孙秀梅,李晋成,严忠雍,陈 思,方 益,金衍健,郝 青,郭远明
(1.浙江省海洋水产研究所,浙江省海洋渔业资源可持续利用技术研究重点实验室,浙江舟山316012;2.中国水产科学研究院,北京100141)
灭草松是触杀型的苯脲除草剂,主要用于芽后杂草的防除,在我国被广泛用于玉米、大豆、水稻及牧场等除草。由于该类型除草剂及其代谢产物存在一定的毒性和致癌性,其残留会对生态环境和人体健康构成潜在威胁。灭草松除草剂的方法多为气相色谱法,但它需要衍生。该方法反应条件严格,重复性差,且试剂毒性大[1-4]。近年新发展起来的高效液相色谱技术恰好能弥补气相色谱法的不足,可对80%的有机物进行分离和分析,且不需要衍生,尤其适用于极性较强、沸点高、分子量大的化合物[5-6]。目前,仅有少量文献报道土壤中灭草松残留的分析检测,且大多是高效液相色谱法[7-8]。笔者利用实验室现有的超高效液相色谱质谱联用仪,选用合适的色谱柱,通过改变流动相的类型和配比来寻找合适的分析测试条件,为灭草松在底泥中的识别和定量化研究提供科学方法。
1.1 仪器 超高效液相色谱/串联质谱(Waters ACQUITY UPLC),配电子轰击电离(ESI)离子源,氮吹浓缩仪器(美国LABCONCO公司),旋转蒸发仪(瑞士Buchi),涡轮混合器,高速离心机(德国Eppendorf)。
1.2.1 液相色谱条件。色谱柱为BEH C18柱(50 mm×2.1 mm,1.7μm),柱温为40℃。以水溶液(A相)和乙腈(B相)流动相进行线性梯度洗脱,具体梯度洗脱条件见表1。
表1 液相色谱梯度洗脱程序
1.2.2 质谱条件。离子源为电喷雾离子源(ESI),扫描方式为负离子扫描;检测方式为多反应监测(MRM)模式;离子源温度为120℃;雾化温度380℃;雾化气流速600 L/h;锥孔气流速50 L/h;灭草松定量离子对(m/z)238.9/131.9,定性离子对238.9/197.0,其碰撞电压分别为 28、20 V;灭草松 -D7定量离子对245.9/131.9,其碰撞电压为28 V。
2.1 样品前处理条件的优化 一般采用的前处理方法有索氏提取、超声萃取和加速溶剂萃取,其中加速溶剂萃取操作简便、绿色环保,有利于批量处理,但受仪器条件的限制,加速溶剂萃取的普及性有局限,超声萃取部分除草剂的萃取效率低。因此,采用索氏提取对底泥中除草剂进行提取。该研究考察了提取溶剂、温度、时间等因素对提取效果的影响,发现萃取溶剂为丙酮+二氯甲烷(1∶2,V/V)混合有机溶剂,索氏抽提12 h。在净化程序上,分别考察了3种固相萃取柱C18、佛罗里土柱和硅胶柱的净化效果,发现当采用C18固相萃取柱净化时,基线平稳且杂质较好,回收率高,效果好。因此,采用C18固相萃取柱对样品进行净化处理。
2.2 液相色谱和质谱方法优化 分别考察了BEH C18柱(100 mm ×2.1 mm,1.7 μm)和 BEH C18柱(50.0 mm ×2.1 mm,1.7μm)对除草剂的分析性能。研究表明,100 mm的C18柱待测物保留时间过长,不适合大批量样品的快速测试,而50 mm的C18柱可以在较短时间内全部出峰完毕,且峰形良好,因此选择50 mm的C18柱进行分析。为了达到最佳的色谱分离和质谱检测效果,考察了以乙腈-水、乙腈-水(2 mmol/L乙酸铵)和乙腈-水(2 mmol/L乙酸铵+浓度0.1%甲酸)为流动相时的分离情况。研究表明,水中加入2 mmol/L乙酸铵+浓度0.1%甲酸,能改善除草剂峰形,说明加缓冲液后更有利于化合物的离子化,因此选择含2 mmol/L乙酸铵+浓度0.1%甲酸溶液作为流动相的水相。采用选择离子扫描模式(MRM),可避免待测物之间的相互干扰和杂质干扰,使得定性与定量分析更准确。
2.3 线性关系与检出限 在确定的最佳分析条件下,将不同浓度标准溶液进行LC-MS/MS分析。以待测物浓度为横坐标,以待测物峰面积为纵坐标,采取不加权最小二乘法进行回归运算,求得除草剂的线性回归方程。结果表明,灭草松在1.5~150.0 ng/ml的浓度范围内线性关系良好,相关系数(r)均大于0.998,满足定量分析的要求。以S/N≥3确定方法的检出限为0.3μg/kg。
2.4 回收率和精密度 取底泥样品,分别制得浓度为1.0、10.0和20.0μg/kg添加水平的加标样品,按照优化的方法进行样品的提取和净化,采取外标法和内标法定量计算,每个浓度水平重复测定6次。研究表明,当添加浓度水平为1.0~20.0μg/kg时,在鱼肉中灭草松回收率为 82% ~116%,RSD为3.6% ~9.7%。该方法显示出较好的回收率和精密度,满足底泥中灭草松残留检测的要求。
该研究建立了一种能对底泥中灭草松除草剂快速分析的超高效液相色谱-三重四级杆串联质谱分析方法。该方法能有效地消除底泥样品中复杂基质的干扰,保证分析检测的准确性,方法灵敏度高,可以满足实际样品测试的需要。
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