分散固相萃取—高效液相色谱检测土壤中咪唑乙烟酸残留

李广领,谷珊山,郭梅燕,陈锡岭,苏旺苍

（1.河南科技学院,河南新乡453003；2.河南省农科院植保所,河南郑州450002）

分散固相萃取—高效液相色谱检测土壤中咪唑乙烟酸残留

李广领1,谷珊山1,郭梅燕1,陈锡岭1,苏旺苍2

（1.河南科技学院,河南新乡453003；2.河南省农科院植保所,河南郑州450002）

以乙腈为萃取溶剂,C18为吸附剂,建立了新型土壤样本中咪唑乙烟酸残留的分散固相萃取前处理技术,实现了分析样品的快速制备；优化了咪唑乙烟酸的高效液相色谱（HPLC）检测方法.结果表明：优化色谱条件下,咪唑乙烟酸在0.001～10.0mg/L质量浓度范围内与对应色谱峰面积线性响应良好,回归方程为y=26.816x-1.196 4, R2=0.999 1,方法的检出限（LOD）为6.2 ng.土壤样品0.05、0.1和0.5mg/kg三个添加水平的平均回收率均在90%以上,RSD均小于7%,土壤中咪唑乙烟酸的方法检测限（LOQ）为1.4×10-3mg/kg.该方法简便、经济、快速、灵敏,适于土壤中咪唑乙烟酸残留量的检测.

咪唑乙烟酸；土壤；分散固相萃取；高效液相色谱法；残留分析

咪唑乙烟酸是美国氰胺公司1984年成功开发的咪唑啉酮类除草剂,化学名称为5-乙基-2-（4-异丙基-4-甲基-5-氧代-2-咪唑啉-2-基）-3-吡啶羧酸,其作用机理是通过抑制乙酰乳酸合成酶（ALS）活性,导致蛋白质合成混乱,干扰DNA合成和细胞生长而杀死植物[1].该除草剂既可土壤处理也可茎叶处理,特点是活性高、选择性强、用量低、杀草谱宽,广泛用于花生和大豆田杂草防除.研究表明,该除草剂在土壤中残留期长[2],且在土壤中的残留对一些后茬作物及非标靶植物均存在严重的药害[1,3].有关土壤中咪唑乙烟酸的残留检测方法国内外目前报道的主要有液相色谱法[4-5]、液质联用法[6]、气相色谱法[7-8]、气质联用法[9]等,但这些方法均不同程度地存在着操作程繁杂和费时、费力等问题.基质分散萃取（QuEChERS）是在基质分散固相萃取（MSPD）技术基础上开发的一种新颖、快速残留样品前处理方法[10],因其具有快速、简单、廉价、有效、可靠、安全等特点而得名QuEChERS（quick,easy,cheap,effective,rugged and safe）.其技术关键是用乙腈作提取溶剂,振荡提取,氯化钠和无水硫酸镁盐析和液液分配除水,PSA或C18分散萃取.该技术集样品均质化、提取、净化于一体,操作简单、快速、试剂用量小,最大限度地避免了样品中残留农药的损失和样品基质效应的影响,该方法已经得到AOAC和欧盟农药残留检测委员会认可,被大量应用于含水量高的蔬菜、水果等基质中残留农药分析[11-14],并已开始尝试用于小麦、玉米、大豆、土壤等复杂基质中残留农药分析,在样品处理效率、处理费用及提取净化效果等方面显示了良好的应用前景[15-18].但作为土壤中长残留除草剂的咪唑烟酸在该方面的研究尚属空白,本研究旨在探索出一套前处理简单、回收率高、重复性好、应用性强、具有QuEChERS特性的土壤咪唑烟酸残留样品前处理方法和高效液相色谱检测方法,为该农药在作物田的科学合理使用,及其在土壤中的残留规律研究提供有效的技术支持.

