液相色譜—三重四級桿質譜測定水體中氨基甲酸酯類農藥污染物

時庭銳+高璟赟+張肇元+林冬

摘要：采用固相萃取-液相色譜-三重四級桿質譜測定了環境水體中5種氨基甲酸酯農藥，研究表明：相關系數可達0.995，加標回收率均大于90%，方法簡單快捷靈敏。

關鍵詞：氨基甲酸酯農藥；液相色譜-三重四級桿質譜；固相萃取

中圖分類號：X703文獻標識碼：A文章編號：1674—9944（2014）09—0184—02

1引言

氨基甲酸酯類農藥是繼有機磷、有機氯之后出現的又一類重要殺蟲劑，因具有作用迅速、易分解、殘留毒性小等優點而被全球廣泛使用。但其水溶性較高，很容易通過地表徑流、大氣干濕沉降等途徑對地表水、地下水等飲用水源造成污染，威脅人類的身體健康。環境水體中的氨基甲酸酯農藥污染已引起了全球范圍的廣泛關注，各國紛紛制定地表水及集中式生活飲用水源的氨基甲酸酯農藥控制標準，我國的地表水環境質量標準（GB3838-2002）中也規定了某些氨基甲酸酯農藥（如甲萘威等）的標準限值[1～3]。

本實驗采用固相萃取法測定水樣中的氨基甲酸酯類農藥殘留。在優化質譜檢測參數時，本實驗采取了質譜多反應監測（Multiple Reaction Monitoring，MRM）技術。這是一種基于已知信息或假定信息有針對性地獲取數據，進行質譜信號采集的技術。具有特異性強、靈敏度高、準確度高、重現性好、線性動態范圍寬、自動化高通量的突出優點，這些特質能夠滿足目前很多研究領域的迫切需要。

MRM技術的原理是一種基于已知或假定的反應離子信息，有針對性地選擇數據進行質譜信號采集，對符合規則的離子進行信號記錄，去除不符合規則離子信號的干擾，通過對數據的統計分析從而獲取質譜定量信息的質譜技術。MRM技術是在單反應監測（Single Reaction Monitoring，SRM）技術的基礎上演化而來的。對于MRM技術而言關鍵在于首先要能夠檢測到具有特異性的母離子，然后將選定的特異性母離子進行碰撞誘導（collision-induced），最后去除其他子離子的干擾，只對選定的特異子離子進行質譜信號的采集。由于三重四級桿質譜（Triple Quadrupole System，TQS） 是進行單一質荷比掃描最靈敏的質譜系統，因此是最適合MRM分析的質譜儀器。

2試劑和材料

標準物質：氨基甲酸酯混合標液，閉光冷藏保存。內含五種氨基甲酸酯類化合物，滅多威、涕滅威、克百威、甲萘威與異丙威。乙腈：農殘級或相似級別。超純水，自制。標準使用溶液：分別準確移取250μL氨基甲酸酯類標準溶液（2.1）于10mL容量瓶中，配制成混合標準中間液，在冰箱4℃條件下可保存半年。標準系列溶液：根據檢測器靈敏度、線性要求以及待測試樣中氨基甲酸酯類化合物濃度，配制成標準系列溶液。在4℃條件下避光保存，有效期2個月。

3儀器和設備

液相色譜/質譜儀：安捷倫公司6460，具電噴霧電離源（ESI）、三重四級桿結構（QQQ）和化學工作站。色譜柱：安捷倫公司SB-C18，2.1mm×50mm，1.80 m；氮氣超純鋼瓶氣：純度99.999%。容量瓶：25mL、10mL。微量注射器：5L、50L、100L。樣品瓶：2mL。安捷倫12位手動固相萃取儀。Waters公司HLB固相萃取小柱（乙烯吡咯烷酮/二乙烯苯聚合物，500mg，6mL）。

