QuEChERS-UPLC-MS/MS同时测定玉米田环境中氯氟吡氧乙酸和氯氟吡氧乙酸异辛酯的残留量

孙悦萍，陈国峰，任红波，马文琼，金海涛

（黑龙江省农业科学院农产品质量安全研究所，哈尔滨 150086）

氯氟吡氧乙酸和氯氟吡氧乙酸异辛酯均是有机杂环类内吸传导选择性苗后茎叶处理除草剂，在市场上大多以氯氟吡氧乙酸异辛酯形式存在（图1（a）），但施用氯氟吡氧乙酸异辛酯后，会在环境和植株体内水解为氯氟吡氧乙酸[1-2]。氯氟吡氧乙酸异辛酯的残留量是以氯氟吡氧乙酸计。氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸能够有效防除阔叶杂草，对禾本科杂草无效。施药后被植物迅速吸收，在植物体内快速传导，导致敏感植物畸形、扭曲并表现出典型的激素类除草剂反应[3-4]。其主要用于防除玉米、冬小麦田间等一年生阔叶杂草，对作物有较好安全性[5]。随着氯氟吡氧乙酸异辛酯的大面积使用，其与氯氟吡氧乙酸在环境中的归趋和安全性备受关注。

图1 氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸的结构式

目前有关氯氟吡氧乙酸异辛酯以及氯氟吡氧乙酸的研究主要集中在药效、制剂含量测定、环境行为、气相色谱和高效液相色谱法分析等[6-10]。在玉米田环境中施用氯氟吡氧乙酸异辛酯后，其会以氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸2种形式存在，而对同时测定氯氟吡氧乙酸异辛酯以及氯氟吡氧乙酸2种化合物的检测方法却未见报道，因此急需建立利用超高效液相色谱串联质谱（UPLC-MS/MS）同时测定玉米、鲜食玉米、秸秆以及土壤中的氯氟吡氧乙酸异辛酯以及氯氟吡氧乙酸的检测分析方法。笔者采用改进的QuEChERS前处理方法结合UPLC-MS/MS同时检测玉米田环境中的氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸含量的残留量，为氯氟吡氧乙酸在玉米上的使用提供试验依据。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

超高效液相色谱串联质谱仪：Waters Xevo-TQS三重四级杆质谱（含电喷雾离子源（ESI）），美国Waters公司；BT 2202 S电子天平、BSA224S-CW万分之一电子天平，德国赛多利公司；CF15RX高速离心机，日本日立公司；HS501振荡器，德国IKA公司。

氯氟吡氧乙酸异辛酯（纯度97.8%），上海市农药研究所有限公司；氯氟吡氧乙酸（纯度99.0%），Dr.Ehrenstorfer GmbH公司；乙腈（色谱纯）、甲酸（色谱纯）、有机系滤膜（尼龙，0.22 μm），北京迪马欧泰科技发展中心（中国）；乙腈（分析纯）、氯化钠（分析纯），北京益利精细化学品有限公司（北京）；石墨化碳黑（GCB）、N-(正丙基)乙二胺（PSA）、C18，艾杰尔公司（中国天津）。

1.2 标准溶液的配制

分别准确称取氯氟吡氧乙酸0.0101 g、氯氟吡氧乙酸异辛酯0.0102 g标准品于10 mL容量瓶中，用甲醇定容至10 mL，配成质量浓度均为1000 mg/L的氯氟吡氧乙酸和氯氟吡氧乙酸异辛酯单标准储备液，于-20℃下保存。将上述2种1000 mg/L的标准储备液配制成100 mg/L的混合标准液。用乙腈、甲醇逐级稀释配制成0.005、0.01、0.05、0.1、0.5 mg/L的工作溶液，待用。

