2. 吉林省疾病预防控制中心
目前我国除草剂残留检测方法多采用气相色谱法[1]、气相色谱—质谱法[2]、液相色谱法[3]、液相色谱—质谱法[4],大部分方法都只是涉及对粮食类中的除草剂进行检测,并不适合水中多种类多组分除草剂残留量的检测,本实验采用超高效液相色谱—质谱(UPLC-MS/MS)法对水样中多组分除草剂残留量进行测定,能同时检测30种除草剂的残留量。
1 材料与方法 1.1 主要仪器与试剂超高效液相色谱仪(ACQU ITY Waters公司);三重四级杆质谱仪,配电喷雾离子源(QUATTRO PREMIER Waters公司)氮吹仪;Oasis HLB固相萃取柱:60 mg,3 mL。
30种除草剂标准品:西码通、敌草净、西码津、嗪草酮、扑草净、特丁津、莠去津、异丙净、特丁净、阿特拉通、苄嘧磺隆、噻吩磺隆、甲磺隆、醚苯磺隆、氟磺隆、氯嘧磺隆、咪唑烟酸、甲氧咪草烟、咪唑乙烟酸、灭草喹、咪草酸酯、异乐灵、二甲戊乐灵、氨磺乐灵、敌稗、异丙甲草胺、丁草胺、双氯磺草胺、2,4-滴、绿麦隆均购于Dr. Ehrenstorfer Gmbh公司,纯度>95%。
试剂:甲酸、甲醇、乙腈(均为色谱纯);盐酸(分析纯)。
1.2 标准配制 1.2.1 单一标准储备溶液准确称取每种除草剂5.00 mg于50 mL棕色容量瓶中,用乙腈溶解并定容,此单一标准储备液浓度为除草剂100 μg/mL,于4℃条件下可保存1个月。
1.2.2 混和标准储备溶液根据30种除草剂在仪器上的灵敏度,分别吸取一定体积的30种除草剂单一标准储备溶液,用乙腈稀释,配制成0.0~200.0 μg/L不同浓度的混合标准工作液。
1.3 分析方法 1.3.1 样品处理首先按3 mL甲醇、3 mL去离子水的顺序对Oasis HLB固相萃取柱进行活化处理。然后,取水样200 mL,以2 mL/min的流速通过活化好的Oasis HLB固相萃取柱(若水样浑浊,则用中速定性滤纸过滤。清洁水样则直接过Oasis HLB固相萃取柱。),弃去流出液。水样过完后, 抽中空1 min,最后用5 mL乙睛洗脱, 收集洗脱液,氮气吹至干后用乙腈定容至1.0 mL,待测。
1.3.2 样品分析条件 1.3.2.1 超高效液相色谱条件色谱柱Waters ACQU ITY UPLCTM BEH C18柱(2.1 mm×100 mm 1.7 μm);柱温:30℃;样品温度:20℃;进样体积:10 μL。流动相A为含0.1%(体积分数)甲酸水溶液,流动相B为乙腈,按比例混合进行洗脱;流速:0.4 mL/min。梯度洗脱程序:0~10 min,流动相A比例由80%线性变化至25%;10~11 min,流动相A比例由25%线性变化至10%;11~12 min,流动相A比例保持10%;12~15 min,流动相A比例由10%线性变化至80%;15~30 min,流动相A比例保持80%。
1.3.2.2 质谱条件离子源电喷雾电离(ESI);离子化模式:ESI+ESI-;源温度:110℃;毛细管电压:3.5 kV;光电倍增器电压:650V;脱溶剂温度:350℃;脱溶剂气流量(氮气):550 L/h:碰撞气氩气:350 L/h;锥孔气流:50 L/h。采用多反应监测扫描模式,各种除草剂的质谱采集参数见表 1。
| 名称 | 保留时间(min) | 母离子/子离子 | 锥孔电压(V) | 碰撞电压(eV) | 名称 | 保留时间(min) | 母离子/子离子 | 锥孔电压(V) | 碰撞电压(eV) |
| 西码通 | 1.43 | 198.2 /124.2 | 40 | 20 | 敌草净 | 2.34 | 214.2 /172.2 | 40 | 18 |
| 西码津 | 3.00 | 202.2 /132.0 | 40 | 20 | 嗪草酮 | 3.35 | 215.2 /187.3 | 40 | 20 |
