草甘膦(glyphosate)，是由美国孟山都公司开发的除草剂。25℃时在水中的溶解度为1.2%，不溶于一般有机溶剂。是一种非选择性、低残留灭生性除草剂，对多年生根杂草非常有效，是全世界用量最大的一种除草剂。2,4-滴，化学名：2,4-二氯苯氧乙酸。纯品为白色结晶，水中溶解度很小，易溶于乙醇、苯等有机溶剂，但其钠盐、胺盐则极易溶于水。因其用量多、成本低，一直是世界主要除草剂品种之一，也是我国目前使用量最大的几种除草剂中的两种。

《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)^[1]中，有19项农药卫生指标，其中草甘膦和2,4－D的最大残留限量分别是0.7 g/mL和0.03 g/mL。原生活饮用水标准检验方法中给出的方法，需要浓缩，复杂的前处理和衍生化^[2]。草甘膦在传统的反相液相色谱柱，保留时间很短，难以得到好的分离，色谱峰拖尾严重^[3]，也有用离子色谱法^[4-7]测定水中的草甘膦，该方法与液相色谱质谱法相比，由于抗干扰能力弱，容易出现假阳性，在2013年的水源水农药残留建监测中发现可能有多例假阳性样品。本方法采样正相色谱柱，进一步优化了色谱条件，不但峰型对称，灵敏度大为提高，前处理无需进行预浓缩，草甘膦的灵敏度能够达到4 ng/mL，2,4-滴到0.4 ng/mL，完全可以满足饮用水卫生指标的分析，对保护我国的水体安全有重要的意义。

1 实验部分 1.1 仪器

高效液相色谱质谱仪：液相色谱是Waters公司的Acquity UPLC，自动进样器是Waters公司的2777C，所配置的质谱是Waters公司的XEVO TQ串联质谱。

1.2 试剂

草甘膦(99.9%)，2,4-滴(99.8%)从SIGMA公司所购。称取10.0 mg标样草甘膦和2,4-滴，用纯水定容50 mL，得草甘膦和2,4-滴储备液200.0 μg/mL。

乙腈(Fisher公司，色谱纯)；乙酸铵(天津光伏精细化工研究所，色谱纯)；氨水(北京化工厂，分析纯)；超纯水，由TTL-10B纯化制备，电阻18.2 MΩ。

1.3 标准溶液的配制

分别取适量的草甘膦和2,4-滴储备液至1个100 mL的容量瓶中，用经0.22 μm滤膜过滤的自来水稀释，配制的草甘膦系列标准溶液的质量浓度分别为20.0、40.0、100.0、400.0和800.0 ng/mL；2,4-滴系列标准溶液的浓度分别为2.0、4.0、10.0、40.0和80.0 ng/mL，以自来水作空白对照。

1.4 色谱质谱条件

1.4.1 质谱条件

电喷雾三重四极杆串联质谱，负离子ESI模式，去溶剂温度450℃；去溶剂气流量：800 L/h；毛细管电压：2.5 kV；锥孔电压：25 V；碰撞气(氩气)流量：0.16 mL/min。MRM参数如下：草甘膦检测的定量离子对：168.0/149.9，碰撞电压：10V，定性离子对168.0/123.9，碰撞电压：12V，这两对离子对的锥孔电压都为：25 V，驻留时间都为(Dwell)0.1s；2,4-滴检测的定量离子对：219.1/160.9，碰撞电压：14 V，定性离子对219.1/124.9，碰撞电压：16V，这两对离子对的锥孔电压都为：18 V，驻留时间都为(Dwell)0.1 s。

1.4.2 色谱条件

色谱柱：资生堂CAPCELL PAK ST柱(2.1 mm×150 mm)；柱温：30℃。流动相为：A:10 mmol/L乙酸铵水溶液(用氨水调pH至10.10)，B：乙腈，A/B=72/ 28，流速：0.4 mL/min；进样量：10 μL。

1.5 样品的制备

直接过0.22 μm滤膜，装样品瓶，待分析。

2 结果与分析 2.1 液相色谱条件的优化

色谱柱的选择：草甘膦和2,4-滴具有较强的极性，试用了Waters公司的UPLC BHC C₁₈柱，Atlantis C₁₈柱，和Agilent公司的ZORBAX Eclipse Plus C₁₈柱，发现草甘膦或者不能够出峰，或者拖尾现象严重。参考了曾经分析测定水中强极性除草剂百草枯的分析方法，采用正相色谱柱CAPCELL PAK ST柱(2.1 mm× 150 mm)，无需添加离子对试剂，就能够得到有效的分离，且峰型对称，灵敏度高。

