楊志富,歐曉明,曾利紅,湯 濤,梁 驥,侯根連,歐 將
(1.湖南化工研究院有限公司國家農(nóng)藥創(chuàng)制工程技術研究中心,長沙 410014;2.農(nóng)用化學品湖南省重點實驗室,長沙 410014;3.湖南化研院檢測技術有限公司,長沙 410014;4.浙江省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品質量標準研究所,杭州310021)
唑啉草酯屬于先正達開發(fā)的一種新苯基吡唑啉類除草劑,作用機理為通過抑制乙酰輔酶A羧化酶,造成植物脂肪酸生物合成受阻,使細胞生長分裂停止,破壞細胞膜含脂結構,導致雜草死亡。我國已于2010年登記用于防除冬小麥和春小麥以及大麥田一年生禾本科雜草[1-3]。唑啉草酯應用于田間后,主要的代謝產(chǎn)物有M2和M3,母體和代謝物均可能隨雨水、淋溶等進入自然水體和土壤中,影響生物生長從而造成生態(tài)風險[4-5]。建立唑啉草酯及其代謝物M2、M3在水和土壤中的分析檢測方法,旨在為該藥劑在環(huán)境中的研究及風險評估提供技術支持。
目前關于唑啉草酯的報道多為合成[6-7]、應用技術[8-10]、質量控制[11]和在植物基質中的殘留分析[12],未見同時對其母體和代謝物在水和土壤中的檢測方法。農(nóng)藥在環(huán)境介質中的殘留量一般較低,普通的液相色譜分析方法的檢出限難滿足分析要求。筆者建立的超高效液相色譜-串聯(lián)質譜分析方法具有更高的靈敏度,經(jīng)驗證可用于唑啉草酯及其代謝物M2、M3的環(huán)境歸趨和環(huán)境毒理試驗中農(nóng)藥殘留分析。
唑啉草酯標準品(純度98.4%),國家農(nóng)藥質量監(jiān)督檢驗中心(沈陽);唑啉草酯代謝物M2標準品(純度99.8%),北京科潤天朗環(huán)境技術有限公司;唑啉草酯代謝物M3標準品(純度99.3%),北京科潤天朗環(huán)境技術有限公司。
Agilent 1290/G6470型三重四極桿液質聯(lián)用儀、Agilent Eclipse plus C18色譜柱(2.1 mm×50 mm×1.8μm),美國安捷倫公司;LC-30A/LCMS-8050型超高效液相色譜-三重四極桿質譜聯(lián)用儀,日本島津公司;SPS 402F型電子天平(0.01 g),梅特勒·托利多(常州)測量技術有限公司;AL204型電子天平(0.000 1 g),梅特勒·托利多國際貿(mào)易(上海)有限公司;Hei-vap型旋轉蒸發(fā)儀,德國海道爾夫德祥科技有限公司;ACQUITY UPLCTMBEH C18色譜柱(2.1 mm×100 mm×1.7μm),美國沃特世科技有限公司。
供試水和土壤按相關要求采集、處理[13],主要參數(shù)信息見表1。
表1 供試水和土壤主要參數(shù)信息表
1.3.1 儀器方法
色譜條件:流動相A(0.1%甲酸水溶液);流動相B(0.1%甲酸甲醇溶液);柱溫為40℃;進樣體積為5 μL。梯度洗脫程序見表2[12,14]。
表2 液相梯度洗脫程序
質譜條件:離子源為ESI+;檢測方式為多反應監(jiān)測;interface電壓為4.0 kV;霧化器流速為3.0 L/min;干燥氣流速為10.0 L/min;加熱氣流速為10.0 L/min;interface溫度為300℃;DL溫度為250℃;Heat Block溫度為400℃。質譜信息見表3。
表3 農(nóng)藥質譜檢測離子對信息
1.3.2 前處理方法
量取50 mL水樣于250 mL分液漏斗中,加入10 g氯化鈉,搖勻溶解,加入80 mL乙酸乙酯-二氯甲烷(1∶1,V/V,含1%0.1 mol/L鹽酸),劇烈萃取3 min,上層清液過無水硫酸鈉后收集于250 mL錐形瓶中,再用80、50 mL乙酸乙酯-二氯甲烷(1∶1,V/V)萃取2遍,合并上層清液并在50℃下旋蒸至近干。用5 mL乙腈-水(1∶1,V/V)定容,過膜,待LC-MS/MS檢測。
稱取5 g(精確至0.01 g)土壤樣品于250 mL塑料離心管中,加入50 mL乙酸乙酯-乙腈(1∶1,V/V),再加入1 mL 0.1 mol/L鹽酸,搖勻后超聲5 min,離心,過無水硫酸鈉后收集于250 mL圓底燒瓶中,再用50 mL乙酸乙酯-乙腈(1∶1,V/V)振蕩提取2遍,每次30 min,隨后離心,合并上清液至圓底燒瓶中,于50℃水浴中旋轉蒸發(fā)至近干,冷卻后用5 mL乙腈-水(1∶1,V/V)定容,過0.22μm有機相濾膜至進樣瓶中,待LC-MS/MS檢測。
