高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法快速測定氟蟲腈及其代謝物在花生和土壤中殘留

馮義志，張愛娟，李文平，劉 偉，梁 林

（山東省農(nóng)藥科學(xué)研究院山東省化學(xué)農(nóng)藥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，濟(jì)南 250033）

氟蟲腈（fipronil）是苯基吡唑類殺蟲劑，可用于防除鱗翅目和直翅目害蟲以及地下鞘翅目害蟲的幼蟲，此外，對蚤、虱、蜱、蟑螂及螨等害蟲也有殺滅效果[1]。由于氟蟲腈對甲殼類水生生物和蜜蜂具有極高的風(fēng)險(xiǎn)，在水和土壤中降解緩慢，2009年中華人民共和國農(nóng)業(yè)部、工業(yè)和信息化部、環(huán)境保護(hù)部聯(lián)合發(fā)布第1157號公告，明確氟蟲腈的使用范圍，氟蟲腈僅限用于衛(wèi)生和玉米等部分旱田種子包衣[2]。《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》（GB 2763—2016）規(guī)定氟蟲腈的殘留為氟蟲腈、氟甲腈（MB46513）、氟蟲腈砜（MB46136）、硫化氟蟲腈（MB45950）之和，以氟蟲腈表示。進(jìn)行殘留檢測時(shí)，應(yīng)同時(shí)檢測氟蟲腈、MB46513、MB46136、MB45950的殘留量，結(jié)構(gòu)式見圖1[3]。推薦殘留檢測方法SN/T 1982—2007和NY/T 1379—2007都只檢測氟蟲腈，不包括其代謝物。我國目前尚無氟蟲腈代謝物殘留的標(biāo)準(zhǔn)檢測方法。文獻(xiàn)報(bào)道的有關(guān)氟蟲腈及其代謝物的殘留分析方法主要涉及動(dòng)物源食品[4-8]、蔬菜水果[9-13]、茶葉[14-15]、玉米和大米[16]，尚未見 關(guān)于氟蟲腈及其代謝物在花生中的殘留分析方法。

圖1 氟蟲腈及其代謝物結(jié)構(gòu)式

本文采用改進(jìn)的QuEChERS方法提取凈化，高效液相色譜-電噴霧串聯(lián)四極桿質(zhì)譜快速檢測花生各基質(zhì)中氟蟲腈及其代謝物的殘留，并開展氟蟲腈及其代謝物在花生上殘留及消解動(dòng)態(tài)研究，為其安全使用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試農(nóng)藥：18%吡蟲·氟蟲腈懸浮種衣劑（12%吡蟲啉＋6%氟蟲腈）；氟蟲腈標(biāo)準(zhǔn)品（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.0%）、氟甲腈MB46513（100 ng/μL）、氟蟲腈砜MB46136（100 ng/μL）、硫化氟蟲腈MB45950（100 ng/μL）均購自Dr Ehrenstorfer GmbH公司。供試作物：花生。品種：山東為海育9616、吉林為唐油四號和3023、安徽為中花12。

超高效液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（LCMS-8030），SHIMADU公司；多功能食品加工機(jī)（XBLL-25A），上海帥佳電子科技有限公司；電子天平（JA21002），上海精密科學(xué)儀器有限公司；離心機(jī)（TDL-5-A），上海安亭科學(xué)儀器廠。

氯化鈉（分析純），國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；C18填料（40～60 μm），天津博納艾杰爾科技有限公司；乙腈（色譜純），瑞典歐森巴克化學(xué)公司。

1.2 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地點(diǎn)：山東、吉林和安徽；試驗(yàn)時(shí)間：2014—2015年。試驗(yàn)按照《農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則》[17]和《農(nóng)藥登記殘留田間試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程》[18]要求設(shè)試驗(yàn)小區(qū)，小區(qū)面積15 m2，重復(fù)3次，隨機(jī)排列，小區(qū)間設(shè)保護(hù)帶。另設(shè)對照小區(qū)。18%吡蟲·氟蟲腈懸浮種衣劑防治花生蠐螬的最高推薦使用劑量為每100 kg種子780 g藥劑（有效成分用量為140.4 g），于播種前1～3 d包衣。

1.2.1 消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)

消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)按藥劑1.5倍最高推薦劑量（每100 kg種子藥劑用量1 170 g）包衣，于播種前1～3 d進(jìn)行。花生植株生長至約10 cm時(shí)，第1次采樣并記為0 d，此后1、3、7、10、14、21 d采集花生植株樣品，采集2 kg植株樣品，采用四分法處理，取500 g裝入樣本容器中，貼好標(biāo)簽，于-20℃冰柜中保存，待測。