4試驗步驟及條件摸索

4.1色譜分析條件優化

在儀器維修、開關機、挪動或質量數漂移時需要進行調諧，本實驗采用MRM方式定量分析目標污染物，選用ESI+檢測目標物，優化各條件如下：

毛細管電壓：300kV；電離源溫度：300℃；氮氣流量：10L/min；色譜柱：SB-C18，2.1 50mm，1.80m；柱溫箱：30℃；進樣量：5μL；流動相：在傳統液相色譜/質譜聯用的分析方法中，通常需在流動相中加入適當的有機酸或緩沖鹽來增強目標物的離子化效率，進而增強分析方法的靈敏度。A相為添加了0.1%甲酸溶液的純水，B相為純乙腈，流速0.3mL/min；梯度：如表1所示，5種氨基甲酸酯類化合物在7min內即可出峰完畢。

4.2質譜條件優化

進樣濃度1μg/mL的標準溶液進行質譜條件優化，確定各目標物合適的最佳碰撞電壓、

定量離子對，MRM模式下優化后的條件如表2所示。

4.3固相萃取法測定水樣中的氨基甲酸酯類農藥

本實驗采用固相萃取法測定水樣中的氨基甲酸酯類農藥殘留。固相萃取（Solid-Phase Extraction，簡稱SPE）是近年發展起來的一種樣品預處理技術，由液固萃取和液相色譜技術相結合發展而來，主要用于樣品的分離、純化和濃縮。由于具有回收率和富集倍數高、有機溶劑用量少、對環境友好、無相分離操作、易于收集級分、能處理小體積試樣、操作簡單和易于實現自動化等優點，目前已成為最常用的樣品前處理方法之一，并被廣泛應用與各個領域。

SPE是利用選擇性吸附與選擇性洗脫的液相色譜法分離原理。較常用的方法是使液體樣品通過一吸附劑，保留其中被測物質，再選用適當強度溶劑沖去雜質，然后用少量溶劑洗脫被測物質，從而達到快速分離凈化與濃縮的目的。也可選擇性吸附干擾雜質，而讓被測物質流出；或同時吸附雜質和被測物質，再使用合適的溶劑選擇性洗脫被測物質。其實現過程主要包括以下步驟：首先，一個樣品包括分離物和干擾物通過吸附劑；其次，吸附劑選擇性的保留分離物和一些干擾物，其他干擾物通過吸附劑；然后，用適當的溶劑淋洗吸附劑，使先前保留的干擾物選擇性的淋洗掉，分離物保留在吸附劑床上；最后，純化、濃縮的分離物從吸附劑上淋洗下來。

實驗分別用10mL甲醇、乙腈、水活化固相萃取小柱，流量為5mL/min。水樣上樣速度為4mL/min，上樣量為100mL，10%甲醇淋洗，氮氣吹干15min，5mL溶劑洗脫兩次，氮吹儀濃縮至近干，甲醇：水（V∶V=1∶1）定容至1mL，過濾后進樣儀器分析。對于懸浮顆粒物較高的水樣，可使用多根固相萃取小柱對樣品進行富集凈化，合并洗脫液后用氮吹儀濃縮、過濾、進樣儀器分析。

5結果分析

5.1定性結果

根據質譜圖中各組分的特征碎片，確定被測試樣中出現的組分的數目和組分名稱。

5.2定量結果

定量方法為外標標準曲線法定量。其各自標準曲線如表3所示。

6結語

本實驗采用固相萃取（SPE）技術，對水樣中5種氨基甲酸酯類農藥進行提取、凈化、濃縮前處理，優選了固相萃取小柱填料及洗脫條件，優化了高效液相/質譜儀器參數，建立水樣中痕量氨基甲酸酯農藥的SPE-LC/MS分析方法。

該方法在7min之內完成5 種目標物的分析，加標回收率為91.5%～101%，相對標準偏差為32%～92%，檢測限為0010～0092μg /L。該方法具有簡便、快捷、準確、靈敏的特點，對環境水體的污染現狀調查工作與對農藥污染的應急檢測具有實際應用價值。

參考文獻：

[1] 劉瀟威，李凌云，呂俊崗，等.高效液相色譜法測定糧食中氨 基甲酸酯類殺蟲劑及其代謝物殘留量[J].分析試驗室，2007，26（4）：111～113.

[2] 王德海，譚偉，吳曉波，等.混合粉劑撲草凈和乙草胺的反相 高效液相色譜分析[J].云南民族大學學報：自然科學版，2010，19（3）：198～200.

