液相色谱-串联质谱法测定甘蔗中10种除草剂的残留量

杨益林，潘艳坤，周玉薇，张思敏

(广西分析测试研究中心，广西530022)

液相色谱-串联质谱法测定甘蔗中10种除草剂的残留量

杨益林，潘艳坤，周玉薇，张思敏

(广西分析测试研究中心，广西530022)

甘蔗样品(2.00 g)用乙腈10.0 mL匀质提取，提取液经QuEchERS方法净化。所得净化液进行液相分离，以Hypersil Gold色谱柱为分离柱，以不同体积比的含0.1%(体积分数)甲酸的10 mmol·L－1乙酸铵溶液和乙腈的混合液为流动相进行梯度洗脱，质谱分析中采用电喷雾正离子源选择反应监测模式检测。10种除草剂的质量浓度均在10～1 000μg·L－1内与其对应的峰面积呈线性关系，方法的测定下限(10S/N)在2～10μg·kg－1之间。以空白样品为基体进行加标回收试验，所得回收率在82.3%～120%之间，测定值的相对标准偏差(n=6)在3.9%～8.2%之间。

液相色谱-串联质谱法;甘蔗;除草剂

在甘蔗种植过程中，杂草是蔗田主要的有害生物，伴随着甘蔗的整个生育期，因与甘蔗争光、温、水、肥等从而造成甘蔗减产。使用化学除草剂对蔗田杂草进行防除是较为理想的一项技术措施，也是现代农业中保证甘蔗产量的有效技术手段之一。但化学除草剂的大量使用会造成在植物体内的残留，并通过食物链的传递在人体内积累，可产生慢性危害，降低人体免疫力，从而影响人体健康。甘蔗种植过程中根据不同的生长阶段使用不同种类的除草剂，同时施用二元或三元混合除草剂以达到最佳的除草效果，因而建立简单、便捷的检测除草剂多残留方法具有重要意义。

我国在国家标准GB/T 2763-2014《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》中规定了莠灭净、莠去津、敌草隆等多种除草剂在甘蔗中的最大残留限量值，限制了甘蔗中除草剂的残留量。虽然国家农业部、质量监督检验检疫总局等部门已经颁布实施了多部除草剂检测标准［1-2］，但在这些方法中未能覆盖甘蔗种植中常用的除草剂种类。文献［3-7］报道的除草剂多农药残留的检测方法较多是根据除草剂化学结构类型来建立，文献［3］采用分散固相萃取-气相色谱-质谱法测定农产品及产地土壤中均三氮苯类除草剂残留量，文献［4］采用液质法测定茶叶中30种磺酰脲类除草剂的残留量，文献［5］采用液相色谱-质谱法测定烟草中3种苯氧羧酸类除草剂残留量等。而甘蔗种植过程中主要采用不同化学结构的除草剂复配使用，即有三嗪类除草剂如莠去津、莠灭净等，也有甲草胺、敌草隆等酰胺类、脲类除草剂的复配。目前文献报道的甘蔗中除草剂残留的测定方法有气相色谱法［8］、液相色谱法［9］、气相色谱-质谱法［10］和毛细管电泳-串联质谱法等［11］，这些检测方法也多基于同种化学结构类型的除草剂而建立，多采用气相色谱法、气相色谱-质谱法检测，目前对液相色谱-质谱法的研究较少。但适用于气相色谱法或气相色谱-质谱法测定的除草剂种类是有限的，如敌草隆、异噁草酮等无法用气相色谱法或气相色谱-质谱法进行检测。液相色谱-质谱法相对而言则具有更广范的检测对象。

本工作结合甘蔗常用除草剂的使用特点，采用液相色谱-串联质谱法，建立了可同时测定甘蔗种植使用频率较高的10种除草剂的多农药残留量。并针对常规的固相萃取净化方法步骤繁琐的缺点，建立了基质分散固相萃取净化方法，即QuEchERS净化方法。优化了甘蔗样品的前处理条件，简化了净化步骤。该方法的建立不仅符合甘蔗种植过程中多元除草剂混合使用的特点，还具有检测步骤简单、较高检测灵敏度和特异性的优点。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