2)幾何模型建立范圍為:上下游方向,以山梁山脊線為基線分別向河流上、下游方向;垂直河流方向,從河谷向山。建立有限元計算模型。
1.3.3 對照品溶液配制
分別配制唑啉草酯、唑啉草酯代謝物M2、唑啉草酯代謝物M3標準儲備液(母液),然后配制1.0 mg/L的唑啉草酯、M2和M3的混合標準工作液(用色譜純乙腈定容,2~8℃保存,有效期為1個月)。將該工作液用樣品基質提取液逐級稀釋,得到0.25、1.0、5.0、20、50、100μg/L的基質系列標準工作液(現(xiàn)配現(xiàn)用)。
1.4.1 儀器方法
質譜條件:AJS-ESI+為正離子掃描;離子噴霧電壓為3.5 kV;霧化器壓力為310.3 kPa;干燥氣溫度為5 L/min;干燥氣流速5 L/min;鞘氣流速為11 L/min;其他質譜條件與1.3.1中相似。
1.4.2 前處理方法
與1.3.2前處理方法相同。
1.4.3 線性與范圍
將1.0 mg/L的唑啉草酯、M2和M3的混合標準工作液分別用乙腈-水(1∶1,V/V)和樣品基質提取液逐級稀釋配制成0.25、1.0、5.0、20、50、100μg/L質量濃度的溶劑系列標準溶液和基質系列標準溶液,制作標準曲線。
1.4.4 添加回收試驗
在供試自來水和紅壤土中進行加標回收試驗,自來水添加濃度分別為0.1、1和1 000μg/L,紅壤土中添加濃度分別為1、10和1 000μg/kg,每個濃度重復6次,同時設不加藥的空白對照,按上述儀器條件和樣品前處理方法進行分析檢測。
當基質效應小于20%,可使用溶劑標準曲線進行計算,否則需用基質標準曲線進行計算[15]。唑啉草酯、M2、M3的基質效應在自來水中為3.17%~20.10%,紅壤土中為19.8%~53.0%。驗證結果存在基質效應,需選擇基質標標準曲線計算。取信噪比為3倍對應的待測物質量濃度作為檢出限。自來水、紅壤土中唑啉草酯的線性結果見表4,相關系數(shù)均大于0.990。結果表明,該方法線性關系較好、檢出限低、靈敏度高。
表4 不同基質中3種分析物的線性相關性、檢出限和定量限(n=6)
加標回收率試驗結果,見表5。在自來水和紅壤土中分別添加3個水平(低、中、高)3種物質的標準混合溶液,平行測定6次,以基質標為基準計算回收率。唑啉草酯、M2、M3在自來水中添加量為0.1、1.0、1 000μg/L時,平均回收率分別為86%~98%、81%~94%、96%~105%,相對標準偏差均小于9%;在紅壤土中添加量為1.0、10、1 000μg/kg時,平均回收率分別為87%~100%、91%~104%、86%~104%,相對標準偏差在均小于7%,表明該方法回收率高,準確度好。
表5 自來水和紅壤土中唑啉草酯、M2、M3的準確度和精密度結果(n=6)
根據(jù)相同方法進行回收率試驗,自來水和紅壤土中分別做了低、中、高3檔添加濃度,每個濃度6次重復。結果顯示,在自來水中的唑啉草酯日內和日間精密度分別為2%~10%和7%~11%;M2的日內和日間精密度分別為2%~6%和3%~4%;M3的日內和日度精密度分別為3%~8%和6%~10%。在紅壤土中唑啉草酯的日內和日間精密度分別為3%~11%和4%~6%;M2的日內和日度精密度分別為2%~8%和1%~6%;M3的日內和日度精密度分別為2%~12%和6%~9%,均小于15%,表明該方法重復性好,精密度高。
空白基質樣品、最低檔濃度標樣、低檔添加濃度質譜進樣。結果表明,加標樣品圖譜中除3種標準物質峰外,未見其他雜峰產(chǎn)生有效干擾(圖1、2),表明方法的選擇性高、專屬性好。
圖1 自來水中唑啉草酯M2、M3子離子質譜圖
方法驗證時對比了不同的儀器品牌、色譜柱型號、柱溫等條件。結果顯示,唑啉草酯、M2、M3含量的相對標準偏差小于1.0%,說明該方法的耐用性較好。
圖2 紅壤土中唑啉草酯M2、M3子離子質譜圖
參照NY/T 3151—2017《農(nóng)藥登記土壤和水中化學農(nóng)藥分析方法建立和驗證指南》[15],筆者采用超高效液相色譜-串聯(lián)質譜法建立了自來水和紅壤土中唑啉草酯、M2、M3殘留量的分析方法,并對其進行了驗證。該方法的靈敏度、準確度和精密度、耐用性等均符合要求,方法簡單、快速、準確,一次進樣能檢測唑啉草酯及其代謝物的殘留量,滿足環(huán)境試驗中痕量樣品低濃度的檢測要求。