液質(zhì)聯(lián)用法檢測(cè)土壤中20種常見(jiàn)農(nóng)藥殘留

摘要

[目的]建立一種高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用法同時(shí)檢測(cè)土壤中多種農(nóng)藥殘留的方法。[方法]樣品經(jīng)調(diào)節(jié)含水量后使用乙腈振蕩提取、鹽析離心分層并取上清液經(jīng)吸附劑凈化，用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定，內(nèi)標(biāo)法定量。[結(jié)果]方法的線性范圍為10～500 μg/L，檢出限為0.2～1.7 μg/kg，加標(biāo)回收率為76.05%～114.87%。[結(jié)論]該方法簡(jiǎn)單、快速，可實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤中多種農(nóng)藥殘留的同時(shí)測(cè)定。

關(guān)鍵詞高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀；土壤；農(nóng)藥殘留

中圖分類號(hào)S158.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2015）26-122-03

Abstract[Objective]To develop a rapid and accurate method based on high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry （LCMS/MS） for the determination of 20 kinds of pesticides in soil. [Method]Samples were extracted with acetonitrile and separated by centrifuging after regulating the water content， then， the supernatant was collected and purified by absorbent， finally， the purified sample was quantified by high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry（LCMS/MS） with internal standard method. [Result]The limits of detection （S/N=3） of the developed method for 20 kinds of pesticides were 0.2-1.7 μg/kg， the dynamic linear range were 10-500 μg/L， and the recoveries were 76.05%-114.87%， respectively. [Conclusion]The method is simple， fast， and easy to realize the determination of 20 kinds of pesticides in soil.

Key wordsLCMS/MS； Soil； Pesticide residues

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)藥作為獲取農(nóng)業(yè)豐收、提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和防治農(nóng)作物病蟲(chóng)害的重要手段，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著重要作用，但是由于農(nóng)藥使用知識(shí)的缺乏和片面地追求產(chǎn)量，很多地區(qū)的農(nóng)民盲目、過(guò)量地使用農(nóng)藥[1]，不僅帶來(lái)了蔬菜和水果等農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留問(wèn)題，而且一部分農(nóng)藥散落并長(zhǎng)期存在于土壤、大氣和水等環(huán)境中，使農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境受到污染，威脅著人類健康和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)高效[2-3]。

土壤樣品成分復(fù)雜，農(nóng)藥含量低，且與土壤中其他成分存在較強(qiáng)的耦合作用[4]，不能直接通過(guò)儀器進(jìn)行定性和定量測(cè)定，所以在儀器分析前對(duì)土壤樣品進(jìn)行凈化、提取和濃縮是十分必要的，振蕩提取法作為一類常用的前處理方法，由于具有處理簡(jiǎn)單、操作便捷、靈敏度和精密度高等優(yōu)點(diǎn)在植物和環(huán)境樣品分析中得到廣泛應(yīng)用[5]。

液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用法將高分離能力的液相色譜與高選擇性、高靈敏度的串聯(lián)質(zhì)譜結(jié)合，優(yōu)點(diǎn)非常顯著。該法既能夠提供足夠的化合物結(jié)構(gòu)信息用于定性分析，又可以對(duì)復(fù)雜樣品進(jìn)行實(shí)時(shí)分析[6]，即在液相色譜難于分離的情況下，通過(guò)串聯(lián)質(zhì)譜的多反應(yīng)檢測(cè)模式（MRM），掃描特征母離子和子離子的一一對(duì)應(yīng)性，增強(qiáng)了方法的抗干擾能力，降低了定量時(shí)的本底值，提高了檢測(cè)的靈敏度，適用于分析組分復(fù)雜、定性困難、目標(biāo)化合物含量低的樣品，在生物和環(huán)境樣品檢測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用[7]。

筆者以丙草丹作為內(nèi)標(biāo)，先將樣品用乙腈振蕩提取，通過(guò)鹽析離心分層并取上清液經(jīng)吸附劑凈化后，用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法對(duì)20種農(nóng)藥進(jìn)行了同時(shí)檢測(cè)，旨在為土壤多農(nóng)藥殘留檢測(cè)提供參考。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1

