乙基多杀菌素在香蕉果实、花瓣和土壤中的残留及消解动态分析

夏西亚　付步礼　李强　邱海燕　乐渊　唐良德　刘奎

摘 要 为评估乙基多杀菌素在香蕉上的安全性使用，本研究采用超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）法，检测香蕉植株和土壤中乙基多杀菌素的残留及降解动态。结果表明，乙基多杀菌素在香蕉果实、花瓣和土壤中的检出限（LOD）均为5 μg/kg，定量限（LOQ）均为17 μg/kg。当乙基多杀菌素在果实、花瓣和土壤中的添加浓度在0.01～0.20 mg/kg时，添加回收率分别为89.6%～95.2%、76.5%～89.8%和75.8%～86.5%，相对标准偏差分别为5.03%～7.10%、5.16%～7.24%和2.26%～5.83%。乙基多杀菌素在香蕉果实、花瓣和土壤中的半衰期分别为5.6、4.5和6.5 d，属于易消解型农药。UPLC-MS/MS法具有灵敏度高、速度快等特点，可利用此法检测香蕉中乙基多杀菌素残留及消解动态。

关键词 乙基多杀菌素；香蕉；液相色谱-串联质谱；农药残留；消解动态

中图分类号 S482.2 ；S668.1 文献标识码 A

Abstract In order to evaluate the safety of spinetoram on banana， the residue and degradation dynamics of spinetoram in banana were detected by ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry （UPLC-MS/MS）. The results showed that the limits of detection（LOD）of spinetoram in banana fruit， petal and soil were both 5 μg/kg. And the limits of quantification（LOQ）were both validated calculated as 17 μg/kg. At the spiked levels of 0.01-0.20 mg/kg， the average recoveries of acetochlor in fruit， petal and soil were 89.6%-95.2%， 76.5%-89.8% and 75.8%-86.5%， and the relative standard deviations was 5.03%-7.10%， 5.16%-7.24% and 2.26%-5.83%， respectively. The half-lives of acetochlor in fruit， petal and soil was 5.6 d， 4.5 d and 6.5 d. Taken together， the findings reveal that spinetoram belongs to the easily degradable pesticide type. The present study suggests that UPLC-MS / MS could be applied to detect and analyze spinetoram residues and digestion dynamics in banana.

Key words Spinetoram； banana； liquid chromatography with tandem mass spectrometry； pesticide residue； dissipation dynamics

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.07.024

乙基多殺菌素（Spinetoram）是近年由美国陶氏益农公司新研发出的一种多杀菌素类杀虫剂[1]，主要作用于昆虫神经中烟碱型乙酰胆碱受体（nAChR）和γ-氨基丁酸受体（γ-GABA），从而致使虫体对兴奋性或抑制性的信号传递反应不敏感而死亡[2]。2008年乙基多杀菌素获得欧盟委员会准许用于有机作物生产[3]，因其具有高效、低毒和安全的特点，广泛用于农作物众多害虫的防治，包括：鳞翅目害虫、蚜虫、蓟马类害虫等[4-6]。

香蕉是我国热带地区的支柱产业作物。然而，热区高湿高热的气候为香蕉病虫害的入侵、扩散与暴发成灾提供了良好的生境，从而危害香蕉产业的健康发展[7]。目前，黄胸蓟马（Thrips hawaiiensis Morgan）已成为香蕉上最重要的害虫，一旦香蕉抽蕾开花时，黄胸蓟马随即从外界迁移至花苞内聚集，短时期内种群数量迅速扩增，该虫通过取食和产卵于香蕉花瓣和嫩果，最终诱导斑点和病变，严重影响果实外观品质，降低经济价值[8-14]。关于黄胸蓟马的防治，主要依靠化学杀虫剂，近年乙基多杀菌素作为一种新型杀虫剂，逐步用于蕉园防治黄胸蓟马。

农药残留与降解动态分析为药剂的科学使用、安全性评估、风险性评估提供依据。关于乙基多杀菌素的残留分析在甘蓝、茄子、豇豆、水稻、枸杞等作物上均有报道，主要采用的检测方法是液相色谱（LC）法、液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）法。虽然乙基多杀菌素正逐步用于蕉园防治黄胸蓟马，但至今该药剂尚未在香蕉上登记使用，也未见其在香蕉上的残留与降解动态的研究。鉴于此，本研究在香蕉园施用乙基多杀菌素防治黄胸蓟马基础上，采用并建立超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）法，对香蕉果实、花瓣和土壤中的乙基多杀菌素残留和降解动态进行分析，以期准确评价该药剂在香蕉上的安全性，并为该药在香蕉生产中的安全合理使用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 药剂与试剂 6%乙基多杀菌素悬浮剂（美国陶氏益农公司）；乙基多杀菌素标准品（纯度95.0%，m（乙基多杀菌素-J） ∶ m（乙基多杀菌素-L）=4 ∶ 1）；N-丙基乙二胺吸附剂（Bondesil-PSA）（美国Sigma-Aldrich公司）；乙腈（美国Fisher公司）；甲醇（HPLC级）（美国Fisher公司）；超纯水和甲酸（美国Sigma-Aldrich公司）。其余试剂均为国产市售分析纯。

