溴氰虫酰胺和吡蚜酮在南瓜中的残留消解动态

李安英 张少军 陈勇达 赵旭东 李红艳 郑振山

〔河北省农林科学院遗传生理研究所，农业农村部农产品质量安全风险评估实验室（石家庄），河北石家庄 050051〕

南瓜是葫芦科植物，属于一年生蔓生草本植物，品种繁多，种植地域广泛。南瓜中含有多糖、蛋白质、矿物质和丰富的膳食纤维，具有降血糖、促消化等保健作用及药用价值，广受消费者的欢迎（王士苗，2015）。但是，我国南瓜栽培以一家一户的农民为主体，种植规模小，管理不规范，导致南瓜病虫害的发生较为普遍，其中，烟粉虱是南瓜种植中一种十分常见的虫害，影响着南瓜的品质和产量。由于烟粉虱具有寄主广泛、繁殖速度快、传播途径多等特性（靳改龙 等，2018），且已对拟除虫菊酯类、有机磷类、新烟碱类等多种杀虫剂产生了抗性（袁林泽 等，2015），因而急需选择合适农药进行防治。

溴氰虫酰胺是一种酰胺类杀虫剂，通过激活靶标害虫的鱼尼丁受体（赵坤霞 等，2014）而防治害虫，可用于蔬菜、果树、水稻（徐德进 等，2010）等作物防治烟粉虱、白粉虱、蚜虫、棉铃虫、菜青虫等害虫。吡蚜酮属于吡啶类杀虫剂（何茂华 等，2002），对害虫具有触杀和内吸活性（徐金丽 等，2015），对蚜虫科、粉虱科、叶蝉科及飞虱科（冯成玉 等，2008）害虫活性高。溴氰虫酰胺·吡蚜酮水分散粒剂是由两者复配而成的一种杀虫剂，该杀虫组合物具有扩大防治和增效的作用，并可以降低用药成本，药效试验结果表明该复配制剂对烟粉虱具有明显的防治效果。

当前，农药的不合理使用引起的残留问题对消费者的健康构成了威胁，越来越引起人们的关注（徐静 等，2016；靳改龙 等，2018）。而溴氰虫酰胺·吡蚜酮水分散粒剂在南瓜中的残留和消解动态还不明确。本试验采用改进的QuEChERS方法进行样品前处理，结合液相色谱-串联质谱法同时检测南瓜中溴氰虫酰胺和吡蚜酮2 种化合物，该方法具有灵敏度高、分析周期短等特点，同时根据我国南瓜种植分布和烟粉虱发生情况，在河北、浙江两地开展溴氰虫酰胺·吡蚜酮水分散粒剂在南瓜上的残留试验研究，以期探明这2种化合物在南瓜中的消解规律和最终残留情况，为其安全科学使用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试剂

溴氰虫酰胺标准品（纯度98.0%，加拿大TRC 公司）；吡蚜酮标准品（纯度99.3%，上海市农药研究所）；乙腈（分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司）；甲醇（色谱纯，天津市康科德科技有限公司）；甲酸（色谱纯，天津市光复精细化工研究所）；无水硫酸镁、氯化钠（分析纯，天津市永大化学试剂有限公司）；N-丙基乙二胺（PSA，分析纯，天津欧姆尼基因科技有限公司）；40%溴氰虫酰胺·吡蚜酮水分散粒剂（瑞士先正达作物保护有限公司）。

1.2 仪器

TSQ Quantum Ultra 液相色谱-三重四级杆串联质谱仪（美国赛默飞世尔科技有限公司）；DT5-2 离心机（北京时代北利离心机有限公司）；UMV-2 多功能漩涡混合器（北京优晟联合科技有限公司）；YP502N 电子天平（上海精密科学仪器有限公司）；微孔过滤膜（13 mm×0.22 μm）；农药喷雾器（北京中保绿农科技集团有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 田间试验 消解动态试验于2017 年在河北省石家庄市鹿泉区大河镇露地大田开展，设置3个重复小区，小区面积30 m2，40%溴氰虫酰胺 ·吡蚜酮水分散粒剂用于防治南瓜烟粉虱，在瓜体长至成熟个体1/3 大小、有足够取样量时叶面喷雾施药1 次，施药剂量的有效成分量为675 g ·hm-2，分别于施药后0、1、3、7、14、21、30 d采集南瓜样品，随机从试验小区不少于12 株上至少采集12 个果实样品待测。

最终残留试验于2017 年在河北省石家庄市鹿泉区大河镇和浙江省杭州市余杭区羊锅村进行，设置3 个重复小区，小区面积30 m2，施药剂量的有效成分量分别为450 g·hm-2和675 g·hm-2，施药2～3 次，2 次施药间隔7 d。末次施药后间隔7、14、21 d 分别采集南瓜样品；对照区另设，不施药，于末次采集南瓜终残样品的同时采集对照样品。随机从试验小区不少于12 株上至少采集12 个果实样品待测。

