固相萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法檢測地表水中的環(huán)酰菌胺、醚菌胺和環(huán)氟菌胺微量殘留

陳土明，沈荷美，趙婭萍

（浙江杭康檢測技術(shù)有限公司，浙江 杭州 310015）

環(huán)酰菌胺、醚菌胺主要用于稻田防治稻瘟病、各種灰霉病以及相關(guān)的菌核病、黑斑病等；環(huán)氟菌胺是新型母體結(jié)構(gòu)的殺菌劑, 它對各種蔬菜和麥類的白粉病有優(yōu)良的效果和特性[1-5]。農(nóng)藥是在使用過程中利用率相當(dāng)?shù)?，大部分噴灑后的農(nóng)藥隨著雨水沖刷等流入到地表水徑流中，影響生態(tài)環(huán)境，給人們賴以生存的環(huán)境造成污染[6]。因此，加強對地表水中上述3 種農(nóng)藥的監(jiān)測具有重要的現(xiàn)實意義[7-11]。

因地表水中農(nóng)藥殘留的量極低，因此，在前處理階段需要對地表水樣品中的農(nóng)藥進行富集。常用的富集方法有液液萃取法[12,13]、固相萃取法[14]等方法。液液萃取法是采用有機溶劑，將地表水中的農(nóng)藥反復(fù)多次提取，通過濃縮提高地表水中農(nóng)藥含量的前處理方法，此方法處理步驟繁瑣，試劑用量大，且多次提取導(dǎo)致檢測準(zhǔn)確度偏低。固相萃取法是采用分離柱將地表水中的農(nóng)藥進行富集，選擇少量有機溶劑洗脫的方法，將地表水中農(nóng)藥提取出來的前處理方法，此方法試劑用量少，操作簡便，檢測準(zhǔn)確度較高。本文建立一種采用全自動固相萃取法將地表水中環(huán)酰菌胺、醚菌胺和環(huán)氟菌胺3 種農(nóng)藥提取出來，氣相色譜質(zhì)譜法定性、定量檢測的分析方法，該方法操作簡便、快速、測定結(jié)果準(zhǔn)確[15]。

1 實驗部分

1.1 儀器及試劑

島津GC 2010 Plus 型氣相色譜儀（日本島津公司）；島津TQ 8050 型三重四級桿串聯(lián)質(zhì)譜質(zhì)譜儀（日本島津公司）；梅特勒-托利多XS 204 型電子分析天平（瑞士梅特勒-托利多公司）；貝克曼Allegrax-22 型高速冷凍離心機（德國貝克曼公司）；SK8210 HP 型超聲儀（上?？茖?dǎo)超聲儀器有限公司）；屹堯EXTRA 型全自動固相萃取裝置（上海屹堯儀器科技公司）；Milli-Q Direct 8 型純水制備儀（美國密理博公司）。

固相萃取柱：HLB 型小柱，規(guī)格為1000mg/12mL（天津博納艾杰爾公司）；色譜柱：Agilent HP-5MS 型（規(guī)格：30m×0.25mm，0.25μm，美國安捷倫科技公司）；

環(huán)酰菌胺標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液（編號：DRE-A13476000 ME，質(zhì)量濃度：100μg·mL-1）；醚菌胺標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液（編號：1ST21134-100A，質(zhì)量濃度：100μg·mL-1）；環(huán)氟菌胺標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液（編號：SB05-305-2008，質(zhì)量濃度：100μg·mL-1）；

丙酮，環(huán)己烷，甲醇，乙腈均為色譜純（美國默克公司）；純化水（自制）。

1.2 儀器方法

1.2.1 色譜條件 色譜柱：Agilent HP-5MS 型（規(guī)格：30m×0.25mm，0.25μm）；載氣：高純He（純度≥99.999%）；進樣口溫度：240℃；柱流量：1.67mL·min-1；檢測器溫度：250℃；模式：恒流模式；進樣體積：1.0μL；進樣方式：不分流進樣；升溫方式：程序升溫。升溫程序：初始溫度50℃，保持1min，以15℃·min-1升至180℃，保持5min；再以12℃·min-1升至290℃，保持10min。

1.2.2 質(zhì)譜條件 離子源：EI 源；轟擊能量：65eV；離子源溫度：250℃；接口溫度：260℃；碰撞氣：Ar（純度≥99.999%）；溶劑延遲時間：3.2min；檢測方式：MRM（多反應(yīng)監(jiān)測模式）。

