袁文悅，莊惠生

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高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定土壤中螺蟲(chóng)乙酯及其4種代謝產(chǎn)物

袁文悅，莊惠生

(上海交通大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200240)

建立了超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜(UPLC-MS/MS)檢測(cè)土壤中螺蟲(chóng)乙酯及其4種代謝產(chǎn)物殘留分析方法。采用酸性乙腈提取螺蟲(chóng)乙酯及其4種代謝產(chǎn)物，UPLC-MS/MS進(jìn)行定性和定量。螺蟲(chóng)乙酯及其4種代謝產(chǎn)物在0.005~0.1 mg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均在0.999 5以上；在添加質(zhì)量濃度為0.005~1.0 mg/kg時(shí)，回收率分別為螺蟲(chóng)乙酯76.5%~84.6%，S1 78.8%~88.7%，S2 82.5%~99.2%，S3 74.0%~88.2%，S4 78.4%~82.2%；最小檢出量為0.05 ng。試驗(yàn)結(jié)果表明該法簡(jiǎn)便、定量準(zhǔn)確、分離度好、精密度好，可實(shí)現(xiàn)土壤中螺蟲(chóng)乙酯及其4種代謝產(chǎn)物農(nóng)殘分析的要求。

螺蟲(chóng)乙酯；代謝產(chǎn)物；超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜；土壤

螺蟲(chóng)乙酯(spirotetramat)是季酮酸類(lèi)化合物，在環(huán)境中的代謝物主要是BYI08330-烯醇糖苷(S1) (spirotetramat-enol-glucoside)、BYI08330-醇酮(S2) (spirotetramat-keto-hydroxy)、BYI08330-烯醇(S3) (spirotetramat-enol)、BYI08330-羥基(S4)(spirotetramat- mono-hydroxy)[1]，4種代謝產(chǎn)物與螺蟲(chóng)乙酯的生物活性關(guān)系密切。該農(nóng)藥具有獨(dú)特的作用特征，是迄今具有雙向內(nèi)吸傳導(dǎo)性能的現(xiàn)代殺蟲(chóng)劑之一。其作用機(jī)理是通過(guò)干擾昆蟲(chóng)的脂肪生物合成導(dǎo)致幼蟲(chóng)死亡，降低成蟲(chóng)的繁殖能力。螺蟲(chóng)乙酯具有很好的內(nèi)吸性，可通過(guò)植物的木質(zhì)部和韌皮部向上傳導(dǎo)，也可在植株內(nèi)由上向下傳導(dǎo)[2]。這種獨(dú)特的內(nèi)吸性能可以保護(hù)新生莖、葉和根部，抑制害蟲(chóng)的卵和幼蟲(chóng)生長(zhǎng)，且持效期長(zhǎng)達(dá)8周?？煞乐味喾N作物的蚜蟲(chóng)、介殼蟲(chóng)、粉虱等刺吸式口器害蟲(chóng)[3-6]。螺蟲(chóng)乙酯及其4種代謝產(chǎn)物化學(xué)結(jié)構(gòu)式詳見(jiàn)圖1。

目前查詢相關(guān)文獻(xiàn)，與螺蟲(chóng)乙酯相關(guān)的分析方法主要包括對(duì)原藥含量及殘留量的檢測(cè)，如高效液相色譜法[7-8]以及高效液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法[9-11]。國(guó)內(nèi)僅有施雅、張小剛等對(duì)4種蔬果中螺蟲(chóng)乙酯殘留量測(cè)定方法的討論，吳文鑄、李菊穎等對(duì)螺蟲(chóng)乙酯在柑橘中的殘留消減動(dòng)態(tài)的討論[1,12-13]。目前關(guān)于螺蟲(chóng)乙酯及其代謝產(chǎn)物在土壤中殘留檢測(cè)方法摸索與探討鮮見(jiàn)報(bào)道。

