超高效液相色譜-串聯質譜法測定 硝磺草酮在稻田中的殘留

郭明程，聶東興，湯 濤，李賢賓

(1.農業農村部農藥檢定所，北京 100125；2.浙江省農業科學院農產品質量標準研究所，浙江杭州 310021)

硝磺草酮(mesotrione)，化學名稱為2-(4-甲磺?；?2-硝基苯甲?；?環己烷-1,3-二酮，是一種三酮類羥基苯基丙酮酸酯雙氧化酶(HPPD)抑制劑類芽前、苗后除草劑，可用于大多闊葉草和一些禾本科雜草[1-2]的有效防治，特別是對稻田低齡稗草和對磺酰脲類除草劑產生抗性的闊葉雜草及莎草等有效。目前已有多個產品在我國水稻上取得登記，廣泛應用于移栽水稻田防治一年生雜草[3-4]。然而，硝磺草酮在稻田中殘留檢測方法卻少有報道[5]。

本研究開發了利用超高效液相色譜-串聯質譜法測定硝磺草酮在糙米、谷殼、植株、土壤和稻田水中殘留的分析方法。該方法快速、簡便，重現性好，適用于硝磺草酮在大量樣品中的殘留檢測。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

UPLC-XEVO TQ/MS超高效液相色譜-串聯質譜聯用儀(美國Waters公司)；AB135-S電子天平(精確至0.0001 g，梅特勒-托利多公司)；SPS402F 電子天平(精確至0.01 g，奧豪斯公司)；VTX-3000L渦旋儀(杭州雷琪試驗器材公司)；TYZD-IIA振蕩器(天儀電子儀器有限公司)；R-210旋轉蒸發儀(瑞士Buchi公司)；V-700真空泵(瑞士Buchi公司)。

硝磺草酮標準品(純度99.0%，Dr.Ehrenstorfer公司)；乙腈和甲醇(色譜純，德國Merck)；甲酸(色譜純，上海凌峰化學試劑有限公司)；氯化鈉、石油醚、乙酸乙酯和1,2-丙二醇(分析純，國藥集團化學試劑有限公司)；Wondasep HLB固相萃取小柱(500 mg/6 mL，島津(上海)實驗器材有限公司)；試驗用水都為用Milli-Q超純水器純化處理得到的超純水。

1.2 樣品前處理

1.2.1 提取

糙米、土壤：稱取糙米10 g、水稻田土壤20 g(精確到0.01 g，下同)，分別置于具塞三角燒瓶中，加入10 mL水，30 mL乙腈振蕩提取30 min，經布氏漏斗減壓抽濾，濾液轉入裝有10 g氯化鈉的100 mL具塞量筒中。濾渣加入10 mL水，30 mL乙腈繼續振蕩提取30 min，同樣條件下抽濾，合并濾液，充分搖勻1 min，靜置15 min，取上清液30 mL到250 mL平底燒瓶中，加3～4滴1,2-丙二醇，在40 ℃水浴條件下濃縮近干，待凈化。

谷殼、植株：稱取谷殼、植株樣品各5 g，放入250 mL錐形瓶中，加入20 mL水，70 mL乙腈振蕩提取30 min，經布氏漏斗減壓抽濾，濾液轉入裝有10 g氯化鈉的100 mL具塞量筒中，充分搖勻1 min，靜置15 min，取上清液35 mL到250 mL平底燒瓶中，加5～6滴1,2-丙二醇，在40 ℃水浴條件下濃縮近干，待凈化。

稻田水：量取過濾后的稻田水100 mL于500 mL分液漏斗中，先后分別加入30 mL乙酸乙酯萃取2次，收集乙酸乙酯相，在旋轉蒸發器上減壓濃縮至干，加3～4滴1,2-丙二醇，在40 ℃水浴條件下濃縮近干，待凈化。

1.2.2 凈化

Wondasep HLB小柱(500 mg，6 mL)，依次用10 mL甲醇、10 mL去離子水溶液平衡活化小柱。用5 mL石油醚/乙酸乙酯(95/5，體積比)將以上提取物轉入小柱，用石油醚/乙酸乙酯(95/5，體積比) 5 mL、水1 mL淋洗，棄去淋出液，用乙腈/水(20/80，體積比)10 mL洗脫，收集洗脫液于平底燒瓶中，40 ℃水浴條件下減壓濃縮干，用甲醇定容至10 mL過0.22 μm濾膜，待測。對于高濃度添加水平(糙米1.0 mg/kg、谷殼2.0 mg/kg、植株2.0 mg/kg、土壤0.5 mg/kg、稻田水0.1 mg/L)處理，過濾膜后用色譜甲醇稀釋10倍再測定。

1.3 儀器檢測條件

1.3.1 色譜條件

流動相：乙腈和0.1%甲酸水；色譜柱：waters acquity UPLCTM BEH C18(1.7 μm，2.1 mm×50 mm)；流速為0.20 mL/min；柱溫：40 ℃；進樣量：1.0 μL；保留時間：約2.91 min；采用梯度洗脫，洗脫條件見表1。

