液相色谱—三重四级杆质谱测定水体中氨基甲酸酯类农药污染物

时庭锐+高璟赟+张肇元+林冬

摘要：采用固相萃取-液相色谱-三重四级杆质谱测定了环境水体中5种氨基甲酸酯农药，研究表明：相关系数可达0.995，加标回收率均大于90%，方法简单快捷灵敏。

关键词：氨基甲酸酯农药；液相色谱-三重四级杆质谱；固相萃取

中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1674—9944（2014）09—0184—02

1引言

氨基甲酸酯类农药是继有机磷、有机氯之后出现的又一类重要杀虫剂，因具有作用迅速、易分解、残留毒性小等优点而被全球广泛使用。但其水溶性较高，很容易通过地表径流、大气干湿沉降等途径对地表水、地下水等饮用水源造成污染，威胁人类的身体健康。环境水体中的氨基甲酸酯农药污染已引起了全球范围的广泛关注，各国纷纷制定地表水及集中式生活饮用水源的氨基甲酸酯农药控制标准，我国的地表水环境质量标准（GB3838-2002）中也规定了某些氨基甲酸酯农药（如甲萘威等）的标准限值[1～3]。

本实验采用固相萃取法测定水样中的氨基甲酸酯类农药残留。在优化质谱检测参数时，本实验采取了质谱多反应监测（Multiple Reaction Monitoring，MRM）技术。这是一种基于已知信息或假定信息有针对性地获取数据，进行质谱信号采集的技术。具有特异性强、灵敏度高、准确度高、重现性好、线性动态范围宽、自动化高通量的突出优点，这些特质能够满足目前很多研究领域的迫切需要。

MRM技术的原理是一种基于已知或假定的反应离子信息，有针对性地选择数据进行质谱信号采集，对符合规则的离子进行信号记录，去除不符合规则离子信号的干扰，通过对数据的统计分析从而获取质谱定量信息的质谱技术。MRM技术是在单反应监测（Single Reaction Monitoring，SRM）技术的基础上演化而来的。对于MRM技术而言关键在于首先要能够检测到具有特异性的母离子，然后将选定的特异性母离子进行碰撞诱导（collision-induced），最后去除其他子离子的干扰，只对选定的特异子离子进行质谱信号的采集。由于三重四级杆质谱（Triple Quadrupole System，TQS） 是进行单一质荷比扫描最灵敏的质谱系统，因此是最适合MRM分析的质谱仪器。

2试剂和材料

标准物质：氨基甲酸酯混合标液，闭光冷藏保存。内含五种氨基甲酸酯类化合物，灭多威、涕灭威、克百威、甲萘威与异丙威。乙腈：农残级或相似级别。超纯水，自制。标准使用溶液：分别准确移取250μL氨基甲酸酯类标准溶液（2.1）于10mL容量瓶中，配制成混合标准中间液，在冰箱4℃条件下可保存半年。标准系列溶液：根据检测器灵敏度、线性要求以及待测试样中氨基甲酸酯类化合物浓度，配制成标准系列溶液。在4℃条件下避光保存，有效期2个月。

3仪器和设备

液相色谱/质谱仪：安捷伦公司6460，具电喷雾电离源（ESI）、三重四级杆结构（QQQ）和化学工作站。色谱柱：安捷伦公司SB-C18，2.1mm×50mm，1.80 m；氮气超纯钢瓶气：纯度99.999%。容量瓶：25mL、10mL。微量注射器：5L、50L、100L。样品瓶：2mL。安捷伦12位手动固相萃取仪。Waters公司HLB固相萃取小柱（乙烯吡咯烷酮/二乙烯苯聚合物，500mg，6mL）。

