呋蟲胺及其代謝物UF和DN在水稻上殘留行為及其儲存穩定性

杜月梅，高麗萍，邵 華

(1.北京聯合大學生物化學工程學院生物活性物質與功能食品北京市重點實驗室，北京 100191；2.中國農業科學院農業質量標準與檢測技術研究所，北京 100081)

0 引 言

【研究意義】呋蟲胺(dinotefuran)，CAS 登錄號[165252-70-0]，化學名稱為1-甲基-2-硝基-3-(四氫-3-呋喃甲基)胍，屬于第3代新煙堿類殺蟲劑[1]，可作用于乙酰膽堿受體使昆蟲麻痹致死[2]，主要用于防治水稻、小麥、各種蔬菜和棉花作物上的飛虱、白粉虱、薊馬、二化螟等害蟲，殺蟲譜廣[3]。呋蟲胺使用后在動植物體內主要代謝產物為UF和DN[4]，其代謝物在我國沒有登記。目前，常見呋蟲胺殘留檢測方法有高效液相色譜(HPLC)[5]、高效液相色譜(HPLC)[6]、液相色譜-串聯質譜(LC-MS/MS)[7]、高效液相色譜-串聯質譜(HPLC-MS/MS)[8]和超高效液相色譜-串聯質譜(UPLC-MS/MS)等[9]方法。我國制定糙米中呋蟲胺的最大殘留限量為5 mg/kg，稻谷中呋蟲胺的最大殘留限量為10 mg/kg(GB 2763-2019)[10]。CAC制定大米中呋蟲胺的最大殘留限量為0.3 mg/kg，稻谷中呋蟲胺的最大殘留限量8 mg/kg，稻米秸稈和飼料(干)中呋蟲胺的最大殘留限量6 mg/kg[11]。近年來，水稻中的病蟲害主要通過農藥防治，但由于長期的過量和不合理的使用農藥，造成很多病蟲害產生抗藥性[12]，需研究呋蟲胺在水稻上的殘留行為及其穩定性對合理使用農藥。【前人研究進展】目前, 國內外已有棉花、蔬菜、水果，茶葉，蜂蜜，水稻中呋蟲胺殘留檢測研究的報道[13-19]。【本研究切入點】測定水稻中呋蟲胺及其代謝物的研究尚少。評價其在水稻上的消解趨勢、殘留水平以及對環境的污染情況。【擬解決的關鍵問題】運用液質聯用的實驗方法，研究20%呋蟲胺水分散粒劑在水稻上最終殘留水平的1年12地殘留試驗，評價呋蟲胺及其代謝物在水稻上的消解趨勢、殘留水平以及對環境的污染情況，為呋蟲胺在水稻上的安全使用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

呋蟲胺標準品(純度99.8%)；代謝物UF標準品：(純度98.0%)；代謝物DN標準品(純度97.8%)均購自德國Dr.E公司；乙酸：色譜純，乙腈：色譜純，均購自Fisher公司；無水硫酸鎂：分析純，上海試劑廠；氯化鈉：分析純，北京化工廠；PSA和C18分散固相萃取凈化劑：購自天津博納艾杰爾科技有限公司；

高效液相色譜系統：Agilent 1200液相色譜儀；質譜系統：API2000；高速勻漿機：IKA-2，德國；高速離心機：Thermo公司；渦流混合器、電子天平、精密移液槍、氮吹儀以及其它實驗室常用儀器設備。

1.2 方 法

1.2.1 最終殘留試驗田間試驗設計

試驗于2018年，在湖北、安徽、吉林、上海、湖南、黑龍江、浙江、四川、河南、云南、廣西、福建12地進行了20%呋蟲胺水分散粒劑在水稻上的最終殘留試驗。按農藥殘留試驗準則要求設試驗小區，小區面積100 m2，小區間設保護帶，另設對照小區，按照制劑量40 g制劑/667m2(120 g a.i./hm2)施藥，2次施藥，施藥間隔期為10 d。最終殘留采樣時間距離最后1次噴藥的間隔時間為14和21 d。列出試驗作物選擇當地主栽品種，田間試驗條件。表1