TSQ Quantum Access Max型三重四极杆液相色谱-质谱联用仪，配电喷雾电离源;TDL-40B型高速离心机;VORTEX MIXER型旋涡混合仪;TTL-DCII型氮吹仪;基质分散固相萃取(dSPE)纯化管(150 mg硫酸镁，50 mg N-丙基乙二胺，2 mL离心管)。

莠去津、莠灭净、扑草净、仲丁灵、敌草隆、甲草胺、乙草胺、异丙甲草胺、西玛津、异噁草酮标准储备溶液:100 mg·L－1。

10种除草剂混合标准溶液:2 mg·L－1，分别移取100 mg·L－1除草剂标准储备溶液1.00 mL至50 mL容量瓶中，用乙腈定容至50 mL，配成所需溶液。

液相色谱流动相使用的乙腈为色谱纯，其他试剂均为分析纯。液相色谱流动相用水为超纯水，其他试验用水为蒸馏水。

1.2 仪器工作条件

1)色谱条件Hypersil Gold色谱柱(2.1 mm× 150 mm，5μm)，柱温30℃;流量0.2 mL·min－1;进样量10μL。流动相:A为含0.1%(体积分数，下同)甲酸的10 mmol·L－1乙酸铵溶液，B为乙腈。梯度洗脱程序:0～4 min时，A为70%;4～15 min时，A由70%降至30%;15～20 min时，A由30%降至10%，保持4 min。

2)质谱条件电喷雾离子源(ESI)，采用正离子扫描模式;选择反应监测模式(SRM);喷雾电压3 500 V;毛细管温度350℃，蒸发温度100℃;鞘气压力3.67 kPa，辅助气流量5 L·min－1;其余质谱参数见表1，其中“*”为定量离子。

表1 质谱参数Tab.1 MS parameters

1.3 试验方法

甘蔗样品去皮，取可食部分切碎并用粉碎机粉碎，称取粉碎后试样2.00 g至50 mL塑料离心管中，加入水5 mL涡旋混匀，再加入氯化钠5 g，乙腈10.0 mL，以5 000 r·min－1转速均质提取1 min，再以3 500 r·min－1转速离心5 min。移取上清液5.00 mL至10 mL离心管中，用氮气吹至近干，残余物用1.00 mL乙腈溶解后转移至dSPE纯化管中，涡旋混匀30 s后，以3 500 r·min－1转速离心5 min，移取上清液，经0.45μm滤膜过滤后，按仪器工作条件进行测定。

2 结果与讨论

2.1 色谱行为

空白甘蔗样品中添加10种除草剂混合标准溶液的选择反应监测色谱图见图1。

图1 10种除草剂混合标准溶液的SRM色谱图Fig.1 SRM chromatogram of10 herbicides mixed standard solution

2.2 样品提取条件的选择

2.2.1 提取剂

将空白基质阳性添加水平为0.05 mg·kg－1甘蔗试样分为3组，每组分别加入乙腈、1%甲酸-乙腈溶液、乙酸乙酯等3种提取剂，按试验方法进行测定并计算回收率，考察了3种提取剂对回收率的影响，其结果见表2。

表2 不同提取剂下10种除草剂的回收率Tab.2 Values of recovery of 10 herbicides with different extract solvents%

由表2可知:乙腈对10种除草剂均具有较好的回收率，乙酸乙酯和1%甲酸-乙腈溶液对仲丁灵的回收率均小于50%。试验选择乙腈作为提取剂。

2.2.2 试样加水

试验将一定量的水加入试样预先混匀，再经乙腈匀浆提取，QuEchERS法净化。试样加水提取对回收率的影响见表3。

表3 试样加水提取对10种除草剂回收率的影响Tab.3 Effect of adding water in sample for extraction on values of recovery of 10 herbicides%

