液相色譜—串聯質譜法同時測定土壤中六種磺酰脲類除草劑殘留

摘要：為實現磺酰脲類除草劑的定性和定量測定，用乙腈提取土壤中的磺酰脲類除草劑，經弗羅里硅土柱凈化，用液相色譜-串聯質譜（LC-MS/MS）法同時測定土壤中6種磺酰脲類除草劑殘留。結果表明，測定定量限可達1.0 ng/mL以下，回收率范圍為84.2%～95.0%，RSD為2.9%～6.7%，符合中國農藥殘留檢測相關標準的要求。

關鍵詞：液相色譜-串聯質譜法；土壤；磺酰脲類除草劑；殘留測定

中圖分類號：0657.7+2；TQ457.2 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）13-3459-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.13.048

磺酰脲類除草劑是目前使用量最大的一類除草劑，主要用于水稻、大豆、玉米等作物的雜草防治，對防除闊葉雜草及某些禾本科雜草有很好的效果。磺酰脲類除草劑具有高效、低毒等優點，在現代化農業生產中發揮了重要的作用，但其在土壤中殘留時間較長，殘留除草劑可對后茬敏感作物造成危害，并對生態環境造成諸多負面影響，對其殘留量進行全面監測顯得十分重要[1-3]。目前多采用酶聯免疫吸附分析法、色譜法、色譜-質譜聯用法等方法對磺酰脲類除草劑進行檢測。由于磺酰脲類除草劑熱不穩定性和低揮發性，一般不適宜于采用氣相色譜分析，所以目前應用最為廣泛的方法是HPLC法，但該法在應用中容易出現假陽性，靈敏度也不夠高，且必須對陽性樣品或可疑樣品進行確證[4，5]。而采用液相色譜-串聯質譜（LC-MS/MS）法則具有靈敏度高、選擇性強、檢測結果一般不需再次確證等優點。在本試驗中采用液相色譜-串聯質譜法測定土壤中的磺酰脲類除草劑殘留，研究土壤中噻吩磺隆等6種磺酰脲類除草劑殘留分析的樣品前處理方法和液質聯用分離檢測條件。試驗結果表明，該方法簡便快捷，擁有較高的靈敏度和準確度，可用于土壤中磺酰脲類除草劑的檢測分析。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

安捷倫1260/6430型高效液相色譜-三重四級桿串聯質譜儀（帶DAD檢測器）；安捷倫ZORBAX Eclipse Plus C18色譜柱（3.0 mm×100 mm，1.8-Micron），Strata C18-E固相萃取柱（Phenomenex，500 mg，3 mL），Waters固相萃取柱（Oasis？誖HLB，200 mg， 6 mL），弗羅里硅土固相萃取柱（Welchrom，500 mg/6 mL），均質機，氮吹儀，振蕩器，水浴槽等。

乙腈（HPLC，德國Merck），甲醇（HPLC，Merck），二氯甲烷（HPLC，Merck），正己烷（≥98.0%，Merck），丙酮（≥99.8%，Merck），甲酸（HPLC，美國J.T. Baker）。農藥標樣，噻吩磺隆、甲磺隆、砜嘧磺隆、芐嘧磺隆、氯嘧磺隆、吡嘧磺隆（純度均>98%）。

1.2 色譜與質譜條件

色譜柱，ZORBAX Eclipse Plus C18柱（Agilent，3.0 mm×100 mm，1.8-Micron）；流動相，A相（0.1%甲酸+3 mmol甲酸銨），B相（甲醇）；柱溫30 ℃；進樣量5 μL。

梯度洗脫程序，0 min（40%B）→0.5 min（40%B）→8.0 min（90%B）→11.0 min（90%B）→11.1 min（40%B）→12.0 min（40%B）。流速0.3 mL/min。

質譜相關的條件與參數：電噴霧離子源（離子源參數：干燥氣溫度325 ℃，干燥氣流速10 L/min，霧化氣壓力45 psi，毛細管電壓4 000 V）；正離子模式，多反應監測掃描。質譜主要采集參數見表1。