1.1.2 仪器设备 H-Class超高效液相色谱仪（美国WatersAcquity公司）、AB SCIEX API4000+三重四级杆质谱仪（美国AB SCIEX公司）、配电喷雾离子源（ESI）与EB-280-12电子天平（日本岛津公司）、SB-400 DTY超声波扫频清洗机（宁波新芝生物科技股份有限公司）、Anke TDL-40B离心机（上海安亭科學仪器厂）、QL-901旋涡混合器（江苏海门其林医用仪器厂）、Milli-Q超纯水仪（美国Millipore公司）、0. 22 μm有机系滤膜（天津美瑞泰克公司）、超低温冰箱（美国Kaltis公司）。

1.1.3 试验地概况 香蕉基地位于海南省澄迈县大拉镇红光农场内（北纬19.75°N，东经110°E）。香蕉品种为巴西蕉（Musa formosana），种植总面积约26.67 hm2，园内水药肥正常管理，香蕉处于抽蕾期至盛花期。据调查了解，该香蕉基地内从未施用过多杀菌素类药剂。

1.2 方法

1.2.1 田间试验方法 施药：试验参照《农药登记残留试验准则》进行，采用1次施药多次采样的方法。试验时以每5株香蕉树作为一个试验小区，设空白对照，重复4次。于2016年3月31日喷施供试药剂，采用花蕾喷雾法喷施6%乙基多杀菌素悬浮剂，施用剂量为：制剂量1 000倍稀释液。整个试验期间施药1次。

采样：分别于药后1 d（2016年4月1日）、4 d（2016年4月4日）、7 d（2016年4月7日）、14 d（2016年4月14日）、21 d（2016年4月21日）、28 d（2016年4月28日）采集香蕉果实、花瓣样品和土壤样品。采取后带入实验室，置入-80 ℃超低温冰箱中保存。

1.2.2 分析方法 （1）样品的制备：①随机采集香蕉树上（不同方向及上、中、下等不同部位）已施药的香蕉果实，将全蕉匀浆混匀，-20 ℃冰箱冷冻保存。②花瓣样品采取随机取样的方法，每个重复采集15～20个花瓣，将全部花瓣匀浆混匀，-20 ℃冰箱冷冻保存。③土壤样品采用五点取样法，每点用铁铲压入15 cm深度采集土壤，每个重复采集样本0.5～1 kg，将土壤样品碾碎后过筛，充分混匀后，四分法分100 g样品，-20 ℃冰箱冷冻保存。

（2）样品前处理。植株样品：分别称取10 g粉碎后的样品香蕉果实、花瓣于50 mL烧杯中，加入20 mL乙腈，均浆90 s。倒入装有5～7 g氯化钠的具塞量筒中，振摇2 min，静置30 min。取1 mL上清液于2 mL离心管中，先后加入30 mg PSA和0.15 g无水硫酸镁，涡旋1 min，于10 000 r/min下离心5 min。取上清液，过0.22 um滤膜，待测。

土壤样品：称取5 g土样置于50 mL离心管中，先加入10 mL乙腈和5 mL水，振摇30 min，过滤至装有5 g氯化钠的具塞量筒中，振摇2 min，静置30 min。取1 mL乙腈于2 mL离心管中，再逐步加入30 mg C18粉末、30 mg PSA和0.15 g硫酸镁，涡旋30 s，于10 000 r/min下离心3 min。取上清液，过0.22 μm滤膜，待测。

（3）检测条件。色谱条件：ACQUITY_UPLCTM BEH C18色谱柱（1.7 μm，2.1 mm×50 mm）；柱温35 ℃；进样量5 μL；流速0.25 mL/min；运行时间5 min。梯度洗脱条件见表1。

质谱条件：离子源为ESI（+）；正离子扫描模式；离子源温度600 ℃；气帘气压力172.4 kPa；离子源雾化气压力344.7 kPa；多反应监测扫描模式（MRM）。多反应监测（MRM）分析的质谱参数见表2。

（4）标准曲线绘制。将乙基多杀菌素标准品用甲醇溶解配制成质量浓度为100 mg/L的标准储备液，用甲醇逐级稀释，分别配制成质量浓度为0.01、0.02、0.05、0.10和0.20 mg/L的乙基多杀菌素标样溶液，在1.2.2（3）检测条件下进行分析测定。以乙基多杀菌素质量浓度为横坐标，峰面积为纵坐标制作标准曲线。试验重复3次。

1.2.3 添加回收试验 在空白香蕉果实、花瓣和土壤样品中分别添加一定体积的乙基多杀菌素标样溶液，按1.2.2（2）方法进行提取、净化，按1.2.2（2）条件测定回收率及相对标准偏差。设10、20和100 μg/kg 3个质量浓度，每个添加浓度重复5次。

2 结果与分析

2.1 标准曲线

XDE-175-J和XDE-175-L的标准曲线方程分别为y1=2.21e5x+2.33e6，相关系数r=0.960 3；y2=1.05e5x+5.95e5，相关系数r=0.978 2。在0.01～0.2 mg/L质量浓度范围内，乙基多杀菌素的质量浓度与峰面积呈良好的线性关系。

