加速溶劑萃取-GC-MS/MS法測定楊梅種植土壤中5種菊酯類農(nóng)藥

蔡邦成，趙勝豪，張衛(wèi)東

1. 南京國環(huán)科技股份有限公司（南京 210042）；2. 生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學(xué)研究所（南京 210042）

擬除蟲菊酯類農(nóng)藥[1-3]是繼有機氯、有機磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑后研發(fā)的具有里程碑意義的殺蟲劑，其具有廣譜性、速效、低毒、低殘留、對作物安全等特點；中國是世界上生產(chǎn)和使用殺蟲劑大國，目前核準(zhǔn)的殺蟲劑生產(chǎn)企業(yè)2 000多家，大部分生產(chǎn)企業(yè)專業(yè)化程度低、產(chǎn)量小、利用率低，另外農(nóng)藥在施用過程中，約60%直接進入到土壤環(huán)境，極易造成土壤環(huán)境中農(nóng)藥污染；菊酯類農(nóng)藥如氰戊菊酯，是中國廣泛應(yīng)用的一種殺蟲劑，由于其殘留期較長，對部分非目標(biāo)生物及水生生物毒性很大，因此加強對土壤中常見的菊酯類農(nóng)藥的監(jiān)測，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

土壤中農(nóng)藥提取的常用方法[4-9]有液液萃取法、固相萃取法和加速溶劑萃取法等。固液萃取法，提取效率較低，且易受到基質(zhì)干擾，影響定量結(jié)果；固相萃取法凈化效果好，但經(jīng)過柱處理后，檢測準(zhǔn)確度偏低；加速溶劑萃取法[10-11]是近些年發(fā)展起來的新型提取方法，具有提取效率高、污染小等特點，試驗研究建立加速溶劑萃取-GC-MS/MS法測定楊梅種植土壤中氰戊菊酯等5種常見菊酯類農(nóng)藥殘留的分析方法。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

TQ 8040型三重四極桿氣相色譜-質(zhì)譜儀（日本島津儀器公司）；質(zhì)譜專用色譜柱DB-5 MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm，美國安捷倫科技公司）；加速溶劑萃取儀（ASE 350型，Dionex公司）。

標(biāo)準(zhǔn)溶液：氰戊菊酯、聯(lián)苯菊酯、甲氰菊酯、氯菊酯和溴氰菊酯（濃度均為100 μg/mL，溶劑均為正己烷，農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護科研所）；正己烷、乙酸乙酯（均為色譜純，美國默克）；弗羅里硅土（80～100目，分析純，美國Sigma公司）。

1.2 色譜質(zhì)譜條件

毛細(xì)管色譜柱：DB-5 MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）。色譜柱溫度程序：60 ℃保持1 min，以30 ℃/min程序升溫至150 ℃，以10 ℃/min升溫至250 ℃保持3 min；以10 ℃/min升溫至300 ℃，保持5 min；進樣口溫度270 ℃；載氣，氦氣，純度＞99.999%；載氣流量1.7 mL/min；進樣方式，不分流進樣；2 min后打開分流閥和隔墊吹掃閥；進樣體積1 μL。

離子源EI源；轟擊能量70 eV；離子源溫度240℃；接口溫度270 ℃；碰撞氣，氬氣，純度＞99.999%；溶劑延遲時間3 min。

選擇離子監(jiān)測（MRM）：每種化合物分別選擇1個定量離子，2個定性離子。每組所有需要檢測的離子按照出峰順序，分時段分別檢測。

1.3 方法

1.3.1 樣品萃取、凈化

將楊梅種植土壤樣品風(fēng)干、過篩。稱取5.0 g該土壤樣品與2.5 g氟羅里硅土，混合均勻后加入加速溶劑萃取儀萃取池中，萃取條件為：萃取溶劑，乙酸乙酯∶正己烷（2∶3，V/V），壓力10.2 MPa，萃取溫度85 ℃，沖洗體積50%，循環(huán)次數(shù)3次，吹掃時間40 s，靜態(tài)提取時間10 min。將所得提取液于45 ℃水浴氮吹儀上吹至近干，用正己烷溶劑定容到5 mL，渦旋混勻，經(jīng)0.2 μm濾膜過濾后，作為供試品溶液進樣色譜質(zhì)譜系統(tǒng)。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

標(biāo)準(zhǔn)儲備液：分別移取1 mL質(zhì)量濃度100 μg/mL的氰戊菊酯、聯(lián)苯菊酯、甲氰菊酯、氯菊酯和溴氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)溶液，用正己烷溶劑溶解配制成10 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)儲備液；置于2～8 ℃冷藏箱保存。

