噻虫嗪(thiamethoxam)属于第二代新烟碱类-硫烟碱杀虫剂^[1]，相对分子质量为291.7，结构式见Scheme 1，由瑞士诺华(现先正达)公司1991年开发并于1997年上市。它是一种结构新颖的高效、低毒、广谱型烟碱类杀虫剂，具有良好的胃毒和触杀活性^{[2, 3]}。该药用于防治水稻、小麦、棉花及果树、蔬菜作物上的刺吸式口器害虫，如稻飞虱、蚜虫、叶蝉、蓟马、白粉虱以及马铃薯甲虫等，防治效果良好^[4]，是有机磷、氨基甲酸酯类农药较好的替代品。

Scheme 1

Scheme 1

Scheme 1

目前，关于噻虫嗪在不同介质中的残留检测方法已有报道。黄伟等^[5]采用Pesticarb NH₂-SPE净化柱，V(甲苯)∶V(乙腈)=7∶3溶液洗脱，对马铃薯中噻虫嗪的残留进行了检测，效果较好；Singh等^[6]采用微波辅助萃取(microwave aided extraction,MAE)前处理方法提取5种蔬菜(甘蓝、番茄、马铃薯、辣椒、胡椒)样品中的噻虫嗪残留，其添加回收率较高；刘宾等^[7]采用甲醇提取，氯化钠水溶液洗涤，二氯甲烷萃取，高效液相色谱法测定了噻虫嗪在菠菜中的消解动态和最终残留；Obana等^[8]以甲醇作提取剂，以石墨化碳柱净化，采用液相色谱-质谱联用(LC-MS)法分析了噻虫嗪在12种不同水果和蔬菜样品中的残留，其回收率为70%～95%。目前有关噻虫嗪在烟草上的残留检测技术和消解行为尚未见报道，且烟草中含色素、烟碱、多酚等杂质较多，采用传统的提取、净化方法效果较差。鉴于此，本研究建立了噻虫嗪在烟草和土壤中残留及消解动态的HPLC-UV检测方法，以期为噻虫嗪在烟草上的检测技术研究、最大残留限量(MRL)标准的制定及其合理使用提供参考。

1 材料与方法 1.1 主要仪器及试剂

Waters Alliance 2695/2487高效液相色谱-紫外检测器(HPLC-UV)和Waters Sun Fire RP-18色谱柱(250 mm ×4.6 mm，5.0 μm)，美国Waters公司；RSQ-60AS超声波振荡机，宁波荣顺公司；Cleanert NH₂-SPE净化柱(500 mg/6 mL)，天津博纳艾杰尔科技有限公司。

99.5%噻虫嗪(thiamethoxam)标准品(德国Dr.E公司)；22%高效氯氟氰菊酯·噻虫嗪微囊悬浮剂[噻虫嗪含量为12.6%，先正达(中国)公司]；乙腈、甲醇、二氯甲烷(经重蒸馏处理)、无水硫酸钠(于600 ℃烘5 h，冷却后备用)、去离子水、氯化钠，均为分析纯，甲醇为色谱纯。

提取：准确称取20.0 g鲜烟叶样品置于三角瓶中(或干烟叶样品8.0 g，使用前用10 mL去离子水浸润)，加入80 mL乙腈，振荡提取1 h后加入适量氯化钠，再振荡10 min，静置；经加有10 g无水硫酸钠的筒形漏斗过滤；准确量取20 mL滤液于100 mL浓缩瓶中，旋蒸浓缩至近干；加入3 mL V(二氯甲烷)∶ V(甲醇)=99∶1的混合溶液溶解提取物，待净化。

净化：用5 mLV(二氯甲烷)∶ V(甲醇)=99∶1的混合溶液预淋洗Cleanert NH₂-SPE净化柱，将上述提取物转入柱中，再用12 mL此混合溶液分3次洗瓶、淋洗，收集淋洗液，浓缩至近干，用甲醇定容至2 mL，经0.22 μm滤膜过滤后待测。

流动相为V(甲醇)∶V(水)=20∶80；流速为0.8 mL/min；柱温30 ℃；测定波长254 nm；进样量10 μL。在此条件下，噻虫嗪的保留时间为15.4 min。

采用外标法定量。准确称取0.01 g噻虫嗪标准品，用甲醇溶解并定容至100 mL，配制成100 mg/L的噻虫嗪母液；再用甲醇逐级稀释成质量浓度分别为0.01、0.05、0.1、0.5、1.0、5.0和10.0 mg/L的标准曲线工作液，按1.2.2节条件进行检测。以进样质量浓度为横坐标，所对应的色谱峰面积为纵坐标绘制标准曲线。

在鲜烟叶和干烟叶空白样品中，分别添加噻虫嗪标准溶液，添加水平鲜烟叶为0.01、0.5和5 mg/kg，干烟叶为0.05、0.5和5 mg/kg，按照1.2.1和1.2.2节条件进行样品处理和测定。每个水平重复5次。

