HPLC-MS/MS 法测定水和土壤中羟哌酯残留量

谭正莹，何 钰，段亚玲，廖朝选，龚会琴

(贵州省分析测试研究院，贵阳 550000)

羟哌酯(icaridin)，化学名称为2-(2-羟乙基)哌啶-1-羧酸仲丁酯，是由德国拜耳公司在20 世纪90年代末开发的一种新型、高效、环保的杀虫剂。世界卫生组织(WHO)杀虫剂评估报告显示羟哌酯是安全的、化妆品型的新型避蚊剂，是目前全球广泛使用的避蚊胺(DEET)替代产品。

目前国内外有关羟哌酯的研究主要集中在药效方面[1-7]，但有关其在不同环境介质中的残留检测方法，尤其是在水和土壤中的残留检测方法研究尚少[8]，因此亟待研究专属有效的检测方法以应用于羟哌酯在水和土壤中的残留检测。本研究采用高效液相色谱串联质谱法开展了羟哌酯在水和土壤中的残留分析方法研究，以期为羟哌酯的环境归趋研究及其环境风险评估提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试剂

甲醇(色谱纯，默克公司)；甲酸(色谱纯，天津市科密欧化学试剂有限公司)；超纯水(电阻率18.2 MΩ×cm，25 ℃)；羟哌酯标准品，质量分数为98.7% (CHEM SERVICE)。

1.2 试验基质

水：试验选用饮用水、地表水和测试水作为水试验基质。饮用水来源于实验室自来水，地表水来源于水库，测试水来源于实验室养殖用水。水样采集后用滤纸过滤掉水中大颗粒悬浮物及微生物，收集滤液于棕色玻璃瓶中，置于4 ℃冰箱中保存。水质理化参数见表1。

表1 水质理化参数

土壤：选用湖南省长沙市红土、浙江省绍兴市水稻田土和吉林省公主岭黑土作为土壤试验基质。土壤样品采集后，除去植物落叶、根茎、石块和砂砾等杂物，室温下自然风干，研磨，过0.25 mm筛，收集制备好的土壤于棕色玻璃瓶中保存。土壤理化参数见表2。

表2 土壤理化参数

1.3 仪器

Agilent 1290-6470A液质联用仪(美国安捷伦公司)；XSE205DU型电子天平(梅特勒公司)；H1850型台式高速离心机(湖南湘仪实验室仪器开发有限公司)；明澈超纯水制备系统(Merck Millipore)。

1.4 仪器操作条件

1.4.1 液相色谱操作条件

色谱柱：Eclipse Plus C18(50 mm×3.0 mm，1.8 µm)；流动相：甲醇-0.1%甲酸水溶液(体积比90∶10)；流速：0.3 mL/min；柱温：30 ℃；进样体积：5 μL。在上述色谱条件下羟哌酯保留时间约为1.0 min。

1.4.2 MSD 操作条件

离子源：AJS ESI源；干燥气：N2；干燥气温度：300 ℃；干燥气流速：10 L/min；鞘气：N2；鞘气温度：350 ℃；鞘气流速：11 L/min；雾化器压力：40 psi；喷嘴电压：0 V；毛细管电压：3 500 V；监测模式：多反应监测模式(MRM)。质谱参数见表3。

表3 羟哌酯的质谱参数

上述给出的液相色谱、质谱操作条件是典型的，可根据不同仪器特点，对给定的操作参数作适当调整，以期获得最佳效果。羟哌酯定性定量离子图谱见图1。

图1 羟哌酯定性定量离子图谱

1.5 标准工作溶液的配制

准确称取0.010 79 g 羟哌酯标准品于100 mL 容量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度，摇匀，得到质量浓度为106.5 mg/L 的羟哌酯标样储备液。用甲醇稀释上述标样储备液，配制得到羟哌酯质量浓度分别为0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0 μg/L的一系列标准工作溶液，用于绘制标准曲线。

1.6 添加回收率试验

1.6.1 水体添加回收率试验

分别移取约90 mL 水(饮用水、地表水及测试水)于100 mL 容量瓶中，准确加入0.1 mL 浓度分别为100.0 μg/L 和10.0 mg/L 的羟哌酯标样溶液，定容至刻度，摇匀，得到添加浓度分别为0.1 µg/L和10.0 µg/L的试样，每个添加浓度分别配制5 个平行样品，同时对每种水设置空白对照。用0.45 μm 滤膜过滤后按1.4 节仪器操作条件进行分析测定，计算其添加回收率。

1.6.2 土壤添加回收率试验

分别称取10 g 土壤(红土、水稻田土及黑土)于50 mL 离心管中，准确加入0.1 mL 浓度为100.0 μg/L和10.0 mg/L 的羟哌酯标样溶液，得到添加浓度分别为1.0 µg/kg 和100.0 µg/kg 的试样，每个添加浓度分别配制5 个平行样品，同时对每种土壤设置空白对照。加入40 mL 甲醇，摇匀，超声提取15 min，以10 000 rpm 离心5 min，离心后的上清液用0.45 μm滤膜过滤后按1.4 节仪器操作条件进行分析测定，计算其添加回收率。

