常金鶴 李如男 董豐收 鄭永權 張清明 李遠播

摘要

為了闡明新煙堿類殺蟲劑對水稻和非靶標水生生物的殘留特性和安全性，建立了水稻、非靶標水生生物斑馬魚Danio?rerio和大型溞Daphnia?magna、水體中3種新煙堿類殺蟲劑（吡蟲啉、噻蟲啉、啶蟲脒）及其7種代謝物的痕量檢測分析方法。采用QuEChERS方法進行樣品前處理，高效液相色譜－串聯(lián)質譜檢測，目標化合物均采用外標法定量。結果表明：10種目標化合物的溶劑標準曲線和基質標準曲線在1～1?000?μg/kg范圍內線性關系良好，決定系數(shù)為0.991～0.999;10種目標化合物在6種基質中的平均回收率為71.16%～118.57%，相對標準偏差為0.54%～18.04%，水稻、斑馬魚、營養(yǎng)液和水中10種目標化合物的定量限為10?μg/kg（大型溞中的定量限為50?μg/kg），滿足殘留分析方法的要求。運用所建立的方法探究了3種新煙堿類殺蟲劑在水稻及非靶標水生生物（斑馬魚和大型溞）中的吸收累積和代謝行為，結果表明這3種農藥在水稻中的轉運系數(shù)均大于7，極易向地上部分遷移;在非靶標水生生物中的富集系數(shù)均小于2?mL/g，為低富集性農藥。

關鍵詞

新煙堿類殺蟲劑;?代謝物;?水稻;?非靶標水生生物;?殘留檢測;?痕量分析

中圖分類號：

S?481.8

文獻標識碼：?A

DOI：?10.16688/j.zwbh.2023140

Trace?determination?of?neonicotinoid?insecticides?imidacloprid，?thiacloprid?and?acetamiprid?and?metabolites?in?rice?and?nontarget?aquatic?organisms?and?its?application

CHANG?Jinhe1，2，?LI?Runan2，?DONG?Fengshou2，?ZHENG?Yongquan1，?ZHANG?Qingming1，?LI?Yuanbo2*

（1.?College?of?Plant?Health?and?Medicine，?Qingdao?Agricultural?University，?Qingdao?266109，?China;

2.?Institute?of?Plant?Protection，?Chinese?Academy?of?Agricultural?Sciences，?State?Key?Laboratory?for

Biology?of?Plant?Diseases?and?Insect?Pests，?Beijing?100193，?China）

Abstract

To?investigate?the?residue?properties?and?safety?of?neonicotinoid?insecticides?in?rice?and?nontarget?aquatic?organisms，?a?trace?detection?and?analytical?method?for?three?neonicotinoid?insecticides?（imidacloprid，?thiacloprid?and?acetamiprid）?and?their?seven?metabolites?in?rice，?nontarget?aquatic?organisms?（Danio?rerio?and?Daphnia?magna）?and?water?bodies?was?established.?The?samples?were?pretreated?by?QuEChERS?method?and?detected?by?high?performance?liquid?chromatographytandem?mass?spectrometry.?The?target?pesticides?and?their?metabolites?were?quantified?by?external?standard?method.?The?results?indicated?that?the?solvent?standard?calibration?curves?and?matrix?standard?calibration?curves?of?the?10?target?compounds?showed?good?linearity?in?the?range?of?1-1?000?μg/kg?with?the?determination?coefficients?of?0.991-0.999.?The?average?recoveries?of?the?10?compounds?in?the?six?matrices?ranged?from?71.16%?to?118.57%，?and?the?relative?standard?deviations?were?in?the?range?of?0.54%?to?18.04%.?The?limits?of?quantification?of?the?10?target?compounds?in?rice，?D.rerio，?nutrient?solution?and?water?were?10?μg/kg?（50?μg/kg?for?D.magna），?which?satisfied?the?requirements?of?the?residue?analysis?method.?The?established?method?was?used?to?investigate?the?uptake，?accumulation?and?metabolic?behavior?of?three?neonicotinoid?insecticides?in?rice?and?nontarget?aquatic?organisms?（D.rerio?and?D.magna）.?The?results?showed?that?the?transport?factors?of?these?three?pesticides?in?rice?were?all?greater?than?7，?which?were?easy?to?transport?to?aboveground?parts，?and?the?bioconcentration?factors?in?nontarget?aquatic?organisms?were?all?less?than?2?mL/g，?indicating?these?three?pesticides?were?lowbioconcentration?pesticides.

