二甲四氯在水稻中殘留分析方法的研究

廖 敏，單淑芳，李勝男，劉瓊瓊，潘 凡

1.安徽農業大學植物保護學院，合肥，230036；

2.安徽農業大學農產品質量安全安徽省重點實驗室，合肥，230036

二甲四氯(Chipton)，化學名稱為2-甲基-4-氯苯氧乙酸(其結構式如圖1)，英國瑪克斯公司開發的苯氧乙酸類激素型內吸性除草劑[1]。該除草劑選擇性強，對水田和旱地中闊葉雜草、莎草的防治效果顯著，并且能有效增加作物產量[2,3]。同時，二甲四氯在我國的廣泛應用，造成環境污染、人類健康危害等問題也日趨嚴重，主要表現為殘留時間長，影響后茬作物的生長以及對地下水的潛在污染[4]；其代謝物有較強的生物活性，對人和動物具有一定的內分泌干擾作用[5-7]。因此，建立簡單、快速的殘留分析方法對指導農產品在種植栽培中正確使用二甲四氯具有重要的現實意義。

圖1 二甲四氯結構式

目前，針對二甲四氯在不同作物上的殘留分析方法及其消解動態已有部分研究。匡科等建立了二甲四氯在水中的氣相色譜-負化學源質譜(GC-NCI MS)檢測方法[8]。趙慧宇等通過氫氧化鈉溶液振蕩提取、乙酸乙酯萃取、石墨化碳黑(GCB)凈化，建立了二甲四氯在麥苗、麥稈、麥粒中的高效液相色譜-串聯質譜(HPLC-MS/MS)檢測方法[9]。Hu等通過酸性溶液提取，C18柱凈化，反相高效液相色譜法(HPLC-DAD)檢測，建立了小麥及土壤中二甲四氯的檢測方法[10]。農藥在不同基質中的靈敏度、基質效應、選擇性等均存在差異[11]。然而，有關二甲四氯在水稻及稻田環境中的殘留分析方法鮮有報道，無法為水稻中二甲四氯殘留量的監測提供技術支撐。本文建立了HPLC-MS/MS測定稻米、植株、稻殼、土樣以及水中二甲四氯殘留分析方法，該方法簡便、快捷、靈敏度高，具有實用價值。

1 材料與方法

1.1 主要試劑與儀器

二甲四氯(純度98.5%)，購自德國Dr.Ehrenstorfer公司，色譜甲醇與水(V/V，1/1)配制成濃度為1000 mg·L-1的母液于4 ℃冰箱保存。

氫氧化鈉，乙酸乙酯，均為分析純，購自西隴化工股份有限公司；磷酸(分析純)，購自天津市光復精細化工研究所；色譜甲醇，購自河北四友卓越科技有限公司。

高效液相色譜-串聯質譜聯用儀(Waters ACQUITY HPLC，Waters Xevo TQ MS)，配有ESI離子源，美國Waters公司；超聲波清洗器(KQ-600)，華瑞博遠(北京)科技有限公司；水浴恒溫振蕩器(WHY-2)，長沙基隆儀器儀表有限公司；低速離心機(SC-3610)，安徽中科中佳科學儀器有限公司；氮吹儀(N-EVAP 24)，美國Organomation公司；優普系列超純水器(UPT-11-10T)，成都超純科技有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品預處理

采用五點取樣法，2012年8—10月分別從未施用含二甲四氯成分農藥的安徽省合肥市廬江縣廬城鎮實驗稻田中采集水樣、土樣、水稻植株及稻粒。水樣經布氏漏斗過濾；土樣經風干、磨碎后過40目篩；水稻植株樣品經粉碎機粉碎；稻粒經陰干脫殼獲得稻米和稻殼后粉碎。樣品采用四分法縮分，-20 ℃低溫保存，留作添加回收實驗的空白樣品。

1.2.2 樣品的前處理

比較了乙酸乙酯、甲醇以及乙腈等提取溶劑，通過對提取率和提取樣品中雜質含量進行分析，最終確定樣品前處理方法如下：

水樣：過0.22 μm濾膜后待HPLC-MS/MS檢測。

土樣：準確稱樣5 g，加入0.04 mol·L-1的氫氧化鈉溶液30 mL，振蕩50 min，超聲10 min，3500 r/min離心5 min，取15 mL上清液，磷酸調至pH<3.0，加入5 g氯化鈉、20 mL乙酸乙酯后超聲20 min，振蕩10 min，3500 r/min離心3 min，取上清液5 mL氮吹干，2.5 mL甲醇/水(V/V，1/1)溶液定容，過0.22 μm濾膜后待HPLC-MS/MS檢測。

稻米：準確稱樣10 g，加入0.04 mol·L-1的氫氧化鈉溶液30 mL，振蕩30 min，3500 r/min離心5 min，取15 mL上清液，磷酸調至pH<3.0，加入5 g氯化鈉、20 mL乙酸乙酯后超聲20 min，振蕩10 min，3500 r/min離心3 min，取上清液5 mL氮吹干，2.5 mL甲醇/水(V/V，1/1)溶液定容，過0.22 μm濾膜后待HPLC-MS/MS檢測。

