许庆轩 ,张婷婷 ,周 芹 ,吴玉梅
(1.农业部甜菜品质监督检验测试中心,哈尔滨 150080;2.黑龙江大学农作物研究院,哈尔滨 150080;3.中国农业科学院甜菜研究所,哈尔滨150080;4.黑龙江中医药大学药学院,哈尔滨150040)
黑龙江省位于北纬53°至43°之间,年平均气温仅4℃左右,气温偏低导致除草剂在土壤中的降解十分缓慢,很容易对下茬作物造成药害[1]。甜菜对某些除草剂十分敏感,在黑龙江地区药害十分严重,经常造成减产,甚至绝产[2-6],已经成为甜菜生产中的重要问题。
在黑龙江,对甜菜危害较大的除草剂主要是豆磺隆、普斯特、赛可津和莠去津。本研究采用UPLC-MS/MS技术对上述4种除草剂市售原药进行检测,建立较为快捷的准确定量方法,便于指导田间及试验准确用药,同时可以辨别原药除草剂中有效成分,防止掺加禁用除草剂,为安全合理用药奠定基础。
4种除草剂原药均购自农药商店,其标识含量如下:普斯特,有效成分为咪唑乙烟酸,50g/L;豆磺隆有效成分为氯嘧磺隆,20%(质量比);莠去津有效成分50%(质量比);赛克津有效成分为嗪草酮,有效成分70%(质量比)。
1.2.1 仪器设备 UPLC-Quattro Premier超高效液相色谱串联三重四级杆质谱仪,美国Waters公司生产。
1.2.2 仪器条件 (1)色谱条件:色谱柱为 ACQUITY UPLCTMBEH C18column(50mm×2.1mm i.d.,1.7μm,Waters Corp,Milford,USA);流速:0.3mL/min;柱温:35℃;流动相:A:0.1%甲酸乙腈,B:0.1%甲酸水;进样量:2μL;梯度洗脱,初始流动相比例为A:10%,B:90%,之后在1.5minA相比例线性增加到35%,B相为65%,在4minA相比例线性增加到90%,B为10%,在这个比例持续1min,到第5min恢复到初始流动相比例,平衡2min到第7min结束。
(2)质谱条件:电喷雾离子源(ESI),正离子模式检测;毛细管电压3.5kV,提取电压3.0V,离子源温度120℃,脱溶剂气温度350℃,锥孔气流量为30L/h,脱溶剂气流量500L/h,离子对监测时间0.2s,莠去津(Atrazine)定量离子对 216>174,锥孔电压 35kV,碰撞能量 18;嗪草酮(Metribuzin)定量离子对 215>187,锥孔电压25kV,碰撞能量18;氯嘧磺隆(Chlorimuron-ethyl)定量离子对415>186,锥孔电压43kV,碰撞能量15;咪唑乙烟酸(Imazethapyr)定量离子对290>177,锥孔电压30kV,碰撞能量25。
1.2.3 主要试剂 乙腈和甲醇:色谱纯,美国Fisher公司生产;甲酸:色谱纯,天津科密欧化学试剂有限公司生产;除草剂:咪唑乙烟酸纯度99.0%,氯嘧磺隆97.5%,莠去津99.5%,嗪草酮99.0%,标准品由德国Dr.Ehrenstorfer生产。
取咪唑乙烟酸、莠去津、嗪草酮、氯嘧磺隆标准品适量,精密称定,加乙腈溶液配制成4种除草剂标准品的工作储备液(浓度为10 mg/L)。精密吸取4种除草剂标准品的工作储备液各1 mL置于10 mL容量瓶中,以乙腈稀释至刻度,摇匀,配制成浓度为1.0mg/L的标准混合溶液用于标准曲线的制备。精密吸取混合标准品溶液各0.1mL、0.3mL、0.5mL、1mL、3mL、5mL置10mL容量瓶中,用10%乙腈水溶液释至刻度,摇匀,用于标准曲线制备。
⑴普施特(标注有效成分50g/L):吸取20mL普施特原药溶液于1000mL容量瓶,用蒸馏水定容,得到1 mg/mL的原药溶液;用10%乙腈水溶液再稀释至0.1mg/L。⑵豆磺隆(标注有效成分20%):称取豆磺隆原药5g,用蒸馏水溶解,定容到1000mL容量瓶中,得到1mg/mL的原药溶液,用10%乙腈水溶液再稀释至0.1 mg/L。⑶莠去津(标注有效成分50%):称取莠去津原药2g,用蒸馏水定容到1000mL溶量瓶中,得到1mg/mL的溶液,用10%乙腈水溶液再稀释至0.1mg/L。⑷塞克津(标注有效成分70%):称取塞克津原药1.5g,用蒸馏水定容到1000mL,得到1mg/mL的溶液,最后采用10%乙腈水溶液再稀释至0.1mg/L。以上样品用0.22μm滤膜过滤,直接用于UPLC-MS/MS分析。
以4种除草剂混和标准溶液优化色谱质谱条件,最终确定其条件如1.2.2所示,图一为4种除草剂的多反应监测(MRM)的提取离子流图(EIC),如图所示,4种除草剂分离度较好,峰形也较好,可以用来做定性定量分析,说明1.2.2所示的色谱质谱条件适当。
使用0.01、0.03、0.05、0.1、0.3、0.5mg/mL 的标准混和溶液 5μL 注入UPLC-MS/MS分析系统,记录峰面积,以标准品浓度(mg/L)为横坐标,峰面积为纵坐标,曲线过原点,绘制标准曲线并进行回归分析,得各成分的线性回归方程结果见表1。从表中结果可以得知该方法用于分析4种除草剂的标准曲线线性很好,待测组分具有较好的定量准确性。
取各组分浓度均为0.1×10-6的除草剂原药1mL用于UPLC-MS/MS分析,每次进样5μL,记录峰面积,用原药溶液作为空白,以外标法计算原药溶液加标准品的含量。用原药加标准品的含量减去原药所得含量,所得差值与标准品含量作比较,计算回收率。结果见表2。加标水平在0.1mg/L的情况下,仍然有很好的回收率,说明本方法定量准确度高,适合4种除草剂的定量分析。
取0.1mg/L的除草剂原药用于UPLC-MS/MS分析,连续进样3次,每次进样5μL,记录峰面积,以外标法计算原药中咪唑乙烟酸、氯嘧磺隆、莠去津、嗪草酮的有效成分含量。结果见表3。通过结果可以看出,普施特原药中有效成分的含量低于标注含量38%、莠去津原药中有效成分的含量低于标注量18%,塞克津原药中有效成分的含量高于标注量14%,豆磺隆原药中有效成分的含量高于标注量5%。普斯特、莠去津和赛克津中有效成分的含量与标注有很大误差,说明对原药除草剂有效成分的检测是十分必要的。另外,在每种除草剂原药中均未检出其它类型除草剂成分,本分析方法可以作为违禁除草剂的检测方法。
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