初步探究液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定稻田土壤及水中環(huán)嗪酮的殘留量

＊蘇騰偉 盛天露 易永* 陳冠宜 胡海山 朱伶俐

（1.南昌醫(yī)學(xué)院 江西 330004 2.江西省檢驗檢測認證總院 檢測認證技術(shù)發(fā)展研究院 江西 330052）

引言

環(huán)嗪酮是由美國杜邦創(chuàng)制研發(fā)出的一種均三氮苯類內(nèi)吸選擇性除草劑，又名林草凈、泰森等，其純品呈白色結(jié)晶體狀結(jié)構(gòu)如圖1所示，因其可以被植物的根、莖、葉吸收，運輸?shù)街参锏娜恚M而抑制植株的光合作用，最終導(dǎo)致植株新陳代謝紊亂而死亡，故常用于防火道的開辟及開荒造林。同其他三氮苯類除草劑一樣，環(huán)嗪酮亦具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、水溶性大、在土壤有效期長及移動性強等特點。

圖1 環(huán)嗪酮的化學(xué)結(jié)構(gòu)

伴隨著各國對環(huán)嗪酮的大量使用，其對環(huán)境及農(nóng)作物造成的污染危害亦越發(fā)顯著，世界各農(nóng)業(yè)大國都對各類農(nóng)產(chǎn)品中三嗪類除草劑的殘留量制定了嚴格的限量標準，例如：美國規(guī)定在甘蔗中環(huán)嗪酮的最大殘留限量為0.2mg/kg，我國則是0.5mg/kg。因此建立一種可用于環(huán)嗪酮殘留量檢測且簡單、快捷、有效的分析方法便具有重要意義。通過查閱文獻發(fā)現(xiàn)，環(huán)嗪酮的檢測方法主要有高效液相色譜法、氣相色譜法、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法及毛細管電泳法，具體如表1所示。目前，有關(guān)于采用UPLC-MS/MS法測定稻田土壤及水中環(huán)嗪酮的殘留量的報道尚未發(fā)現(xiàn)。相較于高效液相色譜、氣相色譜來說，液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用擁有更高的靈敏度、更強的分離能力及專業(yè)性。本課題組參照國家標準GB 23200.121-2021，初步探究了UPLC-MS/MS檢測稻田土壤及水中環(huán)嗪酮的殘留量的方法，旨在為環(huán)嗪酮在稻田土壤方面的檢測提供參考。

表1 環(huán)嗪酮的檢測方法現(xiàn)狀

1.材料與方法

(1)儀器

Agilent 1290超高液相和Agilent 6470三重四極桿質(zhì)譜儀，含在線真空脫氣機、四元高壓梯度泵、自動進樣器、恒溫柱箱、二極管陣列檢測器儀器工作站；分析天平（奧豪斯儀器有限公司-AX224ZH/E）；離心機（常州市中貝儀器有限公司）；渦旋混合器（瑞士步琦R-300）。

(2)材料與試劑

環(huán)嗪酮標準品（阿爾塔科技有限公司）；水樣（鷹潭是信江新區(qū)水庫）；泥水、土壤（鷹潭是信江新區(qū)稻田）；純凈水（娃哈哈純凈水）；乙腈（默克股份兩合公司）；微孔濾膜（0.22μm）、石墨化碳黑（GCB）、乙二胺-N-丙基硅烷化硅膠（PSA）上海安譜股份有限公司；無水硫酸鎂、氯化鈉（國藥集團化學(xué)試劑有限公司）；甲酸（美國TEDIA公司）。

(3)高效液相色譜操作條件

色譜柱：C18，2.1×100mm 2.7μm；流動相：A為乙腈，B為0.1%甲酸水溶液；流速：0.3mL/min；進樣量：5μL，采用等度洗脫，流動相：90% A，10% B。

(4)質(zhì)譜操作條件

離子源：電噴霧離子源；掃描方式：正離子掃描；噴霧電壓：4500V；毛細管溫度：350℃。

霧化氣氮氣：3L/min；檢測方式：多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）正離子掃描模式：母離子253，子離子171/71，保留時間4.227min，碎裂電壓120V，碰撞能量10/30eV。

