彭 莎,楊仁斌,鄒 蓉,楊玉梅
(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)研究所,湖南 長(zhǎng)沙 410128)
呋蟲胺(Dinotefuran)是日本三井化學(xué)公司研發(fā)的新型煙堿性類殺蟲劑[1]。與其他煙堿類農(nóng)藥不同的是它不含氯原子和芳環(huán),而含有特征取代基—四氫呋喃基。被稱為第三代煙堿類殺蟲劑[1-2]。呋蟲胺的化學(xué)名稱為1-甲基-2-硝基-3-(四氫-3-呋喃甲基)胍。純品為白色結(jié)晶,易溶于水,難溶于環(huán)己烷、二甲苯等有機(jī)溶劑。結(jié)構(gòu)式見圖1。
圖1呋蟲胺結(jié)構(gòu)式
相對(duì)其他農(nóng)藥,呋蟲胺具有很強(qiáng)的內(nèi)吸滲透作用,因此殺蟲活性通過很低的劑量便能顯示出來[3],且其殺蟲譜廣泛;其主要機(jī)理是作用于昆蟲的神經(jīng)傳遞系統(tǒng),使害蟲麻痹致死[4]。對(duì)哺乳動(dòng)物十分安全,無(wú)致畸性、致癌性和致突變性。
目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)呋蟲胺的研究主要集中在合成及毒理方面,有關(guān)呋蟲胺殘留的研究主要集中在辣椒[5]、大米[6]、蔬菜[7-9]、魚肉、玉米、水果、花生[9]等作物上,而在水稻生產(chǎn)上應(yīng)用的殘留研究尚未見報(bào)道。試驗(yàn)采用了高效液相色譜(HPLC),研究并建立呋蟲胺在水稻和稻田系統(tǒng)中的殘留的檢測(cè)分析方法,力求方法簡(jiǎn)便,同時(shí)能達(dá)到定性與定量的分析要求。
島津-LC-20AT型高效液相色譜儀(帶紫外檢測(cè)器和工作站),2HWY-2102型雙層恒溫培養(yǎng)振蕩器(上海智城分析儀器制造有限公司),RE-2000型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海亞榮生化儀器廠),SHZ-D型循環(huán)水真空泵(鞏凡市子華儀器有限責(zé)任公司)。
呋蟲胺標(biāo)準(zhǔn)品(純度為100%),甲醇為色譜純?cè)噭?;乙腈、氯化鈉、石油醚均為分析純;無(wú)水硫酸鈉(用前于130℃烘6.0 h);弗羅里硅土(Florisil)(用前于650℃活化6.0 h,再加5%去離子水去活);蒸餾水。
準(zhǔn)確稱取呋蟲胺標(biāo)準(zhǔn)品0.0250 g于50 mL棕色容量瓶中,用甲醇溶解并定容作為標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(濃度為500 mg/L)。用梯度稀釋法稀釋標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配成濃度為 0.05、0.10、0.50、1.00、5.00 mg/L 的呋蟲胺標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。
1.3.1 樣品的前處理 稻田水樣經(jīng)定性濾紙過濾;稻田土壤樣品去雜質(zhì)后混合均勻;水稻植株剪成1 cm左右的小段后混合均勻;稻谷曬干脫谷后,分別將稻殼和糙米粉碎混合均勻。分別在稻田水、稻田土壤、植株、稻殼和糙米的空白樣品中添加呋蟲胺的標(biāo)準(zhǔn)溶液,稻田水樣添加的質(zhì)量濃度為0.02、0.20、2.00 mg/kg;稻田土壤、植株、稻殼和糙米添加的質(zhì)量濃度均為 0.05、0.50、5.00 mg/kg,進(jìn)行添加回收率和精密度的實(shí)驗(yàn)。以上待測(cè)樣品均于-20℃低溫保存。
1.3.2 樣品的提取 稻田水:準(zhǔn)確量取稻田水50.0 mL,經(jīng)過布氏漏斗減壓抽濾,用50 mL石油醚萃取一次,取下層水相,在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上(75℃)濃縮至近干,甲醇定容至10.0 mL,過0.45 μm膜,待HPLC測(cè)定。
稻田土壤、谷殼、糙米和稻稈樣品:準(zhǔn)確稱取已制備的適量樣品(土壤樣品30.0 g;稻田谷殼、糙米和稻稈樣品各10.0 g)于250 mL具塞三角瓶中,準(zhǔn)確加入50 mL乙腈溶液 [糙米樣品加入50 mL乙腈:水(90:10,v/v)溶液],30℃恒溫震蕩 30 min,經(jīng)布氏漏斗減壓抽濾,轉(zhuǎn)入已添加約1 g NaCl的100 mL具塞量筒中,劇烈振搖1 min靜置分層,然后移取上層有機(jī)相20 mL于250 mL具塞三角瓶中,在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上(70℃)濃縮至近干,待凈化。