Key?words

neonicotinoid?insecticide;?metabolite;?rice;?nontarget?aquatic?organism;?residue?detection;?trace?analysis

水稻作為我國主要的糧食作物，在保證國民糧食供給中發(fā)揮重要作用。然而水稻在種植過程中常受到稻飛虱等害蟲的為害［1］，為了保障水稻的產量，農藥的使用必不可少。新煙堿類殺蟲劑可以有效防治稻飛虱等害蟲［2］，其主要作用于昆蟲中樞神經系統(tǒng)的煙堿型乙酰膽堿受體（nAChRs），阻斷昆蟲中樞神經系統(tǒng)的正常傳導，導致昆蟲麻痹死亡［3］。目前登記在水稻上的新煙堿類農藥有吡蟲啉和噻蟲啉等，單劑和復配劑的產品數(shù)量很多，且使用廣泛。然而這也會使新煙堿類殺蟲劑殘留累積于水稻植株和稻田的非靶標水生生物中，通過食物鏈傳遞和富集對人體健康和生態(tài)環(huán)境安全造成威脅。因此探究新煙堿類殺蟲劑及其主要代謝物在水稻種植體系及非靶標水生生物中的殘留，對評估其施用后的安全性十分重要。雖然新煙堿類殺蟲劑及代謝物在植物和環(huán)境中的殘留分析方法已有報道，如吡蟲啉和啶蟲脒在水稻植株和水中的殘留分析方法等［47］，但僅針對母體且基質較少。對于多種新煙堿類殺蟲劑及主要代謝物在水稻和非靶標水生生物（斑馬魚和大型溞）及環(huán)境介質中同時檢測的方法未見報道，為了更加全面地評估稻田中新煙堿類殺蟲劑的應用風險，亟須建立新煙堿類殺蟲劑及主要代謝物在水稻種植體系中的多殘留分析方法。

本研究采用QuEChERS前處理方法結合高效液相色譜串聯(lián)質譜法（UPLCMS/MS）檢測技術，建立3種新煙堿類殺蟲劑吡蟲啉、噻蟲啉、啶蟲脒及其7種代謝物（5羥基吡蟲啉、4，5二羥基吡蟲啉、吡蟲啉烯烴、吡蟲啉脲、吡蟲啉胍、噻蟲啉酰胺和N去甲基啶蟲脒）（圖1）在稻田環(huán)境中的6種基質（水稻莖葉、水稻根、斑馬魚、大型溞、營養(yǎng)液和水）的多殘留分析方法，旨在利用該方法明確吡蟲啉、噻蟲啉、啶蟲脒及其主要代謝物在水培水稻體系及非靶標水生生物中的殘留分布，為其安全合理施用及風險評價提供方法學及數(shù)據(jù)支撐。

1?材料與方法

1.1?試劑與材料

標準品吡蟲啉（純度：98.2%），噻蟲啉（純度：98.5%），啶蟲脒（純度：99.3%），購自沈陽化工研究院農藥檢測實驗室;代謝物標準品5羥基吡蟲啉（純度：99.7%），4，5二羥基吡蟲啉（純度：96.6%），吡蟲啉烯烴（純度：96.69%），吡蟲啉脲（純度：99.72%），吡蟲啉胍（純度：86.3%），噻蟲啉酰胺（純度：99.9%），N去甲基啶蟲脒（純度：99.29%），購自北京勤誠亦信科技開發(fā)公司。

