溴氰蟲酰胺和吡蚜酮在南瓜中的殘留消解動態(tài)

李安英 張少軍 陳勇達(dá) 趙旭東 李紅艷 鄭振山

〔河北省農(nóng)林科學(xué)院遺傳生理研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室（石家莊），河北石家莊 050051〕

南瓜是葫蘆科植物，屬于一年生蔓生草本植物，品種繁多，種植地域廣泛。南瓜中含有多糖、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和豐富的膳食纖維，具有降血糖、促消化等保健作用及藥用價值，廣受消費者的歡迎（王士苗，2015）。但是，我國南瓜栽培以一家一戶的農(nóng)民為主體，種植規(guī)模小，管理不規(guī)范，導(dǎo)致南瓜病蟲害的發(fā)生較為普遍，其中，煙粉虱是南瓜種植中一種十分常見的蟲害，影響著南瓜的品質(zhì)和產(chǎn)量。由于煙粉虱具有寄主廣泛、繁殖速度快、傳播途徑多等特性（靳改龍 等，2018），且已對擬除蟲菊酯類、有機(jī)磷類、新煙堿類等多種殺蟲劑產(chǎn)生了抗性（袁林澤 等，2015），因而急需選擇合適農(nóng)藥進(jìn)行防治。

溴氰蟲酰胺是一種酰胺類殺蟲劑，通過激活靶標(biāo)害蟲的魚尼丁受體（趙坤霞 等，2014）而防治害蟲，可用于蔬菜、果樹、水稻（徐德進(jìn) 等，2010）等作物防治煙粉虱、白粉虱、蚜蟲、棉鈴蟲、菜青蟲等害蟲。吡蚜酮屬于吡啶類殺蟲劑（何茂華 等，2002），對害蟲具有觸殺和內(nèi)吸活性（徐金麗 等，2015），對蚜蟲科、粉虱科、葉蟬科及飛虱科（馮成玉 等，2008）害蟲活性高。溴氰蟲酰胺·吡蚜酮水分散粒劑是由兩者復(fù)配而成的一種殺蟲劑，該殺蟲組合物具有擴(kuò)大防治和增效的作用，并可以降低用藥成本，藥效試驗結(jié)果表明該復(fù)配制劑對煙粉虱具有明顯的防治效果。

當(dāng)前，農(nóng)藥的不合理使用引起的殘留問題對消費者的健康構(gòu)成了威脅，越來越引起人們的關(guān)注（徐靜 等，2016；靳改龍 等，2018）。而溴氰蟲酰胺·吡蚜酮水分散粒劑在南瓜中的殘留和消解動態(tài)還不明確。本試驗采用改進(jìn)的QuEChERS方法進(jìn)行樣品前處理，結(jié)合液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時檢測南瓜中溴氰蟲酰胺和吡蚜酮2 種化合物，該方法具有靈敏度高、分析周期短等特點，同時根據(jù)我國南瓜種植分布和煙粉虱發(fā)生情況，在河北、浙江兩地開展溴氰蟲酰胺·吡蚜酮水分散粒劑在南瓜上的殘留試驗研究，以期探明這2種化合物在南瓜中的消解規(guī)律和最終殘留情況，為其安全科學(xué)使用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試劑

溴氰蟲酰胺標(biāo)準(zhǔn)品（純度98.0%，加拿大TRC 公司）；吡蚜酮標(biāo)準(zhǔn)品（純度99.3%，上海市農(nóng)藥研究所）；乙腈（分析純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）；甲醇（色譜純，天津市康科德科技有限公司）；甲酸（色譜純，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所）；無水硫酸鎂、氯化鈉（分析純，天津市永大化學(xué)試劑有限公司）；N-丙基乙二胺（PSA，分析純，天津歐姆尼基因科技有限公司）；40%溴氰蟲酰胺·吡蚜酮水分散粒劑（瑞士先正達(dá)作物保護(hù)有限公司）。

