超高效液相色譜-串聯質譜法分析梨和土壤中阿維菌素的降解動力學及殘留量

范文靜 張文君 李慧冬 等

摘要 [目的]確保阿維菌素在梨果病害防治上的安全使用。[方法]利用超高效液相色譜-串聯質譜建立梨和土壤中阿維菌素的檢測方法，通過田間樣品分析阿維菌素在梨果及土壤中的消解趨勢、殘留水平。[結果]該方法的靈敏度、精密度和準確性等指標均滿足農殘分析要求，適用于梨果和土壤中阿維菌素的測定;阿維菌素在梨果與土壤中消解動態滿足一級降解動力學方程，梨果中半衰期分別為山東3.0 d、安徽1.7 d、河北1.3 d，土壤中半衰期分別為山東2.4 d、安徽3.8 d、河北1.2 d;在梨果及土壤中最終殘留均低于0.02 mg/kg。[結論]建議1.8%阿維菌素水乳劑防治梨木虱，藥劑稀釋1 500～3 000倍（有效成分6～12 mg/kg），施藥2次，距采收間隔期14 d為宜。

關鍵詞 阿維菌素;超高效液相色譜-串聯質譜法;梨;降解動力學;殘留量

中圖分類號 S482.3文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）04-0198-04

Abstract [Objective] The research aimed to ensure the safe use of avermectin in the control of pear fruit diseases.[Method]Ultrahigh performance liquid chromatographytandem mass spectrometry （UHPLCMS/MS） was used to establish the detection method of avermectin in pear and soil. The field samples were analyzed and evaluated for the digestion trend and residual level of avermectin in pear fruit and soil.[Result]The sensitivity， precision and accuracy of the method met the requirements of pesticide residue analysis， and were suitable for the determination of avermectin in pear fruit and soil;the avermectin dynamics in the pear fruit and soil met the firstorder degradation kinetics equation.The halflives of pear fruit were 3.0 d in Shandong， 1.7 d in Anhui， and 1.3 d in Hebei. The halflives in soil were 2.4 d in Shandong， 3.8 d in Anhui， and 1.2 d in Hebei.The final residue in pear fruit and soil was less than 0.02 mg/kg.[Conclusion]It is recommended that 1.8% avermectin water emulsion can prevent pear hibiscus， and the drug is diluted 1 500-3 000 times （active ingredient 6-12 mg/kg）， and the application is 2 times. The interval between harvesting is 14 days.

Key words Abamectin;UPLCMS/MS;Pear;Degradation kinetics;Residue

阿維菌素是一種殺蟲、殺螨、殺線蟲活性的十六元大環內酯類化合物，化學結構新穎，作用機制獨特，其通過干擾害蟲神經生理活動，刺激其釋放γ-氨基丁酸，致使螨類成、若螨以及昆蟲和幼蟲出現麻痹癥狀，2～4 d后死亡，對皮膚無刺激作用，對眼睛有輕微刺激作用，在試劑量內對動物無致畸、致癌、致突變作用，對水生生物、蜜蜂高毒，對鳥類低毒，但按照WHO五級分級標準，阿維菌素仍屬高毒化合物。阿維菌素易降解[1]，但若不規范使用，仍存在超標的可能性。農藥在植物體和土壤化學行為研究是制定農藥殘留最大殘留限量（MRL）的基本數據之一，同時也是建立良好農業生產規范（GAP）、保證農藥等不超標的重要依據[2-3]，對農產品質量和食品安全意義重大。梨果鮮美，肉脆多汁，酸甜可口，風味芳香優美。富含糖、蛋白質、脂肪、碳水化合物及多種維生素，具有清肺養肺的作用，科學家和醫師把梨稱為“全方位的健康水果”或“全科醫生”。目前，中國農業部現有的標準《GB 2763—2016》規定在梨中MRL為0.02 mg/kg，國際食品法典委員會（CAC）規定在梨中的MRL為0.02 mg/kg。因此研究阿維菌素在梨果和土壤中的降解行為，考察其殘留量及使用安全性，對于梨果中合理使用阿維菌素有重要的意義。

阿維菌素的殘留檢測多采用高效液相色譜-紫外檢測法[4-6]、高效液相色譜-熒光檢測法[7-8]、酶聯免疫法[9]及高效液相色譜-質譜法[10-14]等，其中關于食品的報道比較多，有蔬菜[12]、水果[14]、動物制品[13]、谷物[10-11]等。目前，紫外檢測器檢測阿維菌素的靈敏度已不適應殘留分析，熒光檢測器雖然靈敏度較高，但衍生方法繁瑣，而且衍生后的阿維菌素易降解，ELISA方法存在假陽性。筆者參照已有研究文獻，利用超高效液相色譜-串聯質譜（UPLC- MS/MS）分析阿維菌素在梨果和土壤中的降解動力學和殘留量，旨在為農業合理用藥及確定休藥期提供可參考理論依據。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