分析純乙腈、無水硫酸鎂、氯化鈉，北京北化精細化學品有限公司;色譜純乙腈，德國Merck公司;色譜級甲酸，上海阿拉丁生化科技股份有限公司;500倍濃縮山崎氏營養(yǎng)液，蘇州如風農業(yè)科技有限公司;N丙基乙二胺（PSA，?40～60?μm）、石墨化炭黑（GCB，?120～400?mesh）、弗羅里硅土（120～400?mesh），天津博納艾杰爾科技有限公司;?Filter?Unit濾膜（0.22?μm），天津博納艾杰爾科技有限公司。

1.2?試驗方法

1.2.1?水稻、斑馬魚和大型溞的吸收和生物富集試驗

水稻吸收試驗：使用山崎氏營養(yǎng)液（pH?5.8）將水稻幼苗在實驗室環(huán)境（溫度：23～26℃;濕度：60%～70%;光周期L∥D=16?h∥8?h）下培養(yǎng)2個月，然后將水稻分別暴露在含有1?mg/L的吡蟲啉、噻蟲啉和啶蟲脒的1?L山崎氏營養(yǎng)液中，同時設置不含農藥的對照組。有研究報道吡蟲啉在生菜中的吸收和轉運在暴露96?h時達到相對穩(wěn)定狀態(tài)［8］，為保證新煙堿類殺蟲劑在水稻中盡可能達到吸收和轉運相對穩(wěn)定的狀態(tài)，本試驗對試驗周期進行了延長，在192?h后進行樣品采集，設置3個重復。用去離子水將水稻根部殘留的藥液沖洗干凈后，用濾紙吸干根部表面水分后，將水稻植株分為莖葉部和根部，分別在-20℃下保存，同時采集1?mL營養(yǎng)液樣品提取分析。

斑馬魚生物富集試驗：將斑馬魚放置于室溫28℃左右的玻璃缸中馴養(yǎng)2周以上（光周期L∥D=16?h∥8?h），每天喂食2次豐年蝦卵，保持自然死亡率低于5%，采用靜態(tài)法進行生物富集試驗。試驗中的飼養(yǎng)條件與馴養(yǎng)期間一致。將適量斑馬魚分別暴露在含有1?mg/L的吡蟲啉、噻蟲啉和啶蟲脒的5?L曝氣自來水中。有研究報道新煙堿類殺蟲劑噻蟲胺在斑馬魚中達到吸收平衡的時間在48?h左右［9］，在本試驗中，為保證新煙堿類殺蟲劑在斑馬魚中達到吸收平衡，對試驗周期進行了延長，在暴露72?h后采集魚樣，用清水沖洗魚體表面殘留藥液后，于-20℃保存，同時采集3?mL水樣提取分析。試驗每個處理均設置3個重復，同時設置曝氣自來水為空白對照，丙酮添加量不超過0.01%。

大型溞生物富集試驗：將24?h齡的幼溞放置于光周期L∥D=16?h∥8?h，20℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每周更換2～3次水以保持水質良好，喂食3次小球藻，待其生長2周后，將其暴露在含有1?mg/L噻蟲啉的800?mL曝氣水中進行生物富集試驗，有研究報道吡蟲啉在大型溞中達到吸收平衡的時間在12?h左右［10］，本試驗中為保證大型溞對新煙堿類殺蟲劑達到吸收平衡，在暴露72?h后采集大型溞樣品（0.01?g）于1.5?mL離心管中，并凍存于-20℃?zhèn)溆?，采??mL水樣提取分析。試驗每個處理均設置3個重復，同時設置曝氣自來水為空白對照，丙酮添加量不超過0.01%。

1.2.2?樣品前處理方法

水稻樣品：樣品均質后，分別準確稱取2.0?g水稻莖葉部（精度±0.01?g）和1.0?g根部（精度±0.01?g）置于10?mL離心管中，每管加入2顆直徑6?mm的鋼珠后，加入1%甲酸乙腈（莖葉部：4?mL;根部：2?mL）進行提取，離心管渦旋（頻率：2?500?r/min）提取10?min后，加入1?g氯化鈉，再次渦旋5?min后，離心5?min（4?000?r/min），隨后使用移液器準確移取上層乙腈提取液（莖葉部：1.5?mL;根部：1.2?mL），并轉移至盛有凈化劑的2?mL離心管中（莖葉部：50?mg?PSA+10?mg?GCB+150?mg?無水硫酸鎂;根部：50?mg?PSA+150?mg?無水硫酸鎂），渦旋1?min，離心5?min（10?000?r/min）后，使用2?mL的注射器抽取上清液經0.22?μm有機濾膜過濾后注射至進樣小瓶內，于-20℃貯存待測。