1 材料与方法

1.1 主要仪器、试剂和样品

Agilent-1260型HPLC（带自动进样器和紫外检测器）,EA10048型电子分析天平（上海佑科仪器仪表有限公司）,KH19A型离心机（湖南凯达科学仪器有限公司）.AR级乙腈、冰乙酸、氯化钠、无水硫酸钠等,HPLC级乙腈、甲醇,咪唑乙烟酸标准品（纯度99.0%,德国Dr.Ehrenstorfer GmbH公司）,C18为天津博纳艾杰尔科技有限公司产品.方法研究中所用褐土样品采自河南省荥阳市城关镇（之前未使用过咪唑乙烟酸）,经风干后碾碎,除去砂砾和植物残体,过2mm孔径的样品筛备用.

1.2 试验方法

1.2.1 标准品的配制准确称取2mg咪唑乙烟酸标准品,用200mL乙腈溶解,得质量浓度为10mg/L的标准储备液,再用乙腈逐级稀释成质量浓度为0.001、0.01、0.05、0.1、0.5、1.0、2.5、5和10mg/L的标准工作溶液,4℃避光保存、待用.

1.2.2 样品前处理程序分别准确称取10 g土壤样品于50mL聚四氟乙烯具塞离心管,并定量加入质量浓度为10mg/L的咪唑乙烟酸标准工作溶液,使最终添加量分别为0.05、0.1和0.5mg/kg,涡旋3min后室温下静置30min；加入20mL甲醇/冰乙酸（V（甲醇）∶V（冰乙酸）=10∶1）和5mL去离子水,涡旋3min, 4 000 r/min离心5min；抽取上清液5mL,浓缩至干；用2mL乙腈溶出并转移至2mL聚四氟乙烯具塞离心管,分别加入50mg C18和150mg无水硫酸钠,涡旋2min,4 000 r/min离心5min；过0.22μm滤膜至进样小瓶,待测.

1.2.3 供试农药色谱检测条件优化以ZORBAX Extend-C18柱（250mm×4.6mm,i.d 5μm）为分离分析柱,通过选择流动相种类、流动相pH、流动相比例及流速、柱温,改善分离分析效果,最终确定土壤样品样品残留咪唑乙烟酸的最佳色谱分离、分析条件.

1.2.4 方法的线性及灵敏度测定在确定的色谱操作条件下,分别对所配制系列咪唑乙烟酸工作标样进样检测,以进样浓度为横坐标、色谱峰积分面积为纵坐标绘制标准曲线,求得线性回归方程及相关系数.以3倍信噪比（S/N）计算得仪器检出限（LOD）,以10倍S/N计算方法检测限（LOQ）.

1.2.5 实际样品检测将从试验田所采土样按1.2.2确定的样品前处理程序处理,再在1.2.3的色谱条件下进样分析,得检测结果.

2 结果与分析

2.1 色谱条件的确定

试验发现,采用Agilent ZORBAX Extend-C18柱,柱温40℃；流动相为VA（含体积分数为0.2%的冰乙酸水溶液）∶VB液（含体积分数为0.05%的冰乙酸乙腈溶液）；二元洗脱梯度为0～10min,30%～38%B, 10～15min,38%～30%B；流动相流速1.0mL/min,检测波长254 nm,进样量2μL,可获得土壤样品中咪唑乙烟酸稳定、良好的分离效果.图1为采用1.2.2中QuEChERS技术制备的分析样品和采用上述色谱检测条件对样品的检测结果.

图1 优化条件下土壤样品中添加咪唑乙烟酸的色谱Fig.1 Chromatogram of Imazethapyr in blank soilsample underoptimalchromatographic conditions

2.2 分析方法的线性与检测灵敏度

将咪唑乙烟酸标准贮备液用流动相分别稀释为0.001、0.01、0.05、0.1、0.5、1.0、2.5、5和10mg/L系列浓度,分别进样检测,各浓度分别重复进样3次,得对应色谱图.以峰面积（3次重复的平均值）为纵坐标,以进样浓度为横坐标进行线性回归,得回归方程为y=26.816x-1.196 4（R2=0.999 1）,表明咪唑乙烟酸在0.001～10.0mg/L质量浓度范围内线性响应良好（见图2）,以3倍S/N计算得方法的LOD为6.2 ng.

