HPLC-MS/MS 法同時(shí)測(cè)定水體中殘殺威和高效氯氰菊酯含量

何偉，何鈺

(1.貴州省檢測(cè)技術(shù)研究應(yīng)用中心，貴陽(yáng)550002；2.貴州省分析測(cè)試研究院，貴陽(yáng)550002)

殘殺威(propoxur)是一種廣譜、高效的非內(nèi)吸性殺蟲劑，為世界衛(wèi)生組織推薦用于衛(wèi)生害蟲防治的4 種氨基甲酸酯類殺蟲劑之一，其作用機(jī)理是通過抑制膽堿酯酶的活性，使已酰膽堿在組織中蓄積，從而阻止神經(jīng)傳導(dǎo)，引起生理生化過程失調(diào)，最終使害蟲因麻痹中毒而死亡。高效氯氰菊酯(beta-cypermethrin)是擬除蟲菊酯類殺蟲劑，其通過作用于昆蟲神經(jīng)系統(tǒng)，與鈉通道相互作用，從而破壞昆蟲神經(jīng)系統(tǒng)以起到殺蟲作用。根據(jù)中國(guó)農(nóng)藥信息網(wǎng)農(nóng)藥登記數(shù)據(jù)顯示，殘殺威和高效氯氰菊酯均可用于公共衛(wèi)生害蟲及果樹、蔬菜、糧食、林木等害蟲的防治，施藥方式有噴霧、撒施、藥土法等，在野外和田間施藥時(shí)，藥劑可通過飄移、雨水沖刷和土壤淋溶等作用進(jìn)入周邊水體環(huán)境，造成水生態(tài)環(huán)境危害。水體環(huán)境中污染物濃度水平的測(cè)定是鑒定評(píng)估環(huán)境受損的主要方法，亦是水生生態(tài)環(huán)境毒理研究的關(guān)鍵部分。

目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)殘殺威和高效氯氰菊酯的分析方法多為食品中的農(nóng)藥殘留分析[1-9]，對(duì)于水體中同時(shí)測(cè)定殘殺威和高效氯氰菊酯的方法尚未見報(bào)道。基于此，本研究采用高效液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜建立水體中殘殺威和高效氯氰菊酯的檢測(cè)方法，優(yōu)化設(shè)計(jì)最佳分離的色譜條件和質(zhì)譜參數(shù)，以期達(dá)到同時(shí)測(cè)定水體中殘殺威和高效氯氰菊酯的要求，使方法具有操作簡(jiǎn)便、快速，精密度和準(zhǔn)確度好，靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，為殘殺威和高效氯氰菊酯在水體中的殘留檢測(cè)和水生生態(tài)毒理研究提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試劑和溶液

乙腈(色譜純，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司)，乙酸銨(色譜純，DIKMA TECHNOLOGIES INC)；殘殺威標(biāo)準(zhǔn)品(質(zhì)量分?jǐn)?shù)99.1%，國(guó)家農(nóng)藥質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心)，高效氯氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)品(質(zhì)量分?jǐn)?shù)98.1%，上海市農(nóng)藥研究所有限公司)；10%高氯·殘殺威懸浮劑(4%高效氯氰菊酯+6%殘殺威，市售)；曝氣水(曝氣24 h 以上的自來(lái)水)；超純水(實(shí)驗(yàn)室自制)。

1.2 儀器設(shè)備

1290-6470A 型高效液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜儀配AJS ESI 離子源和Masshunter 工作站(美國(guó)安捷倫公司)；明澈D24UV 型超純水制備系統(tǒng)(德國(guó)默克公司)；XSE105DU 型電子天平(梅特勒-托利多公司)。

1.3 儀器操作條件

1.3.1 液相色譜操作條件

色譜柱為Eclipse Plus C18(50 mm×3.0 mm，1.8 μm填充)；柱溫為40 ℃；流動(dòng)相為乙腈-5 mmol/L 乙酸銨水溶液(體積比90∶10)；流速為0.4 mL/min；進(jìn)樣體積為5.0 μL。

1.3.2 質(zhì)譜操作條件

離子源：正離子掃描模式；干燥氣N2；干燥氣溫度300 ℃；干燥氣流速5 L/min；鞘氣N2；鞘氣溫度250 ℃；鞘氣流速11 L/min；霧化器壓力45 psi；噴嘴電壓+500 V；毛細(xì)管電壓+3500 V；監(jiān)測(cè)模式MRM。離子采集參數(shù)見表1。