斑馬魚樣品：準確稱取1.0?g均質后的斑馬魚樣品（精度±0.01?g）置于10?mL離心管中，每管中加入2顆直徑6?mm的鋼珠后，再加入2?mL乙腈和水混合溶液，乙腈∶水（V∶V）=8∶2（以下簡稱為乙腈水）進行提取，離心管渦旋（頻率：2?500?r/min）提取10?min后，離心5?min（4?000?r/min），隨后使用移液器準確移取上層提取液，將其轉移至2?mL離心管中，并于-20℃條件下冷凍24?h，隨后將冷凍后的2?mL離心管在4℃條件下低溫離心5?min（10?000?r/min），然后準確移取1.2?mL上層提取液于盛有200?mg弗羅里硅土的2?mL離心管中，渦旋1?min，10?000?r/min離心5?min后，使用2?mL的注射器抽取上清液經0.22?μm?有機濾膜過濾后注射至進樣小瓶內，于-20℃貯存待測。

大型溞樣品：準確稱取0.01?g的大型溞（精度±0.000?1?g）置于1.5?mL的離心管中，每管中加入3顆鋯珠，然后加入150?μL的乙腈進行提取，渦旋10?min（頻率：2?500?r/min）后，沿離心管壁加入100?μL乙腈，超聲10?min，10?000?r/min離心5?min，將上清液移入新的1.5?mL離心管中并于-20℃冷凍24?h，然后低溫（4℃）10?000?r/min離心5?min，使用1?mL的注射器抽取上清液經0.22?μm有機濾膜過濾后注射至進樣小瓶內，于-20℃貯存待測。

營養(yǎng)液樣品（或水樣）：將1?mL營養(yǎng)液（或3?mL水樣）（精度±0.01?mL）置于10?mL的離心管中，加入2?mL（或3?mL）的1%甲酸乙腈后2?500?r/min渦旋提取10?min，隨后加入1?g（或3?g）氯化鈉，再次渦旋5?min后，4?000?r/min離心5?min，使用2?mL的注射器抽取上清液經0.22?μm有機濾膜過濾后注射于進樣小瓶內，于-20℃貯存待測。

1.2.3?液相色譜和質譜檢測條件

采用高效液相色譜串聯(lián)質譜儀AB?Sciex?Qtrap?5500?plus?LCMS/MS（美國SCIEX公司）進行樣品檢測。液相色譜條件：選用00B4622Y0苯基色譜柱（2.6?μm，?50?mm，?100?，?Phenomenex?Kinetex?Biphenyl），進樣量設為3?μL，流速為0.3?mL/min，柱溫設定為40℃，樣品室溫度設定為4℃。0.1%甲酸乙腈（A）和0.1%甲酸水（B）作為流動相進行二元梯度洗脫分離，洗脫時間為6?min：0～1?min時，10%?A;1～1.5?min時，10%?A→90%?A;1.5～4?min時，90%?A;4～4.1?min時，90%?A→10%?A;4.1～6?min時，10%A。質譜條件：電噴霧離子源，正離子電離模式;采用多反應監(jiān)測模式（MRM）進行分析;碰撞氣為氮氣;氣簾氣（CUR）40?psi;噴撞氣（CAD）9?psi;?離子化電壓5?500?V;離子源溫度?500℃;噴霧氣（GS1）40?psi;?輔助加熱氣（GS2）50?psi;碰撞室入口電壓（EP）10?V;?碰撞室出口電壓（CXP）10?V;其他質譜參數(shù)見表1。