儀器。Agilent1290高效液相色譜儀，Agilent 6460三重四級(jí)桿質(zhì)譜儀，配有電噴霧源（ESI）和Masshunter工作站；TDL802B型高速離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠），配備適用12 ml離心管的離心機(jī)轉(zhuǎn)子；MilliQ超純水機(jī)（Millipore公司）。

1.1.2

試劑與藥劑。試劑：乙腈、甲醇（農(nóng)殘級(jí)），Sigma公司產(chǎn)品；無(wú)水硫酸鎂、氯化鈉、檸檬酸鈉、檸檬酸二鈉（分析純），國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品；N丙基乙二胺鍵合固相吸附劑（分析純），Agilent公司產(chǎn)品。農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品：蚜滅磷、抗蚜威、殘殺威、倍硫磷亞砜、豐索磷、異惡草酮、滅蟲(chóng)威、殺撲磷、苯線磷、滅線磷、殺蟲(chóng)畏、毒蟲(chóng)畏、喹硫磷、惡醚唑、二嗪磷、地蟲(chóng)磷、甲基嘧啶磷、茚蟲(chóng)威、吡氟禾草靈、乙硫磷、丙草丹共21種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品，其中丙草丹為內(nèi)標(biāo)，均購(gòu)于農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研檢測(cè)所。

1.2方法

1.2.1

樣品處理。稱取2.00 g土壤樣品于12 ml具蓋離心管中，加入2.00 ml水，振蕩至樣品被充分浸潤(rùn)。移取4.00 ml乙腈和0.20 ml丙草丹內(nèi)標(biāo)工作液到離心管中，劇烈振蕩2 min，加入1.00 g無(wú)水硫酸鎂、0.50 g氯化鈉、0.20 g檸檬酸鈉和0.10 g檸檬酸氫二鈉，立即手持振蕩1 min，然后以4 000 r/min離心5 min。移取樣品提取液上清液1.00 ml于12 ml離心管中，加入150 mg無(wú)水硫酸鎂和25 mg N丙基乙二胺鍵合固相吸附劑，手持振蕩2 min，以6 000 r/min離心2 min。吸取上清液200 μl，用乙腈稀釋至1.00 ml，經(jīng)0.22 μm有機(jī)相濾膜過(guò)濾后用于分析。

1.2.2

標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制。

1.2.2.1

單一標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。分別稱取各農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品0.10 g于100 ml容量瓶中，用甲醇稀釋定容，得到各農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品濃度為1 mg/ml的單一標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。

1.2.2.2

混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。移取濃度為1 mg/ml的各農(nóng)藥單一標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液0.01 ml于100 ml容量瓶中，用甲醇稀釋定容，得到各農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品濃度為10 μg/ml的混合儲(chǔ)備液。

1.2.2.3

內(nèi)標(biāo)儲(chǔ)備液。取丙草丹標(biāo)準(zhǔn)品0.01 g于100 ml容量瓶中，用甲醇稀釋定容，得到濃度為100 μg/ml的內(nèi)標(biāo)儲(chǔ)備液。

1.2.2.4

內(nèi)標(biāo)工作液。移取0.10 ml內(nèi)標(biāo)儲(chǔ)備液于10 ml容量瓶中，用甲醇稀釋定容，得到濃度為1 μg/ml的內(nèi)標(biāo)工作液。內(nèi)標(biāo)工作液應(yīng)避光貯存于0～4 ℃條件下，至少可穩(wěn)定6個(gè)月。

1.2.2.5

標(biāo)準(zhǔn)工作曲線測(cè)定。分別移取混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液500、250、100、50、25、10 μl到6個(gè)10 ml容量瓶中，每個(gè)容量瓶移入1.00 ml內(nèi)標(biāo)工作液，用甲醇定容。各溶液農(nóng)藥濃度分別為500、250、100、50、25和10 μg/L。