| 扑草净 | 4.29 | 242.2 /158.1 | 40 | 25 | 特丁津 | 5.70 | 230.2 /174.2 | 40 | 15 |
| 莠去津 | 4.17 | 216.2/174.2 | 40 | 18 | 异丙净 | 5.37 | 256.3/144.1 | 40 | 28 |
| 特丁净 | 4.37 | 242.2/186.1 | 40 | 20 | 阿特拉通 | 20.5 | 212.2/170.1 | 40 | 18 |
| 苄嘧磺隆 | 5.25 | 411.1/149.0 | 30 | 22 | 甲磺隆 | 3.73 | 382.1/167.1 | 22 | 16 |
| 醚苯磺隆 | 4.03 | 402.1/141.1 | 27 | 21 | 噻吩磺隆 | 3.47 | 388.1/167.0 | 30 | 20 |
| 氟磺隆 | 6.05 | 420.1/141.0 | 27 | 20 | 氯嘧磺隆 | 6.38 | 415.1/186.0 | 25 | 18 |
| 咪唑烟酸 | 1.41 | 262.2/217.3 | 40 | 20 | 甲氧咪草烟 | 1.59 | 306.3/261.3 | 40 | 18 |
| 咪唑乙烟酸 | 2.34 | 290.3/245.3 | 40 | 20 | 灭草喹 | 3.12 | 312.2/270.3 | 40 | 16 |
| 咪草酸酯 | 2.61 | 289.3/229.3 | 40 | 20 | 异乐灵 | 11.07 | 310.3/226.2 | 30 | 18 |
| 二甲戊乐 | 11.66 | 82.3 /212.3 | 30 | 15 | 氨磺乐灵 | 10.91 | 344.4/283.5 | 30 | 20 |
| 敌稗 | 5.50 | 218.2 /162.1 | 35 | 15 | 异丙甲草胺 | 7.17 | 284.3 /176. | 29 | 20 |
| 丁草胺 | 10.01 | 312.3 /238.2 | 25 | 10 | 双氯磺草胺 | 5.43 | 406.2 /161.0 | 35 | 23 |
| 2, 4-滴 | 4.73 | 219.0/160.8 | 28 | 15 | 绿麦隆 | 5.86 | 213.1/71.7 | 30 | 20 |
1.4 最低检测线、精密度、加标回收率
在最佳的色谱和质谱条件下,除草剂空白基质加标,重复测定6次以10倍信噪比确定最低检测限;在空白水样品中,根据30中除草剂在仪器上的灵敏度,在5倍最低检测限(LOQ)浓度水平做添加回收实验和精密度实验,按上述实验条件处理后,然后上机测定。每个样品测定6次,测定样品的加标回收率、相对标准偏差。
2 结果与讨论 2.1 线性范围与检测限配制浓度为0.0~200 μg/L系列30种除草剂的混合标准溶液。以各组分浓度x(μg/L)为横坐标,被测组分的峰面积y为纵坐标,绘制标准曲线,其相关系数(r)均大于0.99;30种除草剂的浓度在0.0~200 μg/L范围内均具有较好的线性关系,(LOQ)为0.1~1.0 μg/L(表 2)。
| 名称 | 添加浓度(μg/L) | 回收率(%) | RSD(%)n=6 | LOQ(μg/L) | 回归方程 | 相关系数 |
| 西码通 | 0.5 | 85.6 | 6.1 | 0.1 | Y=1328.45x+739.159 | 0.993 |
| 敌草净 | 0.5 | 87.9 | 5.8 | 0.1 | Y=8537.29x+9811.02 | 0.996 |
| 西码津 | 0.5 | 98.2 | 4.6 | 0.1 | Y=2045.11x+1643.20 | 0.998 |
| 嗪草酮 | 5.0 | 83.1 | 4.2 | 1.0 | Y=4369.38x+1457.23 | 0.993 |