本文通過(guò)對(duì)幾種不同溶劑提取方法比較，得出最優(yōu)前處理方法，采用高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜對(duì)目標(biāo)化合物在土壤中的殘留進(jìn)行檢測(cè)，消除了由于樣品基質(zhì)的復(fù)雜性及代謝產(chǎn)物之間的轉(zhuǎn)變所帶來(lái)的干擾。試驗(yàn)結(jié)果表明本法簡(jiǎn)便、快速、定量準(zhǔn)確、靈敏度和精密度好。

(a) BYI08330-烯醇糖苷(S1)

(b) BYI08330-醇酮(S2)

(c) BYI08330-烯醇(S3)

(d) BYI08330-羥基(S4)

(e)螺蟲(chóng)乙酯

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

電子分析天平(島津公司Shimadzu Auw120D：42 g/0.01 mg)，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司YP202N：200 g/0.01 g)，氮吹儀(普立泰科)，調(diào)速多用振蕩器(HY-4型)，三重四級(jí)桿液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀(安捷倫LC-QQQ 6460，帶安捷倫公司LC-1290超高效液相色譜儀)，精密移液槍：Brand 50~200 μL，Brand 100~1 000 μL，常用玻璃儀器。

螺蟲(chóng)乙酯標(biāo)準(zhǔn)品：純度96.2%，上海市農(nóng)藥研究所有限公司；螺蟲(chóng)乙酯烯醇-葡萄糖苷(S1)標(biāo)準(zhǔn)品：純度98.6%，德國(guó)Dr.Ehrenstorfer；羥基螺蟲(chóng)乙酯酮(S2)標(biāo)準(zhǔn)品：純度94.8%，德國(guó)Dr.Ehrenstorfer；螺蟲(chóng)乙酯烯醇(S3)標(biāo)準(zhǔn)品：純度99.6%，德國(guó)Dr.Ehrenstorfer；單羥基螺蟲(chóng)乙酯(S4)標(biāo)準(zhǔn)品：純度98.2%，德國(guó)Dr.Ehrenstorfer；乙腈、甲醇、甲酸：HPLC級(jí)，DIKMA公司；氯化鈉：國(guó)藥AR；磷酸：國(guó)藥GR；氨水：國(guó)藥AR；丙酮：國(guó)藥AR；甲苯：國(guó)藥AR；二氯甲烷：國(guó)藥AR；C18凈化小柱(天津艾潔爾)(6 mL)；Carb/NH2串聯(lián)萃取柱(天津艾潔爾)(6 mL)；弗羅里硅土柱(上海安譜)(6 mL)；所有用水均為超純水。

螺蟲(chóng)乙酯及其4種代謝產(chǎn)物標(biāo)準(zhǔn)品均置于4 ℃冰箱中保存。使用時(shí)稱取25.0 mg(精確至0.01 mg)農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)于25 mL棕色容量瓶中，用甲醇定容至刻度，即為標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，4 ℃下保存期限半年。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的配制

移取一定量螺蟲(chóng)乙酯及4種代謝產(chǎn)物標(biāo)樣儲(chǔ)備溶液于10 mL容量瓶中，用甲醇稀釋成10 mg/L的工作溶液，再用甲醇稀釋配制成濃度為0.05、0.1、0.2、0.5、1.0 mg/L的系列標(biāo)樣溶液；分別用UP水稀釋10倍后得濃度為0.005、0.01、0.02、0.05、0.1 mg/L的系列標(biāo)樣溶液，用于液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀進(jìn)樣。

1.3 樣品處理

1.3.1提取

分別稱取約20 g(精確到0.01 g)土壤樣品于250 mL具塞三角燒瓶中，準(zhǔn)確加入50.0 mL乙腈、丙酮、0.2%磷酸的乙腈溶液、1%氨水的乙腈溶液，振蕩30 min，抽濾至裝6~7 g氯化鈉的抽濾瓶中，蓋上塞子，劇烈振蕩1 min，在室溫下靜置30 min，使有機(jī)相和水相分層。取25 mL有機(jī)層于50 mL硬質(zhì)試管中在氮吹儀上45 ℃下吹掃至近干，待余溫使之完全揮干，待用。同時(shí)作空白樣品。