超高效液相色譜系統，ACQUITY Ultra Performance LC（Waters 公司）;質譜系統，Micromass Quattro Ultima IMPT 質譜儀（Waters 公司）;WERLE T25BS2 高速分散勻漿機（德國IKA公司）;Hei-VAP Value旋轉蒸發儀（德國Heidolph公司）;LDZS-2 高速離心機（北京京立離心機公司）;BSA224S - CW 萬分之一電子天平（德國 Sartorius公司）;Eppendorf移液槍等其他實驗室常用儀器設備。

阿維菌素（99.6%，德國Sigma公司）;乙腈、甲醇（HPLC級，美國 Fisher 公司）;氯化鈉、醋酸銨（分析純，國藥集團）。

1.2 田間試驗設計

1.2.1 消解動態試驗。

梨果實和土壤中進行消解動態試驗中1.8%阿維菌素水乳劑防止梨木虱，施藥劑量為推薦最高使用劑量的4倍，即稀釋375倍（有效成分48 mg/kg）。按照《農藥殘留試驗準則》要求，于2010年在山東、安徽、河北三地開展試驗。采用噴霧法施藥，施藥次數為1次，每個處理重復3次。每小區2棵樹，土壤消解動態每小區空白地30 m 同時設空白對照小區。于梨果實生長至成熟個體一半大小時噴霧施藥1次。

梨果樣品：施藥后間隔1 h、6 h、12 h、1、2、3、5、7、14、21 d采集梨果樣品2 kg，隨機在試驗小區內不同方向及上、中、下、里、外等不同部位采集12個以上生長正常的果實，切為4瓣，取對角兩瓣，切成1 cm以下的碎塊，-20 ℃冰箱保存。土壤土壤樣品：施藥后間隔1 h、6 h、12 h和1、2、3、5、7、14、21 d采土壤樣品1 kg，棋盤式選點6～12個，取樣深度0～10 cm，樣品于-20 ℃冰箱保存。

1.2.2 最終殘留試驗。

設2個使用施藥劑量：稀釋1 500倍和稀釋1 000倍;每個劑量分別設2個施藥次數：2次和3次。每個處理設3個重復，小區間設保護行，每小區2棵樹。于梨果生長中期開始施藥，施藥間隔期為10 d，背負式手動噴霧器進行噴霧，噴藥時保持勻速，使藥液盡可能均勻地分布在處理區果樹的果實上。

梨果樣品：距最后一次施藥14、21 d，隨機在試驗小區內不同方向及上、中、下、里、外等不同部位采集12個以上生長正常的果實，切為4瓣，取對角兩瓣，切成1 cm以下的碎塊，-20 ℃冰箱保存。土壤樣品：樹冠覆蓋范圍內棋盤式選點6～12個，取樣深度0～15 cm，樣品于-20 ℃冰箱保存。

1.3 標準溶液配制

準確稱取0.01 g（精確至0.000 1 g）阿維菌素標準品于10 mL容量瓶中，用甲醇稀釋成0.01、0.02、0.04、0.100、0.200 mg/L系列標準溶液，于0～4 ℃ 冰箱中貯存，待用。

1.4 樣品制備

田間樣本在采集后8 h內運回實驗室，并立即制備成實驗室樣品冷凍保存。

梨：采集后的梨打碎混勻，于- 20 ℃冰箱保存備測定。

土壤：將采集到的土壤樣本碾碎后過篩，收集于搪瓷盤中或其他適宜容器中，充分混勻，用四分法分取200～300 g樣品2份，分別裝入封口樣品容器中，于-20 ℃冰箱保存備測定。

1.5 樣品前處理

1.5.1 提取。

1.5.1.1

梨樣品。稱取10.0 g試樣置于200 mL廣口瓶中，加入50 mL乙腈，以10 000 r/min高速勻漿1 min，過濾至盛有5～7 g NaCl的具塞量筒中，劇烈振蕩2 min，靜置30 min直至分層。準確吸取20.0 mL乙腈相溶液至圓底燒瓶中，50 ℃水浴旋轉蒸發近干，加入2.0 mL乙腈+水溶液（2∶3，V/V）。

1.5.1.2

土壤樣品。稱取10.0 g試樣置于200 mL廣口瓶中，加5 mL水浸濕平衡，加入50 mL乙腈，振蕩1 h，過濾至盛有5 g NaCl的具塞量筒中，劇烈振蕩2 min，靜置30 min直至分層。準確吸取20.0 mL乙腈相溶液至圓底燒瓶中，50 ℃水浴旋轉蒸發近干，加入2.0 mL乙腈+水溶液（2∶3，V/V），待凈化。