1.3 样品前处理

玉米、鲜食玉米和土壤样品：称取均质的玉米、鲜食玉米和土壤样品10.0 g置于50 mL离心管中，依次加入20 mL超纯水和20 mL乙腈，振荡提取30 min，将上清液转移至另一个50 mL 离心管中，加入3 g NaCl，涡旋3 min，以10000 r/min的速度离心5 min，取1 mL上层乙腈相转入分别装有50 mg PSA净化剂的2 mL离心管中，涡旋1 min，离心后过0.22 μm有机系滤膜，待测。

秸秆样品：称取均质的秸秆样品5.0 g置于50 mL离心管中，依次加入20 mL超纯水和20 mL乙腈，振荡提取30 min，将上清液转移至另一50 mL离心管中，加入3 g NaCl，涡旋3 min，以10000 r/min的速度离心5 min，取1 mL上层乙腈相转入分别装有25 mg GCB净化剂的2 mL离心管中，涡旋1 min，离心后过0.22 μm有机系滤膜，待测。

1.4 仪器条件

I-Class UPLC-MS/MS用于分析氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸。Acquity UPLCBEH T3（100 mm×2.1 mm，1.8 μm）用于液相色谱分离，柱温为30℃，进样体积为2 μL，流速0.3 mL/min。流动相分别为0.2%甲酸水溶液（A）和乙腈（B）。分离通过梯度洗脱，洗脱程序：0～1 min，10% B；1～2.0 min，10%～90% B；2.0～3.0 min，90% B；3.0～3.5 min，90%～10%B；3.5～5.0 min，10%B。离子源：电喷雾离子源ESI源；扫描方式：正离子扫描；毛细管电压：3.5 kV；离子源温度：120℃；脱溶剂温度：350℃；脱溶剂气流量：650 L/h；锥孔气流量：50 L/h；检测方式：多重反应监测（MRM），见表1。

1.5 定量限（LOQ）和检测限（LOD）

以3倍的信噪比（S/N）来确定目标化合物的检测际（LOD），以最小添加回收浓度作为方法的定量限（LOQ）。为了确定糙米、稻壳和秸秆中的氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸的LOQ值，笔者将一系列玉米、鲜食玉米、秸秆和土壤样品加标最低浓度的工作溶液（0.01～0.1 mg/L），按照上述的方法进行提取和净化，使得最低添加浓度的S/N值比为10。

表1 氯氟吡氧乙酸和氯氟吡氧乙酸异辛酯的质谱参数

1.6 添加回收率的测定

将氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸的混合标准溶液分别添加3组浓度到空白玉米、鲜食玉米、秸秆和土壤样品中，每档浓度重复5次，用上述分析方法测定并计算添加回收率和相对标准偏差。

2 结果与分析

2.1 提取溶剂的选择

本研究对氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸的提取溶剂进行了优化。目前常用的提取溶剂有丙酮、甲醇、乙腈、乙酸乙酯等[11]，考虑到氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸的化学性质，本研究使用甲醇、50%乙腈以及纯乙腈来对比玉米、鲜食玉米、秸秆和土壤中2种农药的提取效果。用混合标准溶液加标玉米、鲜食玉米、秸秆和土壤空白基质，以使上述4种基质中氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸的含量均为0.1 mg/kg。如图2所示，使用甲醇对氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸的提取率在34.2%～85.7%，50%乙腈水的提取率在95.6%～100.4%，纯乙腈对氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸的提取率在77.4%～92.9%。因此，50%乙腈水是提取玉米、鲜食玉米、秸秆和土壤中氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸的最佳溶剂。

图2 提取溶剂对氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸提取率的影响

2.2 净化剂的选择

目前，最常用的分散固相萃取材料是PSA，GCB，C18。PSA主要用于去除某些极性杂质，例如有机酸，脂肪酸和糖类。C18用于去除非极性物质，例如脂质和色素，而GCB主要用于有效去除基质中的色素并吸收特定的农药[12-14]。根据它们的相对成本和性能，笔者选择了PSA，GCB和C18进行此项研究（表2）。

