农药学学报  2014, Vol. 16 Issue (4): 462-466   PDF    
乙嘧酚在苹果中的残留及消解动态
梁京芸1,2, 李增梅1,2, 郭长英1,2, 邬元娟1,2, 苑学霞1,2    
1. 山东省农业科学院 农业质量标准与检测技术研究所, 济南 250100;
2. 山东省食品质量与安全检测技术重点实验室, 济南 250100
摘要:采用乙腈提取、固相萃取法净化和高效液相色谱(HPLC-UV)检测方法,研究了乙嘧酚在苹果中的消解动态及最终残留。结果表明:采用70%甲基硫菌灵(50%) ·乙嘧酚(20%)可湿性粉剂,在乙嘧酚有效成分为525 mg/kg剂量下对苹果植株喷雾施药,2010和 2011年乙嘧酚在苹果中的半衰期(t1/2)分别为1.94~2.65 d 和 2.07~2.70 d;在525 mg/kg剂量下施药4次,间隔期 10 d,距第4次施药后7 d时,乙嘧酚在苹果中的最终残留量低于最低检测浓度(0.02 mg/kg),远低于欧盟规定的最大残留限量值(0.1 mg/kg)。
关键词乙嘧酚     苹果     消解动态     最终残留     高效液相色谱    
Residue and dissipation of ethirimol in apple
LIANG Jingyun1,2, LI Zengmei1,2, GUO Changying1,2, WU Yuanjuan1,2, YUAN Xuexia1,2    
1. Institute of Agricultural Quality Standards and Testing Technology Research, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Ji'nan 250100, China;
2. Key Laboratory of Testing Technology on Food Quality and Safety of Shandong Province, Ji'nan 250100, China
Abstract: Spraying 70% thiophanate-methyl (50%) ethirimol(20%) up in apple. Residue and dissipation of ethirimol were investigated in field. Ethirimol in the samples was extracted with acetonitrile, purified with SPE and detected by the high performance liquid chromatography (HPLC-UV) method. The results showed that when ethirimol was spayed at the 525 mg/kg, the half-life was 1.94-2.65 d in 2010, 2.07-2.70 d in 2011,respectively. When ethirimol was sprayed at 525 mg/kg four times a year, preharvest interval of ethirimol in apple set at 10 days, the final residues of ethirimol in apple were no detected 7 days after spaying the fourth time, which was lower than MRL of EU (0.1 mg/kg).
Key words: ethirimol     apple     dissipation     final residues     high performance liquid chromatography    

乙嘧酚,化学名称为5-丁基-2-乙基氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶,分子式为C11H19N\-3O,相对分子质量为209.3。乙嘧酚为杂环类内吸性杀菌剂,对菌丝体、分生孢子、受精丝等均具有极强的杀灭效果,并能强力抑制孢子的形成,阻断孢子再侵染,杀菌效果全面且彻底[1]。乙嘧酚对番茄白粉病有明显的防治效果[2]。洪奎贤等[3]研究表明,在黄瓜白粉病发病初期喷施25%的乙嘧酚混悬剂800倍液,可有效防治白粉病蔓延;郑伟等[4]研究表明,25%乙嘧酚悬浮剂对苹果白粉病菌菌丝生长有不同程度的抑制作用;但乙嘧酚对蜜蜂、鱼、鸟、家蚕等非靶生物有潜在危害[1]

欧盟已制定乙嘧酚在苹果中的最大残留限量(MRL)标准为 0.1 mg/kg[5],我国尚未制定其在苹果中的MRL标准。对于乙嘧酚的残留分析方法,目前主要有高效液相色谱-紫外检测法(HPLC-UV)[6]、高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)等[7]。王蒙岑等[8]利用高效液相色谱-二极管阵列检测器(HPLC-DAD)建立了乙嘧酚在黄瓜及其土壤中的残留检测方法,但尚未见有关其在苹果中残留及消解动力学方面的研究。笔者选择苹果实地种植区,利用HPLC-UV法研究了乙嘧酚在苹果中的残留及消解行为,旨在为评估乙嘧酚在苹果中的安全使用提供参考。

1 材料与方法 1.1 仪器与药剂

美国Waters 2695型高效液相色谱仪,配2487型紫外检测器,Waters C18固相萃取小柱(MCX)(3 mL,60 mg);T25BS2型高速分散匀浆机(德国IKA公司);3K30型高速离心机(美国Sigma公司);Laborota 4000型旋转蒸发仪(德国Heidolph公司);AE-240型电子天平(瑞士Mettler-Toledo公司)。Atlantis C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm)。