4试验步骤及条件摸索

4.1色谱分析条件优化

在仪器维修、开关机、挪动或质量数漂移时需要进行调谐，本实验采用MRM方式定量分析目标污染物，选用ESI+检测目标物，优化各条件如下：

毛细管电压：300kV；电离源温度：300℃；氮气流量：10L/min；色谱柱：SB-C18，2.1 50mm，1.80m；柱温箱：30℃；进样量：5μL；流动相：在传统液相色谱/质谱联用的分析方法中，通常需在流动相中加入适当的有机酸或缓冲盐来增强目标物的离子化效率，进而增强分析方法的灵敏度。A相为添加了0.1%甲酸溶液的纯水，B相为纯乙腈，流速0.3mL/min；梯度：如表1所示，5种氨基甲酸酯类化合物在7min内即可出峰完毕。

4.2质谱条件优化

进样浓度1μg/mL的标准溶液进行质谱条件优化，确定各目标物合适的最佳碰撞电压、

定量离子对，MRM模式下优化后的条件如表2所示。

4.3固相萃取法测定水样中的氨基甲酸酯类农药

本实验采用固相萃取法测定水样中的氨基甲酸酯类农药残留。固相萃取（Solid-Phase Extraction，简称SPE）是近年发展起来的一种样品预处理技术，由液固萃取和液相色谱技术相结合发展而来，主要用于样品的分离、纯化和浓缩。由于具有回收率和富集倍数高、有机溶剂用量少、对环境友好、无相分离操作、易于收集级分、能处理小体积试样、操作简单和易于实现自动化等优点，目前已成为最常用的样品前处理方法之一，并被广泛应用与各个领域。

SPE是利用选择性吸附与选择性洗脱的液相色谱法分离原理。较常用的方法是使液体样品通过一吸附剂，保留其中被测物质，再选用适当强度溶剂冲去杂质，然后用少量溶剂洗脱被测物质，从而达到快速分离净化与浓缩的目的。也可选择性吸附干扰杂质，而让被测物质流出；或同时吸附杂质和被测物质，再使用合适的溶剂选择性洗脱被测物质。其实现过程主要包括以下步骤：首先，一个样品包括分离物和干扰物通过吸附剂；其次，吸附剂选择性的保留分离物和一些干扰物，其他干扰物通过吸附剂；然后，用适当的溶剂淋洗吸附剂，使先前保留的干扰物选择性的淋洗掉，分离物保留在吸附剂床上；最后，纯化、浓缩的分离物从吸附剂上淋洗下来。

实验分别用10mL甲醇、乙腈、水活化固相萃取小柱，流量为5mL/min。水样上样速度为4mL/min，上样量为100mL，10%甲醇淋洗，氮气吹干15min，5mL溶剂洗脱两次，氮吹仪浓缩至近干，甲醇：水（V∶V=1∶1）定容至1mL，过滤后进样仪器分析。对于悬浮颗粒物较高的水样，可使用多根固相萃取小柱对样品进行富集净化，合并洗脱液后用氮吹仪浓缩、过滤、进样仪器分析。

5结果分析

5.1定性结果

根据质谱图中各组分的特征碎片，确定被测试样中出现的组分的数目和组分名称。

5.2定量结果

定量方法为外标标准曲线法定量。其各自标准曲线如表3所示。

6结语

本实验采用固相萃取（SPE）技术，对水样中5种氨基甲酸酯类农药进行提取、净化、浓缩前处理，优选了固相萃取小柱填料及洗脱条件，优化了高效液相/质谱仪器参数，建立水样中痕量氨基甲酸酯农药的SPE-LC/MS分析方法。

该方法在7min之内完成5 种目标物的分析，加标回收率为91.5%～101%，相对标准偏差为32%～92%，检测限为0010～0092μg /L。该方法具有简便、快捷、准确、灵敏的特点，对环境水体的污染现状调查工作与对农药污染的应急检测具有实际应用价值。

参考文献：

[1] 刘潇威，李凌云，吕俊岗，等.高效液相色谱法测定粮食中氨 基甲酸酯类杀虫剂及其代谢物残留量[J].分析试验室，2007，26（4）：111～113.

[2] 王德海，谭伟，吴晓波，等.混合粉剂扑草净和乙草胺的反相 高效液相色谱分析[J].云南民族大学学报：自然科学版，2010，19（3）：198～200.