1.2 儀器

TSQ Quantum Ultra 液相色譜-三重四級桿串聯(lián)質(zhì)譜儀（美國賽默飛世爾科技有限公司）；DT5-2 離心機(jī)（北京時代北利離心機(jī)有限公司）；UMV-2 多功能漩渦混合器（北京優(yōu)晟聯(lián)合科技有限公司）；YP502N 電子天平（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；微孔過濾膜（13 mm×0.22 μm）；農(nóng)藥噴霧器（北京中保綠農(nóng)科技集團(tuán)有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 田間試驗 消解動態(tài)試驗于2017 年在河北省石家莊市鹿泉區(qū)大河鎮(zhèn)露地大田開展，設(shè)置3個重復(fù)小區(qū)，小區(qū)面積30 m2，40%溴氰蟲酰胺 ·吡蚜酮水分散粒劑用于防治南瓜煙粉虱，在瓜體長至成熟個體1/3 大小、有足夠取樣量時葉面噴霧施藥1 次，施藥劑量的有效成分量為675 g ·hm-2，分別于施藥后0、1、3、7、14、21、30 d采集南瓜樣品，隨機(jī)從試驗小區(qū)不少于12 株上至少采集12 個果實樣品待測。

最終殘留試驗于2017 年在河北省石家莊市鹿泉區(qū)大河鎮(zhèn)和浙江省杭州市余杭區(qū)羊鍋村進(jìn)行，設(shè)置3 個重復(fù)小區(qū)，小區(qū)面積30 m2，施藥劑量的有效成分量分別為450 g·hm-2和675 g·hm-2，施藥2～3 次，2 次施藥間隔7 d。末次施藥后間隔7、14、21 d 分別采集南瓜樣品；對照區(qū)另設(shè)，不施藥，于末次采集南瓜終殘樣品的同時采集對照樣品。隨機(jī)從試驗小區(qū)不少于12 株上至少采集12 個果實樣品待測。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制 用乙腈作溶劑，將溴氰蟲酰胺和吡蚜酮2 種標(biāo)準(zhǔn)品各自配制成100 μg·mL-1標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液，樣品分析時，用乙腈將溴氰蟲酰胺標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液依次稀釋成5.0、2.5、0.5、0.25、0.05 μg·mL-1的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液；用乙腈將吡蚜酮標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液依次稀釋成2.5、0.5、0.25、0.05、0.025 μg ·mL-1的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.3.3 樣品提取與凈化 將采自田間的南瓜樣品破碎成勻漿，準(zhǔn)確稱取5.00 g 勻漿后的南瓜樣品于50 mL 具塞離心管中，加入3 mL 0.1 mol·mL-1的氨水、10 mL 乙腈溶液，2 500 r·min-1渦旋振蕩1 min，加入4.0 g 無水硫酸鎂、1.0 g 氯化鈉，渦旋振蕩1 min 后4 200 r·min-1離心5 min。

取上清液1 mL，加入150 mg 無水硫酸鎂、25 mg PSA，混勻，2 500 r·min-1振蕩1 min，4 200 r ·min-1離心5 min。經(jīng)0.22 μm 微孔濾膜過濾后，供液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀測定。

1.3.4 液相色譜條件 色譜柱：ZORBAXSB-C18，2.1 mm×100 mm，3.5 μm；柱溫：40 ℃；進(jìn)樣量：10 μL；流速：0.35 mL·min-1；流動相：A 為0.1%甲酸水溶液，B 為甲醇溶液；梯度洗脫程序見表1。

表1 梯度洗脫程序

1.3.5 質(zhì)譜條件 離子源：ESI；離子源溫度：350℃；毛細(xì)管溫度：350 ℃；電噴霧電壓：3 800 V；霧化氣體：氮氣；霧化氣體流量：鞘氣12 L·min-1，輔助氣6 L·min-1；碰撞氣體：氬氣；碰撞氣壓力：0.2 Pa；采集模式：多反應(yīng)檢測模式（multiple reaction monitoring，MRM）。離子選擇參數(shù)見表2。

表2 離子選擇參數(shù)

