徐東峰，劉伯韜，盧曉東

(1.山東省纖維檢驗局，濟南 250021； 2.山東大學公共衛(wèi)生學院，濟南 250012)

氣相色譜-質譜法測定棉花中苯氧羧酸類除草劑＊

徐東峰1，劉伯韜2，盧曉東1

(1.山東省纖維檢驗局，濟南 250021； 2.山東大學公共衛(wèi)生學院，濟南 250012)

采用氣相色譜-質譜聯(lián)用法檢測棉花中3種苯氧羧酸類除草劑[2，4-D， 2，4，5-T， 2-甲-4-氯丁酸(MCPB)]的殘留量。樣品用甲酸酸化的丙酮提取，硫酸催化甲酯化反應，用氣相色譜-質譜聯(lián)用儀測定。采用HPLC法與GC-MS法對提取與衍生化步驟進行優(yōu)化。2，4-D， 2，4，5-T， MCPB 3種化合物在0.075～7.5 mg/kg范圍內線性均良好，檢出限分別為0.5，0.5，0.8 μg/kg，測定結果的相對標準偏差分別為4.1%，4.3%，4.0%(n=5)，方法回收率分別為93.6%，95.5%，93.9%。該方法各項指標均可滿足檢測要求。

苯氧羧酸；氣相色譜-質譜法；提??；衍生化；

AbstactA method for detection of 2，4-D， 2，4，5-T， 2-a,-4-butyric acid (MCPB) residue in cotton was established.The samples were extracted by acetone acidized by formic acid，methyl esteri fication was catalyzed by sulfuric acid，then determined with gas chromatography-mass spectrometry. The extraction and derivatization steps were optimized by HPLC and GC-MS. The results showed that fine linearity was found in the range of 0.075-7.5 mg/kg for 2，4-D; 2，4，5-T and MCPB , the detection limits were 0.5, 0.5, 0.8μg/kg, repectively. The relative standard deviations of detection results of 2，4-D; 2，4，5-T, MCPB were 4.1%，4.3%，4.0%(n=5), and the recoveries were 93.6%，95.5%, 93.9%, respectively. All indexes of this method can meet the requirement of test.

Keywordsphenoxy carboxylic acid; gas chromatography-mass spectrometry; extract; derivatizationr

苯氧羧酸類農藥是一類常見的除草劑，自20世紀50年代開始使用至今，被廣泛地應用于糧食作物及經濟作物中。由于苯氧羧酸類化合物及其衍生物具有較大的毒性，可以干擾人體內分泌系統(tǒng)，并且具有潛在的致突變性，因此不同領域的許多標準都對其使用進行了嚴格限制，我國GB/T 18885-2009 《生態(tài)紡織品技術要求》也對紡織品中苯氧羧酸類殘留量進行了嚴格的規(guī)定［1］，成人服裝及裝飾材料中的檢出量不得超過1 mg/kg，兒童服裝中的檢出量不得超過0.5 mg/kg。GB 2763-2017 《食品安全國家標準食品中農藥最大殘留限量》規(guī)定2，4-D在不同食品中的殘留量應低于0.05～2 mg/kg，2-甲 -4-氯丁酸在不同食品中的殘留量應低于 0.05～0.1 mg/kg［2］。

方法標準針對不同的產品規(guī)定了不同的檢測方法，如GB/T 18412.6-2006 《紡織品農藥殘留量的測定 第6部分：苯氧羧酸類農藥》［3］，GB/T 5009.175-2003 《糧食和蔬菜中2，4-滴殘留量的測定》［4］，GB/T 20769-2008 《水果和蔬菜中450種農藥及相關化學品殘留量的測定 液相色譜-串聯(lián)質譜法》［5］，SN/T 1606-2005 《進出口植物性產品中苯氧羧酸類除草劑殘留量檢驗方法 氣相色譜法》［6］，SN/T 2228-2008 《進出口食品中31種酸性除草劑殘留量的檢測方法 氣相色譜-質譜法》［7］，NY/T 1434-2007 《蔬菜中2，4-D等13種除草劑多殘留的測定 液相色譜質譜法》［8］等。

