加速溶劑萃取/超高壓液相色譜-質譜聯用對土壤中甲胺磷的測定研究

張鳴珊，李騰崖，何書海，梁　焱

(海南省環境科學研究院　海南省環境監測中心站，海南　海口　571158)

?

加速溶劑萃取/超高壓液相色譜-質譜聯用對土壤中甲胺磷的測定研究

張鳴珊*，李騰崖，何書海，梁焱

(海南省環境科學研究院海南省環境監測中心站，海南海口571158)

建立了加速溶劑萃取/超高壓液相色譜-質譜聯用測定土壤中甲胺磷的方法。確定最佳萃取條件為：萃取溶劑為乙腈，萃取溫度80 ℃，靜態萃取時間10 min，循環2次。萃取液經旋轉蒸發儀濃縮后，進超高壓液相色譜-質譜分析，外標法定量,質譜定性。結果表明，甲胺磷的線性范圍為3.15～1 050 μg/L，相關系數為0.999 1。低、中、高3個加標水平下甲胺磷的平均回收率為72%～82%，相對標準偏差為5.8%～8.6%，檢出限為0.05 μg/kg。該方法具有良好的分離效果、較寬的線性范圍和較高的靈敏度，可用于實際樣品檢測。

加速溶劑萃取；超高壓液相色譜-質譜；甲胺磷；土壤

甲胺磷(Methamidophos)是一種內吸性很強、兼有觸殺和胃毒作用的高效有機磷殺蟲劑，殺蟲范圍廣,曾是我國生產和用量最大的農藥。由于其強毒性、污染性,我國于2008年1月停止甲胺磷等5種高毒農藥的生產、流通、使用。但作為替代物之一的乙酰甲胺磷在農業上廣泛使用。由于乙酰甲胺磷在降解過程中可代謝出甲胺磷，同時乙酰甲胺磷為甲胺磷的衍生物，其制劑中含有少量的甲胺磷[1]，因此仍需測定甲胺磷在土壤中的殘留量。文獻中關于甲胺磷的檢測通常采用二氯甲烷提取[1-4]，氣相色譜法[3-9]或氣相色譜-質譜法[1，10-13]測定，且大部分以茶葉[8,10]、蔬果[1,6-7,9,11-13]作為研究基質，少見土壤樣品中甲胺磷測定的研究。國標GB/T5009.103-2003[14]測定蔬菜等基質中甲胺磷的檢出限為7.79×10-12g；NY/T761-2008[15]測定蔬菜和水果中甲胺磷的檢出限為0.01 mg/kg；其它文獻中，蔬果、谷物類中甲胺磷的檢出限在1～50 μg/kg，土壤中甲胺磷為0.05～10.0 μg/kg[2-3，16-17]。當甲胺磷在二氯甲烷中濃度小于2.1 mg/L時易發生降解，且甲胺磷的分子量小加熱易分解[18]，對襯管的潔凈程度非常敏感。為此本文以乙腈作為提取劑，采用加速溶劑萃取/超高壓液相色譜-質譜技術進行分析，該方法可減少溶劑用量，提高萃取效率，無需加熱，不會使甲胺磷分解，且排除了襯管的吸附干擾，降低了檢出限，使得定性定量更加準確，滿足了實際應用的需求。

1　實驗部分

1.1儀器與試劑

超高壓液相色譜(美國Waters公司)-API3200型質譜儀(美國AB Sciex公司)； Dionex ASE350型快速溶劑萃取儀(美國賽默飛公司)；Hei-VAP Precision型旋轉蒸發儀(德國Heidolph公司)；JJ500型電子天平(常熟市雙杰測試儀器廠)。

丙酮、正己烷、乙酸乙酯(色譜純，美國天地公司)；乙腈(色譜純，美國西格瑪公司)；甲酸(色譜純，含量99%)；無水硫酸鈉(分析純)：600 ℃加熱4 h。實驗用水為三重過濾去離子水。

甲胺磷農藥標準儲備液：1.05 mg/mL,國家標準物質研究中心。土壤樣品：采自海南多個市縣基本農田、菜地，采樣后立即分析。

1.2實驗方法

1.2.1加速溶劑萃取法稱取10.0 g新鮮土壤樣品，與適量無水硫酸鈉混勻后裝入34 mL萃取池中。乙腈為萃取溶劑，萃取溫度80 ℃，壓力11.72 MPa(1 700 psi)，加熱10 min，靜態萃取10 min，循環2次，用池體積30%的乙腈沖洗萃取池，并用氮氣吹掃100 s。萃取完畢后，萃取液經無水硫酸鈉干燥旋轉蒸發濃縮，乙腈定容至1 mL，過0.25 μm濾膜，進UPLC分析。