1.3.2 标准溶液配制 用乙腈作溶剂，将溴氰虫酰胺和吡蚜酮2 种标准品各自配制成100 μg·mL-1标准储备溶液，样品分析时，用乙腈将溴氰虫酰胺标准储备溶液依次稀释成5.0、2.5、0.5、0.25、0.05 μg·mL-1的标准工作溶液；用乙腈将吡蚜酮标准储备溶液依次稀释成2.5、0.5、0.25、0.05、0.025 μg ·mL-1的标准工作溶液。

1.3.3 样品提取与净化 将采自田间的南瓜样品破碎成匀浆，准确称取5.00 g 匀浆后的南瓜样品于50 mL 具塞离心管中，加入3 mL 0.1 mol·mL-1的氨水、10 mL 乙腈溶液，2 500 r·min-1涡旋振荡1 min，加入4.0 g 无水硫酸镁、1.0 g 氯化钠，涡旋振荡1 min 后4 200 r·min-1离心5 min。

取上清液1 mL，加入150 mg 无水硫酸镁、25 mg PSA，混匀，2 500 r·min-1振荡1 min，4 200 r ·min-1离心5 min。经0.22 μm 微孔滤膜过滤后，供液相色谱串联质谱仪测定。

1.3.4 液相色谱条件 色谱柱：ZORBAXSB-C18，2.1 mm×100 mm，3.5 μm；柱温：40 ℃；进样量：10 μL；流速：0.35 mL·min-1；流动相：A 为0.1%甲酸水溶液，B 为甲醇溶液；梯度洗脱程序见表1。

表1 梯度洗脱程序

1.3.5 质谱条件 离子源：ESI；离子源温度：350℃；毛细管温度：350 ℃；电喷雾电压：3 800 V；雾化气体：氮气；雾化气体流量：鞘气12 L·min-1，辅助气6 L·min-1；碰撞气体：氩气；碰撞气压力：0.2 Pa；采集模式：多反应检测模式（multiple reaction monitoring，MRM）。离子选择参数见表2。

表2 离子选择参数

2 结果与分析

2.1 分析方法优化

2.1.1 前处理过程 根据溴氰虫酰胺和吡蚜酮的理化性质，考察了甲醇、乙腈2 种常用提取剂对二者的提取效果。结果表明，乙腈作为提取溶剂对2 种农药的提取效率均高于甲醇，但是吡蚜酮在2 种溶剂中的提取率都低于60%。从吡蚜酮的溶解特性可知，中性条件下吡蚜酮在水中的溶解度较高，而在碱性条件下，吡蚜酮在水中的溶解度明显降低，因此选择加氨水来提高体系的pH 以改善吡蚜酮的提取效率。试验中设定加入氨水的量为3 mL，考察了0.01～0.2 mol·L-1浓度范围对提取率的影响，发现当氨水浓度达到0.1 mol·L-1后，提取率不再随着氨水浓度的增加而提升，最终选择0.1 mol·L-1氨水和乙腈作为提取剂。

2.1.2 仪器检测条件 流动相组成对化合物的色谱行为和质谱响应都有显著的影响，在本试验中考察了水-甲醇和水-乙腈2 种流动相体系，并研究了不同浓度甲酸对目标物色谱-质谱分离效果的影响。结果显示，水-甲醇体系洗脱时溴氰虫酰胺和吡蚜酮的峰形要优于水-乙腈体系；在水中添加体积分数为0.05%～0.2%的甲酸，可以有效改善离子化效率，而且在甲酸体积分数为0.1%时，离子化效率最高，因此最终选择了0.1%甲酸水溶液-甲醇的流动相。在试验中还研究了不同梯度洗脱条件，结果表明，按照表1 梯度洗脱条件进行，所获得的溴氰虫酰胺和吡蚜酮色谱峰较好且峰型对称（图1、图2）。

2.2 方法的线性范围和检出限

为了消除基质效应的影响，选取不含溴氰虫酰胺和吡蚜酮2 种农药的南瓜对照样品制备空白基质溶液，然后以此溶液配制混合标准溶液（溴氰虫酰胺浓度为0.005、0.025、0.050、0.25、0.5 μg·mL-1，吡蚜酮浓度为0.002 5、0.005、0.025、0.05、0.25 μg·mL-1）上机测定。分别将溴氰虫酰胺和吡蚜酮的峰面积作为纵坐标y，质量浓度作为横坐标x，绘制标准曲线进行线性分析，得到溴氰虫酰胺的线性回归方程：y=3 260 000x+12 367，相关系数R2=0.999；得到吡蚜酮的线性回归方程：y=8 870 000x+19 405，相关系数R2质量=0.999。结果表明，在0.002 5～0.5 μg·mL-1浓度范围内溴氰虫酰胺和吡蚜酮呈现出较好的线性关系。按3 倍信噪比（S/N=3）计算，溴氰虫酰胺和吡蚜酮的最小检出量（limit of detection，LOD）为1.0×10-12g。