表1 田間試驗條件

1.2.2 樣品采集與保存

在小區中以隨機方式至少選取12個以上的采樣點，剪取稻谷穗約2 kg，稻秸稈1 kg，將稻秸稈切成2～3 cm大小的短段，樣品混勻后按四分法縮分100 g樣品2份(A、B樣)，裝入樣本容器中，粘好標簽，放入-20℃低溫冰柜中貯存。

1.2.3 樣品測定

稱取稻殼、糙米及秸稈樣品1 g于50 mL離心管中，加入10 mL 10%乙酸乙腈提取液，1 g氯化鈉和4 g無水硫酸鎂，均質2 min，5 000 r/min下離心5 min，經離心后，取上述稻殼、糙米及秸稈提取上清液各1 mL于10 mL離心管中，分別加入30 mg PSA和30 mg C18進行分散固相萃取凈化，均質2 min，5 000 r/min下離心5 min，上清液過0.22 μm濾膜，濾液供液相色譜-質譜聯用儀檢測。

色譜條件：Waters XBridge-HILIC色譜柱(150 mm×2.1 mm，3.5 μm)；柱溫：20℃；流動相A為0.1%甲酸水；流動相B為乙腈，梯度洗脫：0～2 min,90%～30%B,2～4 min,30%～10%B,4～6 min,10%B,6～6.1 min,10%～90%B,6.1～10 min,90%B；流速：0.25 mL/min；進樣量：5 μL。

質譜條件：離子源：電噴霧離子源ESI；掃描方式：正離子源/負離子源；毛細管電壓：5.5 KV；離子源溫度：450℃；霧化氣GS1：40 psi；輔助加熱氣GS2：45 psi；氣簾氣CUR：25 psi；碰撞室入口EP：10V；碰撞室出口電壓CXP：4V；檢測方式：多重反應監測(MRM)。表2

表2 多反應監測模式下的呋蟲胺及其代謝物UF和DN的質譜參數 Table 2 Mass Spectrometry Parameters of UF and DN of Furoxime and Its Metabolites in Multiple Reaction Monitoring Mode

1.2.4 基質標準曲線

將呋蟲胺及其代謝物UF和DN標準溶液用經過前處理的稻殼、糙米、秸稈空白基質提取液進行稀釋配得0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0 mg/L系列標準溶液。在上述液相色譜/質譜條件下進行測定，以呋蟲胺及其代謝物的標準溶液濃度與監測離子峰面積作標準曲線，其中y為呋蟲胺或其代謝物峰面積，x為標準溶液濃度。

1.3 儲存穩定性試驗

采集成熟的空白稻谷和水稻植株各4 kg，放于-20℃冰箱中備用。設置噴灑后的濃度為1 mg/kg，并于0 d、1個月、2個月、3個月、4個月、5個月、6個月為取樣間隔取樣檢測。放于-20℃冰箱，貯存樣品2個重復。

2 結果與分析

2.1 水稻中呋蟲胺的回收效果

研究表明，在0.05～0.5 mg/L的添加水平范圍內，水稻中呋蟲胺的平均回收率在86.8%～97.5%，相對標準偏差(RSD，n=5)為1.6%～6.9%；UF的平均回收率在91.9%～96.4%，相對標準偏差(RSD，n=5)為1.6%～6.1%；DN的平均回收率在86.1%～97.8%，相對標準偏差(RSD，n=5)為1.5%～7.0%，以實驗的最低添加水平為定量限(LOQ)，水稻中呋蟲胺及其代謝物UF、DN的定量限為0.05 mg/kg，最小檢出量均為2.5×10-11g。該方法具有良好的精密度、準確度以及穩定性，符合殘留實驗準則的規定，說明此檢測方法有效。表3，圖1