1.2.2振蕩與超聲萃取法稱取10.0 g新鮮土壤樣品，與適量無水硫酸鈉混勻后裝入250 mL三角瓶中，用70 mL乙腈分兩次(40 mL,30 mL各1次)振動或超聲，兩次時間分別為2 h和1 h。將兩次萃取液合并后，無水硫酸鈉干燥旋轉蒸發濃縮，乙腈定容至1 mL，過0.25 μm濾膜，進UPLC分析。

1.3分析條件

1.3.1超高壓液相色譜分離條件 ACQUITY BEH HILIC色譜柱(3.0 mm×100 mm,1.7 μm,美國Waters公司)；流動相：A為水(0.1%甲酸)，B為乙腈；流速為0.6 mL/min。梯度洗脫：0～2.0 min,40%～20%A，2.0～3.0 min，20%～40%A。進樣量10 μL。

1.3.2質譜條件 采用正離子模式(ESI+)采集質譜數據。毛細管電壓為5.0 kV，脫溶劑溫度為400 ℃，GS1為50 psi，GS2為60 psi，氣簾氣為15 psi，碰撞氣為3 psi。多反應監測(MRM)模式，監測離子對分別為142.2/94.1和142.2/125.1,錐孔電壓分別為17，18 eV,入口電壓均為13 V，出口電壓均為3 V。

2　結果與討論

2.1旋轉蒸發水浴溫度的比較

對比研究真空度為200 mbar，轉速為70 r/min時，低(10.5 μg/L)、中(105 μg/L)、高(210 μg/L) 3個濃度的甲胺磷(40 mL乙腈中)在不同水浴溫度下的回收率。結果顯示，水浴溫度在40～60 ℃之間時甲胺磷的回收率變化不大，但濃縮時間隨溫度升高而明顯減少，在60～80 ℃之間時甲胺磷的回收率和濃縮時間基本無變化，但當溫度高于80 ℃時，濃縮時間變化不大，回收率卻明顯降低。從節能方面考慮，采用真空度200 mbar，轉速70 r/min，水浴溫度60 ℃作為旋轉蒸發條件，此時3個濃度下甲胺磷的平均回收率均可達90%以上。

2.2旋轉蒸發真空度的比較

對比研究了水浴溫度為60 ℃，轉速70 r/min時，不同真空度(150,200,250,300,350 mbar(下甲胺磷的回收率。結果表明，真空度由150 mbar增至200 mbar時，3個濃度(10.5，105，210 μg/L)的甲胺磷回收率明顯增大，且濃縮時間差別不大；真空度繼續增至350 mbar時，3個濃度的甲胺磷回收率變化不大，但濃縮時間明顯增加。因此實驗采用真空度為200 mbar，此時3個濃度甲胺磷的平均回收率均可達90%以上。

2.3不同提取溶劑的影響

選擇正己烷、乙腈、乙酸乙酯、丙酮-正己烷(體積比1∶1)、丙酮-乙腈(體積比1∶1)、乙腈-乙酸乙酯(體積比1∶1)、正己烷-乙腈(體積比1∶1)、乙酸乙酯-丙酮(體積比1∶1) 8種萃取溶劑，在土壤空白樣品中添加低(10.5 μg/L)、中(105 μg/L)、高(210 μg/L) 3個濃度的甲胺磷，按本方法處理后測定。回收率結果顯示，單獨使用乙腈作為提取溶劑時，3個濃度下甲胺磷的平均回收率均可達70%以上。因此，確定萃取溶劑為乙腈。

2.4不同提取溫度的比較

考察了不同提取溫度(40～110 ℃)對甲胺磷回收率的影響。結果顯示，提取溫度從40 ℃增至80 ℃時，隨著溫度的升高，甲胺磷的回收率均明顯增大，但繼續升溫至90 ℃時，甲胺磷的回收率反而降低，當溫度增大到100 ℃及以上時，回收率急劇下降，這可能是因為在高溫時甲胺磷極易分解所致。因此，實驗選擇最佳提取溫度為80 ℃。

2.5不同靜態萃取時間及循環次數的比較

研究了不同靜態萃取時間(5，10，15 min)與循環次數(1，2，3次)的萃取結果。結果表明，靜態萃取10 min比5 min的回收率有顯著改善，但靜態萃取15 min與10 min相比無顯著變化。同時發現循環2次比循環1次的回收率高，但循環3次與循環2次無明顯差異，因此，確定靜態萃取時間為10 min，循環次數為2次。

