趙增兵，孔維剛，柴勇利，成蘭興，陳 波，楊舒程

（1 河南省化工研究所有限責(zé)任公司，河南 鄭州450002；2.鄭州市公安局 物證鑒定中心，河南 鄭州450000）

超高效液相色譜-四級桿/靜電場軌道阱高分辨質(zhì)譜（UPLC-Q-Orbitrap）因為高選擇性的四級桿和高分辨率、高靈敏度的軌道阱相結(jié)合，所以能夠快速篩查目標(biāo)物與非目標(biāo)物[1]，它與三重四極桿低分辨質(zhì)譜相比較不用對目標(biāo)物逐個離子及相關(guān)參數(shù)進行優(yōu)，彌補檢測樣品數(shù)量較少缺陷，在分析測試藥類、環(huán)境中的毒物及毒品方面有較多應(yīng)用。已有報道UPLC-Q-Orbitrap 應(yīng)用于尿液中的毒蕈堿[2]、硝基咪唑類藥物[3]、β-受體阻滯劑[4]、豬肉中的氯霉素、大環(huán)內(nèi)酯類抗生素、氯丙嗪[5-7]等藥物的測定。雖然現(xiàn)在環(huán)境質(zhì)量明顯改善，土壤、空氣、水、蔬菜、糧食等仍存在微量或痕量的農(nóng)藥殘留，它可能沒有帶來明顯的職業(yè)病或動植物快速死亡，但會通過長時間累積引起慢性中毒或造成其他疾病。

自從1982 年杜邦公司研制出第一個應(yīng)用于小麥與大麥田的磺酰脲類除草劑商品（綠黃隆），此后經(jīng)過結(jié)構(gòu)改造與修飾，汽巴精化又相繼開發(fā)出醚苯磺隆、醚磺隆、氟嘧磺?。蝗债a(chǎn)公司開發(fā)出吡嘧磺?。皇鹃_發(fā)出啶密磺隆、煙嘧磺??；組合化學(xué)公司開發(fā)出唑嘧磺隆。目前，磺酰脲類除草劑是使用最廣泛的一類除草劑，屬于弱酸性物質(zhì)，因其具有廣譜、低毒、高效等特點，在很多農(nóng)業(yè)相關(guān)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。但該類除草劑具有不易光解、不易揮發(fā)的特點，在農(nóng)作物、土壤、沉積物及水體中也存在一定殘留。通過幾十年的使用還是不可避免得會對環(huán)境造成污染[8,9]。

超高效液相色譜-四級桿/靜電場軌道阱高分辨質(zhì)譜用于對苯磺隆、噻吩磺隆、吡嘧磺隆、煙嘧磺隆、甲嘧磺隆、芐嘧磺隆等的測試未見報道，我們利用物質(zhì)的精確分子量、相對保留時間、同位素豐度比例等對農(nóng)藥殘留進行快速、準(zhǔn)確的定性檢驗和定量分析，對調(diào)查農(nóng)業(yè)污染源、土壤利用優(yōu)劣、檢測食品農(nóng)藥殘留和提高行業(yè)檢測水平具有重要意義。

1 實驗部分

1.1 儀器、試劑與材料

Ultimate 3000 超高效液相色譜-四極桿-串聯(lián)靜電軌道阱組合式高分辨質(zhì)譜儀（美國Thermo 公司）；HESI 加熱型電離噴霧源，高速離心機，美國Thermo公司；QUINTIX1250 電子天平，德國sartoyius 公司；Milli-Q 純水儀（美國密理博公司）。

苯磺隆、噻吩磺隆、吡嘧磺隆、煙嘧磺隆、甲嘧磺隆、芐嘧磺隆標(biāo)準(zhǔn)品均來自美國Sigma-Aldrich 公司。甲醇、乙腈、乙酸銨均為色譜純，H2O 均使用去離子水。

1.2 色譜條件

色譜柱 Thermo Hypersil GOLD 色譜柱（100mm×2.1mm，1.9μm，美國Thermo 公司），流動相A 為體積分?jǐn)?shù)為0.1%甲酸、5mmol 乙酸銨的水溶液，B 為甲醇；進樣量：10μL；柱溫箱：30℃；梯度洗脫如下表1。