1.3 溶液制備

1.3.1 儲備溶液的制備 取環(huán)酰菌胺、醚菌胺、環(huán)氟菌胺標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液，精密吸取1.0mL，置10mL 棕色容量瓶中，加環(huán)己烷定容至刻度，搖勻，得質(zhì)量濃度均為10μg·mL-1標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液的制備 取1.3.1 各待測農(nóng)藥儲備溶液，分別精密吸取適量，制備每1.0mL 溶液中含環(huán)酰菌胺、醚菌胺和環(huán)氟菌胺質(zhì)量濃度均為0.01、0.05、0.1、0.5、1.0、5.0μg·mL-1的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，加環(huán)己烷定容至刻度，即得標(biāo)準(zhǔn)曲線系列溶液。

1.3.3 樣品溶液的制備 隨機采集5.0L 地表水樣品，挑去肉眼可見物，中性濾紙濾過，初濾液棄去，取續(xù)濾液，用0.01mol·L-1的HCl 溶液或NaOH 溶液調(diào)節(jié)pH 值至中性，置棕色玻璃試劑瓶中，冷藏儲存（儲存溫度：2～8℃）。

取HLB 固相萃取柱，依次用12mL 純化水、12mL甲醇、12mL 環(huán)己烷活化；再取上述預(yù)處理好的水樣500mL，以15mL·min-1流速過固相萃取柱富集；然后用15mL 丙酮：環(huán)己烷溶液（V∶V=1∶2）洗脫，收集洗脫液；將洗脫液置氮吹儀中，45℃氮吹至近干，加環(huán)己烷定容至1mL 待測。

2 結(jié)果與討論

2.1 固相萃取柱的確定

常用于農(nóng)藥殘留檢測用前處理固相萃取柱有：HLB 固相萃取柱、C18固相萃取柱、Florisil 固相萃取柱和氨基固相萃取柱等。固相萃取柱的填料類型不同，會對待測農(nóng)藥富集、凈化效果產(chǎn)生較大的影響。實驗選擇加標(biāo)最終濃度為0.1μg·mL-1的地表水樣品為研究對象，保持1.3.3 前處理條件不變，分別更換上述4 種類型固相萃取柱，優(yōu)化活化、富集、洗脫條件后，分別更換上述4 種固相萃取柱，考察對研究對象的提取效果。結(jié)果，選擇C18固相萃取柱、氨基固相萃取柱時，環(huán)酰菌胺、醚菌胺、環(huán)氟菌胺回收率均較低；選擇Florisil 固相萃取柱時，環(huán)酰菌胺和環(huán)氟菌胺回收率較低，醚菌胺回收率良好；選擇HLB固相萃取柱時，3 種待測農(nóng)藥回收率最佳。因此，實驗選擇HLB 固相萃取柱作為前處理柱。比較結(jié)果見表1。

表1 固相萃取柱比較結(jié)果Tab.1 Comparison results of SPE columns

2.2 前處理洗脫溶劑的確定

固相萃取前處理條件中，固相萃取柱確定后，待測農(nóng)藥經(jīng)富集后，最終洗脫溶劑的選擇對檢測結(jié)果準(zhǔn)確度影響較大，因此，需要對前處理洗脫溶劑進行研究確定。環(huán)酰菌胺、醚菌胺、環(huán)氟菌胺3 種待測農(nóng)藥，其中環(huán)酰菌胺和環(huán)氟菌胺極性較弱。實驗選擇加標(biāo)最終濃度為0.1μg·mL-1的地表水樣品為研究對象，保持1.3.3 前處理條件不變，分別選擇洗脫溶劑為甲醇、丙酮、環(huán)己烷和甲醇∶丙酮（V∶V=1∶2）作為洗脫溶劑，結(jié)果選擇甲醇作為洗脫溶劑時，醚菌胺回收率良好，環(huán)酰菌胺和環(huán)氟菌胺回收率較低；選擇丙酮和環(huán)己烷作為洗脫溶劑時，環(huán)酰菌胺和環(huán)氟菌胺回收率良好，醚菌胺回收率較低；選擇甲醇∶丙酮（V∶V=1∶2）作為洗脫溶劑時，3 種待測農(nóng)藥回收率良好。因此，實驗選擇甲醇∶丙酮（V∶V=1∶2）作為洗脫溶劑。