1.3?方法確證

參考歐盟委員會SANTE/11312/2021指南，針對特異性、線性度、基質效應（matrix?effect，?ME）、正確度、精確度和定量限（limit?of?quantitation，?LOQ）等參數(shù)對分析方法進行驗證。在10～1?000?μg/L?濃度范圍內，通過溶劑標準溶液及基質標準溶液的線性回歸分析，評價了在試驗濃度范圍內目標化合物的質量濃度與對應的峰面積之間的線性關系。當決定系數(shù)（R2）大于0.99時，表示線性符合要求。通過在相同條件下分析各基質的空白樣品，以保證目標分析物在接近保留時間內不存在干擾物質，從而確定其方法特異性。各基質的基質效應（ME）由公式（1）計算。添加回收試驗驗證方法的正確度和精密度。分別在3個濃度水平［10、100?μg/kg和1?000?μg/kg（大型溞添加濃度為：50、500?μg/kg和1?000?μg/kg）］配制5個重復的加標樣品。通過計算平均添加回收率和相對標準偏差（relative?standard?deviation，?RSD）來評估正確度和精密度。目標化合物在各基質中的最低加標濃度確定了定量限（LOQ）用于驗證方法的靈敏度。添加回收率應為70%～120%，RSD≤20%。

基質效應（ME）=基質標準曲線斜率溶劑標準曲線斜率-1×100%

1.4?實際樣品應用

將建立的優(yōu)化方法應用于“1.2.1”部分所獲得的樣品，進一步探究新煙堿類殺蟲劑在水稻體系和相關水生非靶標生物中的吸收累積分布和代謝情況。

1.5?數(shù)據(jù)分析

新煙堿類殺蟲劑在水稻中的富集程度，用根部富集系數(shù)（root?concentration?factor，?RCF）和轉運系數(shù)（translocation?factor，?TF）來表示：

RCF=C根部C營養(yǎng)液

（2）

TF=C莖葉部C根部

（3）

其中，C根部、C莖葉部和C營養(yǎng)液（μg/kg或μg/L）分別為水稻根部、莖葉部和營養(yǎng)液中的農藥濃度。

生物富集系數(shù)（bioconcentration?factor，BCF）表示化合物可被生物濃縮在生物體內的程度指標。

BCF=C非靶標水生生物C水

（4）

其中，C非靶標水生生物和C水（μg/kg或μg/L）分別為非靶標水生生物（斑馬魚或大型溞）和水中的農藥濃度。

2?結果與分析

2.1?儀器檢測條件的優(yōu)化

對10種目標化合物在電噴霧離子源中進行掃描監(jiān)測母離子，確定母離子并優(yōu)化錐孔電壓，以使母離子獲得最高的響應值。在子離子掃描模式下選擇兩個響應較高且穩(wěn)定的子離子，優(yōu)化碰撞能量，得到子離子響應最高的最佳質譜條件參數(shù)（表1）。

為獲得良好的色譜峰峰形，分別對不同的流動相組合進行優(yōu)化篩選，包括乙腈水;0.1%甲酸乙腈0.1%甲酸水。對比試驗結果，流動相中加入酸后峰形得到優(yōu)化改善，而且目標化合物的響應值升高，最終選擇以體積分數(shù)為0.1%甲酸乙腈和0.1%甲酸水作為流動相，各目標色譜峰峰形良好，且在保留時間附近無干擾。目標化合物的典型色譜圖如圖2所示。

2.2?前處理方法優(yōu)化

為了減少基質干擾和離子源污染，需使用合適的凈化劑來處理基質。常用的凈化劑包括PSA、C18、GCB及弗羅里硅土等。PSA能有效去除各種極性成分，如脂肪酸和極性色素;C18通常用于吸附非極性和中極性組分;GCB主要用于去除色素等化合物［1112］;弗羅里硅土主要用于脂肪含量相對較高的樣品的凈化［13］。根據(jù)水稻含有脂肪酸和色素等物質的特點［14］，本試驗選擇PSA和GCB作為水稻樣品的凈化劑，其中50?mg?PSA+10?mg?GCB+150?mg?MgSO4用于水稻莖葉部，50?mg?PSA+150?mg?MgSO4用于水稻根部。根據(jù)斑馬魚含有脂肪的特點［15］，選擇弗羅里硅土作為斑馬魚的凈化劑。由于大型溞生物量過小，本試驗中未對其使用凈化劑，采取冷凍處理來減少基質干擾。