参照《农药残留试验准则》^[9]和《农药登记残留田间试验标准操作规程》^[10]，于2011年及2012年分别在山东青岛和湖南长沙进行田间试验，供试烟草品种分别为中烟100(山东青岛)和云烟87(湖南长沙)。试验设空白对照区、低剂量2次施药、低剂量3次施药、高剂量2次施药、高剂量3次施药和消解动态试验区，每个小区面积为30 m²，3次重复。小区之间设保护行，按照用药量由低到高排列。

于烟草现蕾期，按22%高效氯氟氰菊酯·噻虫嗪微囊悬浮剂制剂用量225 mL/hm²(噻虫嗪有效成分含量28.4 g/hm²)对水喷雾施药1次，分别于施药后1 h及1、3、5、7、14、21、28、35、42 d随机采集烟叶，每小区每次采集烟叶不少于50片，切碎缩分，留样200 g，备用。

按照制剂推荐低剂量150 mL/hm²(噻虫嗪有效成分含量18.9 g/hm²)和推荐高剂量225 mL/hm²(噻虫嗪有效成分含量28.4 g/hm²)，于烟草现蕾初期-成熟期对水喷雾，分别施药2～3次，施药间隔期为7 d，每处理3次重复。分别于末次施药后7、14、21 d随机采集上、中和下部烟叶，采用三段式工艺烘烤，粉碎后过10目筛，所有样品于-20 ℃保存，待测。

2 结果与讨论 2.1 前处理条件的优化

烟草中含有较多的烟碱、多酚、色素等杂质，对前处理要求比较高，按文献^{[4, 5, 6, 7, 8]}进行前处理的方法，不适合烟草中噻虫嗪的测定和分析。闫晓阳等^[11]采用乙腈提取，C₁₈柱、V(丙酮)∶V(正己烷)=1∶9 淋洗液净化，检测烟草中吡唑醚菌酯残留，净化效果较好，能有效去除烟草中的烟碱、多酚、色素等多种物质；王秀国等^[12]采用乙腈提取，PSA(N-丙基乙二胺)柱、V(丙酮)∶V(正己烷)=1∶9淋洗液净化，检测烟草中氯溴异氰尿酸残留，净化效果较好。鉴于此，本研究分别考察了PSA柱、Florisil柱和NH₂柱3种净化柱及V(二氯甲烷)∶V(甲醇)=99∶1、95∶5、90 ∶10)，V(正己烷)∶V(甲醇)=99∶1、95∶5、90∶10淋洗液对净化效果的影响。结果表明：不同组合间净化效果差别较大，其中采用NH₂柱且以V(二氯甲烷)∶V(甲醇)=99∶1为淋洗液时净化效果较好，目标峰附近无杂质干扰且回收率符合残留试验标准的要求。故选此组合去除烟草中的杂质。

结果表明：在0.01～10 mg/L范围内，噻虫嗪的峰面积(y)与质量浓度(x)间呈良好线性关系，回归方程为y=932.292 7+42 367.87x，相关系数r=0.999 7。按照3倍信噪比(S/N)计算，仪器检出限(LOD)为0.05 ng；通过添加回收率确认，噻虫嗪在鲜烟叶中的定量限(LOQ)为0.01 mg/kg，干烟叶中的LOQ为0.05 mg/kg。

添加回收试验结果见表 1。在0.01～5 mg/kg添加水平下，鲜烟叶中噻虫嗪的平均回收率为92%～95%，相对标准偏差(RSD)为4.5%～9.2%；在0.05～5 mg/kg添加水平下，干烟叶中噻虫嗪的平均回收率为91%～94%，RSD为5.9%～6.8%，均符合农药残留试验准则要求。典型色谱图如图 1所示，图中杂质峰相对较少，且在目标峰附近无杂质干扰，净化效果好。

表 1(Table 1)

表 1 噻虫嗪在鲜烟叶和干烟叶中的添加回收率及相对标准偏差Table 1 Recoveries and RSDs of thiamethoxam in fresh tobacco leaves and cured tobacco leaves at different levels 样品 Sample 添加水平 Spiked level/ (mg/kg) 平均回收率 Average recovery/% 相对标 准偏差 RSD/% 鲜烟叶 Fresh leaves 0.01 92 9.2 0.5 94 5.2 5 95 4.5 干烟叶 Cured leaves 0.05 91 6.8 0.5 92 3.4 5 94 5.9

表 1 噻虫嗪在鲜烟叶和干烟叶中的添加回收率及相对标准偏差Table 1 Recoveries and RSDs of thiamethoxam in fresh tobacco leaves and cured tobacco leaves at different levels