目前對苯氧羧酸類除草劑殘留的檢測方法主要有氣相色譜-質譜聯(lián)用法(GC-MS)［9］、液相色譜-質譜聯(lián)用法 (HPLC-MS)［10］、氣相色譜法［11］、液相色譜法［12］，相對于后兩者，GC-MS 與 HPLC-MS 的檢測靈敏度更高。由于HPLC-MS的價格較高，沒有該設備的實驗室仍然使用GC-MS聯(lián)用儀檢測苯氧羧酸類農藥殘留。由于苯氧羧酸類成分不易氣化，需要對其進行衍生化處理。筆者對棉花中苯氧羧酸類物質檢測過程中樣品提取、衍生化、氣相分離、質譜分析進行了研究，利用不同的分析方法優(yōu)化提取與衍生化的實驗條件，建立了棉花中3種苯氧羧酸類殘留的分析方法。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜質譜聯(lián)用儀：Thermo ISQ型，美國賽默飛世爾科技公司；

超聲波震蕩儀：KQ400-KDE型，昆山市超聲儀器有限公司；

高效液相色譜儀：Agilent 1200型，美國安捷倫科技公司；

恒溫水浴鍋：HD500型，南通宏大實驗儀器有限公司；

旋轉蒸發(fā)儀：R-210型，瑞士BUCHI公司；

離心機：80-1型，常州澳森電器有限公司；

2，4-D， 2，4，5-T， 2-甲 -4-氯丁酸標準品：美國Accustandard公司；

2，4-D 甲酯、2，4，5-T 甲酯、2-甲 -4-氯丁酸甲酯標準品：美國Accustandard公司；

分別稱取 2，4-D、2，4，5-T、2-甲 -4-氯丁酸標準品8，60，20 mg，加入100 mL容量瓶中用甲醇定容到標線，配制成質量濃度分別為為800，600，200 μg/mL的標準溶液；

分別稱取 2，4-D 甲酯、2，4，5-T 甲酯、2-甲 -4-氯丁酸甲酯標準品10 mg，加入100 mL容量瓶中，用正己烷定容，作為定性溶液；

甲醇：色譜純；

丙酮、乙腈、無水乙醚、二氯甲烷、正己烷、甲酸、鹽酸、硫酸、氯化鈉、無水硫酸鈉、磷酸二氫銨：均為分析純；

實驗用水為經過Millipore系統(tǒng)處理的去離子水。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 氣相色譜條件

色譜柱：DB-5M石英毛細管色譜柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm，美國賽默飛世爾科技公司)；升溫程序：起始溫度50℃，保持2 min，以30℃/min升至 200℃，保持 1 min，以 6℃/min 升至 260℃，保持5 min；進樣口溫度：250℃；載氣：高純氦氣，流量為 1.2 mL/min ；分流進樣，分流比為10∶1；進樣體積：1 μL。

1.2.2 質譜條件

離子源：電子轟擊源，電子能量為70 eV；傳輸線溫度：280℃；離子源溫度：250℃；選擇離子掃描模式進行定量。

1.3 實驗方法

稱取棉花樣品2 g置于200 mL的錐形瓶中。在50 mL丙酮中加入10 mL去離子水及100 μL甲酸，混合后倒入錐形瓶中。超聲20 min后將溶液擠入旋蒸瓶中。繼續(xù)加入同樣的提取試劑，超聲5 min，合并兩次提取溶液，用旋轉蒸發(fā)儀在40℃的條件下將丙酮蒸發(fā)掉。將剩余溶液置于分液漏斗中，加入10 mL飽和NaCl溶液，用30 mL二氯甲烷分兩次萃取，合并萃取液，用旋轉蒸發(fā)儀蒸發(fā)至近干，加入2 mL甲醇將萃取物質溶解后轉移到具塞離心管中，用氮氣吹干。在離心管中加入甲醇-硫酸(4∶1)2 mL，充分溶解后于50℃水浴衍生化30 min，之后加入20 g/L的無水硫酸鈉溶液5 mL，精密加入正己烷5 mL，震蕩萃取后，離心3 min，取正己烷層供氣相色譜-質譜儀分析。

