HPLC-MS/MS 法測定水和土壤中羥哌酯殘留量

譚正瑩，何 鈺，段亞玲，廖朝選，龔會琴

(貴州省分析測試研究院，貴陽 550000)

羥哌酯(icaridin)，化學(xué)名稱為2-(2-羥乙基)哌啶-1-羧酸仲丁酯，是由德國拜耳公司在20 世紀90年代末開發(fā)的一種新型、高效、環(huán)保的殺蟲劑。世界衛(wèi)生組織(WHO)殺蟲劑評估報告顯示羥哌酯是安全的、化妝品型的新型避蚊劑，是目前全球廣泛使用的避蚊胺(DEET)替代產(chǎn)品。

目前國內(nèi)外有關(guān)羥哌酯的研究主要集中在藥效方面[1-7]，但有關(guān)其在不同環(huán)境介質(zhì)中的殘留檢測方法，尤其是在水和土壤中的殘留檢測方法研究尚少[8]，因此亟待研究專屬有效的檢測方法以應(yīng)用于羥哌酯在水和土壤中的殘留檢測。本研究采用高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法開展了羥哌酯在水和土壤中的殘留分析方法研究，以期為羥哌酯的環(huán)境歸趨研究及其環(huán)境風險評估提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試劑

甲醇(色譜純，默克公司)；甲酸(色譜純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司)；超純水(電阻率18.2 MΩ×cm，25 ℃)；羥哌酯標準品，質(zhì)量分數(shù)為98.7% (CHEM SERVICE)。

1.2 試驗基質(zhì)

水：試驗選用飲用水、地表水和測試水作為水試驗基質(zhì)。飲用水來源于實驗室自來水，地表水來源于水庫，測試水來源于實驗室養(yǎng)殖用水。水樣采集后用濾紙過濾掉水中大顆粒懸浮物及微生物，收集濾液于棕色玻璃瓶中，置于4 ℃冰箱中保存。水質(zhì)理化參數(shù)見表1。

表1 水質(zhì)理化參數(shù)

土壤：選用湖南省長沙市紅土、浙江省紹興市水稻田土和吉林省公主嶺黑土作為土壤試驗基質(zhì)。土壤樣品采集后，除去植物落葉、根莖、石塊和砂礫等雜物，室溫下自然風干，研磨，過0.25 mm篩，收集制備好的土壤于棕色玻璃瓶中保存。土壤理化參數(shù)見表2。

表2 土壤理化參數(shù)

1.3 儀器

Agilent 1290-6470A液質(zhì)聯(lián)用儀(美國安捷倫公司)；XSE205DU型電子天平(梅特勒公司)；H1850型臺式高速離心機(湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司)；明澈超純水制備系統(tǒng)(Merck Millipore)。

1.4 儀器操作條件

1.4.1 液相色譜操作條件

色譜柱：Eclipse Plus C18(50 mm×3.0 mm，1.8 μm)；流動相：甲醇-0.1%甲酸水溶液(體積比90∶10)；流速：0.3 mL/min；柱溫：30 ℃；進樣體積：5 μL。在上述色譜條件下羥哌酯保留時間約為1.0 min。

1.4.2 MSD 操作條件

離子源：AJS ESI源；干燥氣：N2；干燥氣溫度：300 ℃；干燥氣流速：10 L/min；鞘氣：N2；鞘氣溫度：350 ℃；鞘氣流速：11 L/min；霧化器壓力：40 psi；噴嘴電壓：0 V；毛細管電壓：3 500 V；監(jiān)測模式：多反應(yīng)監(jiān)測模式(MRM)。質(zhì)譜參數(shù)見表3。

表3 羥哌酯的質(zhì)譜參數(shù)

上述給出的液相色譜、質(zhì)譜操作條件是典型的，可根據(jù)不同儀器特點，對給定的操作參數(shù)作適當調(diào)整，以期獲得最佳效果。羥哌酯定性定量離子圖譜見圖1。

圖1 羥哌酯定性定量離子圖譜

1.5 標準工作溶液的配制

準確稱取0.010 79 g 羥哌酯標準品于100 mL 容量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度，搖勻，得到質(zhì)量濃度為106.5 mg/L 的羥哌酯標樣儲備液。用甲醇稀釋上述標樣儲備液，配制得到羥哌酯質(zhì)量濃度分別為0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0 μg/L的一系列標準工作溶液，用于繪制標準曲線。

1.6 添加回收率試驗

1.6.1 水體添加回收率試驗

分別移取約90 mL 水(飲用水、地表水及測試水)于100 mL 容量瓶中，準確加入0.1 mL 濃度分別為100.0 μg/L 和10.0 mg/L 的羥哌酯標樣溶液，定容至刻度，搖勻，得到添加濃度分別為0.1 μg/L和10.0 μg/L的試樣，每個添加濃度分別配制5 個平行樣品，同時對每種水設(shè)置空白對照。用0.45 μm 濾膜過濾后按1.4 節(jié)儀器操作條件進行分析測定，計算其添加回收率。

1.6.2 土壤添加回收率試驗

分別稱取10 g 土壤(紅土、水稻田土及黑土)于50 mL 離心管中，準確加入0.1 mL 濃度為100.0 μg/L和10.0 mg/L 的羥哌酯標樣溶液，得到添加濃度分別為1.0 μg/kg 和100.0 μg/kg 的試樣，每個添加濃度分別配制5 個平行樣品，同時對每種土壤設(shè)置空白對照。加入40 mL 甲醇，搖勻，超聲提取15 min，以10 000 rpm 離心5 min，離心后的上清液用0.45 μm濾膜過濾后按1.4 節(jié)儀器操作條件進行分析測定，計算其添加回收率。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器條件的確定

