氣相色譜法測定噻蟲嗪在稻田中的殘留

郭明程，鄭尊濤，聶東興，湯 濤

（1.農業農村部農藥檢定所，北京 100125；2.浙江省農業科學院農產品質量標準研究所，杭州 310021）

噻蟲嗪（thiamethoxam），化學名稱為3-(2-氯-1,3-噻唑-5-基甲基)-5-甲基-1,3,5-二唑-4-亞基(硝基)胺，是由先正達公司開發的第二代新煙堿類殺蟲劑，可選擇性抑制昆蟲乙酰膽堿酯酶受體，進而阻斷中樞神經系統的正常傳導，使昆蟲麻痹死亡，主要用于水稻、棉花、蔬菜等作物，有效防治同翅目、雙翅目、鞘翅目等害蟲[1-3]。目前已報道的噻蟲嗪在稻田系統相關基質中的殘留檢測方法較少[4-5]，而采用氣相色譜法檢測尚未見報道。本研究建立了氣相色譜法測定糙米、谷殼、植株、土壤和稻田水中噻蟲嗪殘留量的分析方法，方法簡便、快速，準確度和精密度高，適用于大量樣品中噻蟲嗪的殘留檢測。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

GC-2010氣相色譜儀（具ECD檢測器），島津公司；SPS402F電子天平（精確至0.01 g），奧豪斯公司；AB135-S電子天平（精確至0.1 mg），梅特勒-托利多公司；TYZD-IIA振蕩器，天儀電子儀器有限公司；VTX-3000L渦旋儀，杭州雷琪實驗器材公司；R-210旋轉蒸發儀及V-700真空泵，瑞士Buchi公司。

噻蟲嗪標準品（純度99%），德國Dr.Ehrenstorfer公司；甲醇、乙腈（色譜純），德國Merck公司；丙酮、石油醚、氯化鈉、無水硫酸鈉（分析純），國藥集團化學試劑有限公司；中性氧化鋁（100～200目，5%水脫活），天津博納艾杰爾科技有限公司；實驗用水均為經Milli-Q超純水器純化的超純水。

1.2 樣品前處理

1.2.1 提取

糙米、谷殼、植株、土壤：稱取樣品10～20 g（糙米和土壤為20 g、谷殼和植株為10 g，精確至0.01 g），置于250 mL具塞三角瓶中，加入50.0 mL乙腈（谷殼和植株樣品再加10.0 mL蒸餾水），振蕩60 min，用布氏漏斗抽濾后，抽濾液轉移至100 mL具塞量筒（已裝約10 g氯化鈉），振蕩1 min，靜置分層，吸取25.0 mL（糙米樣品取10.0 mL）上清液至50 mL或100 mL平底燒瓶中，于40℃水浴鍋中濃縮干，待凈化。

稻田水：量取水樣25.0 mL（精確至0.1 mL），置于100 mL具塞量筒中（已裝有10 g氯化鈉），加入50.0 mL乙腈，劇烈振蕩1 min，靜置分層，吸取40.0 mL上清液至100 mL平底燒瓶中，于40℃水浴鍋中濃縮干，待凈化。

1.2.2 凈化

在玻璃層析柱中裝填5.0 g中性氧化鋁，10.0 mL石油醚預淋，用5.0 mL石油醚和丙酮（體積比1∶1）溶解平底燒瓶中的殘留物并上柱，用25.0 mL石油醚和丙酮（體積比1∶1）淋洗，再用30.0 mL乙腈淋洗并收集淋洗液，于40℃水浴鍋中濃縮干，用5.0 mL乙腈定容（水、糙米樣品定容至2.0 mL），待氣相色譜儀檢測。

1.3 儀器檢測條件

色譜柱：RXT-1701色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣：氮氣，200 kPa（恒壓模式）；進樣口溫度：260℃；檢測器溫度：300℃；程序升溫：120℃，1 min，25℃ /min；250℃ ，3 min，30℃ /min；280℃ ，2 min；分流比：10∶1；進樣量：1.0 μL。

1.4 標準曲線的繪制

將108 mg/L噻蟲嗪標準溶液用乙腈稀釋，得到0.010 8、0.021 6、0.054 0、0.108、0.216、0.540、1.08 mg/L系列標準溶液。在上述色譜條件下進行測定，以噻蟲嗪標準溶液質量濃度為橫坐標（x），標樣峰面積為縱坐標（y）繪制標準曲線。