乙腈是農藥殘留分析中常用的提取溶劑，適用于從基質中提取多種極性農藥，一些非極性雜質不能與農藥一起提取，如葉綠素［16］，本試驗以乙腈為主要溶劑進行萃取。對水稻莖葉部、水稻根部和斑馬魚基質，采用了3種提取劑［乙腈水（V∶V=8∶2），乙腈，1%甲酸乙腈］，對其回收率進行優(yōu)化;對營養(yǎng)液采用了2種提取劑（乙腈，1%甲酸乙腈）對其回收率進行優(yōu)化。如圖3a所示，對于水稻莖葉部，只有1%甲酸乙腈作為提取劑時，吡蟲啉胍的回收率滿足分析方法的要求且相對標準偏差較小，所有目標化合物的回收率均可達到要求，在70.82%～108.49%之間，且相對標準偏差在2.57%～10.77%之間，因此選擇1%甲酸乙腈作為水稻莖葉部的提取劑。如圖3b所示，對于水稻根部，3種提取劑處理組中，10種化合物只有在1%甲酸乙腈中的回收率達到試驗要

求（目標化合物在各基質中的回收率在71.13%～101.34%之間，相對標準偏差在1.66%～4.29%之

圖3?不同提取劑對10種目標化合物（100?μg/kg）回收率的影響

Fig.3?Effects?of?different?extractants?on?the?recoveries?of?10?compounds?at?100?μg/kg?spiked?levels?（n=3）

間），因此選擇1%甲酸乙腈作為水稻根部的提取劑。如圖3c所示，在斑馬魚中，3種提取劑處理組中，10種化合物只有在乙腈水（V∶V=8∶2）中的回收率達到試驗要求（目標化合物在各基質中的回收率在86.16%～102.20%之間，相對標準偏差在6.33%～15.70%之間），因此選擇乙腈水（V∶V=8∶2）作為斑馬魚的提取劑。如圖3d所示，在乙腈中吡蟲啉胍的回收率小于70%，而在1%甲酸乙腈中，10種化合物的回收率均達到試驗要求（目標化合物在各基質中的回收率在78.06%～105.11%之間，相對標準偏差在0.90%～3.64%之間），因此選擇1%甲酸乙腈作為營養(yǎng)液的提取劑，水樣也使用1%甲酸乙腈作為提取劑。

由于大型溞生物量過小，在盡可能少損失提取液的前提下，對其方法進行了優(yōu)化，通過進行超聲和冷凍等方式進行提?。?0，17］。通過比較以下3種提取方式進行方法優(yōu)化。首先，稱取0.01?g的大型溞，加入20?μL的500?μg/L的混合標準溶液，開蓋靜置30?min后，加入3顆鋯珠，渦旋2?min?（頻率：2?500?r/min）后，再次靜置10?min。然后進行3種不同的提取方式。方法1為加入250?μL去離子水，250?μL乙腈，渦旋10?min，加入0.25?g氯化鈉，渦旋5?min后，10?000?r/min離心5?min，將上清液移入新的1.5?mL離心管中并于-20℃冷凍24?h，再次低溫（4℃）10?000?r/min離心5?min，抽取上清液待測。方法2為加入250?μL的乙腈，渦旋10?min，加入250?μL的MgSO4/NaCl水溶液（286/71.4?mg/mL），渦旋5?min，10?000?r/min離心5?min，?將上清液移入新的1.5?mL離心管中并于-20℃冷凍24?h，再次低溫（4℃）10?000?r/min離心5?min，抽取上清液待測。方法3見“1.2.2樣品前處理方法”中大型溞樣品的前處理方法。試驗結果如圖3e所示，在方法3中對樣品同時進行渦旋和超聲提取后，回收率明顯提高，可能是因為這2種提取方式下產生的機械效應和空化效應，使大型溞組織和細胞被研磨提取得更加徹底，從而提高了對目標化合物的回收率。只有方法3中所有目標化合物的添加回收率均在70.97%～98.41%，相對標準偏差均在0.81%～14.43%，滿足分析方法要求，因此選擇方法3作為大型溞的前處理方法。