2.6不同萃取方法的比較

土壤空白樣中添加3個濃度(10.5,105,210 μg/L)的甲胺磷標準品溶液，分別按“1.2”的加速溶劑萃取、振蕩和超聲萃取方法處理后測定回收率。實驗結果顯示，采用加速溶劑萃取法處理的回收率高于振蕩和超聲萃取法。

表1　甲胺磷的基質效應影響Table 1　Matrix effect of methamidophos

圖1　甲胺磷標準品(A)與土壤空白樣品加標(B)的色譜圖Fig.1　Chromatograms of methamidophos standard (A) and spiked blank soil (B)

2.7基質效應

基質效應為基質中干擾組分對分析物質譜響應的影響，通常在土壤等復雜樣品的UPLC-MS分析中表現尤為明顯。本實驗按照加速溶劑萃取方法處理土壤空白樣品多份，在所得提取液中加入甲胺磷，制備3個濃度樣品(響應峰面積A2)，同時用乙腈配制3種等濃度的對照液(響應峰面積A1)進行分析。若A2/A1>1，表明存在基質增強效應；A2/A1<1時，則存在基質抑制效應；A2/A1=1時，無基質效應。結果如表1所示，3種濃度樣品的基質效應均接近1，說明本方法去除干擾物質的能力強，萃取液無需凈化，可直接進樣分析。

2.8線性范圍、定量下限、準確度及精密度

空白土壤中添加甲胺磷標準溶液按“1.2.1”方法處理后，以3倍信噪比(S/N=3)計算該方法的檢出限(LOD)，以10倍信噪比(S/N=10)計算該方法的定量下限(LOQ)。土壤中甲胺磷的LOD為0.05 μg/kg，LOQ為0.10 μg/kg。以甲胺磷的峰面積(Y)對其質量濃度(X，μg/L)進行線性回歸，線性方程為Y=1.69×103X+6.53×103(r=0.999 1,n=6),線性范圍為3.15～1 050 μg/L。標準樣品及實際樣品加標的色譜圖如圖1。

在土壤樣品中添加低(10.5 μg/L)、中(105 μg/L)、高210 μg/L) 3個濃度的甲胺磷標準溶液，按照本方法進行提取并測定計算回收率。結果顯示3個濃度的平均加標回收率(n=6)分別為72%，82%，79%；相對標準偏差(RSD)分別為8.6%，5.8%，7.2%。

2.9實際樣品的測定

采用本方法分別測定了海南省2014年、2015年16個市縣站100多個土壤樣品中甲胺磷的含量，結果均未檢出甲胺磷，表明海南省所測土壤未受甲胺磷污染。

3　結　論

本文利用加速溶劑萃取儀(ASE)與超高壓液相色譜-質譜聯用儀，建立了ASE/UPLC-MS檢測土壤中甲胺磷的方法，優化了旋轉蒸發和ASE條件。在最佳分析條件下，方法的檢出限為0.05 μg/kg，平均回收率為72%～82%。該方法提取效率較高，樣品前處理簡單，耗時短，可用于大量實際土壤樣品中甲胺磷含量的檢測。

[1]He M,Tie B Q,Dai R C,Chen L,Yu P Z.J.Agrochem.(賀敏，鐵柏清，戴榮彩，陳莉，余平中.農藥),2008,47(2)：122-124.

[2]Zhu X L,Cai J B,Yang J,Su Q D.Chin.J.Anal.Chem.(朱曉蘭，蔡繼寶，楊俊，蘇慶德.分析化學)，2005,33(6)：821-824.

[3]Sun X Y,Gu H D,Qin H B.Chem.Anal.Meterage(孫欣陽，顧海東，秦宏兵.化學分析計量),2008,17(6)：46-48.

[4]Yang L X,Li H L,Miao H,Zeng F G,Li R F,Chen H J,Zhao Y F,Wu Y N.Chin.J.Chromatogr.(楊立新,李荷麗,苗虹,曾凡剛,李瑞豐,陳惠京,趙云峰,吳永寧.色譜),2011,29(10)：1010-1019.

[5]Wu G,Bao X X,Wang H X,Yu C Y,Wu H M,Ye Q F.Chin.J.Chromatogr.(吳剛，鮑曉霞,王化雄,俞春燕,吳惠明,葉慶富.色譜),2008,26(5)：577-582.

[6]Wang J,Cao S R,Zhang L,Xu F,Wang G M,Li X L.J.Instrum.Anal.(王均，曹淑瑞，張雷,徐芬，王國民，李賢良.分析測試學報),2013,32(11)：1309-1315.