表1 MRM 離子采集參數(shù)

上述典型操作參數(shù)可根據(jù)不同儀器特點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以期獲得最佳效果。殘殺威和高效氯氰菊酯定性定量離子色譜圖見圖1。

圖1 定性定量離子流色譜圖(殘殺威定量離子對(duì)210.1-＞111.2；高效氯氰菊酯定量離子對(duì)433.1-＞191.1)

1.4 測(cè)定步驟

1.4.1 標(biāo)樣溶液的配制

準(zhǔn)確稱取0.007 91、0.003 80 g 殘殺威和高效氯氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)品，分別置于50 mL 容量瓶中，用乙腈溶解并稀釋至刻度，得到殘殺威和高效氯氰菊酯質(zhì)量濃度分別為156.78、74.56 mg/L 的標(biāo)樣儲(chǔ)備液。

取殘殺威標(biāo)樣儲(chǔ)備液1.0 mL 和高效氯氰菊酯標(biāo)樣儲(chǔ)備液1.4 mL，置于100 mL 容量瓶中，用乙腈稀釋至刻度，得到殘殺威和高效氯氰菊酯質(zhì)量濃度分別為1.57、1.04 mg/L 的混合標(biāo)樣儲(chǔ)備液。取混合標(biāo)樣儲(chǔ)備液用乙腈稀釋成一系列質(zhì)量濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，再用曝氣水稀釋2 倍后，得到混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.4.2 試樣溶液的配制

準(zhǔn)確稱取10%高氯·殘殺威懸浮劑試樣0.05002g，置于100 mL 容量瓶中，用曝氣水溶解并稀釋至刻度，搖勻，備用。

1.4.3 測(cè)定

在上述色譜條件下，待儀器基線穩(wěn)定后，連續(xù)注入數(shù)針標(biāo)樣溶液，直至相鄰2 針標(biāo)樣溶液的響應(yīng)值相對(duì)變化＜1.5%后，進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 分析條件的確定

在ESI 離子源下，殘殺威對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)分子離子峰[M+H]+為m/z210.1 離子，經(jīng)二級(jí)質(zhì)譜掃描，選擇離子豐度最高的m/z111.2 離子為定量離子，離子豐度較高的m/z65.2 離子為定性離子；高效氯氰菊酯對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)分子離子峰[M+NH4]+為m/z433.1 離子，經(jīng)二級(jí)質(zhì)譜掃描，選擇離子豐度最高的m/z191.1 離子為定量離子，離子豐度較高的m/z127.0 離子為定性離子。

據(jù)文獻(xiàn)，采用液相色譜-質(zhì)譜法進(jìn)行分析時(shí)，殘殺威使用的流動(dòng)相有甲醇+1 mmol/L 乙酸銨水溶液[4]、甲醇+10 mmol/L 乙酸銨水溶液[5]、甲醇+0.1%甲酸水溶液[10]、乙腈+0.1%甲酸水溶液[6]；高效氯氰菊酯使用的流動(dòng)相有甲醇+2 mmol/L 乙酸銨水溶液[7]、甲醇+5 mmol/L 乙酸銨水溶液[8]、乙腈+5 mmol/L 乙酸銨水溶液[9]。選擇甲醇(或乙腈)+乙酸銨水溶液作為流動(dòng)相，對(duì)比不同濃度乙酸銨時(shí)殘殺威和高效氯氰菊酯的峰形和響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)流動(dòng)相為乙腈+5 mmol/L 乙酸銨水溶液時(shí)，殘殺威和高效氯氰菊酯的響應(yīng)和峰形均較好，通過調(diào)節(jié)有機(jī)相和無(wú)機(jī)相的比例，降低運(yùn)行時(shí)間并優(yōu)化峰形，當(dāng)有機(jī)相和無(wú)機(jī)相比例為90∶10(體積比)時(shí)，運(yùn)行時(shí)間較短且峰形較好。

2.2 基質(zhì)效應(yīng)分析

基質(zhì)效應(yīng)是在分析過程中對(duì)目標(biāo)組分分析有顯著干擾，影響分析方法精密度和準(zhǔn)確度的關(guān)鍵因素。本研究采用相對(duì)響應(yīng)值法來(lái)評(píng)價(jià)方法的基質(zhì)效應(yīng)，基質(zhì)效應(yīng)計(jì)算公式如下：