| 扑草净 | 0.5 | 101.3 | 3.8 | 0.2 | Y=10569.1x+11284.8 | 0.997 |
| 特丁津 | 2.5 | 78.4 | 8.4 | 0.5 | Y=11634.2x+10895.7 | 0.998 |
| 莠去津 | 1.0 | 92.8 | 3.9 | 0.1 | Y=7729.05x+6549.58 | 0.999 |
| 异丙净 | 2.5 | 89.6 | 5.1 | 0.5 | Y=3321.41x+1965.34 | 0.998 |
| 特丁净 | 0.5 | 92.0 | 3.5 | 0.1 | Y=10559.6x+18579.3 | 0.996 |
| 阿特拉通 | 2.5 | 85.7 | 5.3 | 0.5 | Y=9376.13x+6539.01 | 0.993 |
| 苄嘧磺隆 | 0.5 | 93.6 | 4.7 | 0.1 | Y=984.664x+740.725 | 0.999 |
| 噻吩磺隆 | 0.5 | 93.0 | 3.3 | 0.1 | Y=1328.23x+739.226 | 0.996 |
| 甲磺隆 | 0.5 | 95.2 | 4.1 | 0.1 | Y=2337.02x+1841.48 | 0.992 |
| 醚苯磺隆 | 0.5 | 79.7 | 5.9 | 0.1 | Y=896.237x+768.964 | 0.998 |
| 氟磺隆 | 0.5 | 85.1 | 6.3 | 0.1 | Y=256.487x+137.149 | 0.994 |
| 氯嘧磺隆 | 0.5 | 82.8 | 5.7 | 0.1 | Y=374.562x+255.139 | 0.993 |
| 咪唑烟酸 | 0.5 | 85.2 | 5.8 | 0.1 | Y=136.884x+89.7522 | 0.997 |
| 甲氧咪草烟 | 0.5 | 88.3 | 4.7 | 0.1 | Y=24857.9x+52768.4 | 0.998 |
| 咪唑乙烟酸 | 0.5 | 90.3 | 5.5 | 0.1 | Y=18759.6x+17248.1 | 0.999 |
| 灭草喹 | 0.5 | 94.5 | 6.0 | 0.1 | Y=18096.5x+13846.2 | 0.993 |
| 咪草酸酯 | 0.5 | 85.9 | 6.3 | 1.0 | Y=28304.5x+15804.8 | 0.999 |
| 异乐灵 | 0.5 | 86.7 | 9.3 | 1.0 | Y=778.235x+485.883 | 0.993 |
| 二甲戊乐灵 | 5.0 | 86.4 | 7.2 | 1.0 | Y=4329.12x+2580.43 | 0.994 |
| 氨磺乐灵 | 5.0 | 78.2 | 6.8 | 1.0 | Y=2256.72x+1706.02 | 0.993 |
| 敌稗 | 5.0 | 93.7 | 5.9 | 1.0 | Y=3385.29x+2968.79 | 0.999 |
| 异丙甲草胺 | 5.0 | 79.5 | 6.7 | 1.0 | Y=7364.51x+16734.2 | 0.996 |
| 丁草胺 | 5.0 | 87.1 | 6.2 | 1.0 | Y=1744.34x+901.556 | 0.994 |
| 双氯磺草胺 | 5.0 | 85.6 | 7.0 | 1.0 | Y=1453.44x+984.586 | 0.992 |
| 2,4-D | 5.0 | 88.2 | 8.2 | 1.0 | Y=1984.60x+1125.46 | 0.995 |
| 绿麦隆 | 5.0 | 90.3 | 6.5 | 0.5 | Y=7318.29x+5749.11 | 0.992 |
2.2 精密度与加标回收率
30种除草剂的加标回收率为76.2%~101.3%,相对标准偏差(RSD)3.2%~9.3% (n=6;表 2)。