2 結(jié)果與分析

2.1 分析方法優(yōu)化

2.1.1 前處理過程 根據(jù)溴氰蟲酰胺和吡蚜酮的理化性質(zhì)，考察了甲醇、乙腈2 種常用提取劑對二者的提取效果。結(jié)果表明，乙腈作為提取溶劑對2 種農(nóng)藥的提取效率均高于甲醇，但是吡蚜酮在2 種溶劑中的提取率都低于60%。從吡蚜酮的溶解特性可知，中性條件下吡蚜酮在水中的溶解度較高，而在堿性條件下，吡蚜酮在水中的溶解度明顯降低，因此選擇加氨水來提高體系的pH 以改善吡蚜酮的提取效率。試驗中設(shè)定加入氨水的量為3 mL，考察了0.01～0.2 mol·L-1濃度范圍對提取率的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)氨水濃度達(dá)到0.1 mol·L-1后，提取率不再隨著氨水濃度的增加而提升，最終選擇0.1 mol·L-1氨水和乙腈作為提取劑。

2.1.2 儀器檢測條件 流動相組成對化合物的色譜行為和質(zhì)譜響應(yīng)都有顯著的影響，在本試驗中考察了水-甲醇和水-乙腈2 種流動相體系，并研究了不同濃度甲酸對目標(biāo)物色譜-質(zhì)譜分離效果的影響。結(jié)果顯示，水-甲醇體系洗脫時溴氰蟲酰胺和吡蚜酮的峰形要優(yōu)于水-乙腈體系；在水中添加體積分?jǐn)?shù)為0.05%～0.2%的甲酸，可以有效改善離子化效率，而且在甲酸體積分?jǐn)?shù)為0.1%時，離子化效率最高，因此最終選擇了0.1%甲酸水溶液-甲醇的流動相。在試驗中還研究了不同梯度洗脫條件，結(jié)果表明，按照表1 梯度洗脫條件進(jìn)行，所獲得的溴氰蟲酰胺和吡蚜酮色譜峰較好且峰型對稱（圖1、圖2）。

2.2 方法的線性范圍和檢出限

為了消除基質(zhì)效應(yīng)的影響，選取不含溴氰蟲酰胺和吡蚜酮2 種農(nóng)藥的南瓜對照樣品制備空白基質(zhì)溶液，然后以此溶液配制混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（溴氰蟲酰胺濃度為0.005、0.025、0.050、0.25、0.5 μg·mL-1，吡蚜酮濃度為0.002 5、0.005、0.025、0.05、0.25 μg·mL-1）上機(jī)測定。分別將溴氰蟲酰胺和吡蚜酮的峰面積作為縱坐標(biāo)y，質(zhì)量濃度作為橫坐標(biāo)x，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行線性分析，得到溴氰蟲酰胺的線性回歸方程：y=3 260 000x+12 367，相關(guān)系數(shù)R2=0.999；得到吡蚜酮的線性回歸方程：y=8 870 000x+19 405，相關(guān)系數(shù)R2質(zhì)量=0.999。結(jié)果表明，在0.002 5～0.5 μg·mL-1濃度范圍內(nèi)溴氰蟲酰胺和吡蚜酮呈現(xiàn)出較好的線性關(guān)系。按3 倍信噪比（S/N=3）計算，溴氰蟲酰胺和吡蚜酮的最小檢出量（limit of detection，LOD）為1.0×10-12g。

2.3 方法的準(zhǔn)確度和精密度

取空白南瓜樣品，開展2 種農(nóng)藥的添加回收率試驗，溴氰蟲酰胺的添加濃度分別為0.01、0.1、1.0 mg·kg-13 個水平，回收率在100%～104%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）在3.3%～7.0%之間；吡蚜酮的添加濃度分別為0.005、0.05、0.5 mg ·kg-1，3 個添加水平的回收率在96%～107%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）在0.6%～7.9%之間（表3）。通過添加回收率試驗確定，溴氰蟲酰胺的最低檢測濃度為0.01 mg·kg-1，吡蚜酮的最低檢測濃度為0.005 mg·kg-1，試驗結(jié)果表明，方法的準(zhǔn)確度和精密度均可滿足農(nóng)藥殘留試驗準(zhǔn)則的要求。

表3 南瓜中溴氰蟲酰胺、吡蚜酮的添加回收率 （n = 5）

2.4 溴氰蟲酰胺和吡蚜酮在南瓜中的殘留消解動態(tài)