[3] 于立婷，趙振華，陶海強.幾種水質現場快速檢測方法的比較與優化[J].安全與環境工程，2013（3）.endprint

摘要：采用固相萃取-液相色譜-三重四級桿質譜測定了環境水體中5種氨基甲酸酯農藥，研究表明：相關系數可達0.995，加標回收率均大于90%，方法簡單快捷靈敏。

關鍵詞：氨基甲酸酯農藥；液相色譜-三重四級桿質譜；固相萃取

中圖分類號：X703文獻標識碼：A文章編號：1674—9944（2014）09—0184—02

1引言

氨基甲酸酯類農藥是繼有機磷、有機氯之后出現的又一類重要殺蟲劑，因具有作用迅速、易分解、殘留毒性小等優點而被全球廣泛使用。但其水溶性較高，很容易通過地表徑流、大氣干濕沉降等途徑對地表水、地下水等飲用水源造成污染，威脅人類的身體健康。環境水體中的氨基甲酸酯農藥污染已引起了全球范圍的廣泛關注，各國紛紛制定地表水及集中式生活飲用水源的氨基甲酸酯農藥控制標準，我國的地表水環境質量標準（GB3838-2002）中也規定了某些氨基甲酸酯農藥（如甲萘威等）的標準限值[1～3]。

本實驗采用固相萃取法測定水樣中的氨基甲酸酯類農藥殘留。在優化質譜檢測參數時，本實驗采取了質譜多反應監測（Multiple Reaction Monitoring，MRM）技術。這是一種基于已知信息或假定信息有針對性地獲取數據，進行質譜信號采集的技術。具有特異性強、靈敏度高、準確度高、重現性好、線性動態范圍寬、自動化高通量的突出優點，這些特質能夠滿足目前很多研究領域的迫切需要。

MRM技術的原理是一種基于已知或假定的反應離子信息，有針對性地選擇數據進行質譜信號采集，對符合規則的離子進行信號記錄，去除不符合規則離子信號的干擾，通過對數據的統計分析從而獲取質譜定量信息的質譜技術。MRM技術是在單反應監測（Single Reaction Monitoring，SRM）技術的基礎上演化而來的。對于MRM技術而言關鍵在于首先要能夠檢測到具有特異性的母離子，然后將選定的特異性母離子進行碰撞誘導（collision-induced），最后去除其他子離子的干擾，只對選定的特異子離子進行質譜信號的采集。由于三重四級桿質譜（Triple Quadrupole System，TQS） 是進行單一質荷比掃描最靈敏的質譜系統，因此是最適合MRM分析的質譜儀器。

2試劑和材料

標準物質：氨基甲酸酯混合標液，閉光冷藏保存。內含五種氨基甲酸酯類化合物，滅多威、涕滅威、克百威、甲萘威與異丙威。乙腈：農殘級或相似級別。超純水，自制。標準使用溶液：分別準確移取250μL氨基甲酸酯類標準溶液（2.1）于10mL容量瓶中，配制成混合標準中間液，在冰箱4℃條件下可保存半年。標準系列溶液：根據檢測器靈敏度、線性要求以及待測試樣中氨基甲酸酯類化合物濃度，配制成標準系列溶液。在4℃條件下避光保存，有效期2個月。

3儀器和設備

液相色譜/質譜儀：安捷倫公司6460，具電噴霧電離源（ESI）、三重四級桿結構（QQQ）和化學工作站。色譜柱：安捷倫公司SB-C18，2.1mm×50mm，1.80 m；氮氣超純鋼瓶氣：純度99.999%。容量瓶：25mL、10mL。微量注射器：5L、50L、100L。樣品瓶：2mL。安捷倫12位手動固相萃取儀。Waters公司HLB固相萃取小柱（乙烯吡咯烷酮/二乙烯苯聚合物，500mg，6mL）。