表1 流動相洗脫條件Tab.1 Mobile phase elution conditions

1.3 質(zhì)譜條件

質(zhì)量分析器 四級桿-靜電場軌道阱；電噴霧離子源（正離子），使用全掃描（Full MS）和數(shù)據(jù)依賴二級掃描（dd-MS2），其中一級掃描分辨率為70000，一級母離子掃描范圍為100～800，最大注入捕獲器時間為100ms，靜電軌道阱離子捕獲器門限值（AGC Target）為3×106；二級掃描分辨率為17500，二級碎片離子捕獲器門限值（dd-MS2 AGC Target）為1×105，最大響應(yīng)離子（Top N）選5 個，最大注入捕獲器時間（dd-MS2 Maximum inject time）為50ms，動態(tài)排除電壓5s，歸一化碰撞能為：20、40、50；離子傳輸管溫度為325℃；加熱器溫度為350℃；噴霧電壓為3.2kV；鞘氣（N2）流速為40arb；輔助器流速為10arb。

1.4 混合工作溶液的配制

將10mL 100μg·L-1混合工作標(biāo)準(zhǔn)溶液，用無水甲醇定容至100mL 容量瓶中，得到混合工作液濃度10μg·L-1。

1.5 樣品的預(yù)處理

將干燥后的樣品過32 目（孔徑為0.56mm）的土壤篩，稱土樣20.0g，置于250mL 具塞三角瓶中，加20mL 提取液（甲醇-0.02mol·L-1NH3·H2O（50∶50，V/V）），在搖床上以250r·min-1的速度振蕩1h，然后將提取液轉(zhuǎn)移至20mL 離心管中，以3000r·min-1的速度離心10min，取上清液；然后加入10mL 提取液，重復(fù)提取1 次，離心，合并上清液，定容100mL 容量瓶測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 條件優(yōu)化

2.1.1 流動相和流速的選擇 流動相常用乙腈或甲醇，經(jīng)試驗，用甲醇做流動相時峰型較佳。流動相流速在0.1～0.5mL·min-1范圍內(nèi)試驗，結(jié)果0.4mL·min-1時，峰型最佳。

2.1.2 掃描模式的選擇 根據(jù)6 種農(nóng)藥分子結(jié)構(gòu)特征分析，都含有氮、氧、硫元素，含有雜環(huán)，其結(jié)構(gòu)在電離時易得到一個H+帶正電荷，故選用正模式進行掃描，使用負(fù)離子模式掃描無法檢出。

2.1.3 離子源選擇 質(zhì)譜電離源常用ESI 和APCI兩種，ESI 電離源適用于多電核、中高極性、分子量較大、熱不穩(wěn)定的物質(zhì)；APCI 電離源適用于單電核、弱極性、小分子化合物、易揮發(fā)、熱穩(wěn)定的物質(zhì)；經(jīng)試驗，兩種電離源均可，選用ESI 電離源靈敏度較高，選用APCI 電離源色譜背景較為干凈。故選用ESI 電離源。

2.2 檢測結(jié)果

按上述儀器條件進樣，苯磺隆、噻吩磺隆、吡嘧磺隆、煙嘧磺隆、甲嘧磺隆、芐嘧磺隆均能有效分離，且峰型較好。如圖1～7 所示為總離子流譜圖以及各物質(zhì)一級質(zhì)譜圖。表2 為6 種農(nóng)藥保留時間、精確質(zhì)量數(shù)與二級質(zhì)譜碎片。

圖1 6 種農(nóng)藥的總離子流色譜圖及精確分子量提取后的色譜圖Fig.1 Total ion flow chromatogram of six herbicides

圖2 苯磺隆精確分子量提取的色譜圖以及一級質(zhì)譜圖Fig.2 Total ion flow chromatogram and primary mass spectrum of tribenuron

圖3 噻吩磺隆精確分子量提取的色譜圖以及一級質(zhì)譜圖Fig.3 Total ion flow chromatogram and primary mass spectrum of thifensulfuron