(5)樣品處理

①土壤提取凈化法

土壤的水分測定：參照標準NY/T52測定，之后再換算土壤至烘干的水分換算比例。

提取：稱取10g左右的土壤樣品置于50mL的塑料離心管中，并加入10mL乙腈劇烈搖晃2min左右，再加入6g無水硫酸鎂及1g氯化鈉，充分混勻后置于4500r/min的離心機中離心5min。吸取5mL上清液置于10mL離心管中，待凈化。

圖2 環(huán)嗪酮的總離子流圖

凈化：取上述待凈化液，依次加入800mg無水硫酸鎂、150mg PSA、15mg GCB，充分震蕩混勻，置于4500r/min的離心機中離心5min，吸取2mL上清液過0.22μm微孔濾膜，供液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜檢測。

②水樣凈化法

直接吸取5mL水樣，加入5mL乙腈，充分混勻后，依次加入6g無水硫酸鎂、50mg PSA、15mg GCB，充分震蕩混勻，置于4500r/min的離心機中離心5min，吸取2mL上清液過0.22μm微孔濾膜，供液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜檢測。

2.結(jié)果與分析

(1)標準曲線

取環(huán)嗪酮的標準儲備液，用乙腈進行系列稀釋，得到質(zhì)量濃度分別為2μg/L、5μg/L、10μg/L、20μg/L、50μg/L、100μg/L的標準溶液進行測定，之后以質(zhì)量濃度為橫坐標、以對應(yīng)峰面積為縱坐標，構(gòu)建標準曲線，得到線性回歸方程為Y=1446X+2266.6，相關(guān)系數(shù)R2=0.9981（圖1）。結(jié)果顯示本研究所采用的環(huán)嗪酮分析方法線性關(guān)系良好，其檢測方法可行。

(2)方法的準確度、精密度及檢出限

分別采用1.5.1法處理各添加水平的土壤樣品，采用1.5.2法處理各添加水平的水樣，采用1.3及1.4的條件檢測樣品，之后計算各添加水平的回收率及相對標準偏差。檢測結(jié)果如表2所示，稻田土壤及稻田水在5μg/L、10μg/L、20μg/L、50μg/L添加水平下，兩者環(huán)嗪酮的平均添加回收率均在81%～100.8%之間，相對標準偏差均在0.8%～2.8%，符合資源環(huán)境中農(nóng)藥殘留的分析監(jiān)測要求。我們以S/N=3求得兩者的方法檢出限（LOQ），以S/N=10計算方法定量限（LOD），發(fā)現(xiàn)兩者的LOQ及LOD均為1.5μg/kg及1.5μg/L。

表2 加標回收率試驗結(jié)果表

3.總結(jié)與展望

環(huán)嗪酮（Hexazinone）作為廣譜、非選擇性除草劑，擁有較強的滅生性，目前主要用于甘蔗、森林、種植園等，亦少量用于稻田。本課題組參照國家標準GB 23200.121-2021，研究建立了稻田土壤及水中環(huán)嗪酮的殘留分析方法。該方法參照黃文源在甘蔗及土壤中環(huán)嗪酮的提取凈化方法，采用PSA和GCB作為凈化劑，檢測方法采用UPLC-MS/MS，實驗結(jié)果顯示本方法線性關(guān)系良好，稻田土壤及水質(zhì)中環(huán)嗪酮的平均加標回收率均在81.0%～100.8%，相對標準偏差均在0.8%～2.8%之間。我們以S/N=3求得兩者的方法檢出限（LOQ），以S/N=10計算方法定量限（LOD），發(fā)現(xiàn)兩者的LOQ及LOD均為1.5μg/kg及1.5μg/L。該方法的準確度、精密度及檢出限均符合農(nóng)藥殘留的測定要求，且本方法的前處理簡單、有效，可為后續(xù)建立土壤中其他三氮苯農(nóng)藥殘留檢測提供參考。