1.5.2 凈化。

用6 mL乙腈、6 mL水依次預洗C18固相萃取柱，當溶劑液面流至吸附填料表面時，立即加入樣品濃縮液，用8 mL乙腈+水溶液（2∶3，V/V）淋洗萃取柱，棄去淋洗液，最后用2 mL乙腈洗脫，收集洗脫液，0.2 μm濾膜過濾，待測。

1.6 儀器分析條件

1.6.1 液相色譜條件。

色譜柱為ACQUITY UPLC BEH C18 柱（2.1 mm×100 mm，1.7 μm），柱溫40 ℃，樣品室溫度10 ℃;進樣體積5.0 μL;流動相A為5 mmol/L醋酸銨（pH=3）;流動相B為乙腈。流速0.2 mL/min，梯度洗脫，色譜分離梯度條件見表1。

1.6.2 質譜條件。

大氣壓電噴霧離子源（ESI），正離子模式;毛細管電壓3.5 kV;離子源溫度110 ℃，脫溶劑氣溫度400 ℃;錐孔氣流量60 L/h，脫溶劑氣流量430 L/h;光電倍增器電壓650 V;碰撞室真空度7.22 e-3（mbar），質量分析器真空度8.00 e-6（mbar）。定性離子對、定量離子對、碰撞電壓和錐孔電壓等質譜條件參數詳見表2。

2 結果與分析

2.1 線性范圍、檢出限及定量限

在“1.6”儀器條件下，注射0.01、0.02、0.04、0.10、0.20 mg/L標準系列溶液，阿維菌素的MRM離子流圖見圖1，其保留時間為3.35 min，峰型較好。以阿維菌素絕對進樣量（X，ng）為橫坐標、定量離子（m/z 567.44）的色譜峰面積（Y）為縱坐標進行線性回歸，其線性方程為Y=7 448.23X-59.273 7，相關系數r=0.999 1，最小檢出量為1×10-11 g，在梨、土壤中的最低檢測濃度均為0.001 mg/kg。

2.2 精密度及準確度

對空白梨、土壤樣品在0.001、0020、0.100 mg/kg 3個濃度水平上進行添加，每個平行重復5次，測定其回收率。梨中回收率為78.0%～100.2%，相對標準偏差為1.2%～8.7%;土壤中回收率為84.0%～101.1%，相對標準偏差為1.1%～5.2%（表3），梨和土壤的空白樣品、添加樣品的阿維菌素圖譜分別見圖2～3。

2.3 消解動態試驗

農藥在大田環境下的降解是一個復雜過程，通常采用一級動力學方程描述其降解規律，以半衰期T1/2表示農藥在土壤和植物體中的消解程度，以施藥后的時間（T）為橫坐標、殘留量（CT）為縱坐標，繪制指數曲線（圖4）。

2.4 甲基硫菌靈在馬鈴薯中的最終殘留量

據2010年山東、安徽、河北三地的最終殘留試驗，1.8%阿維菌素水乳劑按稀釋1 500倍（有效成分12 mg/kg）和稀釋1 000倍（有效成分18 mg/kg）施藥的情況下，距最后一次施藥14、21 d采集梨和土壤，阿維菌素在梨和土壤中的殘留量均低于0.02 mg/kg，滿足最大殘留限量要求。

3 結論

該研究建立了梨果實和土壤中阿維菌素檢測方法，在001～0.20 mg/L阿維菌素的儀器響應值與質量濃度呈良好的線性關系，平均回收率為78.0%～1011%，RSD為1.1%～8.7%，精確度、準確度和檢出限均符合農藥殘留分析要求，且前處理操作簡單。通過田間樣品分析和評價阿維菌素在梨果中的消解趨勢、殘留水平，消解動態殘留試驗結果表明阿維菌素屬于易降解農藥，其消解動態滿足一級降解動力學方程，梨果中半衰期分別為山東3.0 d、安徽1.7 d、河北1.3 d，土壤中半衰期分別為山東2.4 d、安徽3.8 d、河北1.2 d;阿維菌素用藥14 d后殘留值已較低，消解量均達95%以上，對環境安全;阿維菌素在梨和土壤中的殘留量均低于0.02 mg/kg，滿足最大殘留限量要求。綜上所述，建議1.8%阿維菌素水乳劑防治梨木虱，藥劑稀釋1 500～3 000倍（有效成分6～12 mg/kg），施藥2次，距采收間隔期14 d為宜。

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