由表3可知:试样加入一定量的水后，提取效率比直接经乙腈提取有所提高，尤其敌草隆、莠灭净、扑草净等除草剂的回收率提高。试验选择试样加水提取。

2.3 净化方法的选择

QuEchERS净化方法具有方便快捷、低成本的优势，近年来多被应用于植物性食品中的农药残留检测。但对于一些基质复杂的植物性样品，针对性更强的固相萃取(SPE)净化法的净化效果则更优于QuEchERS法。氨基柱固相萃取法是常用的多农药残留检测净化方法，如在多农药残留检测的国家标准方法GB/T 20769-2008［12］中净化使用。试验考察了应用QuEchERS净化方法和氨基柱固相萃取法对10种除草剂回收率的影响。阳性添加的样品经乙腈提取后，分别用以上两种方式净化处理并测定(QuEchERS净化方法按试验方法进行;氨基柱固相萃取法按GB/T 20769-2008中规定的净化方法进行)，其结果见表4。

由表4可知:QuEchERS净化方法较氨基柱固相萃取法具有更高的回收率，且操作过程比氨基柱SPE净化更为简单，消耗更少的有机试剂，且有显著的快速、简便、廉价、有效、安全的特点。试验选用QuEchERS净化方法。

由于QuEchERS净化方法所采用的N-丙基乙二胺(PSA)吸附剂结构具有两个氨基，pKa分别为10.1，10.9，在水溶液中呈碱性，因此QuEchERS中可加入柠檬酸氢二钠、柠檬酸钠、乙酸钠等缓冲盐，以减弱一些对pH敏感的化合物降解的程度。试验考察了提取样品过程中加入乙酸钠缓冲盐对10种除草剂回收率的影响。结果表明，是否添加缓冲盐对回收率影响不大。试验选择不加缓冲盐，直接采用PSA分散剂进行吸附净化处理。

2.4 仪器工作条件的选择

2.4.1 色谱参数

C18液相色谱柱对待测除草剂具有较好的保留，可用作液相色谱分析柱。试验选用Hypersil Gold色谱柱(2.1 mm×150 mm，5μm)进行分离。

以乙酸铵-乙腈为流动相，在1.2节的洗脱条件下，10种待测除草剂得到了较好的保留，满足质谱检测的要求。

2.4.2 质谱参数

根据10种除草剂的结构特性，试验采用ESI、正离子扫描、SRM模式进行测定。

采用质谱工作站软件TSQ Tune分别对10种除草剂标准品进行各项质谱参数的自动优化，得到最优的检测灵敏度。10种除草剂的母离子和子离子、透镜补偿电压和碰撞能量等参数见表1。

2.5 标准曲线和检出限

按仪器工作条件对10种除草剂混合标准溶液进行测定，并绘制标准曲线。结果表明:10种除草剂的质量浓度均在10～1 000μg·L－1内与其对应的峰面积呈线性关系，线性回归方程和相关系数见表5。

取空白甘蔗样品，制样后向其中添加10种除草剂混合标准溶液，按试验方法进行测定，按10倍信噪比计算方法的测定下限(10S/N)，其结果见表5。

表4 净化方法对10种除草剂回收率的影响Tab.4 Effect of purification treatments on values of recovery of 10 herbicides%

表5 线性回归方程、相关系数和测定下限Tab.5 Linear regression equations，correlation coefficients and lower limits of determination

2.6 方法的精密度和回收试验

试验以空白甘蔗作为样品基质，添加0.02，0.05，0.1 mg·kg－110种除草剂混合标准溶液，按试验方法测定并计算回收率，每个添加水平平行测定6次，结果见表6。

表6 精密度和回收试验结果(n=6)Tab.6 Results of tests for precision and recovery(n=6)

由表6可知:10种除草剂的加标回收率在82.3%～120%之间，相对标准偏差(RSD)在3.9%～8.2%之间。方法有较好的重复性和准确度。

2.7 样品分析

采集6家糖厂收购的10个批次甘蔗样品，按试验方法进行测定，其中2个样品检出含有仲丁灵残留，残留量分别为0.03，0.07 mg·kg－1，其他9种除草剂均未检出。试验结果表明存在一定量除草剂残留。

［1］SN/T 2228-2008进出口食品中31种酸性除草剂残留量的检测方法气相色谱-质谱法［S］.