2.3 多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）方法的優(yōu)化

氣相色譜-三重四級桿串聯(lián)質(zhì)譜儀雖然具有較高的靈敏度，但在對不同待測物進行多反應(yīng)監(jiān)測時，需要對質(zhì)譜條件進行優(yōu)化。實驗取10μg·mL-1環(huán)酰菌胺作為研究對象，首先選擇Q1 SCAN 方法，確定環(huán)酰菌胺母離子；再選擇PRODUCT SCAN 方法，確定環(huán)酰菌胺母離子對應(yīng)的碎片離子，選擇響應(yīng)較高的3 個碎片離子作為監(jiān)測離子，其中1 個作為定量離子，另外2 個作為定性離子；根據(jù)選擇的定量和定性離子對，對質(zhì)譜條件（碰撞電壓和碰撞能量）進行優(yōu)化，確定環(huán)酰菌胺多反應(yīng)監(jiān)測方法。同法，確定醚菌胺和環(huán)氟菌胺多反應(yīng)監(jiān)測方法。根據(jù)3 種待測農(nóng)藥的多反應(yīng)監(jiān)測方法，建立3 種待測農(nóng)藥同時檢測的多反應(yīng)監(jiān)測方法。多反應(yīng)監(jiān)測詳細參數(shù)見表2。

表2 3 種農(nóng)藥的質(zhì)譜參數(shù)Tab.2 Mass spectrum parameters of three pesticides

2.4 線性方程、線性范圍及檢測限

取1.3.1 各待測農(nóng)藥儲備溶液，分別精密吸取適量，制備每1.0mL 溶液中，含環(huán)酰菌胺、醚菌胺、環(huán)氟菌胺質(zhì)量濃度均為0.01、0.05、0.1、0.5、1.0、5.0μg·mL-1的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，加環(huán)己烷定容至刻度，按1.2 色譜和質(zhì)譜條件，分別上機檢測，以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，響應(yīng)值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，再以3 倍信噪比計算檢測限。結(jié)果見表3，典型譜圖見圖1。

表3 3 種待測農(nóng)藥線性方程、線性范圍及檢測限Tab.3 Linear equation, linear range and detection limit of three pesticides to be determined

圖1 3 種殺菌劑標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)譜圖Fig.1 Mass spectra of standard solutions of three fungicides

表3 結(jié)果表明，環(huán)酰菌胺、醚菌胺、環(huán)氟菌胺在0.01～5.0μg·mL-1線性范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系，3 種化合物信號響應(yīng)和分離良好。

2.5 加標(biāo)回收率試驗考察

隨機采集地表水樣品，分成10 份樣品，每份1.0L，取其中9 份，分別加入1.3.1 各農(nóng)藥儲備溶液適量，后續(xù)按1.3.3 樣品溶液制備方法進行前處理，分別制備含環(huán)酰菌胺、醚菌胺、環(huán)氟菌胺加標(biāo)濃度分別為0.01、0.1、5.0μg·mL-1的加標(biāo)測試溶液，每個濃度點配制3 份；按1.2 色譜和質(zhì)譜條件，分別上機檢測，根據(jù)加入量和檢測結(jié)果計算加標(biāo)回收率。

由表4 可知，環(huán)酰菌胺、醚菌胺、環(huán)氟菌胺加標(biāo)回收率在87.5% ～ 95.7%之間，證明該方法加標(biāo)回收率較好。

表4 加標(biāo)回收率試驗結(jié)果（%）Tab.4 Results of standard addition recovery test（%）

2.6 精密度試驗考察

隨機采集地表水樣品，分成6 份，每份1.0L，分別加入1.3.1 各農(nóng)藥儲備溶液適量，后續(xù)按1.3.3 樣品溶液制備方法進行前處理，分別制備含環(huán)酰菌胺、醚菌胺、環(huán)氟菌胺加標(biāo)濃度分別為0.05μg·mL-1的精密度測試溶液，按1.2 色譜和質(zhì)譜條件，分別上機檢測，根據(jù)檢測結(jié)果計算精密度相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。結(jié)果環(huán)酰菌胺、醚菌胺、環(huán)氟菌胺精密度RSD 分別為4.1%、3.6%、23.2%。表明此方法精密度良好。

3 結(jié)論

本研究以地表水樣品為研究對象，建立了采用全自動固相萃取法富集、凈化地表水中的環(huán)酰菌胺、醚菌胺和環(huán)氟菌胺3 種農(nóng)藥，氣相色譜-三重四級桿串聯(lián)質(zhì)譜法定量、定性檢測的分析方法。實驗考察了前處理條件常用的固相萃取柱和洗脫溶劑，確定HLB 固相萃取柱為富集、凈化柱，甲醇∶丙酮（V∶V=1∶2）作為洗脫溶劑的前處理方法；對方法的線性等進行了系統(tǒng)的考察，實驗結(jié)果證明，該方法具有操作簡單、檢測準(zhǔn)確度高等優(yōu)點，適用于地表水中痕量農(nóng)藥殘留的監(jiān)測，為環(huán)境保護提供技術(shù)參考。