4試驗步驟及條件摸索

4.1色譜分析條件優化

在儀器維修、開關機、挪動或質量數漂移時需要進行調諧，本實驗采用MRM方式定量分析目標污染物，選用ESI+檢測目標物，優化各條件如下：

毛細管電壓：300kV；電離源溫度：300℃；氮氣流量：10L/min；色譜柱：SB-C18，2.1 50mm，1.80m；柱溫箱：30℃；進樣量：5μL；流動相：在傳統液相色譜/質譜聯用的分析方法中，通常需在流動相中加入適當的有機酸或緩沖鹽來增強目標物的離子化效率，進而增強分析方法的靈敏度。A相為添加了0.1%甲酸溶液的純水，B相為純乙腈，流速0.3mL/min；梯度：如表1所示，5種氨基甲酸酯類化合物在7min內即可出峰完畢。

4.2質譜條件優化

進樣濃度1μg/mL的標準溶液進行質譜條件優化，確定各目標物合適的最佳碰撞電壓、

定量離子對，MRM模式下優化后的條件如表2所示。

4.3固相萃取法測定水樣中的氨基甲酸酯類農藥

本實驗采用固相萃取法測定水樣中的氨基甲酸酯類農藥殘留。固相萃取（Solid-Phase Extraction，簡稱SPE）是近年發展起來的一種樣品預處理技術，由液固萃取和液相色譜技術相結合發展而來，主要用于樣品的分離、純化和濃縮。由于具有回收率和富集倍數高、有機溶劑用量少、對環境友好、無相分離操作、易于收集級分、能處理小體積試樣、操作簡單和易于實現自動化等優點，目前已成為最常用的樣品前處理方法之一，并被廣泛應用與各個領域。

SPE是利用選擇性吸附與選擇性洗脫的液相色譜法分離原理。較常用的方法是使液體樣品通過一吸附劑，保留其中被測物質，再選用適當強度溶劑沖去雜質，然后用少量溶劑洗脫被測物質，從而達到快速分離凈化與濃縮的目的。也可選擇性吸附干擾雜質，而讓被測物質流出；或同時吸附雜質和被測物質，再使用合適的溶劑選擇性洗脫被測物質。其實現過程主要包括以下步驟：首先，一個樣品包括分離物和干擾物通過吸附劑；其次，吸附劑選擇性的保留分離物和一些干擾物，其他干擾物通過吸附劑；然后，用適當的溶劑淋洗吸附劑，使先前保留的干擾物選擇性的淋洗掉，分離物保留在吸附劑床上；最后，純化、濃縮的分離物從吸附劑上淋洗下來。

實驗分別用10mL甲醇、乙腈、水活化固相萃取小柱，流量為5mL/min。水樣上樣速度為4mL/min，上樣量為100mL，10%甲醇淋洗，氮氣吹干15min，5mL溶劑洗脫兩次，氮吹儀濃縮至近干，甲醇：水（V∶V=1∶1）定容至1mL，過濾后進樣儀器分析。對于懸浮顆粒物較高的水樣，可使用多根固相萃取小柱對樣品進行富集凈化，合并洗脫液后用氮吹儀濃縮、過濾、進樣儀器分析。

5結果分析

5.1定性結果

根據質譜圖中各組分的特征碎片，確定被測試樣中出現的組分的數目和組分名稱。

5.2定量結果

定量方法為外標標準曲線法定量。其各自標準曲線如表3所示。

6結語

本實驗采用固相萃取（SPE）技術，對水樣中5種氨基甲酸酯類農藥進行提取、凈化、濃縮前處理，優選了固相萃取小柱填料及洗脫條件，優化了高效液相/質譜儀器參數，建立水樣中痕量氨基甲酸酯農藥的SPE-LC/MS分析方法。

該方法在7min之內完成5 種目標物的分析，加標回收率為91.5%～101%，相對標準偏差為32%～92%，檢測限為0010～0092μg /L。該方法具有簡便、快捷、準確、靈敏的特點，對環境水體的污染現狀調查工作與對農藥污染的應急檢測具有實際應用價值。

參考文獻：

[1] 劉瀟威，李凌云，呂俊崗，等.高效液相色譜法測定糧食中氨 基甲酸酯類殺蟲劑及其代謝物殘留量[J].分析試驗室，2007，26（4）：111～113.

[2] 王德海，譚偉，吳曉波，等.混合粉劑撲草凈和乙草胺的反相 高效液相色譜分析[J].云南民族大學學報：自然科學版，2010，19（3）：198～200.