從表4 和圖3 可以看出，消解動態(tài)試驗樣品殘留量檢測結(jié)果符合一級動力學(xué)特征，2017 年在河北采收的南瓜樣品中溴氰蟲酰胺和吡蚜酮的原始沉積量分別為0.022、0.040 mg·kg-1，藥 后30 d 溴氰蟲酰胺的消解率＞33%，吡蚜酮的消解率＞88%。樣品中溴氰蟲酰胺的消解回歸方程為C=0.018 8e-0.0677T，相關(guān)系數(shù)r=-0.624 5；吡蚜酮的消解回歸方程為C=0.026 8e-0.274T，相關(guān)系數(shù)r=-0.900 3；南瓜樣品中溴氰蟲酰胺和吡蚜酮的消解規(guī)律均符合一級動力學(xué)方程。根據(jù)回歸方程可知，南瓜樣品中溴氰蟲酰胺的半衰期（t1/2）為10.2 d；吡蚜酮的半衰期（t1/2）為2.53 d；較易降解。由圖1 可知溴氰蟲酰胺和吡蚜酮的降解速度均為先快后慢。

表4 溴氰蟲酰胺和吡蚜酮的殘留消解動態(tài)

2.5 溴氰蟲酰胺和吡蚜酮在南瓜中的最終殘留

從表5 可以看出，末次施藥后7、14、21 d 河北石家莊、浙江杭州南瓜中溴氰蟲酰胺殘留量≤0.031 mg·kg-1；吡蚜酮殘留量≤0.023 mg·kg-1。整體來看南瓜中溴氰蟲酰胺和吡蚜酮最終殘留水平不高，殘留量隨采收間隔的延長呈降低的趨勢。

表5 南瓜中溴氰蟲酰胺、吡蚜酮的最終殘留量

目前我國未規(guī)定南瓜中溴氰蟲酰胺和吡蚜酮的最大殘留限值，但黃瓜中溴氰蟲酰胺的最大殘留限值為0.2 mg·kg-1，吡蚜酮的最大殘留限值為1 mg·kg-1。暫以0.2 mg·kg-1為試驗評價參考值，當(dāng)施藥劑量為450 g·hm-2和675 g·hm-2時，河北石家莊、浙江杭州兩地施藥后采收的南瓜樣品中溴氰蟲酰胺和吡蚜酮的殘留量均低于參考限量值。

3 結(jié)論

試驗以0.1 mol·mL-1的氨水和乙腈為提取溶劑，建立了南瓜中溴氰蟲酰胺和吡蚜酮殘留量的液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測方法。該方法步驟簡單，分析周期快，有機(jī)溶劑用量少，對環(huán)境和人員危害小，可為農(nóng)產(chǎn)品中溴氰蟲酰胺和吡蚜酮殘留監(jiān)測提供技術(shù)支撐。

添加回收率試驗結(jié)果表明：該方法的準(zhǔn)確度和精密度均可滿足農(nóng)藥殘留試驗準(zhǔn)則的要求。南瓜樣品中溴氰蟲酰胺和吡蚜酮的最低檢出濃度分別為0.01 mg·kg-1和0.005 mg·kg-1，溴氰蟲酰胺在0.01～1.0 mg·kg-1濃度范圍內(nèi)的添加回收率為100%～104%，吡蚜酮在0.005～0.5 mg·kg-1濃度范圍內(nèi)的添加回收率為96%～107%。

消解動態(tài)試驗結(jié)果表明：南瓜中溴氰蟲酰胺和吡蚜酮的殘留量隨著取樣天數(shù)的增加逐漸降低，其消解規(guī)律均符合一級動力學(xué)方程。對南瓜最終殘留試驗樣品進(jìn)行分析測定發(fā)現(xiàn)：溴氰蟲酰胺最終殘留量≤0.031 mg·kg-1，吡蚜酮最終殘留量≤0.023 mg·kg-1，殘留量隨采收間隔延長呈降低趨勢。在施藥劑量為450、675 g·hm-2時，南瓜中溴氰蟲酰胺和吡蚜酮的殘留量均低于參考限量值0.2 mg·kg-1。按推薦 劑量450 g·hm-2和675 g·hm-2施藥2～3 次，安全間隔期為14 d，收獲的南瓜中溴氰蟲酰胺和吡蚜酮的殘留量低，食用安全。