植株：準確稱樣5 g，加入0.04 mol·L-1的氫氧化鈉溶液40 mL，輕搖2 min，超聲提取15 min后再輕搖2 min，3500 r/min離心5 min，取10 mL上清液，磷酸調至pH<3.0，加入5 g 氯化鈉、20 mL乙酸乙酯后超聲20 min，振蕩10 min，3500 r/min離心3 min，取上清液10 mL氮吹干，2.5 mL甲醇/水(V/V，1/1)溶液定容，過0.22 μm濾膜后待HPLC-MS/MS檢測。

稻殼：準確稱樣5 g，加入0.04 mol·L-1的氫氧化鈉溶液40 mL，振蕩30 min，3500 r/min離心5 min，取10 mL上清液，磷酸調至pH<3.0，加入5 g氯化鈉、20 mL乙酸乙酯后超聲20 min，振蕩10 min，3500 r/min離心3 min，取上清液10 mL氮吹干，2.5 mL甲醇/水(V/V，1/1)溶液定容，過0.22 μm濾膜后待HPLC-MS/MS檢測。

1.2.3 HPLC-MS檢測條件

液相色譜條件：考察色譜柱、流動相以及檢測條件等因素，最終確定的檢測方法如下：色譜柱：Waters ACQUITY UPLC R BEH C18，1.7 μm，2.1 mm×100 mm；流速：0.3 mL·min-1；進樣量：10 μL；柱溫：40 ℃；流動相：A-含0.1%甲酸的2%甲醇水溶液；B-含0.1%甲酸水的甲醇。洗脫方式：梯度洗脫，時間程序見表1。

表1 高效液相色譜流動相梯度洗脫程序

質譜條件：電噴霧負離子源(ESI)，負離子掃描模式；多反應監測(MRM)；毛細管電壓3 KV；反吹氣流速50 L·h-1；霧化氣流速1000 L·h-1；霧化溫度500℃；碰撞氣流量0.17 mL·min-1。其質譜參數見表2。

表2 質譜檢測條件

注：標*為定量離子

1.3 稻米樣品中二甲四氯殘留量的檢測

對2013年9-10月采集于安徽省合肥市廬江縣廬城鎮、河南省新鄉市原陽縣祝樓鄉、湖北省武漢市黃陂區王家河鎮農田的6個批次的水稻稻米樣品按照1.2提供的方法進行二甲四氯殘留量分析。

2 結果與分析

2.1 標準曲線的制備

在1.2.4檢測條件下，二甲四氯保留時間為3.02 min，比較二甲四氯在不同離子對下的響應，明確199.0/140.9為定量離子對(m見圖2)。按照空白基質背景10倍信噪比，二甲四氯在植株、稻米、稻殼中的最低檢測濃度(LOQ)為0.02 mg·kg-1，在土、水樣中的LOQ為0.01 mg·kg-1，該方法的靈敏度較好，能夠滿足該農藥的殘留分析要求。

圖2 二甲四氯MRM色譜圖

甲醇/水(V/V，1/1)逐級稀釋二甲四氯標準品母液，以進樣量為橫坐標，峰面積為縱坐標繪制標準曲線。結果表明，在0.005～0.8 mg·kg-1的濃度范圍內，回歸方程為：y= 33587x+ 3244.8，相關系數(R2)為0.9993，響應值和濃度之間呈良好的線性關系(見圖3)。

圖3 二甲四氯的標準曲線

2.2 方法的準確度與精確度

分別在0.01、0.02、0.05、0.10、0.50、1.00 mg·kg-1的添加水平下，采用內標法測定二甲四氯的回收率。結果表明(表3)，在三個添加水平下，二甲四氯在稻米中的添加回收率分別為111%、96%、94%；在稻殼中的添加回收率分別為98%、102%、94%；在植株中的添加回收率分別為119%、94%、88%；在土樣中的添加回收率分別為96%、87%、85%；在水樣中的添加回收率分別為103%、99%、116%，相對標準偏差(RSDs)在2.86%～8.86%之間，均小于15%。方法具有較好的準確性和重現性，符合《農藥殘留實驗準則》的要求，可用于實際樣品的檢測。

表3 稻米、稻殼、植株、土樣和水樣中二甲四氯添加回收試驗(n=5)

2.3 實際樣品檢測

按照1.2中所述二甲四氯殘留分析方法對2013年9—10月采集于安徽省合肥市廬江縣廬城鎮、河南省新鄉市原陽縣祝樓鄉、湖北省武漢市黃陂區王家河鎮的水稻稻米樣品進行檢測，結果顯示，從田間采集的6份水稻樣品稻米中二甲四氯的殘留量均低于最低檢測濃度(0.02 mg·kg-1)，均未超出二甲四氯在稻米中的最高殘留限量(MRL=0.05 mg·kg-1)。

3 結 論

本研究比較了不同的色譜檢測條件，以及不同的提取方法，建立了適用于檢測水稻及稻田環境樣品中二甲四氯殘留的高效液相色譜-串聯質譜分析方法。該方法具有快捷、高效、重現性好、靈敏度高等優點。在添加濃度0.01～1.00 mg·kg-1范圍內，樣品添加回收率在85%～119%之間，RSDs在2.86%～8.86%范圍，方法的LOQ為0.01～0.02 mg·kg-1，低于二甲四氯在稻米中的最高殘留限量標準。對采集于安徽省合肥市、河南省新鄉市、湖北省武漢市的六組稻米實際樣品的檢測結果表明，該方法具有良好的實際應用性，滿足農藥殘留分析的要求。