氣相色譜-三重四級桿質(zhì)譜法測定土壤中丙炔氟草胺

曹雙瑜，姜 娜，孫小惠

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所，新疆 烏魯木齊 830091)

丙炔氟草胺與氟烯草酸同屬于我國目前批準(zhǔn)使用的2種酰亞胺類除草劑[1]。與二甲戊靈、草甘膦等除草劑相比，丙炔氟草胺對闊葉雜草，尤其是對大豆田的紅根莧菜、新疆棉花田的龍葵等惡性雜草具有較好的防治效果[2-4]，此外其對后茬作物安全性較高，成為近年來全球銷售額增長最快的除草劑之一[5]。土壤中的農(nóng)藥殘留是影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的主要因素之一，因此，通過建立丙炔氟草胺在土壤中殘留的氣相色譜-三重四級桿質(zhì)譜法，以期對監(jiān)測土壤中丙炔氟草胺殘留水平，保障耕地土壤質(zhì)量安全提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑 土壤樣品：去除雜質(zhì)后自然風(fēng)干，全部通過0.5mm標(biāo)準(zhǔn)樣品篩，-18℃密封保存。丙炔氟草胺(Flumioxazin，103361-09-7，純度99.0%)；乙腈、丙酮、甲苯(色譜純)；C18、PSA；氯化鈉、無水硫酸鎂(分析純，650℃馬弗爐燒4h)。

1.2 主要儀器與設(shè)備 AR522CN型電子天平、CPA225D型電子天平、KQ5200DE型超聲波清洗器、Syncore型平行蒸發(fā)儀；Heraeus Mlutifuge XIR型離心機(jī)；MS3型渦旋振蕩器、E0AA-HM-01型多管漩渦混合儀、TSQ 8000 EVO氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀。

1.3 試驗條件

1.3.1 色譜條件 色譜柱：HP-5MS UI毛細(xì)管柱(30m0.250mm0.25μm)；載氣：高純氦氣，1.0mL/min；進(jìn)樣量：1μL，不分流進(jìn)樣；進(jìn)樣口溫度：320℃；升溫程序：60℃保持2min，15℃/min升至300℃，保持4min；選擇離子反應(yīng)監(jiān)測掃描(SRM)。

1.3.2 質(zhì)譜條件 電子轟擊(EI)離子源；電子能量70eV；傳輸線溫度300℃；離子源溫度300℃；

1.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制 用十萬分之一天平準(zhǔn)確稱取適量丙炔氟草胺標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，用乙腈配制成1 000mg/L的標(biāo)準(zhǔn)貯備液，將標(biāo)準(zhǔn)貯備液用乙腈稀釋成10mg/L的標(biāo)準(zhǔn)中間液，準(zhǔn)確吸取一定量的標(biāo)準(zhǔn)中間液，用甲苯配成0.04、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0mg/L的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，空白基質(zhì)提取液經(jīng)平行蒸發(fā)儀蒸干后分別取上述各濃度標(biāo)準(zhǔn)工作溶液1mL復(fù)溶，過0.22μm有機(jī)相微孔濾膜，配制成基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液。

1.5 樣品制備 空白基質(zhì)加標(biāo)樣品的制備：分別準(zhǔn)確稱取混合均勻過篩的丙炔氟草胺陰性土壤樣品10.00g于50mL的離心管中，根據(jù)需要的上機(jī)濃度(0.005、0.01、0.02、0.10、0.5mg/kg)分別加入一定量的丙炔氟草胺標(biāo)準(zhǔn)溶液(1mg/L： 0.1mL、0.2mL、0.4mL)、(10mg/L：0.2mL、1.0mL)，渦旋混勻1min，靜置≥30min后進(jìn)行下一步樣品測定。

1.6 樣品測定 在有10.00g土壤樣品的50mL離心管中，加入純水10mL，渦旋混勻3min，靜置30min，加入乙腈10mL，4g氯化鈉，渦旋混勻3min，漩渦混合振蕩5min，10 000r/min，離心5min，取5mL上清液至裝有300mg無水硫酸鎂、100mg C18的離心管內(nèi)，渦旋1min，10 000r/min，離心5min，取2mL上層溶液至玻璃管內(nèi)，40℃平行蒸發(fā)干，用1mL甲苯定容，過0.22μm有機(jī)相微孔濾膜，氣相色譜-三重四級桿質(zhì)譜儀測定，以保留時間和離子碎片及其豐度比定性，外標(biāo)法定量。

2 結(jié)果與分析

2.1 檢測優(yōu)化

2.1.1 氣相色譜-三重四級桿質(zhì)譜條件優(yōu)化 參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及文獻(xiàn)，將1mg/L的丙炔氟草胺標(biāo)準(zhǔn)溶液，在1.0mL/min的載氣流速，60℃保持2min，15℃/min升至300℃，保持4min的色譜采集條件下，先采用70eV電離掃描質(zhì)荷比(m/z)50～550，用NIST質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫中丙炔氟草胺的特征離子確定在此氣相條件下丙炔氟草胺的保留時間(RT)為19.69min，之后選擇丙炔氟草胺豐度較高的母離子(m/z：287，354.1)，對其進(jìn)行子離子、碰撞能量的優(yōu)化，最終得到定量離子對及定性離子對(表1)?？瞻淄寥兰訕?biāo)樣品的SRM圖(圖1)。