2 結果與討論

2.1 提取方法選擇

文獻及相關標準中對不同基質中的苯氧羧酸類成分采取了不同的提取方法，牟仁祥等對稻米中的苯氧羧酸類采用勻漿后離心分離的提取方法［13］，董振林等對糧谷采用超聲提取法［14］，匡華等對大豆采用粉碎后震蕩提取法［9］。因為苯氧羧酸類極性強很容易在水中發(fā)生解離，為保證其游離狀態(tài)，需要對提取試劑進行酸化處理。本實驗針對棉花的特點采用超聲提取法進行提取，利用高效液相色譜儀對加標樣品進行分析，根據(jù)分析結果對酸化試劑、提取試劑以及提取酸度進行選擇。

2.1.1 液相色譜條件

色譜柱：Eclipse XDB-C18色譜柱(150 mm×4.6 mm，美國安捷倫科技公司)；流動相A：甲醇；流動相B：0.575 g磷酸二氫銨溶于1 000 mL去離子水中；洗脫梯度：起始用10%的流動相A與90%的流動相B，然后在30 min內線性轉變?yōu)?0%流動相A與10%的流動相B；流量：1.0 mL/min；柱溫：30℃；檢測波長：230 nm；進樣體積：20 μL。

2.1.2 提取用酸化試劑

考察了甲酸、鹽酸、硫酸3種酸對提取效果的影響。取3份空白樣品，分別添加等量的2，4-D，2，4，5-T， 2-甲 -4-氯丁酸標準品，放置 24 h。取50 mL丙酮3份加入10 mL去離子水，然后分別加入100μL甲酸、鹽酸、硫酸，混合均勻后依次倒入3份樣品中，超聲提取20 min，將提取液擠入旋蒸瓶中，再加入相同試劑繼續(xù)提取5 min，合并提取溶液，用旋轉蒸發(fā)儀將有機試劑蒸發(fā)掉，剩余部分倒入分液漏斗中，加入10 mL飽和NaCl溶液，用30 mL二氯甲烷萃取兩次后，合并二氯甲烷層，用旋轉蒸發(fā)儀蒸發(fā)至近干后用氮氣吹干，加入2 mL甲醇溶解，用高效液相色譜儀分析，不同酸酸化后混合標準溶液提取液的色譜峰面積見圖1。由圖1可知，甲酸酸化后的提取效果優(yōu)于其它兩種酸，因此選擇甲酸作為提取時的酸化試劑。以甲酸作為提取用酸時混合標準溶液的色譜圖見圖2。

圖1 不同酸酸化后提取混合標準溶液的色譜峰面積

圖2 混合標準溶液液相色譜圖

2.1.3 提取溶劑及酸度

試驗考察了丙酮、乙腈、無水乙醚3種提取試劑以及每種試劑中分別添加0，50，100 μL甲酸酸化的提取效果。結果表明，丙酮中添加100 μL甲酸作為提取溶劑除提取2-甲-4-氯丁酸時效果略低于乙腈提取效果之外，對其余兩種化合物的提取效果均最好，因此選擇在丙酮中添加100 μL甲酸作為提取溶劑。

