QuEChERS-UPLC-MS/MS測定大米中氯蟲苯甲酰胺和五氟磺草胺的殘留

黃子杰 黃朋勉 羅寬能 向忠平 張洪剛

(1. 懷化市疾病預防控制中心,湖南 懷化 418000; 2. 長沙理工大學化學化工學院,湖南 長沙 410114)

氯蟲苯甲酰胺(chlorantraniliprole) 是由美國開發的具有新型鄰酰胺基苯甲酰胺類化學結構的廣譜殺蟲劑,對危害大豆、水稻、棉花、玉米、果蔬等多種作物的鱗翅目害蟲表現出優異的防治效果,是使用最廣的稻田用殺蟲劑之一[1-5]。五氟磺草胺(penoxsulam)對稻田常見的多種雜草如稗草、一年生莎草以及多種闊葉草等均有良好的防效[6-8],對魚類、鳥類、陸生和水生無脊椎動物低毒,對水生植物低毒至中等毒性,但其在稻田環境的應用頻次較高,存在一定的生態和飲食風險[9-10]。

目前,常用于檢測氯蟲苯甲酰胺和五氟磺草胺殘留的方法有高效液相色譜法 (HPLC)[11-13]、液相色譜—質譜法 (LC-MS)[14-19]等,這些方法的凈化處理主要采用固相萃取法和QuEChERS法,固相萃取法存在操作復雜、檢測成本高、重復性差等缺點[20];農殘檢測的主要凈化方法為QuEChERS法,一些復雜的基質往往需要對填料的種類與用量進行考察才能得出滿意的試驗數據。目前,有關氯蟲苯甲酰胺和五氟磺草胺殘留的檢測方法較多,但同時測定大米中氯蟲苯甲酰胺和五氟磺草胺殘留的方法尚未見報道。研究擬建立一種新的QuEChERS前處理技術并運用液質聯用儀檢測大米中氯蟲苯甲酰胺和五氟磺草胺殘留的方法,為檢測大米中氯蟲苯甲酰胺和五氟磺草胺的殘留提供依據。

1 材料與方法

1.1 儀器與材料

超高效液相色譜—質譜聯用儀:Acquity TQD型,沃特世科技(上海)有限公司;

超聲清洗器:KQ-250DE型,昆山舒美超聲儀器有限公司;

純水機:Ultra Genetic型,英國埃爾格公司;

高速離心機:MEGAFUGE8型,賽默飛世爾科技有限公司;

粉碎機:6202型,北京錕捷玉誠機械設備有限公司;

氯蟲苯甲酰胺、五氟磺草胺標準品:純度99.5%,國家標準物質中心;

乙腈、氯化鈉、無水硫酸鎂:分析純,中國醫藥集團有限公司;

N-丙基乙二胺(PSA)、石墨化碳黑(GCB)、弗羅里硅土:中國醫藥集團有限公司;

C18色譜柱:Hypersil GOLD 100 mm×2.1 mm,1.9 μm,賽默飛世爾科技有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品前處理 稱取粉碎后的大米樣品10.0 g于離心管中,加入20 mL 0.2%甲酸—乙腈,300 r/min振蕩提取30 min,加入5 g氯化鈉,劇烈振蕩1 min,6 000 r/min離心5 min,待凈化;取2 mL待凈化的樣品上清液置于裝有30 mg GCB、150 mg PSA和300 mg無水硫酸鎂的離心管中,旋渦混勻1 min,6 000 r/min離心5 min,取上清液后過0.22 μm有機濾膜,供液質檢測分析。

1.2.2 分析條件

(1) 色譜條件:Hypersil GOLD色譜柱(100 mm×2.1 mm,1.9 μm),柱溫40 ℃,進樣體積2.0 μL,流速0.20 mL/min,梯度洗脫程序見表1。

表1 梯度洗脫比例

(2) 質譜條件:電噴霧正離子源,MRM選擇反應監測模式;電噴霧電壓4.0 kV;離子傳輸管溫度300 ℃,輔助氣流速1.5 L/min,各待測物質的參數見表2。

表2 氯蟲苯甲酰胺和五氟磺草胺質譜分析條件

1.2.3 標準溶液配制及曲線繪制 用乙腈分別將氯蟲苯甲酰胺和五氟磺草胺溶解,并配制成1 000 mg/L的儲備液,再逐級稀釋成0.002,0.01,0.05,0.2,0.5 mg/L的系列質量濃度的標準溶液,于-18 ℃保存,分別以質量濃度和峰面積為橫、縱坐標繪制標準曲線,外標法定量。

