超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定 硝磺草酮在稻田中的殘留

郭明程，聶東興，湯 濤，李賢賓

(1.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)藥檢定所，北京 100125；2.浙江省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標準研究所，浙江杭州 310021)

硝磺草酮(mesotrione)，化學名稱為2-(4-甲磺酰基-2-硝基苯甲?；?環(huán)己烷-1,3-二酮，是一種三酮類羥基苯基丙酮酸酯雙氧化酶(HPPD)抑制劑類芽前、苗后除草劑，可用于大多闊葉草和一些禾本科雜草[1-2]的有效防治，特別是對稻田低齡稗草和對磺酰脲類除草劑產(chǎn)生抗性的闊葉雜草及莎草等有效。目前已有多個產(chǎn)品在我國水稻上取得登記，廣泛應(yīng)用于移栽水稻田防治一年生雜草[3-4]。然而，硝磺草酮在稻田中殘留檢測方法卻少有報道[5]。

本研究開發(fā)了利用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定硝磺草酮在糙米、谷殼、植株、土壤和稻田水中殘留的分析方法。該方法快速、簡便，重現(xiàn)性好，適用于硝磺草酮在大量樣品中的殘留檢測。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

UPLC-XEVO TQ/MS超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國Waters公司)；AB135-S電子天平(精確至0.0001 g，梅特勒-托利多公司)；SPS402F 電子天平(精確至0.01 g，奧豪斯公司)；VTX-3000L渦旋儀(杭州雷琪試驗器材公司)；TYZD-IIA振蕩器(天儀電子儀器有限公司)；R-210旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(瑞士Buchi公司)；V-700真空泵(瑞士Buchi公司)。

硝磺草酮標準品(純度99.0%，Dr.Ehrenstorfer公司)；乙腈和甲醇(色譜純，德國Merck)；甲酸(色譜純，上海凌峰化學試劑有限公司)；氯化鈉、石油醚、乙酸乙酯和1,2-丙二醇(分析純，國藥集團化學試劑有限公司)；Wondasep HLB固相萃取小柱(500 mg/6 mL，島津(上海)實驗器材有限公司)；試驗用水都為用Milli-Q超純水器純化處理得到的超純水。

1.2 樣品前處理

1.2.1 提取

糙米、土壤：稱取糙米10 g、水稻田土壤20 g(精確到0.01 g，下同)，分別置于具塞三角燒瓶中，加入10 mL水，30 mL乙腈振蕩提取30 min，經(jīng)布氏漏斗減壓抽濾，濾液轉(zhuǎn)入裝有10 g氯化鈉的100 mL具塞量筒中。濾渣加入10 mL水，30 mL乙腈繼續(xù)振蕩提取30 min，同樣條件下抽濾，合并濾液，充分搖勻1 min，靜置15 min，取上清液30 mL到250 mL平底燒瓶中，加3～4滴1,2-丙二醇，在40 ℃水浴條件下濃縮近干，待凈化。

谷殼、植株：稱取谷殼、植株樣品各5 g，放入250 mL錐形瓶中，加入20 mL水，70 mL乙腈振蕩提取30 min，經(jīng)布氏漏斗減壓抽濾，濾液轉(zhuǎn)入裝有10 g氯化鈉的100 mL具塞量筒中，充分搖勻1 min，靜置15 min，取上清液35 mL到250 mL平底燒瓶中，加5～6滴1,2-丙二醇，在40 ℃水浴條件下濃縮近干，待凈化。

稻田水：量取過濾后的稻田水100 mL于500 mL分液漏斗中，先后分別加入30 mL乙酸乙酯萃取2次，收集乙酸乙酯相，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上減壓濃縮至干，加3～4滴1,2-丙二醇，在40 ℃水浴條件下濃縮近干，待凈化。

1.2.2 凈化

Wondasep HLB小柱(500 mg，6 mL)，依次用10 mL甲醇、10 mL去離子水溶液平衡活化小柱。用5 mL石油醚/乙酸乙酯(95/5，體積比)將以上提取物轉(zhuǎn)入小柱，用石油醚/乙酸乙酯(95/5，體積比) 5 mL、水1 mL淋洗，棄去淋出液，用乙腈/水(20/80，體積比)10 mL洗脫，收集洗脫液于平底燒瓶中，40 ℃水浴條件下減壓濃縮干，用甲醇定容至10 mL過0.22 μm濾膜，待測。對于高濃度添加水平(糙米1.0 mg/kg、谷殼2.0 mg/kg、植株2.0 mg/kg、土壤0.5 mg/kg、稻田水0.1 mg/L)處理，過濾膜后用色譜甲醇稀釋10倍再測定。

1.3 儀器檢測條件

1.3.1 色譜條件

流動相：乙腈和0.1%甲酸水；色譜柱：waters acquity UPLCTM BEH C18(1.7 μm，2.1 mm×50 mm)；流速為0.20 mL/min；柱溫：40 ℃；進樣量：1.0 μL；保留時間：約2.91 min；采用梯度洗脫，洗脫條件見表1。