乙嘧酚(ethirimol)标准品(纯度>95.6%,由惠州市中讯化工有限公司提供); 70%甲基硫菌灵(50%)·乙嘧酚(20%)可湿性粉剂(由惠州市中讯化工有限公司提供)。甲醇(色谱纯,德国Meck公司);乙腈(色谱纯,赛默飞世儿科技(中国)有限公司);其他试剂为市售分析纯;实验用水为去离子水。 1.2 田间试验

分别于2010和2011年的7—9月,在山东临沂、安徽宿州和河北邢台进行了2年3地的田间试验,苹果品种分别是黄金帅、乔金纳和红富士。山东临沂属暖温带大陆性季风气候;邢台属暖温带亚湿润季风气候,四季分明,年内温差大,降水集中;安徽宿州市属暖温带半湿润季风气候,境内气候适宜,四季分明,冬季寒冷,夏季炎热,光照充足,雨量适中。根据厂家推荐,采用70%甲基硫菌灵(50%)·乙嘧酚(20%)可湿性粉剂防治苹果树白粉病,推荐剂量为有效成分233~350 mg/kg。消解动态试验施药1次,最终残留试验施药3次和4次。依据《农药残留试验准则》[9]设置试验小区,每小区3棵树,每处理重复 3次,小区间设保护带,另设不施药的空白对照小区。采用手动高压喷雾器喷雾施药。分别设置高、低 2个施药剂量,高剂量为70%甲基硫菌灵·乙嘧酚可湿性粉剂用水稀释1 330倍(乙嘧酚有效成分 525 mg/kg),低剂量为用水稀释2 000倍(有效成分350 mg/kg)(以下剂量未说明时均为有效成分)。试验小区按施药量由低到高顺序排列。根据树冠的大小决定用水量。为保证施药均匀,一般喷施2遍,以树叶滴水为准。 1.3 乙嘧酚在苹果中的消解动态及最终残留试验 1.3.1 消解动态试验

当苹果生长到成熟个体一半大小时,采用高剂量喷雾施药。分别于施药后1 h和1、2、3、5、7、14 d时,随机在小区内15个采样点采集2 kg 生长正常、无病害、半成熟或成熟的苹果果实,采集部位遍及果树上、中、下部,切碎、混匀后采用四分法留样500 g,于-20℃冰柜中贮存。每处理重复3次,处理间设保护隔离区。另设喷施清水处理为空白对照。每小区3棵树,小区边行和每行距离两端0.5 m内不采样。 1.3.2 最终残留试验 分别采用低、高2个剂量进行喷雾施药。生长期间分别施药3次和4次,施药间隔期为10 d。分别于距最后1次施药后7和14 d时采集苹果样品。每处理重复3次,每重复3棵树。设喷施清水处理为空白对照。处理间设保护行。苹果样本的采集方法及采样区域同1.3.1节。 1.4 样品分析方法 1.4.1 样品提取与净化

称取苹果样品10 g于50 mL 离心管中,加入20 mL乙腈、5 g硫酸钠和5 g氯化钠;高速匀浆1 min,在离心机中以 4 000 r/min 的转速离心5 min,取上清液10 mL于圆底烧瓶中,43 ℃水浴旋转蒸发至近干,用2 mL甲醇溶解,待净化。

采用固相萃取法净化。用2 mL质量分数为50%的甲醇水溶液活化MCX固相萃取柱,当溶剂液面流至吸附填料表面时,立即加入样品浓缩液,将样品液全部转移至萃取柱后,再用3 mL质量分数为2%的甲酸水溶液淋洗,弃去淋出液;先用3 mL甲醇洗脱,再用8 mL含 5%氨水的甲醇溶液洗脱,收集溜出液,氮气吹干后用甲醇定容至2 mL,用0.22 μm滤膜过滤,待测。 1.4.2 色谱分析条件

流动相:V(水)∶V(甲醇)∶V(乙腈)=56∶24∶20;流速1.0 mL/min;波长223 nm;Atlantis C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);进样量10 μL。 1.4.3 标准曲线

准确称取乙嘧酚标准品0.05 g(精确至0.001 g),用甲醇溶解并定容至50.0 mL,配制成 1 000.0 μg/mL的乙嘧酚标准母液,继而用甲醇稀释成10.0、1.0、0.5、0.1、0.05、0.025 μg/mL的系列标准溶液,进行色谱分析。以乙嘧酚质量浓度(μg/mL)为横坐标(X),峰面积为纵坐标(y),绘制标准曲线。 1.4.4 添加回收试验

分别在空白苹果样品中添加乙嘧酚标准溶液,添加水平分别为0.02、0.2和2 mg/kg,按照所建方法进行提取、净化和HPLC检测,计算添加回收率和相对标准偏差(RSD)。每个水平重复5次,同时设空白对照。 1.4.5 数据处理