[3] 于立婷，趙振華，陶海強.幾種水質現場快速檢測方法的比較與優化[J].安全與環境工程，2013（3）.endprint

摘要：采用固相萃取-液相色譜-三重四級桿質譜測定了環境水體中5種氨基甲酸酯農藥，研究表明：相關系數可達0.995，加標回收率均大于90%，方法簡單快捷靈敏。

關鍵詞：氨基甲酸酯農藥；液相色譜-三重四級桿質譜；固相萃取

中圖分類號：X703文獻標識碼：A文章編號：1674—9944（2014）09—0184—02

1引言

氨基甲酸酯類農藥是繼有機磷、有機氯之后出現的又一類重要殺蟲劑，因具有作用迅速、易分解、殘留毒性小等優點而被全球廣泛使用。但其水溶性較高，很容易通過地表徑流、大氣干濕沉降等途徑對地表水、地下水等飲用水源造成污染，威脅人類的身體健康。環境水體中的氨基甲酸酯農藥污染已引起了全球范圍的廣泛關注，各國紛紛制定地表水及集中式生活飲用水源的氨基甲酸酯農藥控制標準，我國的地表水環境質量標準（GB3838-2002）中也規定了某些氨基甲酸酯農藥（如甲萘威等）的標準限值[1～3]。

本實驗采用固相萃取法測定水樣中的氨基甲酸酯類農藥殘留。在優化質譜檢測參數時，本實驗采取了質譜多反應監測（Multiple Reaction Monitoring，MRM）技術。這是一種基于已知信息或假定信息有針對性地獲取數據，進行質譜信號采集的技術。具有特異性強、靈敏度高、準確度高、重現性好、線性動態范圍寬、自動化高通量的突出優點，這些特質能夠滿足目前很多研究領域的迫切需要。

MRM技術的原理是一種基于已知或假定的反應離子信息，有針對性地選擇數據進行質譜信號采集，對符合規則的離子進行信號記錄，去除不符合規則離子信號的干擾，通過對數據的統計分析從而獲取質譜定量信息的質譜技術。MRM技術是在單反應監測（Single Reaction Monitoring，SRM）技術的基礎上演化而來的。對于MRM技術而言關鍵在于首先要能夠檢測到具有特異性的母離子，然后將選定的特異性母離子進行碰撞誘導（collision-induced），最后去除其他子離子的干擾，只對選定的特異子離子進行質譜信號的采集。由于三重四級桿質譜（Triple Quadrupole System，TQS） 是進行單一質荷比掃描最靈敏的質譜系統，因此是最適合MRM分析的質譜儀器。

2試劑和材料

標準物質：氨基甲酸酯混合標液，閉光冷藏保存。內含五種氨基甲酸酯類化合物，滅多威、涕滅威、克百威、甲萘威與異丙威。乙腈：農殘級或相似級別。超純水，自制。標準使用溶液：分別準確移取250μL氨基甲酸酯類標準溶液（2.1）于10mL容量瓶中，配制成混合標準中間液，在冰箱4℃條件下可保存半年。標準系列溶液：根據檢測器靈敏度、線性要求以及待測試樣中氨基甲酸酯類化合物濃度，配制成標準系列溶液。在4℃條件下避光保存，有效期2個月。

3儀器和設備

液相色譜/質譜儀：安捷倫公司6460，具電噴霧電離源（ESI）、三重四級桿結構（QQQ）和化學工作站。色譜柱：安捷倫公司SB-C18，2.1mm×50mm，1.80 m；氮氣超純鋼瓶氣：純度99.999%。容量瓶：25mL、10mL。微量注射器：5L、50L、100L。樣品瓶：2mL。安捷倫12位手動固相萃取儀。Waters公司HLB固相萃取小柱（乙烯吡咯烷酮/二乙烯苯聚合物，500mg，6mL）。

4試驗步驟及條件摸索

4.1色譜分析條件優化

在儀器維修、開關機、挪動或質量數漂移時需要進行調諧，本實驗采用MRM方式定量分析目標污染物，選用ESI+檢測目標物，優化各條件如下：

毛細管電壓：300kV；電離源溫度：300℃；氮氣流量：10L/min；色譜柱：SB-C18，2.1 50mm，1.80m；柱溫箱：30℃；進樣量：5μL；流動相：在傳統液相色譜/質譜聯用的分析方法中，通常需在流動相中加入適當的有機酸或緩沖鹽來增強目標物的離子化效率，進而增強分析方法的靈敏度。A相為添加了0.1%甲酸溶液的純水，B相為純乙腈，流速0.3mL/min；梯度：如表1所示，5種氨基甲酸酯類化合物在7min內即可出峰完畢。

