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摘要 [目的]建立固相萃取-气相色谱/串联质谱联用检测土壤中多效唑农药残留的方法。[方法]样品经乙腈提取、固相萃取柱净化后,采用丙酮+正己烷混合液(15∶85,V/V)洗脱,洗脱液经浓缩后采用气相色谱/串联质谱仪进行测定。[结果]多效唑的质量浓度(0.005~0.500 mg/L)与其峰面积成良好线性关系,最小检出量为6.03×10-13 g(S/N=5),样品的添加回收率为70.50%~96.73%,日内和日间相对标准偏差均不大于6.73%。[结论]该方法具有操作简便、高效、灵敏度高等特点,可应用于土壤样品分析。
关键词 气相色谱-串联质谱;多效唑;农药残留
中图分类号 S481.8;Q657.7+1 文献标识码
A 文章编号 0517-6611(2015)18-135-02
多效唑是20世纪80年代研制出的一种三唑类植物生长调节剂,主要通过抑制内源赤霉素的合成提高植物组织中吲哚乙酸氧化酶的活性,降低其内源赤霉素的含量,起到减弱植株顶端生长,同时促进侧芽分蘖和花芽分化,还可以增加植物抗逆性能和提高产量等作用。多效唑已广泛用于水稻、小麦、花生、油菜、果树、花卉、草坪等作物,取得良好的使用效果[1-9]。但由于多效唑在土壤中残留期较长,常温下储存稳定期可达2年以上,如果多效唑过量使用或处理不当,易造成种植作物残留超标。根据《食品中农药最大残留限量》规定,多效唑在稻谷、小麦、菜籽油、花生仁、苹果、荔枝上的最大残留限量达0.5 mg/kg,在油菜籽上的最大残留限量达0.2 mg/kg[10]。因此,监测土壤中痕量多效唑药物残留,发展高效、高灵敏的分析方法显得十分重要。
由于土壤样品基质十分复杂,多效唑残留量通常很低,为实现目标分析物纯化和富集,进行高效的样品前处理步骤必不可少。气相色谱法[1-4]、气质联用法[5]、液相色谱法[6-7]、液质联用法[8-9]、毛细管电泳法[11]等方法已经成功应用于多效唑的分离分析,取得了很好的应用效果,但对土壤中的残留进行高效分析方法的研究报道较少。笔者采用乙腈提取,弗罗里硅土固相萃取柱净化,GC-MS/MS分离检测,建立了一种土壤中多效唑农药的快速、高效、高灵敏、高选择性的分离检测方法。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 试剂与药剂。乙腈、正己烷、丙酮(HPLC级,Tedia公司);超纯水用Barnstead超纯水机制备。Cleanert Florisil SPE萃取柱(1 000 mg/6 ml,博纳艾杰尔科技有限公司);多效唑标准溶液(1 000 mg/L),由农业部天津环境保护科研监测所提供。淋洗液:取5 ml 丙酮,用正己烷稀释至100 ml;洗脱液:取15 ml 丙酮,用正己烷稀释至100 ml。
1.1.2 供试土壤。土壤样品取自湖北省武汉市江夏区水稻试验田,沥干水分,除去根、杂物后晾干,粉碎,用四分法分取500 g 2份,装入塑料袋,贴好标签,置于-18 ℃冰箱保存,待测。
1.2 样品制备
样品制备参照文献[12],略有改动。称取10.00 g土壤样品,置于150 ml锥形瓶中,加入30 ml 乙腈,于振荡器上提取30 min,过滤,滤液收集于鸡心瓶中,重复提取1次,合并滤液于鸡心瓶中,采用旋转蒸发器将滤液浓缩至近干。用10 ml淋洗液溶解上述样品提取液,并转移至经正己烷活化的弗罗里硅土萃取柱中,待样品溶液液面达到柱吸附层表面时,再用10 ml 淋洗液淋洗,弃去全部流出液,最后用30 ml 洗脱液进行洗脱,收集洗脱液于50 ml 鸡心瓶中,采用旋转蒸发仪在40 ℃水浴中蒸发至近干,残渣用2 ml正己烷溶解,供GC-MS/MS分析。
1.3 仪器工作条件
