SPE-GC/MS法分析魚塘水中的5種農藥

藺大偉 ，張 艷 ，孫紅雷 ，李文海 ，邵 凱

（1．泰安市公安局刑警支隊刑事科學技術研究所，山東 泰安 271000；2.泰安市公安局泰山區分局刑事科學技術室，山東 泰安 271000）

近些年來，我國農村地區水產養殖業發展迅速，同時，隨著社會不穩定因素增加，致使魚塘投毒案件激增。魚塘投毒不僅對養殖戶危害重大，而且對周圍環境、村民及牲畜存在很大的潛在危險，對生態系統造成長期影響[1]。該類案件最大的特點是使用毒物的隨機性大、地域性強、魚塘水中毒物含量低，其前處理方法多采用液-液萃取[2]和固相萃取（solid phase extraction，SPE）[3]。SPE現已成為毒物學分析中被廣泛采用的樣品前處理技術[4-5]。謝偉宏等[3]用DIKMA ProElutTMC18固相萃取柱提取魚塘水中6種擬除蟲菊酯類農藥，利用氣相色譜-電子捕獲檢測器（gas chromatography-electron capture detector，GC-ECD）進行檢測，回收率在65.4%～88.4%。

本研究利用SPE聯合氣相色譜-質譜聯用儀（GC/MS）檢測克百威、硫丹、甲基對硫磷、莠去津和馬拉硫磷等本地區魚塘投毒案件中常見的5種有機磷類、氨基甲酸酯類和除草劑類農藥。分別考察3種萃取柱的提取回收率，并對不同洗脫劑和洗脫體積的洗脫效果進行比較，建立同時提取魚塘水中5種農藥的固相萃取方法。

1 材料與方法

1.1 儀器

PE Clarus 500 GC/MS型氣相色譜-質譜聯用儀、Elite-5MS毛細管氣相色譜柱（30m×0.25mm，0.25μm）（美國珀金埃爾默公司），12管固相萃取裝置（美國GC Science公司），氮吹儀（美國PIERCE公司），精密移液器［大龍醫療設備（上海）有限公司］，Oasis HLB cartridge固相萃取柱（6mL/500mg，美國 Waters公司），Bond Elut C18固相萃取柱（6 mL/500 mg，美國 Varian公司），SampliQ C18固相萃取柱（6 mL/500 mg，美國Agilent公司）。

1.2 試劑

克百威、硫丹、甲基對硫磷、莠去津、馬拉硫磷標準品（99%高純）均購自國家標準物質研究中心；乙醇為色譜純，購自美國Mallinckrodt Baker公司；甲醇、二氯甲烷、正己烷、乙酸乙酯、苯均為分析純，購自天津永大化學試劑開發中心。魚塘水取自泰山區周邊未被污染的魚塘。

1.3 工作液的制備

質量濃度50 μg/mL的單一標準工作液的配制：準確稱取5mg各標準品分別置于100mL容量瓶中，用乙醇定容至刻度，4℃下保存3個月。

1.4 試樣的配制

分別取50 μg/mL的單一標準工作液各10 mL，加入500mL容量瓶中，用魚塘水定容至刻度搖勻，配成1μg/mL的魚塘水試樣，待用。

1.5 方法

將100mL魚塘水試樣通過遠端放置脫脂棉的分液漏斗，用于過濾魚塘水中的雜質及浮游物，以免阻塞固相萃取柱。

SPE處理過程：用5 mL甲醇以1 mL/min的流速淋洗活化萃取柱，再用3mL去離子水以1mL/min的流速過柱，使萃取柱處于水溶性狀態；將過濾干凈的100 mL魚塘水試樣以1 mL/min的流速通過萃取柱；用5mL去離子水以1mL/min的流速過柱洗去雜質；最后用3 mL洗脫劑以0.5 mL/min的流速洗脫，收集洗脫液于試管中。氮吹儀濃縮至近干，加1mL乙醇定容，供GC/MS檢測。

1.6 GC/MS條件

1.6.1 色譜條件

Elite-5MS毛細管氣相色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25μm）；載氣為氦氣，純度 99.999%，流速 1mL/min；初始柱溫 80℃，以 10℃/min升溫至 280℃，保持10 min；進樣器溫度250℃，不分流進樣，進樣體積1μL。

1.6.2 質譜條件

電離模式：EI，能量70eV，離子源溫度200℃，延遲掃描4 min，傳輸線溫度250℃，電子倍增器電壓500V；質量掃描范圍：40～500amu。定量離子（m/z）：克百威為164、硫丹為195，甲基對硫磷為109、莠去津為200、馬拉硫磷為73。

