劑、糖的三甲基硅烷化衍生物以及芳氯物。該色譜柱經(jīng)過鍵合交聯(lián)處理，可使用溶劑沖洗，并可與DuraGuard（具有內(nèi)置保護(hù)柱的氣相色譜柱）配套使用。DB–17 是一款中等極性的（50%–苯基）-甲基聚硅氧烷色譜柱。其固定相性能與USP G3 固定相相當(dāng)，是確證分析的理想色譜柱。分別考察DB–1701 和DB–17 兩種色譜柱對甲草胺、乙草胺和丁草胺的分離效果，結(jié)果如圖1 和圖2 所示。由圖1 和圖2 可以看出，采用DB–1701 柱時，3 種酰胺類除草劑分離效果理想且峰型最佳。故選擇DB–1701 色譜柱(30 m×0.530 mm，0.50 μm)。

圖1 DB–1701 色譜柱分離的氣相色譜圖

圖2 DB–17 色譜柱分離的氣相色譜圖

2.2 超聲時間選擇

以乙腈為提取溶劑，分別考察超聲時間為0，20，30，40，50 min，振蕩10 min 條件下的提取效果，結(jié)果如圖3 所示。由圖3 可以看出，超聲時間為30，40 和50 min 時，酰胺類除草劑的回收率基本相當(dāng)，均達(dá)到95%左右；超聲時間為20 min 時的回收率為80%左右。綜合考慮，最終選擇乙腈超聲時間為30 min。

圖3 3 種酰胺類除草劑不同超聲時間的回收率

2.3 凈化方法選擇

分別考察通用性較好的氨基固相萃取柱(NH2–SPE)和弗羅里矽硅土固相萃取柱(Florisil-SPE)對3種酰胺類除草劑的凈化效果，結(jié)果如圖4 所示。由圖4 可以看出，采用弗羅里矽硅土固相萃取柱凈化的回收率明顯高于氨基固相萃取柱，凈化時間也較短，故選擇弗羅里矽硅土固相萃取柱進(jìn)行凈化處理。

圖4 3 種酰胺類除草劑不同凈化方式的回收率

2.4 線性方程與檢出限

在1.3 儀器工作條件下，對1.4 中的系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液進(jìn)行測定，以3 種除草劑的質(zhì)量濃度(X)為橫坐標(biāo)，以對應(yīng)的色譜峰面積(Y)為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計算線性方程和相關(guān)系數(shù)。

按GB／T 27417 中所述方法確定檢出限和定量限［20］。向空白樣品中添加不同濃度的甲草胺、乙草胺、丁草胺混標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液，通過多次添加試驗，反復(fù)降低添加濃度，確定最低可接受濃度的樣品，在1.3 儀器工作條件下，連續(xù)測定11 次，計算標(biāo)準(zhǔn)偏差。用樣品空白值加上4.65 倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計算方法檢出限。為了增加數(shù)據(jù)的可信性，用3 倍的方法檢出限計算方法定量限。3 種酰胺類除草劑的線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限及定量限見表1。

表1 線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限及定量限

由表1 可知，3 種酰胺類除草劑的質(zhì)量濃度在0.1～2.0 mg／L 范圍內(nèi)與色譜峰面積呈良好的線性關(guān)系，線性相關(guān)系數(shù)均大于0.999 6。甲草胺、乙草胺、丁草胺的檢出限分別為0.001 8，0.001 7，0.001 3 mg／kg，定量限分別為0.005 5，0.005 1，0.004 0 mg／kg。

2.6 加標(biāo)回收與精密度試驗

準(zhǔn)確稱取5.00 g 不含待測農(nóng)藥的小米粉、玉米粉樣品，分別添加0.4，2.0，3.6 mg／kg 3 個水平的甲草胺、乙草胺和丁草胺，按所建立方法進(jìn)行前處理及測定，每個濃度點平行測定6 次，結(jié)果見表2。由 表2 可 知，在0.4，2.0 和3.6 mg／kg 3 個加標(biāo)水平下，甲草胺、乙草胺和丁草胺的平均回收率為90.7%～104.8%，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.61%～3.97%，表明該方法具有較高的準(zhǔn)確度和精密度，滿足農(nóng)藥定量分析要求［21］。

表2 加標(biāo)回收與精密度試驗結(jié)果

3 結(jié)語

采用乙腈為提取劑超聲浸提樣品，浸提液經(jīng)過離心，用弗羅里矽硅土固相萃取柱凈化，建立了氣相色譜法同時測定禾谷類農(nóng)作物中甲草胺、乙草胺和丁草胺3 種酰胺類除草劑的分析方法。該方法操作簡單，準(zhǔn)確度、精密度和靈敏度高，適用于日常大量禾谷類樣品中甲草胺、乙草胺和丁草胺殘留量的同時檢測。