2.3?方法學確證

2.3.1?線性與基質效應

在本研究所建立的殘留分析方法下，10種目標化合物在1～1?000?μg/kg濃度范圍內的線性方程，基質效應的結果如表2所示，R2值在0.991～0.999之間，均滿足線性要求。10種化合物在6種基質中的基質效應為-69.53%～19.29%，其中吡蟲啉、4，5二羥基吡蟲啉、吡蟲啉烯烴及噻蟲啉酰胺在大型溞中，吡蟲啉脲、5羥基吡蟲啉、吡蟲啉烯烴在水稻根中，4，5二羥基吡蟲啉在營養(yǎng)液和水中均表現(xiàn)出輕微的基質增強效應（≤20%），基質效應為3.33%～19.29%。其余化合物在基質中均表現(xiàn)為基質抑制效應，基質抑制程度從輕微的基質抑制效應（≤-20%）到較強的基質抑制效應（≥-50%）不等，基質效應范圍為-69.53%～-2.40%。因此，采用基質校準曲線來定量不同基質中的目標化合物濃度。

2.3.2?正確度、精確度和定量限

如表3所示，10種化合物在6種基質（水稻莖葉、水稻根、斑馬魚、大型溞、營養(yǎng)液和水）中的平均添加回收率為71.16%～118.57%，RSD均小于19%。結果表明，10種目標化合物在6種基質中所建立的分析方法均具有滿意的靈敏度、回收率和精密度，符合殘留分析方法要求。在此基礎上，10種目標化合物在不同基質中的定量限分別為各自的最低添加濃度，為10?μg/kg（大型溞定量限為50?μg/kg）（表3）。

2.4?新煙堿類殺蟲劑在水稻種植體系及非靶標水生生物中的吸收累積分布和代謝情況

利用建立的分析方法探究了新煙堿類殺蟲劑吡蟲啉、噻蟲啉和啶蟲脒及7種代謝物在水稻種植體系及非靶標水生生物中的吸收累積分布和代謝情況。如表4所示，試驗進行192?h后，吡蟲啉、噻蟲啉和啶蟲脒在水稻莖葉部的累積量可達13?361.60、10?346.99?μg/kg和17?974.50?μg/kg，而在根部的累積量分別為1?132.27、1?329.13?μg/kg和672.94?μg/kg，吡蟲啉、噻蟲啉和啶蟲脒在水稻莖葉部的累積量分別是水稻根部相應的累積量的11.80、7.78倍和26.71倍，表明這3種新煙堿類殺蟲劑主要累積分布于水稻的莖葉部。另外，在水稻莖葉部共檢測到4種吡蟲啉的代謝物，分別為5羥基吡蟲啉、吡蟲啉烯烴、吡蟲啉胍和吡蟲啉脲，濃度為100.95～706.79?μg/kg，其中5羥基吡蟲啉的濃度最高，然而，吡蟲啉的代謝物在水稻根部均低于定量限;噻蟲啉的代謝物噻蟲啉酰胺在水稻莖葉部和根部均可被檢測到，其在水稻莖葉部的濃度（344.88?μg/kg）比根部濃度（32.29?μg/kg）高10.68倍;同時，啶蟲脒的代謝物N去甲基啶蟲脒僅在莖葉部（1?587.08?μg/kg）被檢出，其在根部低于定量限，表明吡蟲啉、噻蟲啉和啶蟲脒的代謝物主要分布于水稻莖葉部，這與吡蟲啉、噻蟲啉和啶蟲脒主要累積分布于水稻莖葉部有關。吡蟲啉、噻蟲啉和啶蟲脒在水稻不同部位的富集和轉運能力由根部富集系數(shù)和轉運系數(shù)來表征。如表5所示，吡蟲啉、噻蟲啉和啶蟲脒的根部富集系數(shù)分別為1.09、1.67?mL/g和0.47?mL/g，吡蟲啉、噻蟲啉和啶蟲脒的轉運系數(shù)分別為11.80、7.88和27.97，均大于1，表明3種農藥在水稻中極易向上遷移，可能與它們的logKow（0.57、1.26和0.8）較小，具有較強的水溶性（610、184?mg/L和2?950?mg/L），可以通過木質部的蒸騰作用向莖葉部轉運有關［18］，同時也可能與其分子量有關，這3種農藥的分子量（255.66、252.72?g/mol和222.67?g/mol）均小于300?g/mol，分子尺寸較小，易向水稻莖葉部遷移［19］。綜上所述，吡蟲啉、噻蟲啉和啶蟲脒在水稻中均易向上遷移，進而累積于莖葉部，其代謝物也主要分布在莖葉部。由于部分代謝物的毒性可能與農藥母體相當或更高，如5羥基吡蟲啉等，因此可能會因新煙堿類殺蟲劑及代謝物主要累積于莖葉部的原因，給食品安全帶來一定的風險。