表3 水稻中呋蟲胺及其代謝物的加標回收率及相對標準偏差(n = 5)

圖1 稻殼空白基質(A)及分別添加100 μg/kg呋蟲胺(B)、UF(C)、DN(D)標準樣品譜圖

2.2 稻谷和水稻植株中呋蟲胺的穩定性變化

研究表明，在6個月的儲藏實驗期間，稻谷(包括稻殼和糙米)及水稻植株中呋蟲胺及代謝物UF、DN降解率低于30%，說明稻谷及水稻植株中呋蟲胺及代謝物UF、DN在-20℃冰箱6個月儲藏穩定。表4

表4 呋蟲胺及其代謝物在茄子上的儲藏穩定性實驗結果

稻谷和水稻植株中呋蟲胺及其代謝物UF和DN無明顯降解，對檢測結果無影響。

2.3 呋蟲胺在稻谷中殘留量的變化

研究表明，13個樣品殘留值<0.050 mg/kg，另11個樣品殘留值在0.058～0.108 mg/kg；所有稻谷樣品中代謝物UF和DN殘留值均<0.050 mg/kg。在秸稈中的呋蟲胺的最終殘留測定結果為：其中14個樣品殘留值<0.050 mg/kg，另10個樣品殘留值在0.061～0.506 mg/kg；UF的最終殘留測定結果為：其中21個樣品殘留值<0.050 mg/kg，另3個樣品殘留值在0.083～0.194 mg/kg；DN的最終殘留測定結果為：其中20個樣品殘留值<0.050 mg/kg，另4個樣品殘留值在0.070～0.189 mg/kg。圖2

圖2 秸稈基質對照(a)及呋蟲胺最終殘留7 d(b)、10 d(c)譜圖

表5 稻谷中呋蟲胺及其代謝物的最終殘留量(2018年)

表6 秸稈中呋蟲胺及其代謝物的最終殘留量(以干重計，2018年)

3 討 論

董旭等[20]建立超高效液相色譜串聯質譜法(UPLC-MS/MS)檢測呋蟲胺及其代謝物UF、DN在稻田環境中的殘留規律，得出呋蟲胺最小檢出量為1×10-13g,呋蟲胺代謝物DN、UF最小檢出量為5×10-13g，賈曼婷等[16]建立分散固相萃取-高效液相色譜-串聯質譜(DSPE-HPLC-MS/MS)分析方法研究呋蟲胺在水稻及稻田環境中的殘留與消解動態，得出呋蟲胺的最低檢出量為2.5×10-11g，葛會林等[21]建立超高效液相色譜-串聯質譜檢測呋蟲胺及其代謝物在水稻生態系統中的殘留檢測與消解動態，得到呋蟲胺及DN、UF最小檢出量分別為1×10-12g、0.4×10-12g、4×10-12g，實驗與賈曼婷采用同樣的儀器所測得的呋蟲胺及其代謝物的最低檢出量為2.5×10-11g，這也說明針對呋蟲胺及其代謝物超高效液相色譜與質譜聯用的儀器可能更靈敏，但最終實驗結果所檢出的呋蟲胺及其代謝物殘留量均低于國家標準，并且本試驗方法也可同時對呋蟲胺及其代謝物進行檢測。

4 結 論

實驗前處理方法簡單迅速，且在0.05～0.5 mg/L的添加水平范圍內，呋蟲胺及其代謝物在上述基質中的回收率、RSD、LOQ及方法的準確性和精密度均符合殘留分析的要求。呋蟲胺及其代謝物在-20℃冰箱的儲存也穩定，所測數據均有效。20%呋蟲胺水分散粒劑，用藥量為制劑40 g制劑/667m2(120 g a.i/hm2)，于水稻最多施藥2次，安全間隔期10 d，采收安全間隔14 d。