GCMS-TQ8030三重四极杆气质联用仪(日本岛津公司),配Rxi-5Sil MS型毛细管气相色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)。载气,氦气(纯度为99.999%);载气控制方式:恒线速度,36.5 cm/s;进样口温度230 ℃;柱温程序:初始温度100 ℃,保持1 min,以20 ℃/min的速率升温至200 ℃,再以5 ℃/min的速率升温至250 ℃,保持5 min;进样量1 μl(不分流进样);接口温度280 ℃;离子源温度230 ℃;离子化方式:EI;采集方式:MRM;溶剂切除时间为5 min。多效唑的保留时间为10.502 min;定量离子对:m/z 236.00>125.00;定性离子对:m/z 236.00>167.00,236.00>132.00。
2 结果与分析
2.1 质谱条件的优化
首先对多效唑标准溶液进行全扫描分析,确定多效唑的前体离子m/z 236.00,再进行产物离子扫描,确定产物离子和碰撞电压,定量离子对,m/z 236.00>125.00(CE=14);定性离子对,m/z 236.00>167.00(CE=10),236.00>132.00(CE=16)。图1为多效唑农药的典型MRM图谱。
2.2 工作曲线和方法检出限
称取适量多效唑标准品,以正己烷配制成浓度为10 mg/L的标准储备液,再依次将其稀
释成0.005、0.010、0.050、0.100、0.500 mg/L的标准工作液,取以上标准工作液各1μl进样检测,在给定的色谱条件下,以峰面积对质量浓度进行线性回归(图2),得到回归方程为:y= 316.852x+4 365.889,R2=0.998 2,最小检出量为6.03×10-13 g(S/N=5)。
2.3 添加回收试验结果 由表1可知,多效唑的添加回收率为70.50%~96.73%,相对标准偏差分别为5.84%、2.44%。表明该分析方法准确度较高。 2.4 精密度试验结果
为了评价方法的精密度,在空白土壤样品中添加0.010、0.050、0.100 mg/kg 3种浓度的多效唑标准溶液,分别测定结果日内和日间相对标准偏差。2次重复。结果表明,方法的日内和日间的相对标准偏差均不大于6.73%,表明所建立的方法具有好的精密度,适合于实际样品分析。
2.5 实际样品分析
将该研究所建立的分析方法应用于水稻田中4个土壤样品的多效唑分析检测,其中在2号样品中分别检测到含1.16 mg/kg多效唑残留。实际样品的MRM图谱见图3。
3 结论
应用固相萃取与气相色谱/质谱联用测定土壤中多效唑农药残留的方法具有高效、灵敏、回收率高、结果重现性好等优点,适合实验室批量土壤样品的分析。该研究分别对色谱质谱条件进行了优化,对所建立的方法进行了考察,包括线性、检出限、准确度、精密度等,并将该方法应用于实际土壤样品的测定。结果表明,该方法符合农药残留分析的要求,可作为土壤中多效唑的分析方法。
参考文献
[1] 赵健,杨挺,张欢,等. 用气相色谱法检测白菜和黄瓜中多效唑的残留量[J].江西农业学报,2009,21(11):104-105.
[2] 吕燕,杨挺,张欢,等. 气相色谱法检测蔬菜中多效唑的残留量[J].中国测试,2010,36(4):57-59.
[3] 谢艳丽,章程辉,梁振益,等. 毛细管气相色谱法检测荔枝中多效唑残留量[J].现代农药,2011,10(1):36-38.
[4] 王静静,苏敏,巩志国,等. 多效唑、烯效唑、矮壮素和缩节胺色谱分析方法研究进展[J].化学分析计量,2014,23(5):135-138.
[5] 宋莹,张耀海,黄霞,等. 气相色谱-串联质谱法快速检测蔬菜水果中多效唑残留量[J].分析化学研究简报,2011,39(8):1270-1273.
[6] 谭莹,倪竹南,汤鋆,等. 果蔬中多效唑的高效液相色谱快速检测方法[J].中国卫生检验杂志,2014,24(23):3361-3363.
[7] 包媛媛,张新永,邵金良.固相萃取-高效液相色谱法测定番茄和土壤中多效唑残留量[J].西南农业学报,2015(1):163-167.
[8] 史晓梅. 多效唑等5种植物生长调节剂检测技术及多效唑在桃上的残留研究[D].北京:中国农业科学院,2012.
[9] 刘建国,孙慧,程昕,等. 高效液相色谱-串联质谱法测定蔬菜中多效唑等5种农药的分析方法[J].农药,2012,51(5):358-360.
[10] 中华人民共和国卫生部,农业部.GB 2763-2012食品中农药最大残留限量[S].北京:中国标准出版社,2013.
