超高效液相色谱-串联质谱法分析梨和土壤中阿维菌素的降解动力学及残留量

范文静 张文君 李慧冬 等

摘要 [目的]确保阿维菌素在梨果病害防治上的安全使用。[方法]利用超高效液相色谱-串联质谱建立梨和土壤中阿维菌素的检测方法，通过田间样品分析阿维菌素在梨果及土壤中的消解趋势、残留水平。[结果]该方法的灵敏度、精密度和准确性等指标均满足农残分析要求，适用于梨果和土壤中阿维菌素的测定;阿维菌素在梨果与土壤中消解动态满足一级降解动力学方程，梨果中半衰期分别为山东3.0 d、安徽1.7 d、河北1.3 d，土壤中半衰期分别为山东2.4 d、安徽3.8 d、河北1.2 d;在梨果及土壤中最终残留均低于0.02 mg/kg。[结论]建议1.8%阿维菌素水乳剂防治梨木虱，药剂稀释1 500～3 000倍（有效成分6～12 mg/kg），施药2次，距采收间隔期14 d为宜。

关键词 阿维菌素;超高效液相色谱-串联质谱法;梨;降解动力学;残留量

中图分类号 S482.3文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2019）04-0198-04

Abstract [Objective] The research aimed to ensure the safe use of avermectin in the control of pear fruit diseases.[Method]Ultrahigh performance liquid chromatographytandem mass spectrometry （UHPLCMS/MS） was used to establish the detection method of avermectin in pear and soil. The field samples were analyzed and evaluated for the digestion trend and residual level of avermectin in pear fruit and soil.[Result]The sensitivity， precision and accuracy of the method met the requirements of pesticide residue analysis， and were suitable for the determination of avermectin in pear fruit and soil;the avermectin dynamics in the pear fruit and soil met the firstorder degradation kinetics equation.The halflives of pear fruit were 3.0 d in Shandong， 1.7 d in Anhui， and 1.3 d in Hebei. The halflives in soil were 2.4 d in Shandong， 3.8 d in Anhui， and 1.2 d in Hebei.The final residue in pear fruit and soil was less than 0.02 mg/kg.[Conclusion]It is recommended that 1.8% avermectin water emulsion can prevent pear hibiscus， and the drug is diluted 1 500-3 000 times （active ingredient 6-12 mg/kg）， and the application is 2 times. The interval between harvesting is 14 days.

Key words Abamectin;UPLCMS/MS;Pear;Degradation kinetics;Residue

阿维菌素是一种杀虫、杀螨、杀线虫活性的十六元大环内酯类化合物，化学结构新颖，作用机制独特，其通过干扰害虫神经生理活动，刺激其释放γ-氨基丁酸，致使螨类成、若螨以及昆虫和幼虫出现麻痹症状，2～4 d后死亡，对皮肤无刺激作用，对眼睛有轻微刺激作用，在试剂量内对动物无致畸、致癌、致突变作用，对水生生物、蜜蜂高毒，对鸟类低毒，但按照WHO五级分级标准，阿维菌素仍属高毒化合物。阿维菌素易降解[1]，但若不規范使用，仍存在超标的可能性。农药在植物体和土壤化学行为研究是制定农药残留最大残留限量（MRL）的基本数据之一，同时也是建立良好农业生产规范（GAP）、保证农药等不超标的重要依据[2-3]，对农产品质量和食品安全意义重大。梨果鲜美，肉脆多汁，酸甜可口，风味芳香优美。富含糖、蛋白质、脂肪、碳水化合物及多种维生素，具有清肺养肺的作用，科学家和医师把梨称为“全方位的健康水果”或“全科医生”。目前，中国农业部现有的标准《GB 2763—2016》规定在梨中MRL为0.02 mg/kg，国际食品法典委员会（CAC）规定在梨中的MRL为0.02 mg/kg。因此研究阿维菌素在梨果和土壤中的降解行为，考察其残留量及使用安全性，对于梨果中合理使用阿维菌素有重要的意义。

阿维菌素的残留检测多采用高效液相色谱-紫外检测法[4-6]、高效液相色谱-荧光检测法[7-8]、酶联免疫法[9]及高效液相色谱-质谱法[10-14]等，其中关于食品的报道比较多，有蔬菜[12]、水果[14]、动物制品[13]、谷物[10-11]等。目前，紫外检测器检测阿维菌素的灵敏度已不适应残留分析，荧光检测器虽然灵敏度较高，但衍生方法繁琐，而且衍生后的阿维菌素易降解，ELISA方法存在假阳性。笔者参照已有研究文献，利用超高效液相色谱-串联质谱（UPLC- MS/MS）分析阿维菌素在梨果和土壤中的降解动力学和残留量，旨在为农业合理用药及确定休药期提供可参考理论依据。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