［2］NY/T 1726-2009蔬菜中非草隆等15种取代脲类除草剂残留量的测定液相色谱法［S］.

［3］曹军，于伯华，陈勇，等.分散固相萃取-气相色谱-质谱法测定农产品及产地土壤中均三氮苯类除草剂残留量［J］.理化检验-化学分册，2012，48(8):956-961.

［4］周平勇，占春瑞，李海燕，等.高效液相色谱-质谱联用法测定茶叶中30种磺酰脲类除草剂的残留量［J］.理化检验-化学分册，2010，46(3):293-295.

［5］邓其馨，张建平，叶仲力，等.高效液相色谱-串联质谱法测定烟草中3种苯氧羧酸类除草剂残留量［J］.理化检验-化学分册，2013，49(9):1129-1133.

［6］朱将伟.液相色谱-质谱联用法测定土壤中咪唑啉酮类和三嗪类除草剂［J］.分析试验室，2016，35(2):204-208.

［7］牟仁祥，陈铭学.稻米中13种苯氧羧酸类除草剂多残留的高效液相色谱-质谱测定［J］.分析测试学报，2008，27(9):973-976.

［8］彭金云，韦良兴，农克良，等.基质固相分散气相色谱法测定甘蔗中三嗪类除草剂［J］.分析试验室，2010，29(6):49-52.

［9］刘彬，蔡凯，胡德禹，等.高效液相色谱法同时测定甘蔗及土壤中莠灭净与敌草隆的残留［J］.农药，2010，49(8):593-595..

［10］王天顺，杨玉霞，范业赓，等.气相色谱-质谱法测定甘蔗中除草剂残留量［J］.理化检验-化学分册，2011，47(11):1266-1268.

［11］DANIELA D，DOS SANTOSB V B，VIDALB D T R，et al.Determination of halosulfuron-methyl herbicide in sugarcane juice and tomato by capillary electrophoresistandem mass spectrometry［J］.Food Chemistry，2015，175(1):82-84.

［12］GB/T 20769-2008水果和蔬菜中450种农药及相关化学品残留量的测定液相色谱-串联质谱法［S］.

LC-MS/MS Determination of Residual Amounts of 10 Herbicides in Sugarcane

YANG Yilin，PAN Yankun，ZHOU Yuwei，ZHANG Simin
(Guangxi Research Center for Analysis and Test，Guangxi530022，China)

The pretreated sugarcane sample(2.00 g)was homogeneously extracted with 10.0 mL acetonitrile and purified by QuEchERS method.In LC separation Hypersil Gold chromatographic column was used as stationary phase，and mixtures of10 mmol·L－1ammonium acetate solution containing 0.1%(φ)formic acid and acetonitrile mixed in different ratio were used as mobile phase in gradientelution.ESI+and selective reaction monitoring were adopted in MS/MS.Linear relationships between values of peak area and mass concentration of the 10 herbicides were kept in the same range of10－1 000μg·L－1，with lower limits of determination(10S/N)in the range of 2－10μg·kg－1.On the base of blank sample，test for recovery was made by standard addition method;values of recovery found were in the range of 82.3%－120%，with RSDs(n=6)in the range of3.9%－8.2%.

LC-MS/MS;sugarcane;herbicides

O657.63

A

1001-4020(2017)05-0507-05

10.11973/lhjy-hx201705003

2016-07-07

广西壮族自治区直属公益性科研院所基本科研业务费专项课题(2013AC206)

杨益林(1964－)，男，广西上林人，研究方向为食品安全检测，270430713@qq.com