[11] 王玉红,王鹏,江树人,等. 植物生长调节剂多效唑的手性分离[J].化学试剂,2006,28(8):449-451.
[12] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.SN/T 1477-2012 出口食品中多效唑残留量检测方法[S]. 北京:中国标准出版社,2012.
关键词 气相色谱-串联质谱;多效唑;农药残留
中图分类号 S481.8;Q657.7+1 文献标识码
A 文章编号 0517-6611(2015)18-135-02
多效唑是20世纪80年代研制出的一种三唑类植物生长调节剂,主要通过抑制内源赤霉素的合成提高植物组织中吲哚乙酸氧化酶的活性,降低其内源赤霉素的含量,起到减弱植株顶端生长,同时促进侧芽分蘖和花芽分化,还可以增加植物抗逆性能和提高产量等作用。多效唑已广泛用于水稻、小麦、花生、油菜、果树、花卉、草坪等作物,取得良好的使用效果[1-9]。但由于多效唑在土壤中残留期较长,常温下储存稳定期可达2年以上,如果多效唑过量使用或处理不当,易造成种植作物残留超标。根据《食品中农药最大残留限量》规定,多效唑在稻谷、小麦、菜籽油、花生仁、苹果、荔枝上的最大残留限量达0.5 mg/kg,在油菜籽上的最大残留限量达0.2 mg/kg[10]。因此,监测土壤中痕量多效唑药物残留,发展高效、高灵敏的分析方法显得十分重要。
由于土壤样品基质十分复杂,多效唑残留量通常很低,为实现目标分析物纯化和富集,进行高效的样品前处理步骤必不可少。气相色谱法[1-4]、气质联用法[5]、液相色谱法[6-7]、液质联用法[8-9]、毛细管电泳法[11]等方法已经成功应用于多效唑的分离分析,取得了很好的应用效果,但对土壤中的残留进行高效分析方法的研究报道较少。笔者采用乙腈提取,弗罗里硅土固相萃取柱净化,GC-MS/MS分离检测,建立了一种土壤中多效唑农药的快速、高效、高灵敏、高选择性的分离检测方法。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 试剂与药剂。乙腈、正己烷、丙酮(HPLC级,Tedia公司);超纯水用Barnstead超纯水机制备。Cleanert Florisil SPE萃取柱(1 000 mg/6 ml,博纳艾杰尔科技有限公司);多效唑标准溶液(1 000 mg/L),由农业部天津环境保护科研监测所提供。淋洗液:取5 ml 丙酮,用正己烷稀释至100 ml;洗脱液:取15 ml 丙酮,用正己烷稀释至100 ml。
1.1.2 供试土壤。土壤样品取自湖北省武汉市江夏区水稻试验田,沥干水分,除去根、杂物后晾干,粉碎,用四分法分取500 g 2份,装入塑料袋,贴好标签,置于-18 ℃冰箱保存,待测。
1.2 样品制备
样品制备参照文献[12],略有改动。称取10.00 g土壤样品,置于150 ml锥形瓶中,加入30 ml 乙腈,于振荡器上提取30 min,过滤,滤液收集于鸡心瓶中,重复提取1次,合并滤液于鸡心瓶中,采用旋转蒸发器将滤液浓缩至近干。用10 ml淋洗液溶解上述样品提取液,并转移至经正己烷活化的弗罗里硅土萃取柱中,待样品溶液液面达到柱吸附层表面时,再用10 ml 淋洗液淋洗,弃去全部流出液,最后用30 ml 洗脱液进行洗脱,收集洗脱液于50 ml 鸡心瓶中,采用旋转蒸发仪在40 ℃水浴中蒸发至近干,残渣用2 ml正己烷溶解,供GC-MS/MS分析。
1.3 仪器工作条件
GCMS-TQ8030三重四极杆气质联用仪(日本岛津公司),配Rxi-5Sil MS型毛细管气相色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)。载气,氦气(纯度为99.999%);载气控制方式:恒线速度,36.5 cm/s;进样口温度230 ℃;柱温程序:初始温度100 ℃,保持1 min,以20 ℃/min的速率升温至200 ℃,再以5 ℃/min的速率升温至250 ℃,保持5 min;进样量1 μl(不分流进样);接口温度280 ℃;离子源温度230 ℃;离子化方式:EI;采集方式:MRM;溶剂切除时间为5 min。多效唑的保留时间为10.502 min;定量离子对:m/z 236.00>125.00;定性离子对:m/z 236.00>167.00,236.00>132.00。