[3] 于立婷，赵振华，陶海强.几种水质现场快速检测方法的比较与优化[J].安全与环境工程，2013（3）.endprint

摘要：采用固相萃取-液相色谱-三重四级杆质谱测定了环境水体中5种氨基甲酸酯农药，研究表明：相关系数可达0.995，加标回收率均大于90%，方法简单快捷灵敏。

关键词：氨基甲酸酯农药；液相色谱-三重四级杆质谱；固相萃取

中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1674—9944（2014）09—0184—02

1引言

氨基甲酸酯类农药是继有机磷、有机氯之后出现的又一类重要杀虫剂，因具有作用迅速、易分解、残留毒性小等优点而被全球广泛使用。但其水溶性较高，很容易通过地表径流、大气干湿沉降等途径对地表水、地下水等饮用水源造成污染，威胁人类的身体健康。环境水体中的氨基甲酸酯农药污染已引起了全球范围的广泛关注，各国纷纷制定地表水及集中式生活饮用水源的氨基甲酸酯农药控制标准，我国的地表水环境质量标准（GB3838-2002）中也规定了某些氨基甲酸酯农药（如甲萘威等）的标准限值[1～3]。

本实验采用固相萃取法测定水样中的氨基甲酸酯类农药残留。在优化质谱检测参数时，本实验采取了质谱多反应监测（Multiple Reaction Monitoring，MRM）技术。这是一种基于已知信息或假定信息有针对性地获取数据，进行质谱信号采集的技术。具有特异性强、灵敏度高、准确度高、重现性好、线性动态范围宽、自动化高通量的突出优点，这些特质能够满足目前很多研究领域的迫切需要。

MRM技术的原理是一种基于已知或假定的反应离子信息，有针对性地选择数据进行质谱信号采集，对符合规则的离子进行信号记录，去除不符合规则离子信号的干扰，通过对数据的统计分析从而获取质谱定量信息的质谱技术。MRM技术是在单反应监测（Single Reaction Monitoring，SRM）技术的基础上演化而来的。对于MRM技术而言关键在于首先要能够检测到具有特异性的母离子，然后将选定的特异性母离子进行碰撞诱导（collision-induced），最后去除其他子离子的干扰，只对选定的特异子离子进行质谱信号的采集。由于三重四级杆质谱（Triple Quadrupole System，TQS） 是进行单一质荷比扫描最灵敏的质谱系统，因此是最适合MRM分析的质谱仪器。

2试剂和材料

标准物质：氨基甲酸酯混合标液，闭光冷藏保存。内含五种氨基甲酸酯类化合物，灭多威、涕灭威、克百威、甲萘威与异丙威。乙腈：农残级或相似级别。超纯水，自制。标准使用溶液：分别准确移取250μL氨基甲酸酯类标准溶液（2.1）于10mL容量瓶中，配制成混合标准中间液，在冰箱4℃条件下可保存半年。标准系列溶液：根据检测器灵敏度、线性要求以及待测试样中氨基甲酸酯类化合物浓度，配制成标准系列溶液。在4℃条件下避光保存，有效期2个月。

3仪器和设备

液相色谱/质谱仪：安捷伦公司6460，具电喷雾电离源（ESI）、三重四级杆结构（QQQ）和化学工作站。色谱柱：安捷伦公司SB-C18，2.1mm×50mm，1.80 m；氮气超纯钢瓶气：纯度99.999%。容量瓶：25mL、10mL。微量注射器：5L、50L、100L。样品瓶：2mL。安捷伦12位手动固相萃取仪。Waters公司HLB固相萃取小柱（乙烯吡咯烷酮/二乙烯苯聚合物，500mg，6mL）。

4试验步骤及条件摸索

4.1色谱分析条件优化

在仪器维修、开关机、挪动或质量数漂移时需要进行调谐，本实验采用MRM方式定量分析目标污染物，选用ESI+检测目标物，优化各条件如下：

毛细管电压：300kV；电离源温度：300℃；氮气流量：10L/min；色谱柱：SB-C18，2.1 50mm，1.80m；柱温箱：30℃；进样量：5μL；流动相：在传统液相色谱/质谱联用的分析方法中，通常需在流动相中加入适当的有机酸或缓冲盐来增强目标物的离子化效率，进而增强分析方法的灵敏度。A相为添加了0.1%甲酸溶液的纯水，B相为纯乙腈，流速0.3mL/min；梯度：如表1所示，5种氨基甲酸酯类化合物在7min内即可出峰完毕。