超高效液相色谱系统，ACQUITY Ultra Performance LC（Waters 公司）;质谱系统，Micromass Quattro Ultima IMPT 质谱仪（Waters 公司）;WERLE T25BS2 高速分散匀浆机（德国IKA公司）;Hei-VAP Value旋转蒸发仪（德国Heidolph公司）;LDZS-2 高速离心机（北京京立离心机公司）;BSA224S - CW 万分之一电子天平（德国 Sartorius公司）;Eppendorf移液枪等其他实验室常用仪器设备。

阿维菌素（99.6%，德国Sigma公司）;乙腈、甲醇（HPLC级，美国 Fisher 公司）;氯化钠、醋酸铵（分析纯，国药集团）。

1.2 田间试验设计

1.2.1 消解动态试验。

梨果实和土壤中进行消解动态试验中1.8%阿维菌素水乳剂防止梨木虱，施药剂量为推荐最高使用剂量的4倍，即稀释375倍（有效成分48 mg/kg）。按照《农药残留试验准则》要求，于2010年在山东、安徽、河北三地开展试验。采用喷雾法施药，施药次数为1次，每个处理重复3次。每小区2棵树，土壤消解动态每小区空白地30 m 同时设空白对照小区。于梨果实生长至成熟个体一半大小时喷雾施药1次。

梨果样品：施药后间隔1 h、6 h、12 h、1、2、3、5、7、14、21 d采集梨果样品2 kg，随机在试验小区内不同方向及上、中、下、里、外等不同部位采集12个以上生长正常的果实，切为4瓣，取对角两瓣，切成1 cm以下的碎块，-20 ℃冰箱保存。土壤土壤样品：施药后间隔1 h、6 h、12 h和1、2、3、5、7、14、21 d采土壤样品1 kg，棋盘式选点6～12个，取样深度0～10 cm，样品于-20 ℃冰箱保存。

1.2.2 最终残留试验。

设2个使用施药剂量：稀释1 500倍和稀释1 000倍;每个剂量分别设2个施药次数：2次和3次。每个处理设3个重复，小区间设保护行，每小区2棵树。于梨果生长中期开始施药，施药间隔期为10 d，背负式手动喷雾器进行喷雾，喷药时保持匀速，使药液尽可能均匀地分布在处理区果树的果实上。

梨果样品：距最后一次施药14、21 d，随机在试验小区内不同方向及上、中、下、里、外等不同部位采集12個以上生长正常的果实，切为4瓣，取对角两瓣，切成1 cm以下的碎块，-20 ℃冰箱保存。土壤样品：树冠覆盖范围内棋盘式选点6～12个，取样深度0～15 cm，样品于-20 ℃冰箱保存。

1.3 标准溶液配制

准确称取0.01 g（精确至0.000 1 g）阿维菌素标准品于10 mL容量瓶中，用甲醇稀释成0.01、0.02、0.04、0.100、0.200 mg/L系列标准溶液，于0～4 ℃ 冰箱中贮存，待用。

1.4 样品制备

田间样本在采集后8 h内运回实验室，并立即制备成实验室样品冷冻保存。

梨：采集后的梨打碎混匀，于- 20 ℃冰箱保存备测定。

土壤：将采集到的土壤样本碾碎后过筛，收集于搪瓷盘中或其他适宜容器中，充分混匀，用四分法分取200～300 g样品2份，分别装入封口样品容器中，于-20 ℃冰箱保存备测定。

1.5 样品前处理

1.5.1 提取。

1.5.1.1

梨样品。称取10.0 g试样置于200 mL广口瓶中，加入50 mL乙腈，以10 000 r/min高速匀浆1 min，过滤至盛有5～7 g NaCl的具塞量筒中，剧烈振荡2 min，静置30 min直至分层。准确吸取20.0 mL乙腈相溶液至圆底烧瓶中，50 ℃水浴旋转蒸发近干，加入2.0 mL乙腈+水溶液（2∶3，V/V）。