2.3 方法的准确度和精密度

取空白南瓜样品，开展2 种农药的添加回收率试验，溴氰虫酰胺的添加浓度分别为0.01、0.1、1.0 mg·kg-13 个水平，回收率在100%～104%之间，相对标准偏差（RSD）在3.3%～7.0%之间；吡蚜酮的添加浓度分别为0.005、0.05、0.5 mg ·kg-1，3 个添加水平的回收率在96%～107%之间，相对标准偏差（RSD）在0.6%～7.9%之间（表3）。通过添加回收率试验确定，溴氰虫酰胺的最低检测浓度为0.01 mg·kg-1，吡蚜酮的最低检测浓度为0.005 mg·kg-1，试验结果表明，方法的准确度和精密度均可满足农药残留试验准则的要求。

表3 南瓜中溴氰虫酰胺、吡蚜酮的添加回收率 （n = 5）

2.4 溴氰虫酰胺和吡蚜酮在南瓜中的残留消解动态

从表4 和图3 可以看出，消解动态试验样品残留量检测结果符合一级动力学特征，2017 年在河北采收的南瓜样品中溴氰虫酰胺和吡蚜酮的原始沉积量分别为0.022、0.040 mg·kg-1，药 后30 d 溴氰虫酰胺的消解率＞33%，吡蚜酮的消解率＞88%。样品中溴氰虫酰胺的消解回归方程为C=0.018 8e-0.0677T，相关系数r=-0.624 5；吡蚜酮的消解回归方程为C=0.026 8e-0.274T，相关系数r=-0.900 3；南瓜样品中溴氰虫酰胺和吡蚜酮的消解规律均符合一级动力学方程。根据回归方程可知，南瓜样品中溴氰虫酰胺的半衰期（t1/2）为10.2 d；吡蚜酮的半衰期（t1/2）为2.53 d；较易降解。由图1 可知溴氰虫酰胺和吡蚜酮的降解速度均为先快后慢。

表4 溴氰虫酰胺和吡蚜酮的残留消解动态

2.5 溴氰虫酰胺和吡蚜酮在南瓜中的最终残留

从表5 可以看出，末次施药后7、14、21 d 河北石家庄、浙江杭州南瓜中溴氰虫酰胺残留量≤0.031 mg·kg-1；吡蚜酮残留量≤0.023 mg·kg-1。整体来看南瓜中溴氰虫酰胺和吡蚜酮最终残留水平不高，残留量随采收间隔的延长呈降低的趋势。

表5 南瓜中溴氰虫酰胺、吡蚜酮的最终残留量

目前我国未规定南瓜中溴氰虫酰胺和吡蚜酮的最大残留限值，但黄瓜中溴氰虫酰胺的最大残留限值为0.2 mg·kg-1，吡蚜酮的最大残留限值为1 mg·kg-1。暂以0.2 mg·kg-1为试验评价参考值，当施药剂量为450 g·hm-2和675 g·hm-2时，河北石家庄、浙江杭州两地施药后采收的南瓜样品中溴氰虫酰胺和吡蚜酮的残留量均低于参考限量值。

3 结论

试验以0.1 mol·mL-1的氨水和乙腈为提取溶剂，建立了南瓜中溴氰虫酰胺和吡蚜酮残留量的液相色谱-串联质谱检测方法。该方法步骤简单，分析周期快，有机溶剂用量少，对环境和人员危害小，可为农产品中溴氰虫酰胺和吡蚜酮残留监测提供技术支撑。

添加回收率试验结果表明：该方法的准确度和精密度均可满足农药残留试验准则的要求。南瓜样品中溴氰虫酰胺和吡蚜酮的最低检出浓度分别为0.01 mg·kg-1和0.005 mg·kg-1，溴氰虫酰胺在0.01～1.0 mg·kg-1浓度范围内的添加回收率为100%～104%，吡蚜酮在0.005～0.5 mg·kg-1浓度范围内的添加回收率为96%～107%。

消解动态试验结果表明：南瓜中溴氰虫酰胺和吡蚜酮的残留量随着取样天数的增加逐渐降低，其消解规律均符合一级动力学方程。对南瓜最终残留试验样品进行分析测定发现：溴氰虫酰胺最终残留量≤0.031 mg·kg-1，吡蚜酮最终残留量≤0.023 mg·kg-1，残留量随采收间隔延长呈降低趋势。在施药剂量为450、675 g·hm-2时，南瓜中溴氰虫酰胺和吡蚜酮的残留量均低于参考限量值0.2 mg·kg-1。按推荐 剂量450 g·hm-2和675 g·hm-2施药2～3 次，安全间隔期为14 d，收获的南瓜中溴氰虫酰胺和吡蚜酮的残留量低，食用安全。