4.2質譜條件優化

進樣濃度1μg/mL的標準溶液進行質譜條件優化，確定各目標物合適的最佳碰撞電壓、

定量離子對，MRM模式下優化后的條件如表2所示。

4.3固相萃取法測定水樣中的氨基甲酸酯類農藥

本實驗采用固相萃取法測定水樣中的氨基甲酸酯類農藥殘留。固相萃取（Solid-Phase Extraction，簡稱SPE）是近年發展起來的一種樣品預處理技術，由液固萃取和液相色譜技術相結合發展而來，主要用于樣品的分離、純化和濃縮。由于具有回收率和富集倍數高、有機溶劑用量少、對環境友好、無相分離操作、易于收集級分、能處理小體積試樣、操作簡單和易于實現自動化等優點，目前已成為最常用的樣品前處理方法之一，并被廣泛應用與各個領域。

SPE是利用選擇性吸附與選擇性洗脫的液相色譜法分離原理。較常用的方法是使液體樣品通過一吸附劑，保留其中被測物質，再選用適當強度溶劑沖去雜質，然后用少量溶劑洗脫被測物質，從而達到快速分離凈化與濃縮的目的。也可選擇性吸附干擾雜質，而讓被測物質流出；或同時吸附雜質和被測物質，再使用合適的溶劑選擇性洗脫被測物質。其實現過程主要包括以下步驟：首先，一個樣品包括分離物和干擾物通過吸附劑；其次，吸附劑選擇性的保留分離物和一些干擾物，其他干擾物通過吸附劑；然后，用適當的溶劑淋洗吸附劑，使先前保留的干擾物選擇性的淋洗掉，分離物保留在吸附劑床上；最后，純化、濃縮的分離物從吸附劑上淋洗下來。

實驗分別用10mL甲醇、乙腈、水活化固相萃取小柱，流量為5mL/min。水樣上樣速度為4mL/min，上樣量為100mL，10%甲醇淋洗，氮氣吹干15min，5mL溶劑洗脫兩次，氮吹儀濃縮至近干，甲醇：水（V∶V=1∶1）定容至1mL，過濾后進樣儀器分析。對于懸浮顆粒物較高的水樣，可使用多根固相萃取小柱對樣品進行富集凈化，合并洗脫液后用氮吹儀濃縮、過濾、進樣儀器分析。

5結果分析

5.1定性結果

根據質譜圖中各組分的特征碎片，確定被測試樣中出現的組分的數目和組分名稱。

5.2定量結果

定量方法為外標標準曲線法定量。其各自標準曲線如表3所示。

6結語

本實驗采用固相萃取（SPE）技術，對水樣中5種氨基甲酸酯類農藥進行提取、凈化、濃縮前處理，優選了固相萃取小柱填料及洗脫條件，優化了高效液相/質譜儀器參數，建立水樣中痕量氨基甲酸酯農藥的SPE-LC/MS分析方法。

該方法在7min之內完成5 種目標物的分析，加標回收率為91.5%～101%，相對標準偏差為32%～92%，檢測限為0010～0092μg /L。該方法具有簡便、快捷、準確、靈敏的特點，對環境水體的污染現狀調查工作與對農藥污染的應急檢測具有實際應用價值。

參考文獻：

[1] 劉瀟威，李凌云，呂俊崗，等.高效液相色譜法測定糧食中氨 基甲酸酯類殺蟲劑及其代謝物殘留量[J].分析試驗室，2007，26（4）：111～113.

[2] 王德海，譚偉，吳曉波，等.混合粉劑撲草凈和乙草胺的反相 高效液相色譜分析[J].云南民族大學學報：自然科學版，2010，19（3）：198～200.

[3] 于立婷，趙振華，陶海強.幾種水質現場快速檢測方法的比較與優化[J].安全與環境工程，2013（3）.endprint