表2 提取溶液中净化剂PSA，C18 和GCB 的优化

在玉米、鲜食玉米、秸秆和土壤样品（10.0 g）中加入混合标准溶液，使氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸的浓度均为0.1 mg/kg，并使用40 mL 50%乙腈水提取目标化合物，加NaCl盐析后取上层乙腈提取液1 mL，评估每种吸附剂的使用量。每1 mL提取物中的C18含量在25～100 mg时，氯氟吡氧乙酸异辛酯的回收率不高于78.2%，但每1 mL提取物中的PSA含量为25～50 mg时，氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸的回收率均高于92.6%，可能起因于PSA净化剂含有2个氨基可与玉米、鲜食玉米和土壤中有机酸、脂肪酸、色素、糖类等极性基质成分结合，且对目标农药和代谢物不具有吸附效果。当使用超过50 mg PSA时，回收率均有所下降。当每1 mL提取物中用25 mg GCB提取时，氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸的回收率为95.7%～99.4%，而随着GCB使用量的增加，其回收率逐渐减小，表明GCB与目标化合物之间具有强吸附性，考虑到样品回收率和净化的成本，使用50 mg PSA净化玉米、鲜食玉米和土壤中的杂质。对于秸秆样品用25 mg GCB进行净化，因为净化剂中有着特殊的层状结构，能够吸附玉米秸秆提取剂中的色素和甾醇类杂质，且25 mg的GCB不会吸附目标农药。

2.3 方法的线性关系和灵敏度

在上述色谱条件下，对不同质量浓度的标样溶液分别进样，得到相应的响应值。由表3可见，氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸在0.005～0.5 mg/L线性关系良好，氯氟吡氧乙酸异辛酯线性回归方程为y=90909.9 x＋1274.2，相关系数为r=0.9999；氯氟吡氧乙酸线性回归方程为y=2615890.4 x-11301.3，相关系数为r=0.9998。以3倍信噪比（S/N）计算，氯氟吡氧乙酸异辛酯的检测限（LOD）为2.5×10-3ng，氯氟吡氧乙酸的检测限为1.1×10-3ng。以低档添加水平为准，氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸在玉米、鲜食玉米、秸秆和土壤中的定量限（LOQ）均为0.05 mg/kg。

表3 氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸的线性关键及灵敏度

2.4 方法的准确度和精密度

采用标样添加的方法，分别在空白玉米、鲜食玉米、秸秆和土壤样品中添加3档浓度的氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸标准溶液，每档重复5次，用上述优化的分析方法测定回收率。计算每个加标样品中氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸的平均加标回收率和标准偏差（RSD），用以考察所建立方法的准确度和精密度。由表4可知，氯氟吡氧乙酸异辛酯在玉米，鲜食玉米、秸秆和土壤样品中的的加标平均回收率为92.6%～100.5%，相对标准偏差（RSD）在1.3%～5.8%；氯氟吡氧乙酸的平均回收率为84.6%～100.3%，相对标准偏差（RSD）为0.7%～5.1%。回收率和精密度均满足检测玉米田环境基质中氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸的方法要求。

表4 氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸的添加回收率

3 结论

本研究建立了QuEChERS结合液相色谱-串联质谱法同时测定氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸在玉米田环境中的残留分析方法。氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸在0.005～0.5 mg/L内线性良好。在优化条件下，氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸在玉米、鲜食玉米、秸秆和土壤基质中的平均回收率在84.6%～103.8%，相对标准偏差（RSD）为0.7%～5.4%。氯氟吡氧乙酸异辛酯和氯氟吡氧乙酸的最低检测限（LOD）分别为2.5×10-3ng和1.1×10-3ng，在玉米，鲜食玉米、秸秆和土壤基质中的定量限（LOQ）均为0.05 mg/kg。该方法操作步骤简单准确、快速有效，能够满足农药残留分析要求，适用于大量样品的快速检测，并获得准确可靠的数据。