图 1

Fig. 1

A.噻虫嗪标样(1.0 mg/L)；B.鲜烟叶空白；C.鲜烟叶添加(0.01 mg/kg)；D.鲜烟叶添加(0.5 mg/kg)；E.鲜烟叶样品；F.干烟叶空白；G.干烟叶添加(0.05 mg/kg)；H.干烟叶添加(0.5 mg/kg)；I.干烟叶样品。 A. Standard chromatogram at 1.0 mg/L; B. Blank green leaf; C. Green leaf spiked at 0.01 mg/kg; D. Green leaf spiked at 0.5 mg/kg; E. Green leaf sample; F. Blank dry leaf; G. Dry leaf spiked at 0.05 mg/kg; H. Dry leaf spiked at 0.5 mg/kg; I. Dry leaf sample.图 1 噻虫嗪的典型色谱图Fig. 1 Typical HPLC chromatogram of thiamethoxam

2.4 噻虫嗪在烟叶中的消解动态

结果(见图 2和表 2)表明：在噻虫嗪有效成分28.4 g/hm²施药剂量下，山东2年鲜烟叶样品中，施药1 h后噻虫嗪的原始沉积量为7.51～7.98 mg/kg，5 d时消解率均超过65%，28 d时消解率均超过90%，理论半衰期为4.6～8.1 d。湖南2年烟叶样品中，施药1 h后噻虫嗪的原始沉积量为1.82～4.96 mg/kg，5 d时消解率均超过70%，14 d时消解率均超过90%，到42 d时其残留量均低于检出限，理论半衰期为1.3～5.5 d。

图 2

Fig. 2

图 2 噻虫嗪在鲜烟叶中的消解动态Fig. 2 Decline curves of thiamethoxam in fresh tobacco leaves

表 2(Table 2)

表 2 噻虫嗪在鲜烟叶中的消解动力学方程及其相关系数Table 2 Dissipation and correlation parameters of thiamethoxam in fresh tobacco leaves 年份 Year 试验地点 Test site 动力学方程 Dynamics equation 相关 系数r 半衰期 Half-life/d 2011 山东Shandong 湖南Hunan ct=4.606 2e-0.149 3 t ct=1.856 5e-0.546 t -0.96 -0.99 4.6 1.3 2012 山东Shandong 湖南Hunan ct=5.681 7e-0.085 5 t ct=3.171 4e-0.125 6 t -0.97 -0.98 8.1 5.5

表 2 噻虫嗪在鲜烟叶中的消解动力学方程及其相关系数Table 2 Dissipation and correlation parameters of thiamethoxam in fresh tobacco leaves

结果(见表 3)表明：在噻虫嗪有效成分18.9和28.4 g/hm² 2个剂量下，分别施用22%高效氯氟氰菊酯·噻虫嗪微囊 悬浮剂 2～3次，施药间隔7 d，距末次施药7 d后山东、湖南2年2地烟叶样品中噻虫嗪残留量为0.05～0.80 mg/kg，均低于国际烟草合作研究中心(CORESTA)指导性残留限量标准规定的MRL值(5.0 mg/kg)^[13]。表明该制剂中噻虫嗪农药残留降解较快，对大田环境较为安全。

表 3(Table 3)

表 3 噻虫嗪在干烟叶中的最终残留量Table 3 The final residue of thiamethoxam in cured tobacco leaves 年份 Year 施药后时间 Days after spraying/d 残留量Residue/(mg/kg) 山东 Shandong 湖南 Hu'nan 低剂量(18.9 g/hm2) Low dose(18.9 g/hm2) 高剂量(28.4 g/hm2) High dose(28.4 g/hm2) 低剂量(18.9 g/hm2) Low dose(18.9 g/hm2) 高剂量(28.4 g/hm2) High dose(28.4 g/hm2) 2011 7 0.18～0.19 0.19～0.25 0.33～0.39 0.51～0.57 14 0.10～0.16 0.15～0.18 0.19～0.25 0.29～0.29 21 ＜0.05 ＜0.05 0.083～0.095 0.15～0.16 2012 7 0.33～0.35 0.39～0.80 ＜0.05～0.07 0.07～0.25 14 0.097～0.27 0.29～0.32 ＜0.05 ＜0.05 21 ＜0.05～0.063 0.073～0.081 ＜0.05 ＜0.05

表 3 噻虫嗪在干烟叶中的最终残留量Table 3 The final residue of thiamethoxam in cured tobacco leaves

3 结论

建立了采用高效液相色谱-紫外检测器法检测鲜烟叶和干烟叶中噻虫嗪残留量的分析方法，该方法重现性好，前处理方法操作简单，净化比较彻底，精密性、准确度及检出限均符合农药残留分析要求。采用该方法可以实现烟叶中噻虫嗪残留的检测。

噻虫嗪在烟叶中的理论半衰期为1.27～8.11 d，为易降解农药。按照推荐剂量和次数规范施药，距末次施药7 d后，烟叶中噻虫嗪的残留量远低于CORESTA指导性残留限量规定的限量值5.0 mg/kg，烤后烟叶中农药残留超标风险低，对人体安全。在目前氯氟氰菊酯等拟除虫菊酯类农药、吡虫啉等新烟碱类农药抗药性较严重、农药残留风险较大的情况下，噻虫嗪可以作为防治烟蚜和烟青虫的较有效的农药，具有较高的推广应用价值。