优化流动相：流动相A配置为10 mmol/L乙酸铵水溶液，用氨水调节流动相A的pH值，设置流动相A/B=7/3，经试验发现，在pH在10.0以下时，草甘膦和2,4-滴的灵敏度有明显的下降，在pH值大于10.2时，虽然随pH的变大，草甘膦的灵敏度能有部分增加，但由于溶液中添加的氨水有一定的挥发性，氨水浓度越高，pH越不易稳定，易造成草甘膦和2,4-滴出峰强度和保留时间不稳。因此经过多次优化流动相试验，发现流动相A的pH调至10.10，水相和有机相的比例为72/28，草甘膦和2,4-滴有较好的灵敏度和合适的稳定性。

在柱温的选择上，柱温设为40℃时，30℃和室温时，对出峰的峰型，分离度，灵敏度等影响不大。选择柱温30℃，保留时间重复性好，受室内环境稳定影响小。

优化后的色谱条件：流速0.4 mL/min，柱温30℃，流动相为A:10 mmol/L乙酸铵水溶液(用氨水调pH至10.10)，B：乙腈，A/B=72/28，在此色谱条件下，草甘膦的保留时间0.98 min，2,4-滴的保留时间0.73 min。图 1显示的是草甘膦和2,4-滴在自来水中添加4.0 ng/mL的样品色谱图

2.2 质谱条件的优化

根据草甘膦和2,4-滴的分子结构的特征，实验选择了负离子ESI电离模式。考虑到在液相中，流动相中乙腈的比例较大，设置去溶剂温度450℃；去溶剂气流量：800 L/hr，最佳的毛细管电压2.5 kV，锥孔电压25 V。然后通过质谱仪进行MRM参数自动优化：草甘膦强度最好的两个离子对168.0/149.9和168.0/123.9，最佳碰撞电压分别为10V和12V，锥孔电压均为25 V，驻留时间均为(Dwell)0.1s。以离子对168.0/149.9强度最大，故以此离子对为定量离子对，而以168.0/123.9作为定性离子对；2,4-滴强度最好的两个离子对219.1/160.9和219.1/124.9，最佳碰撞电压分别为14 V和16 V，锥孔电压都为：18V，驻留时间都为(Dwell)0.1 s。以离子对219.1/160.9强度最大，故以此离子对为定量离子对，而以219.1/124.9作为定性离子对。

2.3 工作曲线，最低检出限，加标回收率和精密度

在设定的色谱和质谱条件下，分别取10 μL在1.3中配制的系列标准溶液，进样LC-MS-MS分析，以草甘膦和2,4-滴在水中的质量浓度为横坐标，以草甘膦和2,4-滴的响应值为纵坐标，做工作曲线。得到草甘膦在水中浓度范围20.0~800.0 ng/mL时，线性相关系数为0.9992；2,4-滴在水中浓度范围2.0~80.0 ng/mL时，线性相关系数为0.9996。

在自来水中添加草甘膦和2,4-滴，以10倍信噪比(S/N)计算，在进样量10 μL时，得到的本方法草甘膦和2,4-滴最低检测质量浓度分别为4.0 ng/mL和0.4 ng/mL。

另外，草甘膦(100.0 ng/mL，400.0 ng/mL)和2,4-滴(10.0 ng/mL，40.0 ng/mL)在水中进行了两个水平的加标，每个水平6个重复。通过测定和工作曲线的计算，得到草甘膦测定的结果为：95.3±3.8ng/mL和402.7±20.8 ng/mL，即平均回收率分别为95.3%和100.7%，精密度RSD(n=6) 分别为4.0%和5.2%；2,4-滴测定的结果为：9.7±0.2 ng/mL和38.6±1.0 ng/mL，即平均回收率分别为97.0%和96.5%，精密度RSD(n=6) 分别为2.1%和2.6%。

3 讨论

草甘膦的强离子特性使得他在传统的反相C₁₈或C₈色谱柱上，保留很弱，难以得到良好的分离，而且易与固定液上的硅羟基发生作用，产生严重拖尾。采用正相色谱柱，进行分离，草甘膦的分离和出峰峰型得到了极大的改善，使分离效果和灵敏度都得到了提高，在国内外草甘膦相关的文献中，很少见到这方面的报道。

在我国饮用水标准中草甘膦和2,4-滴的最大残留限量分别是700 ng/mL和30 ng/mL^[1]。原生活饮用水标准检验方法中给出的方法，需要浓缩，前处理复杂和需要衍生化。根据现代检验技术的最新发展，采用灵敏度更高，准确性更好的液相色谱质谱技术。根据饮用水基质比较干净的特点，通过过滤，直接进样分析，快速，准确地测定这两种农药。建立的方法对草甘膦和2,4-滴的最低检测质量浓度分别为4 ng/mL和0.4 ng/mL。完全可以满足测定日常饮用水中这两种农药检测项目的需要。另外，如果结合其它合适的样品前处理方法，该检测方法也可以应用在食品和环境样品的分析检测方面。