2.3 标准品定性定量离子对确定配制1.0 μg/mL的单个标准溶液,以流动注射泵连续进样,在电喷雾正离子模式下进行全扫描,找出准分子离子质谱峰,然后以准分子离子为母离子,对其子离子进行全扫描。每种除草剂选择两个响应信号稳定的子离子作为特征子离子,选择灵敏度较高的离子对为定量离子,并优化得到每种除草剂的母离子和子离子所需的最佳锥孔电压和碰撞能量。最后,以多反应监测(MRM)方式对各种除草剂进行扫描,找到并优化质谱条件(表 1)。
2.4 液相分离条件确定采用1.7 μm颗粒径固定相的色谱柱,可以减少基质的干扰。实验分别采用甲醇—水、乙腈—水、乙腈—甲酸水(0.1%体积分数)、甲醇—甲酸水(0.1%体积分数)作为流动相[5],分别进行等度(0.8 :0.2比例)和梯度洗脱,考察30种除草剂分离情况,以甲醇—甲酸水(0.1%体积分数)、乙腈—甲酸水(0.1%体积分数)作为流动相体系基线最为平稳,由于样品的多样性和相近性,等度洗脱很难完全将被测样品分离,以甲醇—甲酸水(0.1%体积分数)作为流动相的灵敏度不如乙腈—甲酸水(0.1%体积分数)高,最后经反复实验确定乙腈—甲酸水(0.1%体积分数)作为流动相进行梯度洗脱。采用乙腈—甲酸水(0.1%体积分数)做流动相可以改善色谱峰的形态,提高离子化效率[6]。以柱温30℃、0.4 mL/min流速进行梯度洗脱,并优化得到最佳的梯度洗脱程序。
2.5 洗脱液及洗脱体积的选择实验分别用乙腈、甲醇、甲醇—甲酸水(0.1%体积分数)、乙腈—甲酸水(0.1%体积分数)作洗脱液进行样品加标回收试验,结果表明上述洗脱液的洗脱效率均较好。考虑到标准工作液定容介质是乙腈,为保持一致性,选择乙腈作为洗脱液。本实验分别选用乙腈3、5、7 mL洗脱,经测试结果表明,用乙腈3 mL洗脱时,除草剂的回收率为33.4%~48.7%,用5 mL乙腈洗脱时,除草剂的回收率为76.2%~101.3%,用7 mL乙腈洗脱时,除草剂的回收率也在76.2%~101.3%之间,回收率变化不大,故选择5 mL乙腈进行洗脱。
3 结论本实验建立了超高效液相色谱—质谱法测定水中多组分除草剂残留量的检测方法。实验结果表明,30种除草剂的加标回收率在76.2%~101.3%之间,相对标准偏差(RSD)在3.2%~9.3%之间(n=6),最低检测限在0.1~1.0 μg/L之间,线性范围在0.0~200 μg/L,满足对水中除草剂残留量的检测要求。本方法操作简便,快速准确,提高了样品检出灵敏度,能同时检测30种除草剂的残留量。
| [1] | 霍江莲, 李军, 葛毅强, 等. 大豆中二硝基苯胺类除草剂多残留的气相色谱法定量检测及质谱确证[J]. 分析化学, 2006, 34(9): 63–67. |
| [2] | 匡华, 侯玉霞, 储晓刚, 等. 气相色谱质谱法同时测定大豆中14中苯氧羧酸类除草剂[J]. 分析化学, 2006, 34(12): 1733–1736. doi: 10.3321/j.issn:0253-3820.2006.12.015 |
| [3] | 崔勇, 刘思洁, 张冠英, 等. 固相萃取-高效液相色谱法同时测定大豆中5种除草剂[J]. 中国卫生检验杂志, 2009, 19(8): 1790–1791. |
| [4] | 任晋, 黄翠玲, 赵国栋, 等. 固相萃取-高效液相色谱-质谱联机在线分析水中痕量除草剂[J]. 分析化学, 2001, 29(8): 876–880. |
| [5] | 叶凤娇, 孔德洋, 单正军. 水中12种磺酰脲类除草剂多残留测定研究[J]. 全国农产品质量控制与溯源技术交流研讨会论文集, 2010: 5. |
| [6] | 张玉婷, 李娜, 邵辉, 等. 超高效液相色谱-串联质谱法测定人参、黄芪中多种除草剂残留量[J]. 分析实验室, 2011, 30(8): 27–32. |