[7] Ying X H,Xu X,Hu M J,Zhu Z W,Min J,Shi J H.J.Instrum.Anal.(應興華，徐霞，胡敏駿，朱智偉，閔捷，施建華.分析測試學報),2009,28(10)：1185-1188.

[8] Zhang S B,Yi J,Ye J L,Zheng W H,Cai X Q,Gong Z B.Chin.J.Chromatogr.(張水壩，易軍，葉江雷，鄭文慧，蔡學勤，弓振斌.色譜),2004,22(2)：154-157.

[9]Hong W Y,Wu Y J,Wang D Z,Xie G X,Zhou H,Hong K X.J.Agro-Environ.Sci.(洪文英，吳燕君，王道澤，謝國雄，周航，洪奎賢.農業環境科學學報),2011,30(5)：860-866.

[10] Hu B Z,Song W H,Xie L P,Shao T F.Chin.J.Chromatogr.(胡貝貞，宋偉華，謝麗萍，邵鐵鋒.色譜),2008,26(1)：22-28.

[11] Li P P,Cheng J,Le Y.J.Instrum.Anal.(李萍萍，程景，樂淵.分析測試學報),2015,34(4)：421-427.

[12]Du X T,Zhou M,Zhang J,Zeng Y B,Zhai Y Y,Li L.J.Instrum.Anal.(杜曉婷,周敏,張劍,曾延波,翟云云，李蕾.分析測試學報),2010,29(7)：751-754.

[13]Wang Y,Liu S B,Xie C M,Zhang H X,Lu W H.Chin.J.Anal.Chem.(王耀,劉少彬,謝翠美,張漢霞,盧偉華.分析化學),2011,39(1)：67-71.

[14]GB/T 5009.103-2003.Determination of Methamidophos and Acephate Pesticide Residues in Vegetable Foods.National Standard of the people′s Republic of China(植物性食品中甲胺磷和乙酰甲胺磷農藥殘留量的測定.中華人民共和國國家標準).

[15]NY/T 761-2008.Pesticide Multiresidue Screen Methods for Determination of Organophosphorus Pesticides,Organochlorine Pesticides,Pyrethroid Pesticides and Carbamate Pesticides in Vegetable and Fruits.Agriculture Industry Standard of the People′s Republic of China(蔬菜和水果中有機磷、有機氯、擬除蟲菊酯和氨基甲酸酯類農藥多殘留的測定.中華人民共和國農業行業標準).

[16]Xiao G.RockMiner.Anal.(肖剛.巖礦測試)，2012,31(6)：1033-1036.

[17]Zhang L,Li X Y,Zhang Y T,Gui J Y,Li K.Phys.Test.Chem.Anal：Chem.Anal.(張莉，李曉亞，張永濤，桂建業，李科.理化檢驗：化學分冊),2013,49：199-201.

[18] Gao G W,Yi G Z,Zhu J X.Pestic.Sci.Admin.(高國文，易國芝，朱家香.農藥科學與管理),2007,25(3)：32-34.

Detection of Methamidophos in Soil by Accelerated Solvent Extraction/Ultra Performance Liquid Chromatography-Mass Spectrometry

ZHANG Ming-shan*，LI Teng-ya，HE Shu-hai，LIANG Yan

(Hainan Research Academy of Environmental Sciences，Hainan Environmental Monitoring Central,Haikou571158,China)

A method was developed for the determination of methamidophos in soil by accelerated solvent extraction/ultra performance liquid chromatography -mass spectrometry(ASE/UPLC-MS).The experimental conditions were investigated on the basis of the optimization of ASE conditions,and the optimal conditions were obtained as follows：extraction solvent：acetonitrile,extraction temperature：80 ℃,static extraction time：10 min,cycling twice.The extraction elute was evaporated to dryness with rotary evaporator,and analyzed by UPLC-MS.The target compound was qualitatively analyzed by the external standard method,and qualitatively analyzed by MS/MS method.The linear range was 3.15-1 050 μg/kg for methamidophos,with correlation coefficient(r) of 0.999 1.The recoveries of methamidophos at three spiked levels were in the range of 72%-82% with relative standard deviations of 5.8%-8.6%.The detection limit was 0.05 μg/kg.The method showed the advantages of accuracy,good separation effect and sensitivity,and was suitable for routine sample detection.

accelerated solvent extraction(ASE); ultra performance liquid chromatography-mass spectrometry(UPLC-MS); methamidophos; soil

2016-02-24；

2016-04-09

張鳴珊，碩士，工程師，研究方向：環境監測分析，Tel：0898-66758400，E-mail：278984526@qq.com

10.3969/j.issn.1004-4957.2016.09.023

O657.63; S482.33

A

1004-4957(2016)09-1195-04