式中：B 為基質(zhì)響應(yīng)值，A 為溶劑響應(yīng)值。

殘殺威基質(zhì)效應(yīng)為0.8～1.2，基質(zhì)效應(yīng)較弱，可忽略基質(zhì)效應(yīng)的影響；高效氯氰菊酯基質(zhì)效應(yīng)大于1.2，為基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)，應(yīng)考慮基質(zhì)效應(yīng)對(duì)測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確性的影響。因此，定量分析時(shí)，為最大限度降低基質(zhì)效應(yīng)的影響，選擇以50%的乙腈+50%的曝氣水作為溶劑，使標(biāo)樣溶液和試樣溶液溶劑保持一致，以確保研究結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.3 分析方法的線性相關(guān)性

在1.3 色譜操作條件下，以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，分別得到殘殺威和高效氯氰菊酯的線性回歸方程：殘殺威，y＝10 960.43x+1445.46，R2=0.9991；高效氯氰菊酯，y＝316.66x+91.31，R2=0.9994，可見，殘殺威和高效氯氰菊酯分別在質(zhì)量濃度為0.94～47.10、0.63～31.29 μg/L 時(shí)表現(xiàn)出良好的線性關(guān)系。

2.4 分析方法的檢出限和定量限

根據(jù)檢出限和定量限的定義，以有效成分信噪比(S/N)=3、10 時(shí)分別作為檢出限和定量限，結(jié)果得出殘殺威的檢出限和定量限分別為0.007、0.022 μg/L，高效氯氰菊酯的檢出限和定量限分別為0.13、0.42 μg/L。

2.5 分析方法的精密度

在1.3 色譜操作條件下，對(duì)殘殺威和高效氯氰菊酯質(zhì)量濃度分別為9.24、6.26 μg/L 的混合標(biāo)樣工作溶液連續(xù)進(jìn)行6 次測(cè)定，以6 次測(cè)定結(jié)果的變異系數(shù)(CV)驗(yàn)證方法的精密度，結(jié)果見表2。殘殺威的變異系數(shù)為0.52%，高效氯氰菊酯的變異系數(shù)為2.05%，說(shuō)明分析方法精密度好。

表2 分析方法的精密度

2.6 分析方法的準(zhǔn)確度

取1.4.2 配制的試樣溶液用曝氣水稀釋后，再用乙腈稀釋2 倍，過0.45 μm 濾膜，經(jīng)上機(jī)測(cè)定得高質(zhì)量濃度的實(shí)測(cè)質(zhì)量濃度為61.67 μg/L (殘殺威37.15 μg/L，高效氯氰菊酯24.52 μg/L)的試樣工作溶液，低質(zhì)量濃度的實(shí)測(cè)質(zhì)量濃度為2.87 μg/L(殘殺威1.73 μg/L，高效氯氰菊酯1.14 μg/L)的試樣工作溶液。

按試樣溶液與標(biāo)樣溶液體積比為1∶1 的比例，進(jìn)行高、低2 個(gè)質(zhì)量濃度水平的添加回收試驗(yàn)，每個(gè)添加水平5 個(gè)重復(fù)，根據(jù)測(cè)定結(jié)果計(jì)算回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)，驗(yàn)證方法的準(zhǔn)確度，結(jié)果見表3。殘殺威高、低2 個(gè)質(zhì)量濃度添加水平的平均回收率分別為102.26%和90.74%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.97%和6.60%；高效氯氰菊酯高、低2 個(gè)質(zhì)量濃度添加水平的平均回收率分別為102.44%和98.24%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為2.60%和9.11%，說(shuō)明分析方法準(zhǔn)確度好。

表3 分析方法的準(zhǔn)確度

3 結(jié)論

本文采用LC-MS/MS建立了一種同時(shí)測(cè)定水體中殘殺威和高效氯氰菊酯含量的定性定量方法，殘殺威和高效氯氰菊酯線性相關(guān)系數(shù)分別為0.9991 和0.9994，變異系數(shù)分別為0.52%和2.05%，高質(zhì)量濃度水平的平均回收率分別為102.26%和102.44%，低質(zhì)量濃度水平的平均回收率分別為90.74%和98.24%。該方法具有操作簡(jiǎn)單快速、分離效果好、精密度和準(zhǔn)確度優(yōu)良、靈敏度高和基質(zhì)效應(yīng)影響小等特點(diǎn)，可用于殘殺威和高效氯氰菊酯在水體中殘留檢測(cè)和水生生態(tài)環(huán)境毒理研究。