1.3 樣品處理

1.3.1 樣品制備 取2 000 g待測土壤樣品，人工去除石塊、樹枝等雜物，搗碎、混勻后備用。

1.3.2 提取 比較乙腈、甲醇、甲醇-丙酮混合液提取效果，選擇乙腈為提取液。稱取10.0 g土樣于50 mL離心管中，加入30 mL乙腈于振蕩器提取30 min，4 000 r/min離心5 min，將上清液轉入150 mL分液漏斗中。向殘渣中加入30 mL乙腈重復上述操作一次，合并兩次提取液于分液漏斗中。向分液漏斗中加入30 mL用乙腈飽和的正己烷，劇烈振蕩2 min，靜置分層后棄去正己烷層，乙腈層轉于100 mL梨形瓶中40 ℃旋轉蒸發至干，用5 mL二氯甲烷溶解殘渣[6]。

1.3.3 凈化 比較Oasis HLB固相萃取柱、C18柱和弗羅里硅土柱凈化效果，選擇弗羅里硅土柱。用10 mL二氯甲烷-丙酮-甲醇（7.5∶2.0∶0.5，V/V/V）預淋洗，將提取液全部轉移至弗羅里硅土柱上，比較3種不同洗脫溶液效果，選擇二氯甲烷-甲醇（1∶1， V/V）為洗脫液。用30 mL二氯甲烷-甲醇進行洗脫并收集洗脫液于梨形瓶中，于40 ℃下氮吹至近干，用2 mL流動相定容，過0.2 μm濾膜。

1.4 標準曲線與樣品測定

將除草劑標準品配制成一系列濃度梯度的混合標準溶液，采用Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18色譜柱，比較不同體系的流動相（乙腈-0.1%甲酸水溶液、甲醇-0.1%甲酸水溶液、乙腈-0.1%甲酸+3 mmol/L甲酸銨、甲醇-0.1%甲酸+3 mmol/L甲酸銨）效果。進行LC-MS/MS分析，以響應更高的子離子作為定量離子（兩個子離子中響應低的子離子用作定性參照），以定量離子的豐度對應濃度分別制作各除草劑的標準曲線。經處理的土壤樣品提取物在色譜-質譜條件下進行分析，參照標準曲線用外標法計算土壤中各除草劑的濃度。

2 結果與分析

2.1 萃取及凈化方法的優化

在磺酰脲類除草劑殘留分析中常用的提取溶劑有乙腈、甲醇、甲醇-丙酮混合液等，本試驗比較了這3種提取溶劑的效果。測試結果表明，以乙腈為提取液時回收較好（回收率在90%左右），且穩定；以甲醇或甲醇-丙酮混合液作為提取液時回收率波動較大，且溶出的雜質多，影響后續凈化與分析，故確定乙腈作為萃取溶劑。

在凈化處理中比較了Oasis HLB固相萃取柱、C18柱和弗羅里硅土柱的凈化效果，3種SPE柱的凈化效果均較好，在紫外檢測器上產生的雜質峰很少，但采用C18柱時回收率略低，綜合考慮檢測成本等因素，選取弗羅里硅土柱作為凈化柱。另外，在用弗羅里硅土柱進行凈化的過程中，比較了3種不同洗脫溶液[乙腈、乙腈-甲苯（3∶1）、二氯甲烷-甲醇（1∶1）]的效果，在試驗中觀察到以二氯甲烷-甲醇（1∶1）作為洗脫溶液時，去除雜質的效果更好，能顯著的減少干擾，回收率也在理想的范圍內，綜合效果明顯優于另外兩種洗脫溶液。