4.2质谱条件优化

进样浓度1μg/mL的标准溶液进行质谱条件优化，确定各目标物合适的最佳碰撞电压、

定量离子对，MRM模式下优化后的条件如表2所示。

4.3固相萃取法测定水样中的氨基甲酸酯类农药

本实验采用固相萃取法测定水样中的氨基甲酸酯类农药残留。固相萃取（Solid-Phase Extraction，简称SPE）是近年发展起来的一种样品预处理技术，由液固萃取和液相色谱技术相结合发展而来，主要用于样品的分离、纯化和浓缩。由于具有回收率和富集倍数高、有机溶剂用量少、对环境友好、无相分离操作、易于收集级分、能处理小体积试样、操作简单和易于实现自动化等优点，目前已成为最常用的样品前处理方法之一，并被广泛应用与各个领域。

SPE是利用选择性吸附与选择性洗脱的液相色谱法分离原理。较常用的方法是使液体样品通过一吸附剂，保留其中被测物质，再选用适当强度溶剂冲去杂质，然后用少量溶剂洗脱被测物质，从而达到快速分离净化与浓缩的目的。也可选择性吸附干扰杂质，而让被测物质流出；或同时吸附杂质和被测物质，再使用合适的溶剂选择性洗脱被测物质。其实现过程主要包括以下步骤：首先，一个样品包括分离物和干扰物通过吸附剂；其次，吸附剂选择性的保留分离物和一些干扰物，其他干扰物通过吸附剂；然后，用适当的溶剂淋洗吸附剂，使先前保留的干扰物选择性的淋洗掉，分离物保留在吸附剂床上；最后，纯化、浓缩的分离物从吸附剂上淋洗下来。

实验分别用10mL甲醇、乙腈、水活化固相萃取小柱，流量为5mL/min。水样上样速度为4mL/min，上样量为100mL，10%甲醇淋洗，氮气吹干15min，5mL溶剂洗脱两次，氮吹仪浓缩至近干，甲醇：水（V∶V=1∶1）定容至1mL，过滤后进样仪器分析。对于悬浮颗粒物较高的水样，可使用多根固相萃取小柱对样品进行富集净化，合并洗脱液后用氮吹仪浓缩、过滤、进样仪器分析。

5结果分析

5.1定性结果

根据质谱图中各组分的特征碎片，确定被测试样中出现的组分的数目和组分名称。

5.2定量结果

定量方法为外标标准曲线法定量。其各自标准曲线如表3所示。

6结语

本实验采用固相萃取（SPE）技术，对水样中5种氨基甲酸酯类农药进行提取、净化、浓缩前处理，优选了固相萃取小柱填料及洗脱条件，优化了高效液相/质谱仪器参数，建立水样中痕量氨基甲酸酯农药的SPE-LC/MS分析方法。

该方法在7min之内完成5 种目标物的分析，加标回收率为91.5%～101%，相对标准偏差为32%～92%，检测限为0010～0092μg /L。该方法具有简便、快捷、准确、灵敏的特点，对环境水体的污染现状调查工作与对农药污染的应急检测具有实际应用价值。

参考文献：

[1] 刘潇威，李凌云，吕俊岗，等.高效液相色谱法测定粮食中氨 基甲酸酯类杀虫剂及其代谢物残留量[J].分析试验室，2007，26（4）：111～113.

[2] 王德海，谭伟，吴晓波，等.混合粉剂扑草净和乙草胺的反相 高效液相色谱分析[J].云南民族大学学报：自然科学版，2010，19（3）：198～200.