土壤消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)單獨(dú)施藥，有效成分用量為1 000 g/hm2，均勻噴霧，1次施藥。分別于施藥后2 h，1、3、7、10、14、21、28、35、42 d，采用土鉆采集0～10 cm深土壤2 kg，除去土壤中的碎石、雜草和植物根莖等雜物，混勻后采用四分法留樣500 g，裝入樣本容器中，貼好標(biāo)簽，于-20℃冰柜中保存，待測。

1.2.2 最終殘留試驗(yàn)

試驗(yàn)設(shè)2個(gè)施藥劑量：低劑量（每100 kg種子780 g藥劑）、高劑量（每100 kg種子1 170 g藥劑）。試驗(yàn)共施藥1次。收獲期隨機(jī)采集花生、植株和土壤最終樣品，其中土壤樣品取0～15 cm深土層，花生樣品去除表面土壤。每處理3次重復(fù)，設(shè)空白對照，用四分法縮分樣品，最后取500 g裝入樣本容器中，貼好標(biāo)簽，于-20℃冰柜中保存，待測。

1.3 分析方法

1.3.1 色譜測定條件

色譜柱：Shim-pack XR-ODSⅡ色譜柱（75 mm×2.0 mm，2.2 μm）；柱溫：室溫；樣品室溫度：15℃；進(jìn)樣體積：2 μL；流速：0.2 mL/min；流動(dòng)相：0.1%甲酸水溶液＋乙腈（體積比25∶75）。

質(zhì)譜條件：電噴霧離子源（ESI-）；毛細(xì)管電壓：3.5 kV；加熱塊溫度：400℃；干燥器溫度：250℃；干燥氣流量：15 L/min；霧化氣流量：3 L/min；反應(yīng)氣（Ar）壓力：230 kPa。氟蟲腈及其代謝物質(zhì)譜參數(shù)見表1，離子色譜圖見圖2。

表1 氟蟲腈及其代謝物質(zhì)譜參數(shù)

圖2 氟蟲腈及其代謝物定量離子色譜圖（0.005 mg/L）

1.3.2 樣本前處理

準(zhǔn)確稱取混勻樣品10.0 g（花生殼、植株各5.0 g）至50 mL具塞離心管內(nèi)，加入10 mL乙腈，渦旋2 min；加入4 g氯化鈉，振蕩1 min，4 000 r/min離心5 min；取上清液1 mL，至裝有100 mg C18填料的2 mL離心管內(nèi)，渦旋1 min；靜置后，取上清液過0.22 μm有機(jī)濾膜，待檢測。土壤樣品取1 mL上清液過0.22 μm有機(jī)濾膜，待測。

1.3.3 計(jì)算公式

氟蟲腈殘留量包括氟蟲腈、MB46513、MB46136、MB45950四者殘留之和，以氟蟲腈計(jì)。氟蟲腈總質(zhì)量分?jǐn)?shù)（mg/kg）可按以下公式計(jì)算。

式中：w為樣品中氟蟲腈及其代謝物的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)，單位為mg/kg；wf為樣品中氟蟲腈的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，單位為mg/kg；Mf為氟蟲腈的相對分子質(zhì)量；w1為樣品中MB46513的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，單位為mg/kg；M1為MB46513的相對分子質(zhì)量；w2為樣品中MB46136的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，單位為mg/kg；M2為MB46136的相對分子質(zhì)量；w3為樣品中MB45950的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，單位為mg/kg；M3為MB45950的相對分子質(zhì)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 質(zhì)譜條件的確定

采用直接進(jìn)樣方式，分別對氟蟲腈、MB46513、MB46136、MB45950標(biāo)樣溶液，在電噴霧電離ESI（＋/-）方式下進(jìn)行全掃描（m/z 50～500）。試驗(yàn)結(jié)果表明：在負(fù)離子掃描模式下，氟蟲腈、MB46513、MB46136、MB45950具有較好的電離效果，特征離子峰［M-1］為母離子。通過進(jìn)一步優(yōu)化碰撞電壓等參數(shù)，分別獲得定量和定性離子對，二級質(zhì)譜見圖3。