1.5.1.2

土壤样品。称取10.0 g试样置于200 mL广口瓶中，加5 mL水浸湿平衡，加入50 mL乙腈，振荡1 h，过滤至盛有5 g NaCl的具塞量筒中，剧烈振荡2 min，静置30 min直至分层。准确吸取20.0 mL乙腈相溶液至圆底烧瓶中，50 ℃水浴旋转蒸发近干，加入2.0 mL乙腈+水溶液（2∶3，V/V），待净化。

1.5.2 净化。

用6 mL乙腈、6 mL水依次预洗C18固相萃取柱，当溶剂液面流至吸附填料表面时，立即加入样品浓缩液，用8 mL乙腈+水溶液（2∶3，V/V）淋洗萃取柱，弃去淋洗液，最后用2 mL乙腈洗脱，收集洗脱液，0.2 μm滤膜过滤，待测。

1.6 仪器分析条件

1.6.1 液相色谱条件。

色谱柱为ACQUITY UPLC BEH C18 柱（2.1 mm×100 mm，1.7 μm），柱温40 ℃，样品室温度10 ℃;进样体积5.0 μL;流动相A为5 mmol/L醋酸铵（pH=3）;流动相B为乙腈。流速0.2 mL/min，梯度洗脱，色谱分离梯度条件见表1。

1.6.2 质谱条件。

大气压电喷雾离子源（ESI），正离子模式;毛细管电压3.5 kV;离子源温度110 ℃，脱溶剂气温度400 ℃;锥孔气流量60 L/h，脱溶剂气流量430 L/h;光电倍增器电压650 V;碰撞室真空度7.22 e-3（mbar），质量分析器真空度8.00 e-6（mbar）。定性离子对、定量离子对、碰撞电压和锥孔电压等质谱条件参数详见表2。

2 结果与分析

2.1 线性范围、检出限及定量限

在“1.6”仪器条件下，注射0.01、0.02、0.04、0.10、0.20 mg/L标准系列溶液，阿维菌素的MRM离子流图见图1，其保留时间为3.35 min，峰型较好。以阿维菌素绝对进样量（X，ng）为横坐标、定量离子（m/z 567.44）的色谱峰面积（Y）为纵坐标进行线性回归，其线性方程为Y=7 448.23X-59.273 7，相关系数r=0.999 1，最小检出量为1×10-11 g，在梨、土壤中的最低检测浓度均为0.001 mg/kg。

2.2 精密度及准确度

对空白梨、土壤样品在0.001、0020、0.100 mg/kg 3个浓度水平上进行添加，每個平行重复5次，测定其回收率。梨中回收率为78.0%～100.2%，相对标准偏差为1.2%～8.7%;土壤中回收率为84.0%～101.1%，相对标准偏差为1.1%～5.2%（表3），梨和土壤的空白样品、添加样品的阿维菌素图谱分别见图2～3。

2.3 消解动态试验

农药在大田环境下的降解是一个复杂过程，通常采用一级动力学方程描述其降解规律，以半衰期T1/2表示农药在土壤和植物体中的消解程度，以施药后的时间（T）为横坐标、残留量（CT）为纵坐标，绘制指数曲线（图4）。

2.4 甲基硫菌灵在马铃薯中的最终残留量

据2010年山东、安徽、河北三地的最终残留试验，1.8%阿维菌素水乳剂按稀释1 500倍（有效成分12 mg/kg）和稀释1 000倍（有效成分18 mg/kg）施药的情况下，距最后一次施药14、21 d采集梨和土壤，阿维菌素在梨和土壤中的残留量均低于0.02 mg/kg，满足最大残留限量要求。

3 结论

该研究建立了梨果实和土壤中阿维菌素检测方法，在001～0.20 mg/L阿维菌素的仪器响应值与质量浓度呈良好的线性关系，平均回收率为78.0%～1011%，RSD为1.1%～8.7%，精确度、准确度和检出限均符合农药残留分析要求，且前处理操作简单。通过田间样品分析和评价阿维菌素在梨果中的消解趋势、残留水平，消解动态残留试验结果表明阿维菌素属于易降解农药，其消解动态满足一级降解动力学方程，梨果中半衰期分别为山东3.0 d、安徽1.7 d、河北1.3 d，土壤中半衰期分别为山东2.4 d、安徽3.8 d、河北1.2 d;阿维菌素用药14 d后残留值已较低，消解量均达95%以上，对环境安全;阿维菌素在梨和土壤中的残留量均低于0.02 mg/kg，满足最大残留限量要求。综上所述，建议1.8%阿维菌素水乳剂防治梨木虱，药剂稀释1 500～3 000倍（有效成分6～12 mg/kg），施药2次，距采收间隔期14 d为宜。

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