超高效液相色谱串联质谱法测定土壤中的农药残留

陈佩瑾(实朴检测技术(上海)股份有限公司，上海 201108)

0 引言

农药是在农业上用于防治病虫害及调节植物生长的化学药剂。广泛用于农林牧业生产、环境和家庭卫生除害防疫、工业品防霉与防蛀等[1]。农药品种很多，按用途主要可分为杀虫剂、杀螨剂、杀鼠剂、杀线虫剂、杀软体动物剂、杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂等[2-4]。

随着农药大量和不合理的使用，一定时期内没有被分解而残留于生物体、收获物、土壤、水体、大气中，对环境造成污染[5]。残留的农药可直接通过植物果实或水、大气到达人体、畜体内，或通过环境、食物链最终传递给人、畜，对人体和家畜、家禽和农牧业造成危害。农药对人体危害的主要表现在急、慢性中毒，慢性危害，致癌、致畸、致突变等危害。本文介绍的苯磺隆是一种内吸传导选择性麦类作物高效磺酰脲类除草剂；丙环唑是一种具有保护和治疗作用的内吸性三唑类杀菌剂；除虫脲属灭幼脲类杀虫剂，是一种昆虫生长调节剂。它们都是高效低毒类农药。

随着人们生活水平的提高，农药残留对人类健康可能造成的伤害和影响，已经越来越受到人们的重视。因此，2012年农业部与卫生部联合发布了食品安全国家标准GB 2763—2012《食品中农药最大残留限量》，这部标准成为我国监管食品中农药残留的唯一强制性国家标准。除直接食用的食品外，目前和食品产业直接相关联的土壤中的农药污染残留，也已成为当今世界备受关注的环境问题。因此，建立高效、环保的土壤中农药残留的检测及降解方法，也是迫在眉睫。

农药残留的检测方法有很多手段，目前应用最多的是色谱法，主要有高效液相色谱[6]、气相色谱[7]、气相与质谱联用技术[8-10]以及液相质谱联用技术[11-13]等方法。液相色谱-质谱(LC-MS)联用技术以及液相色谱-串联质谱(LC-MRM)联用技术，综合了液相色谱的分离能力以及串联质谱可以得到选择离子的碎片的能力的优点，灵敏度高，目标物定性能力强，可同时对多个化合物进行测定等优点，特别对大分子(包括蛋白、多肽多聚合物等)、不挥发、热不稳定、极性化合物的检测有一定的优势[14]。本文旨在说明利用液相色谱-串联质谱(LC-MRM)联用技术，建立一种高效测定土壤中苯磺隆、丙环唑和除虫脲的方法，该法简便、灵敏度高、快速、高效，为土壤中苯磺隆，丙环唑和除虫脲残留量测定提供依据。

1 材料与方法

1.1 标准品及试剂

苯磺隆、丙环唑和除虫脲溶液浓度100μg/mL(德国Dr.Ehrensorfer公司)，乙腈和甲醇为HPLC级(美国Thermofisher公司)，甲酸LC/MS级(国药集团)，乙酸铵HPLC级(国药集团)，超纯水(美国Millipore公司)，N-丙基乙二胺(PSA，40～63μm，6nm)和C18 吸附剂(德国CNW公司)，其他未注明的试剂均使用国药集团分析纯级试剂。

1.2 仪器设备

Agilent 1290 三重四极杆质谱仪(美国Agilent公司)。色谱柱：AgilentPoroshell 120 EC-C18，3.0mm×100mm，粒径为2.7µm。超声波清洗器，漩涡混合器，离心机等其他实验室常规配置设备。

1.3 标准溶液配制

分别准确吸取苯磺隆、丙环唑和除虫脲标准溶液，用乙腈稀释成1mg/L混合标准溶液，4℃保存。使用前准确吸取混合标准溶液，用初始流动相水配制成浓度分别为1μg/L、2μg/L、5μg/L、10μg/L、20μg/L、50μg/L、100μg/L的系列标准工作溶液。