2.2 方法的准确度、精密度和灵敏度

添加回收率试验结果（表3）表明：当添加水平为10～100 μg/kg时，香蕉果实的添加回收率为89.6%～95.2%，相对标准偏差为5.03%～7.10%；花瓣的添加回收率为76.5%～89.8%，相对标准偏差为5.16%～7.24%；土壤的添加回收率为75.8%～86.5%，相对标准偏差为2.26%～5.83%。此方法有较好的准确度和精密度，符合《农药残留试验准则》[15]的规定要求。样品空白图谱及添加图谱见图1。通过添加回收试验，确定乙基多杀菌素-J和乙基多杀菌素-L在香蕉果实、花瓣和土壤中的检出限（LOD）均为5 μg/kg，定量限（LOQ）均为17 μg/kg。方法有较好的灵敏度，符合农药残留检测要求。

2.3 乙基多杀菌素在植株和土壤中消解动态试验

乙基多杀菌素在香蕉果实、花瓣和土壤中的消解动态结果见表4。试验结果表明，乙基多杀菌素在土壤和香蕉植株中的消解过程均符合一级动力学方程。

乙基多杀菌素在香蕉果实、花瓣和土壤中的消解半衰期分别为5.6、4.5和6.5 d，消解动力学方程分别为y=0.298 2e-0.124x（果实），y=0.002 2e-0.155x（花瓣）和y=0.663 6e-0.106x（土壤），R2分别为0.887 8（果实），0.818 8（花瓣）和0.958 8（土壤）。

从图2-A中可知，乙基多杀菌素在果实中消解相对慢些，4 d内消解率仅18.85%。而刘赛等[16]报道了乙基多杀菌素在枸杞鲜果中的消解动态，发现乙基多杀菌素在枸杞中消解迅速，3 d内降解率达到70.8%，半衰期仅为3.7～4.2 d，这可能与植株的不同生理机制密切相关。同时从图2-B中可以看出，在香蕉花瓣上施药4 d后消解率已超过80.0%，14 d时已达到98%，表明乙基多杀菌素在香蕉花瓣中消解非常迅速。与乙基多杀菌素在果实中的消解动态（半衰期为5.6 d）相比，其在花瓣中消解更加迅速，这可能与香蕉抽蕾后植株垂直弯下，农药滴落在土壤中有一定的关系。而图2-C表明，乙基多杀菌素在香蕉土壤中消解相对较慢，28 d时消解率仅86.1%，且半衰期为6.5 d。陈国等[17]采用超高效液相色谱-串联质谱法检测了稻田土壤中乙基多杀菌素的消解动态，半衰期为6.8 d，这与本研究结果相似。但有研究报道乙基多杀菌素在菜地土壤中的半衰期仅为2.39 d[18]。比在香蕉土壤中消解速度要快，这可能与土壤性质、气候因素使得乙基多杀菌素在香蕉土壤中的光消解变弱有一定的关系。

3 讨论

目前关于乙基多杀菌素的残留分析中，常采用液相色谱（LC）法或液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）法[19-23]。但以上研究采用的净化方法存有使用有机溶剂种类多且净化速度慢等缺点。本研究在采用乙腈提取、N-丙基乙二胺吸附剂和无水硫酸镁（Bondesil-PSA）净化基础上，建立了乙基多杀菌素的超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）法，具有灵敏度高和速度快等特点，更适用于农药的痕量分析。

本研究首次对香蕉果实、花瓣和土壤中的乙基多杀菌素的降解动态进行分析，获得其降解半衰期分别为5.6、4.5和6.5 d，表明乙基多杀菌素属于易消解型农药。另外，先前研究也报道乙基多杀菌素在水稻植株、田水和土壤中的消解半衰期分别为1.1、0.35和6.8 d，在甘蓝植株中半衰期为3.11 d[16-17]，均表明乙基多杀菌素对环境安全，属于易消解型农药[24]。

目前，乙基多杀菌素已在甘蓝、茄子、豇豆、水稻上获准登记使用，我国食品安全标准规定其在以上食品中的最大残留量（MRL）分别为0.50、0.10、0.10和0.050 mg/kg[25]。我國尚未规定乙基多杀菌素在香蕉中的最高残留限量。本研究也首次对香蕉果实、花瓣和土壤中的乙基多杀菌素的残留进行分析，结果显示：蕉园施用乙基多杀菌素防治黄胸蓟马，药后10、14 d后在香蕉果实中的残留量分别低于0.1和0.05 mg/kg。因香蕉园防治黄胸蓟马均在香蕉抽蕾期，断蕾3个月后才收获香蕉果实，根据香蕉生长特性、黄胸蓟马发生与防治情况，因此蕉园使用乙基多杀菌素应是安全的。

综上所述，本研究建立了乙基多杀菌素的超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）分析方法，并对该药在香蕉果实、花瓣与土壤中的残留与降解动态进行分析，研究结果为乙基多杀菌素在田间的安全使用及安全性评价和痕量分析提供参考和依据。

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