表1 液相色譜梯度洗脫條件

1.3.2 質譜儀器條件

離子源：正離子(ESI+)；毛細管電壓：3.5 kV；脫溶劑氣流量：800 L/h；一級錐孔電壓：40 V；脫溶劑溫度：400℃；硝磺草酮定量定性離子對：m/z340.1(228.1*，104)。

1.4 標準曲線制作

用甲醇溶液配制0.005、0.010、0.020、0.050、0.10、0.20 mg/L的硝磺草酮標準溶液，在上述儀器檢測條件下進行測定，以定量離子峰面積與硝磺草酮標準溶液濃度作標準曲線。

1.5 添加回收率測定

分別在空白稻田水、土壤、糙米、植株和谷殼樣品中添加3檔不同濃度的硝磺草酮標準溶液，每檔添加水平濃度重復5次，用上述檢測方法測定添加回收率和相對標準偏差。

2 結果與分析

2.1 質譜條件的選擇

在流動相為乙腈和水(10/90，體積比)，進樣體積為1 μL，流速0.2 mL/min的條件下，將質量濃度為1.0 mg/L硝磺草酮標準溶液，通過蠕動泵進樣，分別在電噴霧電離負離子模式(ESI－)和正離子模式(ESI+)下，m/z 100～500范圍內對母離子進行全掃描。結果表明，硝磺草酮在ESI+下電離效果最好，信號強度比在ESI－下高，得到了m/z340.1的[M+H]+準分子離子峰。二級質譜掃描[M+H]+準分子離子峰，獲得了碎片離子，碎片離子m/z228.1的響應值較高且穩定，故選定m/z228.1為定量離子。

2.2 凈化劑的選擇

基質中的其他雜質會干擾硝磺草酮的檢測，為去除干擾，選擇PSA和HLB固相萃取小柱作為凈化劑，并比較各自凈化效果。結果表明，以PSA作為糙米、谷殼、植株、土壤和稻田水提取液的凈化劑時，硝磺草酮在這5種基質中的回收率均不達標，而以HLB固相萃取小柱作為凈化劑，回收率達到80%～110%。因此選擇HLB固相萃取小柱作為糙米、谷殼、植株、土壤和稻田水提取液的凈化劑。

2.3 方法線性范圍、檢出限與定量限

在0.005～0.2 mg/L范圍內，硝磺草酮的峰面積與質量濃度表現出良好的線性關系，其標準曲線方程為y=137340x+114.77，相關系數R2=0.9996。按信噪比(S/N)為3計，硝磺草酮的檢出限為5.0×10-12g，以低檔添加濃度為準，硝磺草酮在糙米中的定量限為0.01 mg/kg，在谷殼和植株中的定量限均為0.02 mg/kg，在土壤中的定量限為0.005 mg/kg，在稻田水中的定量限為0.001 mg/L。

2.4 添加回收率和精密度

在優化的樣品前處理條件和儀器條件下，進行空白基質加標回收試驗，在各自添加濃度下，結果見表2。硝磺草酮在糙米中添加濃度為0.01～1.0 mg/kg時，平均添加回收率為87%～93%，相對標準偏差(RSD) 為3.5%～9.5%；在谷殼中添加濃度為0.020～2.0 mg/kg 時，平均添加回收率為85%～91%，相對標準偏差(RSD)為3.5%～8.9%；在植株中添加濃度為0.020～2.0 mg/kg時，平均添加回收率為91%～96%，相對標準偏差(RSD) 為3.1%～13.3%；在土壤中添加濃度為0.005～0.50 mg/kg時，平均添加回收率為92%～105%，相對標準偏差(RSD)為3.9%～9.7%；在稻田水中添加濃度為0.001～ 0.10 mg/kg時，平均添加回收率為90%～93%，相對標準偏差(RSD)為5.7%～11.5%。圖2～6為硝磺草酮標樣、土壤基質空白、土壤添加、谷殼基質空白、谷殼添加硝磺草酮的典型譜圖。

表2 硝磺草酮在糙米、谷殼、植株、土壤和稻田水中的添加回收率及相對標準偏差

3 結論

稻田樣品用乙腈和水(或乙酸乙酯)提取，HLB固相萃取小柱凈化，以正離子和多反應監測模式，通過超高效液相色譜-串聯質譜測定，開發并驗證了糙米、稻殼、稻稈、土壤和稻田水中硝磺草酮殘留量的分析方法。在優化條件下，硝磺草酮在各基質中的添加回收率為85%～105%，相對標準偏差為3.1%～ 11.5%，硝磺草酮在糙米中的定量限為0.01 mg/kg，在谷殼和植株中的定量限均為0.02 mg/kg，在土壤中的定量限為0.005 mg/kg，在稻田水中的定量限為0.001 mg/L。方法的靈敏度高、重現性好，達到農藥殘留分析要求，適用于硝磺草酮在稻田樣品中的殘留抽檢監測和殘留登記試驗。