[3] 于立婷，赵振华，陶海强.几种水质现场快速检测方法的比较与优化[J].安全与环境工程，2013（3）.endprint

摘要：采用固相萃取-液相色谱-三重四级杆质谱测定了环境水体中5种氨基甲酸酯农药，研究表明：相关系数可达0.995，加标回收率均大于90%，方法简单快捷灵敏。

关键词：氨基甲酸酯农药；液相色谱-三重四级杆质谱；固相萃取

中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1674—9944（2014）09—0184—02

1引言

氨基甲酸酯类农药是继有机磷、有机氯之后出现的又一类重要杀虫剂，因具有作用迅速、易分解、残留毒性小等优点而被全球广泛使用。但其水溶性较高，很容易通过地表径流、大气干湿沉降等途径对地表水、地下水等饮用水源造成污染，威胁人类的身体健康。环境水体中的氨基甲酸酯农药污染已引起了全球范围的广泛关注，各国纷纷制定地表水及集中式生活饮用水源的氨基甲酸酯农药控制标准，我国的地表水环境质量标准（GB3838-2002）中也规定了某些氨基甲酸酯农药（如甲萘威等）的标准限值[1～3]。

本实验采用固相萃取法测定水样中的氨基甲酸酯类农药残留。在优化质谱检测参数时，本实验采取了质谱多反应监测（Multiple Reaction Monitoring，MRM）技术。这是一种基于已知信息或假定信息有针对性地获取数据，进行质谱信号采集的技术。具有特异性强、灵敏度高、准确度高、重现性好、线性动态范围宽、自动化高通量的突出优点，这些特质能够满足目前很多研究领域的迫切需要。

MRM技术的原理是一种基于已知或假定的反应离子信息，有针对性地选择数据进行质谱信号采集，对符合规则的离子进行信号记录，去除不符合规则离子信号的干扰，通过对数据的统计分析从而获取质谱定量信息的质谱技术。MRM技术是在单反应监测（Single Reaction Monitoring，SRM）技术的基础上演化而来的。对于MRM技术而言关键在于首先要能够检测到具有特异性的母离子，然后将选定的特异性母离子进行碰撞诱导（collision-induced），最后去除其他子离子的干扰，只对选定的特异子离子进行质谱信号的采集。由于三重四级杆质谱（Triple Quadrupole System，TQS） 是进行单一质荷比扫描最灵敏的质谱系统，因此是最适合MRM分析的质谱仪器。

2试剂和材料

标准物质：氨基甲酸酯混合标液，闭光冷藏保存。内含五种氨基甲酸酯类化合物，灭多威、涕灭威、克百威、甲萘威与异丙威。乙腈：农残级或相似级别。超纯水，自制。标准使用溶液：分别准确移取250μL氨基甲酸酯类标准溶液（2.1）于10mL容量瓶中，配制成混合标准中间液，在冰箱4℃条件下可保存半年。标准系列溶液：根据检测器灵敏度、线性要求以及待测试样中氨基甲酸酯类化合物浓度，配制成标准系列溶液。在4℃条件下避光保存，有效期2个月。

3仪器和设备

液相色谱/质谱仪：安捷伦公司6460，具电喷雾电离源（ESI）、三重四级杆结构（QQQ）和化学工作站。色谱柱：安捷伦公司SB-C18，2.1mm×50mm，1.80 m；氮气超纯钢瓶气：纯度99.999%。容量瓶：25mL、10mL。微量注射器：5L、50L、100L。样品瓶：2mL。安捷伦12位手动固相萃取仪。Waters公司HLB固相萃取小柱（乙烯吡咯烷酮/二乙烯苯聚合物，500mg，6mL）。

4试验步骤及条件摸索

4.1色谱分析条件优化

在仪器维修、开关机、挪动或质量数漂移时需要进行调谐，本实验采用MRM方式定量分析目标污染物，选用ESI+检测目标物，优化各条件如下：

毛细管电压：300kV；电离源温度：300℃；氮气流量：10L/min；色谱柱：SB-C18，2.1 50mm，1.80m；柱温箱：30℃；进样量：5μL；流动相：在传统液相色谱/质谱联用的分析方法中，通常需在流动相中加入适当的有机酸或缓冲盐来增强目标物的离子化效率，进而增强分析方法的灵敏度。A相为添加了0.1%甲酸溶液的纯水，B相为纯乙腈，流速0.3mL/min；梯度：如表1所示，5种氨基甲酸酯类化合物在7min内即可出峰完毕。