1.4 样品前处理

称取10g试样置于50mL离心管中，加入足量硅藻土混匀，加10mL乙腈，涡旋1min、超声15min后，再涡旋混合1min，然后进行第二次超声15min。4000r/min离心10min，取上清液加入100mg PSA和100mg C18，4000r/min离 心5min，过0.22μm有 机相滤膜，待测。按同一操作方法作空白试验。

1.5 液相色谱质谱条件

1.5.1 液相色谱参考条件

色谱柱：Poroshell 120 EC-C18，柱长100mm，内径3.0mm,粒径2.7μm，或同等性能色谱柱。柱温：35℃。进样量：5μL。流动相A: 5mmol/L乙酸铵+0.1%甲酸水；流动相B: 5mmol/L乙酸铵-甲醇。流速：0.4mL/min。洗脱方式：梯度洗脱。0～0.5min，B:20%，0.5～3min, B: 20%增至60%，3～5min, B: 60%增至90%，保持5min，10～11min, B: 90降至20%，保持3min。

1.5.2 质谱参考条件

电喷雾离子源(ESI)，正离子扫描，多反应监测(MRM)，电喷雾电压：-4000V，鞘气(N2)温度：350℃，鞘气流速：11L/min。干燥气温度：350℃。干燥气流速：8L/min。监测离子对信息和碰撞能量等，如表1所示。

表1 目标化合物的监测离子对和碰撞能量

2 结果与讨论

2.1 分析检测条件优化

将苯磺隆、丙环唑和除虫脲标准溶液逐级稀释到5μg/mL的标准溶液，对母离子、子离子、电喷雾电压、碰撞能量、干燥气温度等质谱参数进行优化。查看实验结果表明，苯磺隆、丙环唑和除虫脲在ESI源正离子模式下容易获取H+，优化离子质谱参数使特征碎片离子的强度达到最大。优化后苯磺隆、丙环唑和除虫脲多离子反应监测总离子流图如图1所示。

图1 苯磺隆、丙环唑和除虫脲总离子流图(浓度：50μg/L)

2.2 标准曲线与检出限

取所配制的系列标准工作溶液，按上述色谱和质谱条件测定定量离子峰面积Y与浓度X，进行线性回归分析。结果表明，在1μg/L～100μg/L线性范围内，其信号响应的相关系数大于0.999。以大于等于3倍信噪比(S/N)计算苯磺隆、丙环唑和除虫脲的方法检出限。计算结果如表2所示，数据表明该方法具有较高的灵敏度。

表2 三个目标化合物的标准溶液的线性回归方程

2.3 回收率与精密度实验

精密度实验：分别对3组浓度分别为1μg/L、10μg/L、50μg/L的标液，参照“1.5”色谱质谱条件，连续进样6次，计算相对标准偏差(RSD)，计算结果范围在0.48%～5.32%之间，表明该方法的精密度良好。分别选取某地2个实际样品用标液加标后制备成的样品，参照“1.4”条件前处理过程提取，然后，按照“1.5”色谱质谱条件分析，计算检测结果显示3种化合物的回收率范围在81.5%～92.7%之间，结果表明该方法的回收率较好。

2.4 样品定量分析

用该法对某场地区域的土壤样品进行了定量分析。结果表明苯磺隆、丙环唑和除虫脲有检出，浓度为分别为2.82、3.74、3.50μg/kg，加标回收率为82.9%～90.2%，RSD为1.98%～3.65%。数据表明，本方法可以满足土壤中苯磺隆、丙环唑和除虫脲定性定量检测的要求。

3 结语

本文采用乙腈超声提取，液相色谱串联质谱联用法对土壤中的苯磺隆、丙环唑和除虫脲三种农药残留进行测定，以甲醇、乙酸铵和0.1%甲酸水梯度洗脱，用EC- C18柱分离，在正离子模式下用MRM法定量测定，可以有效降低土壤样品基体对目标物质的干扰和影响。该方法灵敏度高，准确，高效，能满足土壤中对苯磺隆、丙环唑和除虫脲的定性定量检测要求，可以作为土壤中农药残留监测的一种参考方法。