1.3.3 凈 化 按順序?qū)⒚撝?、無(wú)水硫酸鈉、4 g弗羅里硅土、無(wú)水硫酸鈉填充入層析柱中。先用10 mL乙腈溶液預(yù)淋,再將上述提取濃縮液用2 mL乙腈溶解后,無(wú)損移入弗羅里硅土凈化柱中,然后用50 mL乙腈分10次淋洗,收集淋洗液,于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(70℃)上濃縮近干,用甲醇定容至10.0 mL,待HPLC測(cè)。
流動(dòng)相: 甲醇-水(30:70,v/v);流速:0.9 mL/min;檢測(cè)波長(zhǎng):270 nm;柱溫:40℃;進(jìn)樣量:20 μL。
在現(xiàn)有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,初步確立了液相色譜條件。但是進(jìn)行樣品檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn),由于呋蟲胺出峰時(shí)間較早,受雜質(zhì)干擾較嚴(yán)重,因此通過調(diào)整流動(dòng)相比例來調(diào)整目標(biāo)化合物的出峰時(shí)間,以保證目標(biāo)化合物完全分離、不受雜質(zhì)干擾,又不至于出峰太晚,影響工作效率。主要通過改變流速來改變峰型,使峰型較為標(biāo)準(zhǔn)。通過條件優(yōu)化,最終確立甲醇-水(30:70,v/v)為流動(dòng)相,流速為 0.9 mL/min(圖 2)。
圖2 1 mg/L呋蟲胺標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖
由于呋蟲胺的極性較強(qiáng),通過考察乙腈、乙酸乙酯對(duì)樣品的提取效果發(fā)現(xiàn):稻田土壤、谷殼、植株樣品采用乙腈提取時(shí),回收率均達(dá)80%以上,而糙米和稻田水樣品回收率則較低(50%左右)。繼續(xù)考察乙腈-水作為提取劑提取糙米樣品,發(fā)現(xiàn)提取效果較好,回收率均達(dá)到80%以上。對(duì)于稻田水樣品,又分別考察了二氯甲烷、二氯甲烷-氨水、二氯甲烷-鹽酸的提取效果。結(jié)果表明采用以上提取劑時(shí)回收率仍較低,此結(jié)果可能與呋蟲胺較強(qiáng)的極性有關(guān)。因此后續(xù)試驗(yàn)采用1.3所述的方法對(duì)稻田水樣進(jìn)行前處理,采用1.3所述樣品提取劑和提取方法對(duì)稻田土壤、谷殼、植株和糙米樣品進(jìn)行提取。
以乙腈為洗脫液對(duì)弗羅里硅土凈化柱進(jìn)行洗脫,每次10 mL,共10次。結(jié)果表明,當(dāng)乙腈用量為50 mL時(shí),目標(biāo)化合物的總回收率達(dá)98.93%,并且與雜質(zhì)的分離良好。因此選用乙腈作為洗脫液,用量為50 mL。
將配好的5個(gè)濃度的呋蟲胺標(biāo)準(zhǔn)工作液按1.3所述的條件進(jìn)行HPLC測(cè)定。以峰面積為縱坐標(biāo),濃度(mg/L)為橫坐標(biāo),做呋蟲胺的標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到回歸方程為y=155 252 x-3 255.6。結(jié)果表明,呋蟲胺在0.05~5.00 mg/L之間濃度與峰面積具有良好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)(r)為0.9999。
呋蟲胺在稻田水、稻田土壤、植株、稻殼和糙米的加標(biāo)回收率及其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差見表1。結(jié)果表明:呋蟲胺的平均加標(biāo)回收率在75.63%~106.02%之間,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.32%~10.24%。
表1 呋蟲胺在稻田水、稻田土壤、植株、稻殼和糙米的加標(biāo)回收率及其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差
采用乙腈對(duì)稻田土壤、稻稈、谷殼的呋蟲胺殘留進(jìn)行提取,乙腈和水的混合液對(duì)糙米中的呋蟲胺殘留進(jìn)行提取,石油醚對(duì)稻田水中的呋蟲胺進(jìn)行萃取,弗羅里硅土柱凈化,高效液相色譜法測(cè)定。該方法操作簡(jiǎn)單快速、雜質(zhì)干擾少、回收率高、精密度好和重現(xiàn)性好,適合水稻及稻田環(huán)境中呋蟲胺殘留的檢測(cè)。
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