1.5 添加回收率的測定

分別在空白稻田水、土壤、糙米、植株和稻殼樣品中添加3檔不同濃度的噻蟲嗪標樣溶液，每檔濃度重復5次，用上述分析方法測定回收率及變異系數。

2 結果與分析

2.1 提取劑的優化

選擇合適的提取溶劑，有利于目標化合物由基質向提取溶劑轉移，從而提高目標化合物的提取效率。常用的提取溶劑有乙腈、丙酮、甲醇、乙酸乙酯等，本研究選取乙腈、乙酸乙酯和甲醇作為提取溶劑，對比各提取溶劑對糙米、谷殼、植株、土壤和稻田水等5種基質中噻蟲嗪的提取效果，結果見圖1。乙腈、乙酸乙酯、甲醇的回收率分別為88%～102%、65%～74%、81%～92%，變異系數分別為1.0%～6.8%、2.7%～10.3%、9.4%～16.3%。乙腈和甲醇的提取效果均較好，但乙腈提取平行性更佳。因此，最終選擇乙腈作為提取溶劑。

圖1 提取溶劑對5種基質中噻蟲嗪的提取效率的影響

2.2 凈化材料的選擇

基質中的其他雜質可干擾噻蟲嗪的檢測，為消除干擾，選擇5.0 g弗羅里硅土（2%水脫活）、5.0 g弗羅里硅土（2%水脫活）＋0.1 g活性炭、5.0 g中性氧化鋁（5%水脫活）、5.0 g中性氧化鋁（5%水脫活）＋0.1 g活性炭作為層析凈化材料，并對比其凈化效果，結果見圖2。

圖2 凈化材料對5種基質中噻蟲嗪的提取效率的影響

弗羅里硅土（2%水脫活）、弗羅里硅土（2%水脫活）＋活性炭、中性氧化鋁（5%水脫活）、中性氧化鋁（5%水脫活）＋活性炭的回收率分別為85%～110%、79%～97%、85%～106%、77%～105%，變異系數分別為3.5%～11.8%、3.1%～11.3%、5.1%～9.4%、5.9%～10.2%。4組凈化材料均滿足提取噻蟲嗪的要求，但考慮到弗羅里硅土的價格較高和實驗操作的便利性，最終選擇5.0 g中性氧化鋁（5%水脫活）作為層析凈化材料。

2.3 方法線性范圍、檢出限與定量限

噻蟲嗪的峰面積與其質量濃度在0.010 8～1.08 mg/L范圍內呈良好的線性關系，其標準曲線方程為y=444 293x-3 162.5，相關系數為0.999 8。以3倍信噪比（S/N）計算，噻蟲嗪的檢出限為1.1×10-11g，以低檔添加水平為準，噻蟲嗪在稻田水中的定量限為0.005 4 mg/L，在糙米、土壤中的定量限均為0.011 mg/kg，在稻殼、植株中的定量限均為0.054 mg/kg。

2.4 添加回收率和精密度

在優化的儀器條件和樣品前處理條件下，采用空白基質進行加標回收試驗，結果見表1。噻蟲嗪在植株中添加0.054～2.2mg/kg時，平均回收率為96%～107%，變異系數為1.4%～7.5%；土壤中添加0.011～1.1 mg/kg時，平均回收率為93%～100%，變異系數為3.8%～4.4%；稻田水中添加0.005 4～0.22 mg/kg時，平均回收率為92%～100%，變異系數為2.5%～5.1%；糙米中添加0.011～1.1 mg/kg時，平均回收率為86%～97%，變異系數為0.6%～2.7%；谷殼中添加0.054～2.2 mg/kg時，平均回收率為83%～102%，變異系數為4.0%～9.8%。圖3～圖11為噻蟲嗪標樣、土壤空白、土壤添加、植株空白、植株添加、稻田水添加、糙米添加和谷殼添加噻蟲嗪的色譜圖。回收率和精密度均滿足檢測稻田基質中噻蟲嗪的方法要求。

表1 噻蟲嗪在植株、土壤、稻田水、糙米和谷殼中的添加回收率及變異系數

圖3 噻蟲嗪溶劑標樣色譜圖（0.108 mg/L）

圖4 噻蟲嗪溶劑標樣色譜圖（1.08 mg/L）

圖5 土壤空白色譜圖

圖6 土壤添加噻蟲嗪（0.1 mg/L）色譜圖

圖7 植株空白色譜圖

圖8 植株添加噻蟲嗪（0.2 mg/L）色譜圖

圖9 稻田水添加噻蟲嗪（0.2 mg/L）色譜圖

圖10 糙米添加噻蟲嗪（0.1 mg/L）色譜圖

圖11 谷殼添加噻蟲嗪（2 mg/L）色譜圖

3 結論

本研究建立了糙米、谷殼、植株、土壤和稻田水中噻蟲嗪殘留量的檢測方法。在優化條件下，噻蟲嗪在各基質中的回收率為83%～107%，變異系數為0.6%～9.8%，噻蟲嗪在稻田水中的定量限為0.005 4 mg/L，在糙米、土壤中的定量限均為0.011 mg/kg，在谷殼、植株中的定量限均為0.054 mg/kg。方法的重復性好、靈敏度高，符合農藥殘留檢測要求，適用于稻田樣品中噻蟲嗪殘留量的檢測。