如何用高效液相色譜-串聯質譜法測定土壤中三唑酮的殘留量

文丨趙永福

眾所周知，土壤環境與水環境、大氣環境一樣，是生態環境的重要組成部分之一，因此土壤的質量直接關系到農產品安全和人體健康。經研究發現，農藥在土壤中的殘留是導致土壤環境造成污染和危害的重要根源。據統計，目前我國的農藥使用量居世界第一，每年農藥使用量高達60萬～ 70萬噸，其中70% ～90% 的農藥殘留最終將進入土壤環境，造成約80萬～ 100萬公頃的土壤受到農藥殘留的影響，導致土壤污染。土壤已經成為農藥的重要儲存庫，當土壤中的農藥殘留積累到一定程度，便會對土壤生物造成不同程度的損害。土壤中的農藥殘留可通過揮發、擴散、質流產生轉移，污染植物、大氣、地表水體和地下水，還可通過生物富集和食物鏈使農藥的殘留濃度在生物體內富集，從而最終危及人體健康。

目前，土壤中農藥殘留的檢測方法主要包括氣相色譜(GC)法 、氣相色譜-串聯質譜(GC-MS/MS)法和高效液相色譜-串聯質譜(HPLC-MS/MS)法，土壤中農藥殘留檢測常見的前處理方法包括固相萃取法、微波輔助萃取法、QuEChERS法等。但大多數前處理方法需要經過固相萃取、濃縮、富集，有的甚至需要衍生化等前處理，操作尤其繁瑣、需要消耗大量的前處理時間，消耗大量有機溶劑等缺點 ，而QuEChERS(Quick，Easy，Cheap，Effective，Rugged 和 Safe)技術具有快速、準確、耐用、簡便、有效等優點，已被歐盟及其他國家作為標準方法使用 。本文利用QuEChERS前處理技術對土壤中三唑酮殺蟲劑進行提取、凈化，聯合高效液相色譜-串聯質譜法(HPLC-MS/MS)建立土壤中常用殺蟲劑類農藥殘留檢測方法，為國家相關部門土壤中農藥殘留風險評估提供參考。

一、實驗部分

（一）儀器和試劑

高效液相色譜-串聯質譜法(HPLC-MS/MS）（AB Sciex 4500），萬分之一電子天平（北京賽多利斯）；MilliQ實驗室超純水儀；QL-901 渦旋振蕩器；超高速冷卻臺式離心機（賽默飛）； L-148氮吹儀（LAIHENG）。正己烷、丙酮、乙腈、甲醇、乙酸銨均為色譜純（美國Sigma-Aldrich 公司）；無水硫酸鎂、氯化鈉均為分析純；PSA (美國 Agilent 公司）。

（二）樣品前處理

采集土壤樣品約1.0 kg，混合均勻后，按四分法分取500g，在室溫條件下自然風干，過 20 目篩，儲存備用。取 10 g（精確至 0.0001 g）土壤置于 50 mL 離心管中，加入含 1%乙酸的超純水 6 mL，然后加入 10 mL乙腈渦旋振蕩1min；稱取4g無水硫酸鎂和1g氯化鈉加入離心管中，充分渦旋振蕩除水；在4000r·min-1轉速下離心分離5min，轉移全部上清液到10mL離心管中，稱取1g無水硫酸鎂和 200mg PSA加入離心管中，振蕩后在 4000r·min -1轉速下離心分離5min；取3mL上清液加入到氮吹管中，氮吹至近干，加入 1mL 乙腈和水（體積比 1∶1）的混合液，渦旋振蕩后上清液過0.22μm濾膜到液相小瓶中，待 HPLC-MS/MS分析檢測；

（三）液相色譜與質譜條件

液相色譜參數：色譜柱：InertSustain Bio C18，100 mm×2.1mm×1.9μm；柱溫：40℃；進樣量：1.0μL；流速：0.20mL/min；流動相梯度：見表1。

表1 流動相洗脫梯度表

質譜分析參數：電噴霧離子源；正負離子掃描；離子源溫度：400 ℃；毛細管電壓：4500 V；氣簾氣：0.12 Mpa；霧化氣：0.35 Mpa；輔助加熱氣： 0.35MPa；檢測方式：多反應監測（MRM）。三唑酮定性與定量離子對、錐孔電壓和碰撞能量等優化參數見表2。

表2 三唑酮反應監測條件

二、結果與討論

（一）HPLC-MS/MS 測試條件優化

本實驗在 SCAN 模式下，對三唑酮進行一級質譜掃描，從而獲得三唑酮的母離子，采用二級質譜掃描三唑酮的母離子，以確定三唑酮的碎片離子，然后對其碎片離子對應的碰撞能量值、流動性洗脫梯度、保留時間等參數進行優化，結果見表1、表2、圖1。

圖1 三唑酮離子色譜圖

（二）方法的線性、回收率與精密度土壤樣品測定結果

在本實驗條件下，對方法的線性、加標回收率、精密度進行了驗證，通過對三唑酮標準溶液進行HPLCMS/MS 測定，以三唑酮的質量濃度為橫坐標，對應的峰面積為縱坐標，繪制其標準曲線，通過計算得到線性方程和相關系數(r 2 )。結果表明(見表3)： 三唑酮在0.005～0.5mg/kg濃度范圍內均有良好的線性關系，r 2 為0.9999。在本實驗條件下，分別在 0.05mg/kg、0.10mg/kg、0.50mg/kg濃度下進行空白樣品的加標回收實驗，每個加標濃度做 5 個平行樣品。按照1.2步驟方法進行提取、凈化、過濾并進行檢測。以上三個濃度下的加標回收率在 80.5%～114%范圍內，相對標準偏差為5.6%～13.3%，結果見表4。其中土壤樣品中的三唑酮被檢出，經計算，三唑酮殘留濃度為5.56μg/kg，未超出國家土壤環境質量標準。該方法重復性好，符合后續的檢測要求。因此該方法可用于土壤中殺蟲劑殘留量的檢測。

表3 三唑酮標準曲線

表4 土壤中三唑酮殺菌劑的添加回收率結果