2.2 儀器分析條件的優化

流動相的選擇：采用Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18色譜柱，比較了不同體系的流動相。結果表明不同流動相對各待測化合物的離子化水平產生較大的影響，當采用乙腈-0.1%甲酸水溶液、甲醇-0.1%甲酸水溶液流動相體系時，6種待測除草劑的質譜響應值均顯著低于采用乙腈-0.1%甲酸+3 mmol/L甲酸銨、甲醇-0.1%甲酸+3 mmol/L甲酸銨流動相時的響應值（約相差1個數量級，對氯嘧磺隆而言差異更為顯著），且峰形較差；采用乙腈-0.1%甲酸+3 mmol/L甲酸銨體系時，雖然響應值較高，但峰形差，影響色譜分離效果，最終選擇甲醇-0.1%甲酸+3 mmol/L甲酸銨作為流動相。對甲酸和甲酸銨的濃度進行了優化，流動相中的甲酸能有效促進離子化，但濃度高于0.1%時會導致質譜基線噪聲顯著增加，進而導致靈敏度下降，故選定甲酸水溶液的濃度為0.1%；甲酸銨能有效改善峰形和調節離子化水平，但濃度高于3 mmol/L時并不能更好地發揮改善峰形的作用，過高的鹽分還會對基線的穩定性產生負面作用，故最終選取甲酸銨的濃度為3 mmol/L。

為了獲得最佳的檢測效果，在優化了萃取方式、流動相以及梯度洗脫程序等條件后，對各項質譜參數也進行了優化（表1）。圖1為6種磺酰脲類除草劑混合標準品的總離子流。

2.3 線性關系與檢出限

在經優化的測試條件下，取系列濃度的標準品混合液進行分析，以各除草劑組分的定量子離子響應值對應濃度作出曲線，計算除草劑的線性回歸方程，各除草劑在1～500 ng/mL濃度范圍內線性關系良好。當樣品中有除草劑被檢出，且其濃度超過該線性范圍時，經適度稀釋后再次測定。6種磺酰脲類除草劑的線性回歸方程、相關系數、檢出限和定量限等見表2，其中檢出限按照3倍信噪比經計算得出，以4倍檢出限作為定量下限（參照美國環保署EPA SW-846）。

2.4 回收率測定以及與其他方法測定結果的比較

向2組空白土壤樣品中加入除草劑標準品混合溶液，使第1組樣品中各除草劑濃度為5.0 ng/g，第2組中各除草劑濃度為50.0 ng/g。按上述前處理方法流程及選定的參數測定各除草劑的含量并計算回收率（n=5），其回收率范圍為84.2%～95.0%，RSD為2.9%-6.7%，均能滿足要求。同時，2組土壤樣品還按照農業行業標準NY/T 2067-2011進行了測定（n=5），測定結果見表3。比較發現，兩種方法的測定結果基本相當（差異不顯著，P>0.05），按NY/T 2067-2011測定時的回收率為83.4%～96.5%。

3 小結與討論

本研究方法較NY/T 2067-2011（土壤中13種磺酰脲類除草劑殘留量的測定-液相色譜串聯質譜法）中的方法簡便，簡化了樣品的前處理過程，縮短了分析時間，可顯著減少試劑成本，各項技術指標均能達到實際檢測工作的要求。運用該方法，土壤樣品經簡便的前處理流程處理后，利用LC-MS/MS進行分析，能對土壤中的多種磺酰脲類除草劑殘留進行定性和定量檢測。該方法快速、簡單，擁有較滿意的靈敏度和準確度。

參考文獻：

[1] GIOVANNI D，ALBERTO V，VINCENZO B，et al. Detection and quantitation of sulfonylurea herbicides in soil at the ppb level by capillary electrophoresis[J].Journal of Chromatography A，1995，700（1-2）：201-207.

[2] ERI A， HIDEKO K， MASANORI A， et al. Determination and quantitation of sulfonylurea and urea herbicides in water samples using liquid chromatography with electrospray ionization mass spectrometric detection[J].Analytica Chimica Acta，2004， 507（2）：211-218.

[3] 呂曉玲，佘永新，王榮艷，等.磺酰脲類除草劑殘留檢測技術及其研究進展[J].分析測試學報，2009，28（7）：875-880.

[4] 趙永剛，張祥志，胡冠九，等.固相萃取/高效液相色譜法測定地表水中磺酰脲類農藥的研究[J].分析科學學報，2008，24（3）：287-290.

[5] 胡開峰，孫 濤，劉圣紅，等.土壤中13種磺酰脲類除草劑多殘留的超高效液相色譜-串聯質譜法測定[J].分析測試學報，2010， 29（11）：1216-1220.

[6] GB/T 23817-2009，大豆中磺酰脲類除草劑殘留量的測定[S].