2.2 衍生化方法

苯氧羧酸類物質揮發(fā)性差，需經過衍生化后才能用氣相色譜質譜聯(lián)用儀進行分析，文獻中通常使用甲酯化反應對其進行衍生化處里［14］。反應常用的催化試劑包括三氟化硼乙醚、硫酸、三甲基硅重氮甲烷、乙酰氯等［15］，各種催化劑在不同的反應條件下具有不同的催化效果。本實驗采用甲酯化反應，考察了硫酸、三氟化硼乙醚、乙酰氯3種催化劑分別在不同溫度 (30，50，70，90℃)下催化不同時間 (10，30，60，90 min)后的反應效果，催化劑與甲醇的比例均為1∶4。反應結果表明，3種催化劑的催化效果沒有明顯差別，考慮到三氟化硼乙醚毒性較強，乙酰氯與甲醇混合時反應劇烈較易發(fā)生危險，最終選擇硫酸作為反應催化劑，綜合考慮反應效果與效率選擇在50℃反應30 min。

2.3 樣品中雜質對檢測的影響

通過查閱文獻發(fā)現(xiàn)，研究者在檢測水果、稻米、大豆中苯氧羧酸殘留的時候對提取后的物質或衍生化后的物質進行凈化以除去大量的雜質干擾［13］。本實驗對原棉樣品進行了加標檢測，結果表明所選樣品中的雜質峰不多且SIM模式下未對目標化合物造成影響，結果見圖3。

圖3 原棉樣品中混標總離子流圖

2.4 檢測離子的選擇

用全掃描的方式對3種苯氧羧酸類標準品進行分析，確定了定量離子與定性離子，結果見表1。

表1 3種化合物的檢測離子

2.5 線性范圍

分別將 1.1 中的 2，4-D， 2，4，5-T， 2-甲 -4-氯丁酸標準溶液稀釋至 1.5 μg/mL，分別取 0.1，1，3，5，10 mL加入到5份空白棉花樣品中，按照1.3的方法進行處理，用GC-MS分析，以目標化合物的總離子流圖峰面積(Y)為縱坐標，以添加量(X)為橫坐標進行線性回歸，得到3種化合物的線性方程、相關系數(shù)見表2。

表2 3種化合物的線性方程、相關系數(shù)

2.6 檢出限

根據(jù)IUPAC對檢出限的定義(檢出限為S/N=2)，經試驗對比了氣相色譜-質譜聯(lián)用儀與高效液相色譜儀對3種化合物的檢出限，結果表明用氣相色譜 - 質譜聯(lián)用儀分析時 2，4-D， 2，4，5-T，2-甲 -4-氯丁酸的檢出限分別為 0.5，0.5，0.8 μg/kg。用高效液相色譜儀分析時3種化合物的檢出限分別為0.23，0.83，0.92 mg/kg。可見氣相色譜-質譜聯(lián)用儀對這3種物質的檢測靈敏度遠高于高效液相色譜儀。

2.7 精密度、準確度試驗

取相同濃度的 2，4-D、 2，4，5-T、 2-甲 -4 氯丁酸混合標準溶液各1 mL加入離心管中用氮氣吹干，按照1.3方法進行衍生化處理，用GC-MS分析，分析結果作為加入量；另外取相同濃度的3種物質混標各1 mL分別加入5份空白棉花樣品中，按照1.3的方法進行提取及衍生化處理，用GC-MS分析，分析結果作為回收量，通過回收量與加入量的比較可以得到3種物質的回收率分別為93.6%，95.5%，93.9%；相對標準偏差分別為4.1%，4.3%，4.0%，均低于5%，滿足分析測試質量控制要求，結果見表3。

表3 精密度、回收率試驗結果

3 總結

研究了棉花中3種苯氧羧酸類成分的提取及衍生化條件，利用高效液相色譜法與氣相色譜-質譜聯(lián)用法分別對上述兩個步驟的試驗條件進行優(yōu)化得到本方法的最優(yōu)試驗條件，建立了棉花中苯氧羧酸類成分的檢測方法。使用硫酸作為催化劑既保證了催化效果也減少了試驗危險性。該方法精密度、準確性高，高效、安全，可以滿足檢測要求。

［1］ GB/T 18885-2009 生態(tài)紡織品技術要求［S］.

［2］ GB 2763-2017 食品安全國家標準食品中農藥最大殘留限量［S］.