表1 質(zhì)譜條件

圖1 空白土壤基質(zhì)中丙炔氟草胺(0.50mg/kg)的SRM圖

2.1.2 前處理條件優(yōu)化 根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及文獻(xiàn)[6-10]，乙腈溶液極性范圍較寬，對大多數(shù)化合物均有較好的溶解性，因此選擇乙腈作為提取溶劑，通過空白土壤基質(zhì)加標(biāo)0.10mg/kg的樣品測定，發(fā)現(xiàn)振蕩提取30min與漩渦混合振蕩提取5min的回收率相近，因此采用振蕩5min的提取方法(表2)；同時通過對比在凈化過程中加入與不加入乙二胺-N-丙基硅烷化硅膠(PSA)的回收率情況，發(fā)現(xiàn)300mg無水硫酸鎂、100mg C18的凈化效果與加入300mg無水硫酸鎂、100mg C18、100mgPSA的效果基本相同，因此最終采用300mg無水硫酸鎂、100mg C18的凈化材料。因丙炔氟草胺不溶于正己烷，而相較于丙酮、乙腈，甲苯的極性更小一點，不易造成非極性色譜柱HP-5ms的柱流失，因此采用甲苯定容上機(jī)測定。

表2 前處理條件優(yōu)化

2.2 方法驗證

2.2.1 線性范圍與基質(zhì)效應(yīng) 通過測定結(jié)果表明，丙炔氟草胺在0.04～2.0mg/L(0.02～1.0mg/kg)內(nèi)，在溶液與土壤基質(zhì)內(nèi)均具有較好的線性關(guān)系，(表3)。此外，為確定測定中是否有干擾物質(zhì)對質(zhì)譜電離效率的影響即是否存在基質(zhì)效應(yīng)(Matrix Effect，ME)，根據(jù)化學(xué)分析方法驗證確認(rèn)和內(nèi)部質(zhì)量控制實施指南 色譜分析(GB/T 35655-2017)[15]中“5.5.6基質(zhì)效應(yīng)”以及附錄A.7“基質(zhì)效應(yīng)影響評價”的要求，通過比較溶劑配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線斜率(b1)與空白土壤基質(zhì)配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線的斜率(b2)來評價基質(zhì)對校準(zhǔn)曲線的影響，并以公式(1)來評價基質(zhì)效應(yīng)[11-15]。

(1)

空白土壤基質(zhì)匹配的丙炔氟草胺校準(zhǔn)曲線斜率(b2：2153)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于溶劑配制的校準(zhǔn)曲線斜率(b1：441.1)，同時根據(jù)公式(1)計算結(jié)果表明(表3)，丙炔氟草胺的土壤基質(zhì)效應(yīng) > 50%，為強(qiáng)基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)>因此在實際測定時，需要采取基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線來降低土壤的基質(zhì)效應(yīng)對測定結(jié)果的影響。

表3 丙炔氟草胺在土壤中的線性范圍及基質(zhì)效應(yīng)

2.2.2 儀器靈敏度，方法定量限 以空白基質(zhì)加標(biāo)樣品(0.02mg/kg)的譜圖中信噪比(S/N)按照3倍信噪比計算丙炔氟草胺的儀器靈敏度為0.001 9mg/kg。

空白基質(zhì)加標(biāo)樣品(0.005、0.01、0.02mg/kg)的10個平行試驗結(jié)果表明，當(dāng)空白基質(zhì)加標(biāo)樣品質(zhì)量濃度低于0.02mg/kg時，其加標(biāo)樣品檢出結(jié)果的陰性率為100%，同時通過計算0.02mg/kg加標(biāo)樣品的回收率與精密度(RSD)，均能滿足方法驗證標(biāo)準(zhǔn)的要求(表4)，因此該方法定量限為0.02mg/kg[15-17]。

2.2.3 回收率及精密度 空白基質(zhì)加標(biāo)樣品(0.02、0.10、0.5mg/kg)，每個質(zhì)量濃度6個平行，其回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)(表4)。

表4 丙炔氟草胺在土壤中3個添加濃度的回收率與精密度

2.3 真實樣品測定 采用本檢測方法，對真實土壤樣品的檢測結(jié)果表明部分樣品確有丙炔氟草胺的檢出，同時對陽性樣品加標(biāo)實驗的回收率在84.3%～97.5%之間。

3 結(jié)論

本實驗采用快速前處理、GC-MS/MS方法測定土壤中的丙炔氟草胺，具有較好的線性關(guān)系，方法定量限、回收率及精密度均可滿足土壤中丙炔氟草胺的一般檢測要求，對土壤中丙炔氟草胺的檢測提供一定的技術(shù)支持。