圖4 吡嘧磺隆精確分子量提取的色譜圖以及一級質(zhì)譜圖Fig.4 Total ion flow chromatogram and primary mass spectrum of pyrazosulfuron

圖5 煙嘧磺隆精確分子量提取的色譜圖以及一級質(zhì)譜圖Fig.5 Total ion flow chromatogram and primary mass spectrum of nicosulfuron

圖6 甲嘧磺隆精確分子量提取的色譜圖以及一級質(zhì)譜圖Fig.6 Total ion flow chromatogram and primary mass spectrum of Mesulfuron

圖7 芐嘧磺隆精確分子量提取的色譜圖以及一級質(zhì)譜圖Fig.7 Total ion flow chromatogram and primary mass spectrum of bensulfuron-methyl

表2 6 種農(nóng)藥保留時間、精確質(zhì)量數(shù)與二級質(zhì)譜碎片Tab.2 Retention time, accurate mass number and secondary mass spectrum of six pesticides

2.3 方法學(xué)考察

2.3.1 線性范圍和檢出限 分別添加0.1、0.2、0.5、1、2、5、10μg·L-1的目標(biāo)化合物混合工作標(biāo)準(zhǔn)液到空白基質(zhì)溶液中。以6 種磺酰胺脲類除草劑的峰面積（Y）為縱坐標(biāo)，質(zhì)量濃度（X，μg·L-1）為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。6 種化合物在0.1～10μg·L-1范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，線性相關(guān)系數(shù)r2均大于0.99。在空白樣品中分別添加一系列濃度的目標(biāo)化合物混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，進行前處理和測定，取信噪比3 倍對應(yīng)的濃度為檢出限（LOD），以信噪比10 倍對應(yīng)的濃度為定量限（LOQ）。實驗結(jié)果表明，6 種目標(biāo)化合物的檢出限為0.5～2μg·kg-1，定量限為1～5μg·kg-1。具體結(jié)果見表3。

表3 6 種目標(biāo)化合物的線性方程、相關(guān)系數(shù)、線性范圍、檢出限和定量限Tab.3 Linear equations，correlation coeficients，linear ranges，LODs and LOQs of the 6 target compounds

2.3.2 回收率與精密度 為了評價方法的準(zhǔn)確性和精密度，空白樣品中添加5、10、15μg·L-13 個水平的6 種目標(biāo)化合物混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，每個水平進行6 次試驗。結(jié)果，6 種化合物的平均回收率為72.8%～93.6%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于10%（見表4）。表4 結(jié)果表明，其準(zhǔn)確度與精密度能夠滿足化合物殘留檢測的要求，該分析方法較可靠，適用于定量分析。

表4 6 種目標(biāo)化合物在3 個添加水平下的平均回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（n=6）Tab.4 Average recoveries and relative standard deviations of the 20 target compounds at three spiked levels（n=6）

甲嘧磺隆 5 86.0 2.1 10 82.7 5.4 15 79.9 5.3芐嘧磺隆 5 92.3 6.8 10 79.9 3.5 15 79.9 2.9

2.4 樣品分析

用此檢測方法對某地市基本農(nóng)田土壤取200樣品進行分析測定。結(jié)果表明，其中有54 組樣品中檢出了苯磺隆、噻吩磺隆、煙嘧磺隆、芐嘧磺隆等幾種除草劑，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為2.56，1.24，1.25，2.17μg·kg-1，沒有一組樣品檢測到吡嘧磺隆、甲嘧磺隆。

3 結(jié)論

本研究建立了UPLC-Q-Orbitrap 同時測定磺酰脲類除草劑苯磺隆、噻吩磺隆、吡嘧磺隆、煙嘧磺隆、甲嘧磺隆、芐嘧磺隆的定性定量方法。該方法具有選擇性好、簡便快捷、靈敏準(zhǔn)確等特點，滿足環(huán)境中土壤等微量農(nóng)藥殘留的快速、準(zhǔn)確定量的需求，對現(xiàn)有檢測農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)提供方法參考與補充，對保障我國食品安全和提高行業(yè)檢測水平具有重要意義。