圖3 氟蟲腈、MB46513、MB46136、MB45950二級質(zhì)譜圖

2.2 線性范圍及定量限

分別移取質(zhì)量濃度為100 mg/L的氟蟲腈標(biāo)樣母液，以及MB46513、MB46136、MB45950標(biāo)準(zhǔn)溶液各1 mL至10 mL容量瓶中，用乙腈定容得10 mg/L混合標(biāo)樣溶液。再將其用乙腈稀釋成質(zhì)量濃度為1、0.1、0.05、0.01、0.005、0.001 mg/L系列混合標(biāo)樣工作溶液，在1.3.1色譜條件下進(jìn)行測定。以氟蟲腈、MB46513、MB46136、MB45950標(biāo)樣溶液質(zhì)量濃度與監(jiān)測離子峰面積作標(biāo)準(zhǔn)曲線。方法線性關(guān)系良好。氟蟲腈線性方程為y=251 070 x＋18 207，相關(guān)系數(shù)為0.999；MB46513線性方程為y=2 826 814 x＋34 955，相關(guān)系數(shù)為0.999；MB46136線性方程為y=1 342 839 x＋13 738，相關(guān)系數(shù)為0.999；MB45950線性方程為y=1 251 752 x＋17 677，相關(guān)系數(shù)為0.999。通過最低添加水平得到氟蟲腈、MB46513、MB46136、MB45950在花生仁、花生殼和土壤中的定量限（LOQ）為0.005 mg/kg，在花生植株中的定量限為0.01 mg/kg。

2.3 添加回收率測定

在花生仁、花生殼空白樣品中按照0.005、0.01、0.1 mg/kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)添加混合標(biāo)樣溶液，空白花生植株中按照0.01、0.1、1 mg/kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)添加混合標(biāo)樣溶液，空白土壤中按照0.005、0.01、1 mg/kg添加混合標(biāo)樣溶液，每個(gè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)5次平行試驗(yàn)。按1.3.2方法進(jìn)行提取、凈化，按1.3.1色譜條件進(jìn)行檢測，測定回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見表2。

氟蟲腈、MB46513、MB46136、MB45950在花生仁、花生殼、土壤和植株中的平均回收率為76.2%～97.8%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.4%～10.3%，方法符合農(nóng)藥殘留分析標(biāo)準(zhǔn)要求。

表2 氟蟲腈、MB46513、MB46136、MB45950在花生各基質(zhì)中的添加回收率

2.4 氟蟲腈在植株和土壤中的消解動(dòng)態(tài)

消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)結(jié)果表明：氟蟲腈在土壤中的消解動(dòng)態(tài)符合一級動(dòng)力學(xué)方程（見表3）。山東、安徽和吉林土壤中氟蟲腈的半衰期為11.6～16.1 d，氟蟲腈在土壤中降解較快。

由于試驗(yàn)藥劑用于花生包衣，本試驗(yàn)還對花生植株中氟蟲腈的殘留量進(jìn)行了監(jiān)測。結(jié)果表明：花生植株生長至10 cm時(shí)，采集的樣品中能夠檢測到少量氟蟲腈殘留，隨著花生植株的生長稀釋，氟蟲腈在花生植株中的降解較快。

表3 氟蟲腈在土壤中的消解動(dòng)力學(xué)方程

2.5 氟蟲腈在花生仁、花生殼、花生植株和土壤中的最終殘留

最終殘留試驗(yàn)表明：氟蟲腈在花生仁和植株中殘留量均小于其最低檢測質(zhì)量分?jǐn)?shù)（花生中為0.005 mg/kg，植株中為0.01 mg/kg）。氟蟲腈在花生殼和土壤中的最終殘留量見表4。花生殼中氟蟲腈殘留量為＜0.005～0.138 mg/kg；土壤中氟蟲腈殘留量為＜0.005～0.450 mg/kg。

表4 氟蟲腈在土壤和花生殼中的最終殘留

3 結(jié)論與討論

研究建立了采用分散固相萃取-高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜測定花生及其土壤中氟蟲腈殘留量的分析方法。氟蟲腈及其代謝物在花生仁、花生殼和土壤中的定量限（LOQ）為0.005 mg/kg，在花生植株中定量限為0.01 mg/kg。氟蟲腈及其代謝物在花生各基質(zhì)中的添加回收率為76.2%～97.8%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.4%～10.3%。本研究建立了采用QuECh-ERS方法提取凈化，LC-MS/MS法快速檢測花生等基質(zhì)中氟蟲腈及其代謝物的分析方法，在提高方法靈敏度的同時(shí)，也提高了前處理的提取及凈化效率，具有快速、簡單、高效、低成本等特點(diǎn)，適用于大量樣品下快速、準(zhǔn)確檢測氟蟲腈及其代謝物在花生等基質(zhì)中的殘留。

氟蟲腈在土壤中的殘留消解均符合一級動(dòng)力學(xué)方程，其在土壤中的半衰期為11.6～16.1 d，表明氟蟲腈在土壤中的降解速率較快。花生仁最終樣品中氟蟲腈殘留量均低于最低檢測質(zhì)量分?jǐn)?shù)（0.005 mg/kg），低于我國規(guī)定的花生仁中0.02 mg/kg的最大殘留限量。此外，本次試驗(yàn)使用的藥劑為18%吡蟲·氟蟲腈懸浮種衣劑，而本次試驗(yàn)只研究了氟蟲腈一種藥劑，吡蟲啉在花生中的殘留消解情況需進(jìn)一步研究。