4.2质谱条件优化

进样浓度1μg/mL的标准溶液进行质谱条件优化，确定各目标物合适的最佳碰撞电压、

定量离子对，MRM模式下优化后的条件如表2所示。

4.3固相萃取法测定水样中的氨基甲酸酯类农药

本实验采用固相萃取法测定水样中的氨基甲酸酯类农药残留。固相萃取（Solid-Phase Extraction，简称SPE）是近年发展起来的一种样品预处理技术，由液固萃取和液相色谱技术相结合发展而来，主要用于样品的分离、纯化和浓缩。由于具有回收率和富集倍数高、有机溶剂用量少、对环境友好、无相分离操作、易于收集级分、能处理小体积试样、操作简单和易于实现自动化等优点，目前已成为最常用的样品前处理方法之一，并被广泛应用与各个领域。

SPE是利用选择性吸附与选择性洗脱的液相色谱法分离原理。较常用的方法是使液体样品通过一吸附剂，保留其中被测物质，再选用适当强度溶剂冲去杂质，然后用少量溶剂洗脱被测物质，从而达到快速分离净化与浓缩的目的。也可选择性吸附干扰杂质，而让被测物质流出；或同时吸附杂质和被测物质，再使用合适的溶剂选择性洗脱被测物质。其实现过程主要包括以下步骤：首先，一个样品包括分离物和干扰物通过吸附剂；其次，吸附剂选择性的保留分离物和一些干扰物，其他干扰物通过吸附剂；然后，用适当的溶剂淋洗吸附剂，使先前保留的干扰物选择性的淋洗掉，分离物保留在吸附剂床上；最后，纯化、浓缩的分离物从吸附剂上淋洗下来。

实验分别用10mL甲醇、乙腈、水活化固相萃取小柱，流量为5mL/min。水样上样速度为4mL/min，上样量为100mL，10%甲醇淋洗，氮气吹干15min，5mL溶剂洗脱两次，氮吹仪浓缩至近干，甲醇：水（V∶V=1∶1）定容至1mL，过滤后进样仪器分析。对于悬浮颗粒物较高的水样，可使用多根固相萃取小柱对样品进行富集净化，合并洗脱液后用氮吹仪浓缩、过滤、进样仪器分析。

5结果分析

5.1定性结果

根据质谱图中各组分的特征碎片，确定被测试样中出现的组分的数目和组分名称。

5.2定量结果

定量方法为外标标准曲线法定量。其各自标准曲线如表3所示。

6结语

本实验采用固相萃取（SPE）技术，对水样中5种氨基甲酸酯类农药进行提取、净化、浓缩前处理，优选了固相萃取小柱填料及洗脱条件，优化了高效液相/质谱仪器参数，建立水样中痕量氨基甲酸酯农药的SPE-LC/MS分析方法。

该方法在7min之内完成5 种目标物的分析，加标回收率为91.5%～101%，相对标准偏差为32%～92%，检测限为0010～0092μg /L。该方法具有简便、快捷、准确、灵敏的特点，对环境水体的污染现状调查工作与对农药污染的应急检测具有实际应用价值。

参考文献：

[1] 刘潇威，李凌云，吕俊岗，等.高效液相色谱法测定粮食中氨 基甲酸酯类杀虫剂及其代谢物残留量[J].分析试验室，2007，26（4）：111～113.

[2] 王德海，谭伟，吴晓波，等.混合粉剂扑草净和乙草胺的反相 高效液相色谱分析[J].云南民族大学学报：自然科学版，2010，19（3）：198～200.

[3] 于立婷，赵振华，陶海强.几种水质现场快速检测方法的比较与优化[J].安全与环境工程，2013（3）.endprint