2 结果与分析
2.1 质谱条件的优化
首先对多效唑标准溶液进行全扫描分析,确定多效唑的前体离子m/z 236.00,再进行产物离子扫描,确定产物离子和碰撞电压,定量离子对,m/z 236.00>125.00(CE=14);定性离子对,m/z 236.00>167.00(CE=10),236.00>132.00(CE=16)。图1为多效唑农药的典型MRM图谱。
2.2 工作曲线和方法检出限
称取适量多效唑标准品,以正己烷配制成浓度为10 mg/L的标准储备液,再依次将其稀
释成0.005、0.010、0.050、0.100、0.500 mg/L的标准工作液,取以上标准工作液各1μl进样检测,在给定的色谱条件下,以峰面积对质量浓度进行线性回归(图2),得到回归方程为:y= 316.852x+4 365.889,R2=0.998 2,最小检出量为6.03×10-13 g(S/N=5)。
2.3 添加回收试验结果 由表1可知,多效唑的添加回收率为70.50%~96.73%,相对标准偏差分别为5.84%、2.44%。表明该分析方法准确度较高。 2.4 精密度试验结果
为了评价方法的精密度,在空白土壤样品中添加0.010、0.050、0.100 mg/kg 3种浓度的多效唑标准溶液,分别测定结果日内和日间相对标准偏差。2次重复。结果表明,方法的日内和日间的相对标准偏差均不大于6.73%,表明所建立的方法具有好的精密度,适合于实际样品分析。
2.5 实际样品分析
将该研究所建立的分析方法应用于水稻田中4个土壤样品的多效唑分析检测,其中在2号样品中分别检测到含1.16 mg/kg多效唑残留。实际样品的MRM图谱见图3。
3 结论
应用固相萃取与气相色谱/质谱联用测定土壤中多效唑农药残留的方法具有高效、灵敏、回收率高、结果重现性好等优点,适合实验室批量土壤样品的分析。该研究分别对色谱质谱条件进行了优化,对所建立的方法进行了考察,包括线性、检出限、准确度、精密度等,并将该方法应用于实际土壤样品的测定。结果表明,该方法符合农药残留分析的要求,可作为土壤中多效唑的分析方法。
参考文献
[1] 赵健,杨挺,张欢,等. 用气相色谱法检测白菜和黄瓜中多效唑的残留量[J].江西农业学报,2009,21(11):104-105.
[2] 吕燕,杨挺,张欢,等. 气相色谱法检测蔬菜中多效唑的残留量[J].中国测试,2010,36(4):57-59.
[3] 谢艳丽,章程辉,梁振益,等. 毛细管气相色谱法检测荔枝中多效唑残留量[J].现代农药,2011,10(1):36-38.
[4] 王静静,苏敏,巩志国,等. 多效唑、烯效唑、矮壮素和缩节胺色谱分析方法研究进展[J].化学分析计量,2014,23(5):135-138.
[5] 宋莹,张耀海,黄霞,等. 气相色谱-串联质谱法快速检测蔬菜水果中多效唑残留量[J].分析化学研究简报,2011,39(8):1270-1273.
[6] 谭莹,倪竹南,汤鋆,等. 果蔬中多效唑的高效液相色谱快速检测方法[J].中国卫生检验杂志,2014,24(23):3361-3363.
[7] 包媛媛,张新永,邵金良.固相萃取-高效液相色谱法测定番茄和土壤中多效唑残留量[J].西南农业学报,2015(1):163-167.
[8] 史晓梅. 多效唑等5种植物生长调节剂检测技术及多效唑在桃上的残留研究[D].北京:中国农业科学院,2012.
[9] 刘建国,孙慧,程昕,等. 高效液相色谱-串联质谱法测定蔬菜中多效唑等5种农药的分析方法[J].农药,2012,51(5):358-360.
[10] 中华人民共和国卫生部,农业部.GB 2763-2012食品中农药最大残留限量[S].北京:中国标准出版社,2013.
[11] 王玉红,王鹏,江树人,等. 植物生长调节剂多效唑的手性分离[J].化学试剂,2006,28(8):449-451.
[12] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.SN/T 1477-2012 出口食品中多效唑残留量检测方法[S]. 北京:中国标准出版社,2012.