表1 液相色譜梯度洗脫條件

1.3.2 質(zhì)譜儀器條件

離子源：正離子(ESI+)；毛細管電壓：3.5 kV；脫溶劑氣流量：800 L/h；一級錐孔電壓：40 V；脫溶劑溫度：400℃；硝磺草酮定量定性離子對：m/z340.1(228.1*，104)。

1.4 標準曲線制作

用甲醇溶液配制0.005、0.010、0.020、0.050、0.10、0.20 mg/L的硝磺草酮標準溶液，在上述儀器檢測條件下進行測定，以定量離子峰面積與硝磺草酮標準溶液濃度作標準曲線。

1.5 添加回收率測定

分別在空白稻田水、土壤、糙米、植株和谷殼樣品中添加3檔不同濃度的硝磺草酮標準溶液，每檔添加水平濃度重復5次，用上述檢測方法測定添加回收率和相對標準偏差。

2 結(jié)果與分析

2.1 質(zhì)譜條件的選擇

在流動相為乙腈和水(10/90，體積比)，進樣體積為1 μL，流速0.2 mL/min的條件下，將質(zhì)量濃度為1.0 mg/L硝磺草酮標準溶液，通過蠕動泵進樣，分別在電噴霧電離負離子模式(ESI－)和正離子模式(ESI+)下，m/z 100～500范圍內(nèi)對母離子進行全掃描。結(jié)果表明，硝磺草酮在ESI+下電離效果最好，信號強度比在ESI－下高，得到了m/z340.1的[M+H]+準分子離子峰。二級質(zhì)譜掃描[M+H]+準分子離子峰，獲得了碎片離子，碎片離子m/z228.1的響應(yīng)值較高且穩(wěn)定，故選定m/z228.1為定量離子。

2.2 凈化劑的選擇

基質(zhì)中的其他雜質(zhì)會干擾硝磺草酮的檢測，為去除干擾，選擇PSA和HLB固相萃取小柱作為凈化劑，并比較各自凈化效果。結(jié)果表明，以PSA作為糙米、谷殼、植株、土壤和稻田水提取液的凈化劑時，硝磺草酮在這5種基質(zhì)中的回收率均不達標，而以HLB固相萃取小柱作為凈化劑，回收率達到80%～110%。因此選擇HLB固相萃取小柱作為糙米、谷殼、植株、土壤和稻田水提取液的凈化劑。

2.3 方法線性范圍、檢出限與定量限

在0.005～0.2 mg/L范圍內(nèi)，硝磺草酮的峰面積與質(zhì)量濃度表現(xiàn)出良好的線性關(guān)系，其標準曲線方程為y=137340x+114.77，相關(guān)系數(shù)R2=0.9996。按信噪比(S/N)為3計，硝磺草酮的檢出限為5.0×10-12g，以低檔添加濃度為準，硝磺草酮在糙米中的定量限為0.01 mg/kg，在谷殼和植株中的定量限均為0.02 mg/kg，在土壤中的定量限為0.005 mg/kg，在稻田水中的定量限為0.001 mg/L。

2.4 添加回收率和精密度

在優(yōu)化的樣品前處理條件和儀器條件下，進行空白基質(zhì)加標回收試驗，在各自添加濃度下，結(jié)果見表2。硝磺草酮在糙米中添加濃度為0.01～1.0 mg/kg時，平均添加回收率為87%～93%，相對標準偏差(RSD) 為3.5%～9.5%；在谷殼中添加濃度為0.020～2.0 mg/kg 時，平均添加回收率為85%～91%，相對標準偏差(RSD)為3.5%～8.9%；在植株中添加濃度為0.020～2.0 mg/kg時，平均添加回收率為91%～96%，相對標準偏差(RSD) 為3.1%～13.3%；在土壤中添加濃度為0.005～0.50 mg/kg時，平均添加回收率為92%～105%，相對標準偏差(RSD)為3.9%～9.7%；在稻田水中添加濃度為0.001～ 0.10 mg/kg時，平均添加回收率為90%～93%，相對標準偏差(RSD)為5.7%～11.5%。圖2～6為硝磺草酮標樣、土壤基質(zhì)空白、土壤添加、谷殼基質(zhì)空白、谷殼添加硝磺草酮的典型譜圖。

表2 硝磺草酮在糙米、谷殼、植株、土壤和稻田水中的添加回收率及相對標準偏差

3 結(jié)論

稻田樣品用乙腈和水(或乙酸乙酯)提取，HLB固相萃取小柱凈化，以正離子和多反應(yīng)監(jiān)測模式，通過超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜測定，開發(fā)并驗證了糙米、稻殼、稻稈、土壤和稻田水中硝磺草酮殘留量的分析方法。在優(yōu)化條件下，硝磺草酮在各基質(zhì)中的添加回收率為85%～105%，相對標準偏差為3.1%～ 11.5%，硝磺草酮在糙米中的定量限為0.01 mg/kg，在谷殼和植株中的定量限均為0.02 mg/kg，在土壤中的定量限為0.005 mg/kg，在稻田水中的定量限為0.001 mg/L。方法的靈敏度高、重現(xiàn)性好，達到農(nóng)藥殘留分析要求，適用于硝磺草酮在稻田樣品中的殘留抽檢監(jiān)測和殘留登記試驗。