1.2.4 添加回收試驗 向空白大米樣品中分別添加0.05,0.1,0.5 mg/kg的氯蟲苯甲酰胺和五氟磺草胺標準工作溶液,每個水平重復6次,計算回收率和相對標準偏差。

2 結果與討論

2.1 質譜條件的選擇

以流動注射方式,分別將兩種待測農藥標準溶液注入超高效液相色譜—串聯質譜中,在Full scan模式下,正離子源的響應相對較高,因此選擇正離子模式檢測,并對碰撞能、電噴霧電壓等參數進行優化,優化后的參數見表2。

2.2 流動相的選擇

在流動相中加酸可以抑制硅羥基或者樣品分子離子化,從而減少樣品與殘存游離硅羥基的結合,進而優化峰形。而酸濃度同時也會影響正離子模式下樣品的離子化強度從而影響目標物的響應強度。分別采用0.1%甲酸水—乙腈溶液、0.2%甲酸水—乙腈溶液作為流動相進行對比,色譜圖見圖1。由圖1可知,0.2%甲酸水—乙腈不僅對目標物響應強度有提高,還有助于峰型的改善。

1. 氯蟲苯甲酰胺 2. 五氟磺草胺

2.3 提取溶劑的選擇

在ESI+模式下,甲酸、醋酸均能提高目標化合物的離子化效率[21],而酸根負離子會與樣品正離子結合從而降低離子化效率,故研究對比了乙腈、0.2%乙酸—乙腈和0.2%甲酸—乙腈對氯蟲苯甲酰胺和五氟磺草胺的提取效果。由圖2可知,0.2%甲酸—乙腈溶劑對兩種目標物的平均回收率均大于90%。

圖2 提取溶劑對氯蟲苯甲酰胺和五氟磺草胺提取效果的影響

2.4 樣品凈化

PSA多用于去除極性糖類、脂肪酸、親脂色素等極性基質,而C18適合吸附從非極性到中等極性的脂類、糖類等親脂型化合物,弗羅里硅土柱與硅膠相似,可以從非極性溶液中萃取極性化合物。在0.1 mg/kg添加水平下,分別考察150 mg C18/30 mg GCB、150 mg PSA/30 mg GCB和150 mg 弗羅里硅土/30 mg GCB組合對樣品凈化效果的影響,結果見圖3。由圖3可知,以PSA/石墨化碳黑組合為凈化劑時,回收率最高。

圖3 吸附劑對氯蟲苯甲酰胺和五氟磺草胺凈化效果的影響

2.5 方法的線性關系及檢出限

由表3可知,兩種目標物在0.002～0.5 mg/L質量濃度范圍內呈良好線性關系,R2>0.999。兩種目標物的LOD均為0.001 mg/kg,LOQ均為0.004 mg/kg。

表3 氯蟲苯甲酰胺和五氟磺草胺的線性關系、基質效應及檢出限

2.6 方法的精密度和準確度

由表4可知,在0.05,0.1,0.5 mg/kg添加水平下,兩種目標物的平均回收率為86%～110%,RSD為1.5%～6.1% (n=6),表明該方法具有良好的準確度和精密度。大米樣品中,氯蟲苯甲酰胺和五氟磺草胺的色譜圖如圖4所示。

1. 氯蟲苯甲酰胺 2. 五氟磺草胺

表4 氯蟲苯甲酰胺和五氟磺草胺的添加回收率及相對標準偏差

2.7 實際樣品的測定

采用試驗方法對當地市場抽取的20批次大米(大米A 7批次、大米B 7批次、大米C 6批次)進行測定,結果見表5。由表5可知,部分大米檢出五氟磺草胺和氯蟲苯甲酰胺殘留。

表5 大米中氯蟲苯甲酰胺和五氟磺草胺的含量

3 結論

研究建立了一種可同時檢測大米中氯蟲苯甲酰胺和五氟磺草胺殘留量的超高效液相色譜—串聯質譜(UPLC-MS/MS)檢測方法。結果表明,該方法優化了樣品前處理方法及液相色譜檢測條件,使試驗過程操作簡便、穩定性好、靈敏度高、回收率高。研究未能對氯蟲苯甲酰胺和五氟磺草胺的消解動態進行試驗分析,隨著氯蟲苯甲酰胺和五氟磺草胺長期、大量、重復的使用,可能會有害蟲對其產生了抗性,需進行深入研究。