2 結果與討論

2.1 SPE條件優化

2.1.1 固相萃取柱的選擇

本實驗考察了 Oasis HLB cartridge、Bond Elut C18和SampliQ C18固相萃取柱的提取效果，采用空白魚塘水加混合標準溶液的方式進行提取回收率實驗，每種固相萃取柱平行測定3次。5種農藥的保留時間（tR）分別為克百威 16.09 min、硫丹 19.09 min，甲基對硫磷17.27min、莠去津15.42min、馬拉硫磷17.59min。由表1可見，Bond Elut C18固相萃取柱（6mL/500mg）對魚塘水中除草劑莠去津及甲基對硫磷的提取回收率高于其他兩種小柱，SampliQ C18固相萃取柱對魚塘水中硫丹的提取回收率低于其他兩種小柱，3種固相萃取柱對魚塘水中克百威、馬拉硫磷的提取回收率基本相同。因此本實驗采用Bond Elut C18固相萃取柱（6mL/500mg）。

表1 不同固相萃取柱對試樣提取回收率的比較（n=3，%）

2.1.2 洗脫劑的選擇

本實驗選取苯、二氯甲烷、乙酸乙酯和V（二氯甲烷）∶V（正己烷）=1∶1 作為洗脫劑進行洗脫實驗，每一種洗脫劑平行進行3次測定。由表2可見，用苯作為洗脫劑時，對5種農藥組分洗脫效果較好，提取回收率均高于60%；二氯甲烷、乙酸乙酯作為克百威、甲基對硫磷、莠去津和馬拉硫磷的洗脫劑，提取回收率也較為滿意，只是洗脫硫丹的提取回收率較低，而混合洗脫劑 V（二氯甲烷）∶V（正己烷）=1∶1 的提取回收率不理想，所以本試驗選擇苯作為洗脫溶劑。

表2 使用Bond Elut C18固相萃取柱不同洗脫劑對試樣提取回收率的比較 （n=3，%）

2.1.3 洗脫劑體積優化的選擇

本實驗選用3、4、6 mL劑量的苯進行洗脫實驗，考察不同劑量洗脫劑洗脫后的提取回收率，每個洗脫劑量平行進行3次測定。由表3可知，洗脫劑用量為3、4mL時提取回收率均較為滿意，使用6mL苯洗脫時，在揮干定容過程中用時長，農藥組分損失也較多，影響實驗提取回收率。因此，為了最大程度節約時間，試驗選用3mL洗脫劑進行洗脫。

表3 不同洗脫劑體積（苯）對試樣提取回收率的比較（n=3，%）

2.2 方法學考察

2.2.1 線性關系和檢出限

取100 mL經測定不含農藥的魚塘水樣，加入農藥標準液，配制含 1、5、10、25、50μg/mL 混合試樣，使用 Bond Elut C18固相萃取柱（6 mL/500 mg）萃取，按1.5節方法提取，3 mL苯洗脫，經濃縮定容后利用GC/MS法分析。5種農藥質量濃度的線性范圍為1～50μg/mL，以農藥的峰面積（y）對其質量濃度（x）進行線性回歸。以3倍信噪比（S/N）所對應的質量濃度（μg/L）為檢出限（表 4）。

表4 5種農藥的標準曲線和檢出限

2.2.2 準確度和精密度

取500mL魚塘水，配制成含5μg/mL的混合試樣作加標回收試驗，每個加標樣品做3次單獨測定，使用Bond Elut C18固相萃取柱（6mL/500mg），按 1.5 節方法進行萃取，3mL苯作為洗脫劑，濃縮定容后，取1μL進樣進行GC/MS分析。以提取回收率表示準確度，以相對標準偏差（RSD）表示精密度。5種農藥的提取回收率在61.49%～102.48%，方法準確度較高，RSD均小于3.01%（表5），表明本方法的測定結果準確，精密度和可靠性較好。

表5 5種農藥的提取回收率和相對標準偏差（n=3，%）

2.3 方法應用

2013年7月1日下午，本市某村徐某發現自己魚塘內的魚開始死亡。鑒定部門提取死魚較多水域的待檢水樣及對照水樣，應用本研究方法進行分析檢測，成功從待檢水樣中檢出硫丹（tR=19.12 min）成分（圖1），為案件的進一步偵查提供了方向。

圖1 魚塘水中硫丹（箭頭）總離子流圖