2 結(jié)果與討論

2.1 質(zhì)譜參數(shù)優(yōu)化

普通的單重四極桿氣相色譜質(zhì)譜儀對同等類型的農(nóng)藥組分分離度較差。選擇三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜分析樣品，對同類型重疊菊酯類農(nóng)藥選擇其特征子離子進行定性，能有效解決單四極桿的缺陷。對10 μg/mL的5種菊酯類農(nóng)藥以SCAN模式全掃描，得到每種農(nóng)藥的母離子和保留時間；對母離子再次掃描，得到對應(yīng)的特征離子對。以靈敏度最高的1對作為定量離子對，再選擇2對離子對定性。各農(nóng)藥的保留時間結(jié)合定性離子對綜合考評，檢測結(jié)果更加準(zhǔn)確、可靠。典型標(biāo)準(zhǔn)譜圖見圖1，相關(guān)質(zhì)譜參數(shù)見表1。

表1 質(zhì)譜參數(shù)

2.2 萃取溶劑的選擇

萃取溶劑一般依據(jù)目標(biāo)化合物的極性，根據(jù)“相似相溶”規(guī)則來選擇。菊酯類農(nóng)藥多為非極性化合物，考察乙酸乙酯、正己烷等溶劑對菊酯類農(nóng)藥的萃取效率的影響。研究發(fā)現(xiàn)，菊酯類農(nóng)藥用正己烷和乙酸乙酯混合溶劑提取時比單純用乙酸乙酯或正己烷萃取要高很多。因此，進一步考察乙酸乙酯與正己烷以不同體積配比作萃取溶劑時的影響。結(jié)果見表2。因此，選擇體積比2∶3乙酸乙酯-正己烷溶液作為萃取溶劑。

表2 不同溶劑配比萃取的回收率結(jié)果

2.3 加速溶劑萃取條件的優(yōu)化

2.3.1 萃取溫度

萃取溫度為萃取中重要因素之一。一般情況下，升高溫度可加速分析物快速進入至溶劑中，目標(biāo)物的萃取效率呈上升趨勢。考慮到萃取溶劑乙酸乙酯與正己烷沸點較低，保持其他萃取條件不變，考察40～70℃溫度范圍內(nèi)菊酯類農(nóng)藥殘留的趨勢變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著溫度升高，菊酯類農(nóng)藥回收率相繼呈上升趨勢；溫度70 ℃時，回收率變化不是很大。因此，選擇60 ℃作為最終萃取溫度。

2.3.2 萃取時間

一般情況下萃取時間越長，目標(biāo)物的萃取效率越高。將萃取時間設(shè)定為8，10和12 min，其他萃取條件不變，考察3個時間點菊酯類農(nóng)藥的萃取效率。結(jié)果發(fā)現(xiàn)萃取時間8 min時回收率最低，10和12 min的回收率相差不大。為節(jié)約時間，選擇10 min萃取。

2.4 線性范圍及檢出限

吸取若干體積1.3.2的標(biāo)準(zhǔn)儲備液，用正己烷稀釋并配制成質(zhì)量濃度分別為0.02，0.05，0.10，0.50，1.00和2.00 μg/mL的系列標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液，按1.2的色譜質(zhì)譜條件，以MRM模式在氣相色譜質(zhì)譜儀上進樣測試。以菊酯類農(nóng)藥的質(zhì)量濃度對應(yīng)峰面積響應(yīng)值繪制工作曲線。以空白土壤樣品的低質(zhì)量濃度（0.02 μg/mL）加標(biāo)回收的響應(yīng)為基礎(chǔ)，以3倍信號噪聲比值（S/N）定為方法的檢出限，曲線方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限結(jié)果見表3。

2.5 回收率與精密度測試

稱取5.0 g空白土壤樣品，加入一定量的混合標(biāo)準(zhǔn)液，使5種菊酯類農(nóng)藥最終濃度分別為0.05，0.10和0.50 mg/kg，按照1.3方法處理樣品，考察不同濃度點的回收率。進樣氣相色譜質(zhì)譜儀檢測時每個加標(biāo)點的樣品設(shè)置平行進樣6次，考察6次進樣儀器的精密度測試結(jié)果。檢測結(jié)果詳見表4。

表3 標(biāo)準(zhǔn)曲線、相關(guān)系數(shù)及檢出限

表4 回收率與精密度結(jié)果

由表4可以看出，5種菊酯類農(nóng)藥3個濃度點的加標(biāo)回收良好，回收率均在78.6%～97.3%之間；精密度測試結(jié)果均小于5%。

2.6 實際樣品的測定

采集山上及山腳的楊梅種植土壤，各2批，運用加速溶劑萃取氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法對5種菊酯類農(nóng)藥進行監(jiān)測。結(jié)果顯示，山腳的2批土壤分別檢出聯(lián)苯菊酯和氰戊菊酯，檢出結(jié)果均在檢出限以內(nèi)。

3 結(jié)論

研究建立一種加速溶劑萃取-氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜檢測楊梅土壤中5種菊酯類農(nóng)藥殘留的分析方法。優(yōu)化質(zhì)譜參數(shù)及加速溶劑萃取條件，該方法樣品處理簡單，凈化效果好，準(zhǔn)確度及精密度均較高。此次試驗為土壤中菊酯類農(nóng)藥殘留的檢測提供可靠的方法依據(jù)。