2 结果与讨论

2.1 仪器条件的确定

2.1.1 质谱条件的优化

配制质量浓度为100.0 μg/L 的羟哌酯标准溶液进行正/负离子模式全扫描，羟哌酯进入一级质谱后，产生稳定的[M+H]+母离子峰(m/z230.1)，其中正离子模式下母离子的响应值较高，故选用正离子模式进行扫描；再通过离子选择性扫描模式及子离子扫描模式进一步优化碎裂电压及碰撞能量，使母离子发生断裂或重排，产生不同的离子碎片，进入二级质谱；最后在多反应监测模式下优化碰撞能、驻留时间等质谱参数，得到羟哌酯母离子为m/z230.1，定量和定性离子分别为m/z130.1 和m/z156.1，在此质谱条件下可获得最佳的灵敏度。

2.1.2 液相色谱条件的优化

根据羟哌酯的性质，选用C18色谱柱(50 mm× 3.0 mm，1.8 µm)，设定流速为0.3 mL/min，分别考察了以甲醇-水、乙腈-水、甲醇-0.1%甲酸水溶液和乙腈-0.1%甲酸水溶液为流动相时对羟哌酯检测结果的影响。结果表明选用甲醇-0.1%甲酸水溶液(体积比90∶10)为流动相时，可使羟哌酯获得较好的保留时间和峰型，分离效果好。

2.2 基质效应

水和土壤中含有一些杂质，可能产生基质效应，对检测结果造成影响。为验证基质效应，用甲醇、水和土壤空白基质提取液分别配制0.05～20.0 µg/L的系列标准工作液进行比较，按1.4 节仪器操作条件进行测定，绘制标准曲线，计算基质标液与溶剂标液的斜率比。基质效应(ME)=基质标准曲线斜率/溶剂标准曲线斜率，当0.8＜ME＜1.2 时，基质效应可以忽略。基质效应试验结果见表4，结果表明羟哌酯在水和土壤中的基质效应可忽略，试验中采用甲醇配制标准曲线进行定量分析。

表4 基质效应测定结果

2.3 方法的线性相关性

按1.4节仪器操作条件对1.5节中配制的标准工作溶液进行分析测定。以羟哌酯的质量浓度为横坐标，羟哌酯的峰面积为纵坐标绘制标准曲线，得到其线性方程为y=1 846.58x+129.59，线性相关系数为0.999 1，表明羟哌酯在0.05～20.0 μg/L 质量浓度范围内具有良好的线性关系。

2.4 方法的准确度和精密度

2.4.1 水中添加回收率试验结果

按1.6.1 节操作步骤进行水中添加回收率试验，按照1.4 节仪器操作条件进行分析测定，计算羟哌酯在水中的添加回收率及相对标准偏差，结果见表5。由表5 可以看出：当水中添加浓度为0.1 µg/L 时，羟哌酯在饮用水、地表水及测试水中的平均回收率分别为87.8%、85.2%及87.1%，相对标准偏差分别为9.5%、11.7%及8.6%；当水中添加浓度为10.0 µg/L时，羟哌酯在饮用水、地表水及测试水中的平均回收率分别为92.8%、96.2%及94.3%，相对标准偏差分别为4.5%、5.9%及6.7%。

表5 羟哌酯在水中的添加回收率和相对标准偏差(n=5)

2.4.2 土壤中添加回收率试验结果

按1.6.2 节操作步骤进行土壤中添加回收率试验，按照1.4 节仪器操作条件进行分析测定，计算羟哌酯在土壤中的添加回收率及相对标准偏差，结果见表6。

表6 羟哌酯在土壤中的添加回收率和相对标准偏差(n=5)

由表6 可以看出：当土壤中添加浓度为1.0 µg/kg时，羟哌酯在红土、水稻田土及黑土中的平均回收率分别为93.1%、85.1%及91.8%，相对标准偏差分别为3.4%、2.6%及3.8%；当土壤中添加浓度为100.0 µg/kg 时，羟哌酯在红土、水稻田土及黑土中的平均回收率分别为112.8%、116.3%及114.8%， RSD 分别为1.3%、0.5%及1.4%。

羟哌酯在水和土壤中的添加回收率及相对标准偏差均符合农药残留分析试验的要求[9]，说明本研究所建立的羟哌酯残留检测方法具有良好的准确度和精密度。在上述仪器操作条件下，水中羟哌酯的定量限为0.1 µg/L，土壤中羟哌酯的定量限为1.0 µg/kg。

3 结 论

本文采用LC-MS/MS 建立了一种快速测定水和土壤中羟哌酯残留量的方法。该方法在羟哌酯测试浓度范围内线性关系良好，准确度和精密度好，且具有操作简单、灵敏度高、快速准确等特点，适于检测水和土壤中羟哌酯残留量。