對非靶標水生生物斑馬魚和大型溞中的吡蟲啉、噻蟲啉和啶蟲脒及其代謝物進行了檢測，并對其生物富集系數(shù)進行了分析，以探究吡蟲啉、噻蟲啉和啶蟲脒在斑馬魚和大型溞中的生物富集和代謝轉化情況。如表4所示，暴露72?h后，在斑馬魚中吡蟲啉、噻蟲啉和啶蟲脒的濃度分別為424.41、1?113.77?μg/kg和898.78?μg/kg，然而僅檢測到吡蟲啉的代謝物5羥基吡蟲啉（85.63?μg/kg）和啶蟲脒的代謝物N去甲基啶蟲脒（54.09?μg/kg）。另外，吡蟲啉、噻蟲啉和啶蟲脒在暴露72?h的斑馬魚樣品中的生物富集系數(shù)分別為0.41、0.95?mL/g和0.56?mL/g（表5），均小于1，表明這3種農藥在斑馬魚中為低富集性農藥。同時對大型溞進行72?h的生物富集試驗后，在大型溞中僅檢測到了噻蟲啉（1?299.60?μg/kg）（表4），未檢測到其代謝物。72?h時，噻蟲啉在大型溞中的生物富集系數(shù)為1.20?mL/g（表5），表明噻蟲啉在大型溞中為低富集性農藥。新煙堿類殺蟲劑在水生生物斑馬魚和大型溞中的低富集性，可能是因為新煙堿類殺蟲劑的logKow低，不易在水生生物中富集［9］。但是由于新煙堿類殺蟲劑的大量使用和頻繁檢出，其本身和代謝產物對水生無脊椎生物產生嚴重威脅，導致其數(shù)量減少，進而影響著整個水生食物鏈［2021］，因此應對非靶標水生生物進行監(jiān)測以更加全面的評估新煙堿類殺蟲劑的應用安全性。

3?結論

本研究基于QuChERS前處理方法結合HPLCMS/MS檢測方法，建立了吡蟲啉、噻蟲啉和啶蟲脒及其代謝物（5羥基吡蟲啉、4，5二羥基吡蟲啉、吡蟲啉烯烴、吡蟲啉脲、吡蟲啉胍、噻蟲啉酰胺和N去甲基啶蟲脒）共10種目標化合物在水稻莖葉部、水稻根部、斑馬魚、大型溞、營養(yǎng)液和水樣中的多殘留分析方法，該方法具有良好的靈敏度、正確度及精密度，可滿足水稻及非靶標水生生物（斑馬魚和大型溞）中上述目標化合物的檢測需要，利用該方法探究了吡蟲啉、噻蟲啉和啶蟲脒在水稻及非靶標水生生物（斑馬魚和大型溞）中的吸收累積分布和代謝情況，明確了吡蟲啉、噻蟲啉、啶蟲脒及其代謝物在水稻、斑馬魚和大型溞中的分布特點，為新煙堿類殺蟲劑在稻田中的安全性評價提供了方法學基礎和數(shù)據(jù)支撐。

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（責任編輯：田?喆）