［3］ GB/T 18412.6-2006 紡織品農藥殘留量的測定 第6部分：苯氧羧酸類農藥［S］.

［4］ GB/T 5009.175-2003 糧食和蔬菜中 2，4-滴殘留量的測定［S］.

［5］ GB/T 20769-2008 水果和蔬菜中450種農藥及相關化學品殘留量的測定 液相色譜-串聯(lián)質譜法［S］.

［6］ SN/T 1606-2005 進出口植物性產品中苯氧羧酸類除草劑殘留量檢驗方法 氣相色譜法［S］.

［7］ SN/T 2228-2008 進出口食品中31種酸性除草劑殘留量的檢測方法 氣相色譜-質譜法［S］.

［8］ NY/T 1434-2007 蔬菜中2，4-D等13種除草劑多殘留的測定 液相色譜質譜法［S］.

［9］ 匡華，儲曉剛，侯玉霞，等.氣相色譜法同時測定大豆中13種苯氧羧酸類除草劑的殘留量［J］.中國食品衛(wèi)生雜志，2006，18(6):503-508.

［10］ 林麗云. ASE-HPLC-MS/MS法測定棉織物苯氧羧酸農藥殘留［J］.印染，2017(7): 46-49.

［11］ 辛國斌，譚家鎰，姚麗娟，等.尿中3種苯氧羧酸類除草劑的氣相色譜分析法［J］.分析科學學報，2007，23(4): 429-432.

［12］ 洪海燕，張相飛，魏艷，等. MSPD-HPLC法測定大蒜中3種苯氧羧酸類除草劑的殘留［J］.農藥，2009，48(10): 744-746.

［13］ 牟仁祥，陳銘學.稻米中13種苯氧羧酸類除草劑多殘留的高效液相色譜-質譜測定［J］.分析測試學報，2008，27(9): 973-976.

［14］ 董振霖，趙守成，衛(wèi)鋒，等.糧谷中除草劑殘留的甲基衍生化氣相色譜法檢測［J］.中國公共衛(wèi)，2005，7(21): 881-882.

［15］ 張帆，付善良，施雅梅，等. 在線凝膠滲透色譜/氣相色譜-質譜聯(lián)用法測定水果中11種苯氧羧酸類農藥［J］. 分析測試學報，2013，32(1): 79-83.

海水總氮總磷在線監(jiān)測儀器研制及產業(yè)化項目獲批立項

不久前，科技部公布了“海洋環(huán)境安全保障”重點專項2017年度立項項目信息，由中科院西安光機所牽頭、中科院光譜成像重點實驗室魚衛(wèi)星研究員作為負責人申報的“海水總氮總磷在線監(jiān)測儀器研制及產業(yè)化”項目獲得批復立項。

該項目研制的光譜法總氮總磷在線監(jiān)測傳感器將是我國擁有完全自主知識產權的新型光譜儀器，該項目成功實施后，將填補國內在海水總氮總磷監(jiān)測儀器領域的空白，技術指標達到國際同類儀器產品水平，可廣泛應用于海洋生態(tài)監(jiān)測、防災減災及海洋環(huán)境監(jiān)測等領域業(yè)務化監(jiān)測將對我所圍繞國家“透明海洋工程”建設的重大需求，進一步在海洋探測與應用領域的拓展和成果產出，提供有力的支撐。

(西安光機所)

Determination of Phenoxy Carboxylic Acid Herbicides in Cotton by GC-MS

Xu Dongfeng1， Liu Botao2， Lu Xiaodong1
(1. Shandong Bureau of Fiber Inspection, Jinan 250021, China； 2. School of Public Health，Shandong University, Jinan 250012, China)

O657.7

A

1008-6145(2017)04-0013-04

10.3969/j.issn.1008-6145.2017.04.003

*山東省質量技術監(jiān)督局科研項目(2016KY17)

聯(lián)系人：徐東峰；E-mail: keephappy365@126.com

2017-03-12