2.1.1 質(zhì)譜條件的優(yōu)化

配制質(zhì)量濃度為100.0 μg/L 的羥哌酯標準溶液進行正/負離子模式全掃描，羥哌酯進入一級質(zhì)譜后，產(chǎn)生穩(wěn)定的[M+H]+母離子峰(m/z230.1)，其中正離子模式下母離子的響應(yīng)值較高，故選用正離子模式進行掃描；再通過離子選擇性掃描模式及子離子掃描模式進一步優(yōu)化碎裂電壓及碰撞能量，使母離子發(fā)生斷裂或重排，產(chǎn)生不同的離子碎片，進入二級質(zhì)譜；最后在多反應(yīng)監(jiān)測模式下優(yōu)化碰撞能、駐留時間等質(zhì)譜參數(shù)，得到羥哌酯母離子為m/z230.1，定量和定性離子分別為m/z130.1 和m/z156.1，在此質(zhì)譜條件下可獲得最佳的靈敏度。

2.1.2 液相色譜條件的優(yōu)化

根據(jù)羥哌酯的性質(zhì)，選用C18色譜柱(50 mm× 3.0 mm，1.8 μm)，設(shè)定流速為0.3 mL/min，分別考察了以甲醇-水、乙腈-水、甲醇-0.1%甲酸水溶液和乙腈-0.1%甲酸水溶液為流動相時對羥哌酯檢測結(jié)果的影響。結(jié)果表明選用甲醇-0.1%甲酸水溶液(體積比90∶10)為流動相時，可使羥哌酯獲得較好的保留時間和峰型，分離效果好。

2.2 基質(zhì)效應(yīng)

水和土壤中含有一些雜質(zhì)，可能產(chǎn)生基質(zhì)效應(yīng)，對檢測結(jié)果造成影響。為驗證基質(zhì)效應(yīng)，用甲醇、水和土壤空白基質(zhì)提取液分別配制0.05～20.0 μg/L的系列標準工作液進行比較，按1.4 節(jié)儀器操作條件進行測定，繪制標準曲線，計算基質(zhì)標液與溶劑標液的斜率比。基質(zhì)效應(yīng)(ME)=基質(zhì)標準曲線斜率/溶劑標準曲線斜率，當0.8＜ME＜1.2 時，基質(zhì)效應(yīng)可以忽略。基質(zhì)效應(yīng)試驗結(jié)果見表4，結(jié)果表明羥哌酯在水和土壤中的基質(zhì)效應(yīng)可忽略，試驗中采用甲醇配制標準曲線進行定量分析。

表4 基質(zhì)效應(yīng)測定結(jié)果

2.3 方法的線性相關(guān)性

按1.4節(jié)儀器操作條件對1.5節(jié)中配制的標準工作溶液進行分析測定。以羥哌酯的質(zhì)量濃度為橫坐標，羥哌酯的峰面積為縱坐標繪制標準曲線，得到其線性方程為y=1 846.58x+129.59，線性相關(guān)系數(shù)為0.999 1，表明羥哌酯在0.05～20.0 μg/L 質(zhì)量濃度范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系。

2.4 方法的準確度和精密度

2.4.1 水中添加回收率試驗結(jié)果

按1.6.1 節(jié)操作步驟進行水中添加回收率試驗，按照1.4 節(jié)儀器操作條件進行分析測定，計算羥哌酯在水中的添加回收率及相對標準偏差，結(jié)果見表5。由表5 可以看出：當水中添加濃度為0.1 μg/L 時，羥哌酯在飲用水、地表水及測試水中的平均回收率分別為87.8%、85.2%及87.1%，相對標準偏差分別為9.5%、11.7%及8.6%；當水中添加濃度為10.0 μg/L時，羥哌酯在飲用水、地表水及測試水中的平均回收率分別為92.8%、96.2%及94.3%，相對標準偏差分別為4.5%、5.9%及6.7%。

表5 羥哌酯在水中的添加回收率和相對標準偏差(n=5)

2.4.2 土壤中添加回收率試驗結(jié)果

按1.6.2 節(jié)操作步驟進行土壤中添加回收率試驗，按照1.4 節(jié)儀器操作條件進行分析測定，計算羥哌酯在土壤中的添加回收率及相對標準偏差，結(jié)果見表6。

表6 羥哌酯在土壤中的添加回收率和相對標準偏差(n=5)

由表6 可以看出：當土壤中添加濃度為1.0 μg/kg時，羥哌酯在紅土、水稻田土及黑土中的平均回收率分別為93.1%、85.1%及91.8%，相對標準偏差分別為3.4%、2.6%及3.8%；當土壤中添加濃度為100.0 μg/kg 時，羥哌酯在紅土、水稻田土及黑土中的平均回收率分別為112.8%、116.3%及114.8%， RSD 分別為1.3%、0.5%及1.4%。

羥哌酯在水和土壤中的添加回收率及相對標準偏差均符合農(nóng)藥殘留分析試驗的要求[9]，說明本研究所建立的羥哌酯殘留檢測方法具有良好的準確度和精密度。在上述儀器操作條件下，水中羥哌酯的定量限為0.1 μg/L，土壤中羥哌酯的定量限為1.0 μg/kg。

3 結(jié) 論

本文采用LC-MS/MS 建立了一種快速測定水和土壤中羥哌酯殘留量的方法。該方法在羥哌酯測試濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，準確度和精密度好，且具有操作簡單、靈敏度高、快速準確等特點，適于檢測水和土壤中羥哌酯殘留量。