采用一级动力学方程式(ctc0-kt)计算乙嘧酚在苹果中的半衰期(t1/2)=ln2/k[10]2 结果与讨论 2.1 前处理条件优化

比较了采用Waters Sep-pak C18、Waters Oasis MCX 2种固相萃取小柱及液液分配3种方法的净化效果。结果发现:采用C18小柱的回收率只有18.6%,液液分配法的回收率为78.6%,而MCX小柱的回收率达95.8%。乙嘧酚的结构中含有极性较强的羟基及碱性较强的氨基,而C18固相萃取小柱对极性强的化合物滞留性较差;尽管调节乙腈提取液的酸碱度,通过液液分配法能将乙嘧酚进行纯化分离,但处理方法繁琐,工作量大,效率低;MCX固相萃取小柱采用离子吸附原理,可使乙嘧酚与杂质很好地分离,是方便、快捷的净化方法。 2.2 线性范围及准确度、精密度和灵敏度

结果表明:乙嘧酚在0.025~10 mg/L范围内,峰面积与质量浓度间呈良好的线性关系,回归方程为y=51 023X-854.2,相关系数r=1。乙嘧酚在苹果样品中检测的准确度(平均回收率)和精密度(相对标准偏差)数据见表 1。相关谱图见图 1。该方法仪器的检出限为0.25 ng。在上述色谱条件下,乙嘧酚在苹果中的最低检测浓度(LOQ)为0.02 mg/kg。

图 1 乙嘧酚标准品(A)及苹果空白样品添加0.2 mg/kg乙嘧酚(B)的液相色谱图Fig. 1 Chromatogram of ethirimol standard sample (A) and ethirimol (0.2 mg/kg) spiked into apple (B)

表 1 乙嘧酚在苹果样品的平均回收率及相对标准偏差 Table 1 Average recovery and relative standard deviation of ethirimol in apple sample

结果表明,在所选的色谱条件下,乙嘧酚与杂质具有良好的分离效果,且峰形很好。灵敏度及准确性均符合农药残留分析的要求[9]2.3 乙嘧酚在苹果中的消解动态及最终残留 2.3.1 消解动态

70%甲基硫菌灵(50%)·乙嘧酚(20%)可湿性粉剂在525 mg/kg施药剂量下,乙嘧酚在临沂、宿州和邢台3地在苹果中消解动态均符合一级反应动力学方程模式,消解方程、相关系数和半衰期见表 2。消解动态曲线见图 2。随着时间的延长残留量逐渐降低。2010和2011年乙嘧酚在苹果中的半衰期t1/2分别为1.94~2.65和2.07~2.70 d,施药7 d后消解率达90%以上,该药应属于易降解农药(t1/2<30 d)[11]

表 2 乙嘧酚在苹果中的消解规律 Table 2 Residue dynamics of ethirimol in apple

图 2 乙嘧酚在苹果中的消解动态曲线图 Fig. 2 Dissipation dynamics curve of ethirimol in apple
2.3.2 最终残留

按照最高推荐剂量(350 mg/kg)和最多推荐次数(3次)施药7 d后,苹果中乙嘧酚的残留量均小于0.02 mg/kg;在施药剂量为最高推荐剂量1.5倍(525 mg/kg)及增加1次用药的情况下,施药7 d后苹果中乙嘧酚的残留量也均小于0.02 mg/kg。表明乙嘧酚在苹果中的消解速率较快,不同施药剂量下施药3~4次,间隔期为10 d时,距末次施药间隔7、14 d采集的苹果样品中乙嘧酚的最终残留量均低于0.02 mg/kg,远低于依据欧盟规定乙嘧酚在苹果中的MRL值(0.1 mg/kg)。 3 结论

苹果样品经乙腈提取、MCX固相萃取柱净化后采用HPLC-UV法检测乙嘧酚在苹果中的残留消解动态。结果表明:乙嘧酚在苹果中的最低检测浓度为0.02 mg/kg,在0.02~2 mg/kg添加水平下,其平均回收率为73%~84%,RSD为0.68%~3.9%。

两年3地的田间试验结果表明:乙嘧酚在苹果中的半衰期为1.94~2.70 d;按最高推荐剂量(350 mg/kg)和最多推荐次数3次施药7 d后,苹果中乙嘧酚的残留量均小于0.02 mg/kg;在施药剂量为最高推荐剂量1.5倍(525 mg/kg)及增加1次用药的情况下,施药7 d后苹果中乙嘧酚的残留量也均小于0.02 mg/kg,因此在该剂量下使用乙嘧酚是安全的。根据本研究结果,建议70%甲基硫菌灵·乙嘧酚可湿性粉剂在苹果上使用的乙嘧酚有效成分质量分数为 233~350 mg/kg,每年用药1~2次,安全采收间隔期为7 d。

参考文献
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