1.2.3

儀器條件。色譜條件：Agilent Zorbax SBC18色譜柱，1.8 μm，2.1 mm×50.0 mm；柱溫25 ℃；進(jìn)樣量5 μl， 流動(dòng)相及流速見(jiàn)表1。質(zhì)譜條件：掃描方式為正離子掃描（ESI+）；數(shù)據(jù)采集模式為多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM）；電噴霧電壓為4 000 V；霧化氣壓力為0.414 MPa；離子源溫度為350 ℃；20種目標(biāo)分析物的監(jiān)測(cè)離子對(duì)、毛細(xì)管電壓、碰撞能量及保留時(shí)間見(jiàn)表2。

2結(jié)果與分析

2.1萃取條件的選擇

2.1.1

萃取溶劑的選擇。由于考察的20種農(nóng)藥的物理化學(xué)性質(zhì)差別較大，選用的萃取溶劑應(yīng)有較寬的適應(yīng)性，理想的萃取溶劑不僅要實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)分析物的有效提取，又要盡量減少樣品基質(zhì)的干擾。該研究考察了乙酸乙酯、丙酮和乙腈3種萃取溶劑，分別選用該3種萃取溶劑時(shí)，大部分農(nóng)藥的回收率都分布在70%～130%；當(dāng)用丙酮作萃取溶劑時(shí)，部分農(nóng)藥的回收率在110%～130%，而如滅蟲(chóng)威、毒蟲(chóng)畏的回收率分別為58%和64%，回收率偏低；當(dāng)用乙酸乙酯作萃取溶劑時(shí)，部分農(nóng)藥的回收率處于70%～90%，回收率偏低，而如喹硫磷、惡醚唑的回收率分別為55%和68%；而使用乙腈作為萃取溶劑時(shí)，回收率處于80%～110%，總體表現(xiàn)較好。因此，選擇乙腈作為萃取溶劑。

2.1.2

凈化劑的選擇。考察了弗洛里硅土、中性氧化鋁、N丙基乙二胺（PSA）對(duì)20種目標(biāo)分析物混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸附情況。結(jié)果表明，PSA對(duì)農(nóng)藥本身的吸附作用較小，且去除樣品中雜質(zhì)的效果較好，所以選用PSA作為吸附劑。

2.2分析性能

按“1.2.3”色譜條件進(jìn)行測(cè)定，以各物質(zhì)的峰面積對(duì)濃度進(jìn)行線性回歸，20種農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)曲線、線性范圍、相關(guān)系數(shù)和檢出限見(jiàn)表3，各目標(biāo)分析物的檢出限為0.2～1.7 μg/kg。

2.3方法準(zhǔn)確度的驗(yàn)證

以不含目標(biāo)分析物的土壤樣品作為空白樣品，對(duì)該方法進(jìn)行驗(yàn)證。分別考察低、中、高3個(gè)添加水平，使用已知濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液加入空白試樣中，然后按照“1.2.1”的操作步驟進(jìn)行提取、凈化，重復(fù)試驗(yàn)5次，方法的加標(biāo)回收率為76.05%～114.87%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為2.0%～15.0%（表4），符合土壤實(shí)際檢測(cè)的需求。

2.4實(shí)際樣品分析

采用優(yōu)化后的方法對(duì)湖北省鄂西北不同地區(qū)的5個(gè)土樣進(jìn)行測(cè)定。由表5可知，20種農(nóng)藥分析物中，除殺撲磷和乙硫磷有少量檢出外，其他農(nóng)藥均未檢出，說(shuō)明該區(qū)域土壤性狀良好，受污染情況較輕。

3結(jié)論

建立了一種高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用法同時(shí)檢測(cè)土壤中20種農(nóng)藥殘留的方法。樣品經(jīng)乙腈振蕩提取、鹽析離心分層并取上清液經(jīng)吸附劑凈化后，用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定。該方法簡(jiǎn)單快速、試劑消耗少且能滿足土壤農(nóng)藥殘留的要求，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

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