图2 优化色谱条件下不同浓度咪唑乙烟酸的响应曲线Fig.2 Calibration curveof imazethapyrunderoptimalchromatographic conditions

2.3 方法的准确度与精密度

采用1.2.2模拟添加法,分别对土壤样品做0.05、0.1和0.5mg/kg三个添加水平的回收率试验,各添加水平做3个平行,检测并计算平均添加回收率和相对标准偏差.

表1 不同咪唑乙烟酸添加水平测得的回收率Tab.1Recovery ratio of imazethapyr detection（n=3）

由表1可知,土壤样品中咪唑乙烟酸3个添加水平的平均回收率均在90%以上,且各添加水平3次重复处理间的RSD均小于10%,说明该方法准确性、重复性均符合农药残留分析要求,以10倍S/N计算得方法的LOQ为1.4×10-3mg/kg.

2.4 基质效应分析

在采用1.2.2方法制备的土壤空白样品中添加1mg/L的标准溶液,配制两种样品的基质标样,与等浓度溶剂标样对比测定,计算基质效应[19].结果表明,土壤基质的基质因子为0.93,基质效应不明显.

2.5 实际样品检测

采用所建立的方法,对采自河南科技学院实验基地的土壤样品进行前处理和检测,发现土壤中咪唑乙烟酸的残留量分别为0.021 4mg/kg.

3 结论

本文在前人研究基础上简化和优化了土壤中咪唑乙烟酸残留分析的前处理程序和检测方法,所建立基质分散萃取方法相比样品震荡提取减少了抽滤、样品浓缩等环节,因此有效提高了残留样品的前处理效率,减少了提取试剂用量,降低了分析成本,增强了方法的实用性和可操作性,且重现性好、检测灵敏度高,满足土壤中咪唑乙烟酸残留分析的要求,并可用于大量样品的快速检测,同时也为咪唑乙烟酸在土壤中的残留规律研究提供了技术支撑.

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（责任编辑：邓天福）

Determ ination of imazethapyr residue in soil by HPLC-UVD w ith dispersive solid phase extraction

LiGuangling1,Gu Shanshan1,Guo Meiyan1,Chen Xiling1,Su Wangcang2
（1.Henan InstituteofScienceand Technology,Xinxiang453003,China；2.Instituteof PlantProtection, Henan Academy ofAgriculturalSciences,Zhengzhou 450002,China）

A liquid chromatography-ultraviolet detector（HPLC-UVD）method was established for imazethapyr residue in soil by dispersive solid phase extraction using acetonitrile as extraction solvent and C18as sorbent.The results showed that the optimal chromatographic method has good linearity（y=26.816x-1.196 4,R2=0.999 1）from 0.001mg/L to 10.0 mg/L concentration of imazethapyr,and the obtained the detection limitof imazethapyr was 6.2 ng. And the average recoveries of imazethapyr in soil sampleswere all above 90%at three spiking levels of 0.05 mg/kg, 0.1 mg/kg and 0.5 mg/kg with relative standard deviations less than 7%,and limit of quantification of imazethapyr in soil was 1.4×10-3mg/kg.The results indicated that the method is simple,economic,efficient and sensitive,and it's suitable for the rapid detection imazethapyr residues in soil.

imazethapyr；soil；dispersive solid phase extraction；high performance liquid chromatography（HPLC）；residue analysis

X833

A

1008-7516（2013）04-0022-04

10.3969/j.issn.1008-7516.2013.04.006

2013-06-28

公益性行业（农业）科研专项（201203098）；河南省教育厅科学技术研究重点项目（13B210003）作者简介：李广领（1976-）,男,河南平顶山人,硕士,实验师.主要从事农药残留分析研究.

陈锡岭（1962-）,男,河南滑县人,教授,硕士生导师.主要从事农药环境毒理学研究.

苏旺苍（1981-）,男,河南内黄人,博士,助理研究员,主要从事农药合成与农药残留研究.