1.3.2凈化

向上述殘留物中分別加入2 mL對(duì)應(yīng)溶劑復(fù)溶，將溶液迅速轉(zhuǎn)移通過(guò)已用5 mL的UP水、5 mL甲醇活化的C18凈化柱，5 mL乙腈-甲苯體積比3︰1活化的Carb/NH2串聯(lián)萃取柱，5 mL丙酮-二氯甲烷體積比9︰1活化的弗羅里硅土柱。使用各自對(duì)應(yīng)的淋洗液洗脫25 mL，再在45 ℃氮吹濃縮至近干，待余溫使之完全揮干后，以1.0 mL甲醇定容，使用去離子水定容至10 mL，用于液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀進(jìn)樣檢測(cè)(表1)。

表1 幾種前處理溶劑的提取比較

1.4 測(cè)定條件

1.4.1液相色譜測(cè)定條件

色譜柱：安捷倫C18，100 mm×2.1 mm(粒徑2.7 μm) (前裝柱前在線過(guò)濾器)；流動(dòng)相A：0.01%甲酸溶液；流動(dòng)相B：乙腈；流動(dòng)相梯度詳見(jiàn)表2。柱溫：40 ℃；進(jìn)樣量：10 μL。

表2 流動(dòng)相梯度

1.4.2質(zhì)譜測(cè)定條件

離子源：電噴霧離子源AJS-ESI；掃描方式：正離子ESI+；離子源溫度：100 ℃；毛細(xì)管電壓：3 500 V；霧化器壓力：45 psi；鞘氣流速：11 L/min；鞘氣溫度：325 ℃；輔助器壓力：100 psi；檢測(cè)方式：多反應(yīng)監(jiān)測(cè)MRM。

質(zhì)譜測(cè)定條件相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表3。

2 結(jié)果和討論

2.1 分析方法的參數(shù)優(yōu)化

在上述液相及質(zhì)譜條件下，對(duì)螺蟲(chóng)乙酯及其4種代謝產(chǎn)物進(jìn)行測(cè)定，分離度良好，最低檢出限響應(yīng)良好，詳見(jiàn)圖2及圖3。

2.2 線性關(guān)系的測(cè)定

移取一定量螺蟲(chóng)乙酯及四種代謝產(chǎn)物標(biāo)樣儲(chǔ)備溶液于10 mL容量瓶中，用甲醇稀釋成10 mg/L的工作溶液，再用甲醇稀釋配制成濃度為0.05、0.1、0.2、0.5、1.0 mg/L的系列標(biāo)樣溶液；分別用UP水稀釋10倍后得濃度為0.005、0.01、0.02、0.05、0.1 mg/L的系列標(biāo)樣溶液，用于液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀進(jìn)樣。

標(biāo)樣在上述色譜操作條件下進(jìn)行測(cè)定。以峰面積-質(zhì)量濃度坐標(biāo)作標(biāo)準(zhǔn)曲線。典型的標(biāo)準(zhǔn)溶液線性方程見(jiàn)表4。

表3 螺蟲(chóng)乙酯及其4種代謝產(chǎn)物質(zhì)譜測(cè)定條件

注：螺蟲(chóng)乙酯RT：6.365 min；S1 RT：3.244 min；S2 RT：5.607 min；S3 RT：5.227 min；S4 RT：4.742 min。

表4 螺蟲(chóng)乙酯及其4種代謝物線性方程和相關(guān)系數(shù)

2.3 樣品前處理?xiàng)l件選擇

根據(jù)1.3.1所述方法，對(duì)土壤樣品進(jìn)行各6組添加前處理處理(0.02 mg/kg)。不同溶劑提取及凈化效率結(jié)果見(jiàn)表5。

由表5可知，采用0.5%磷酸乙腈溶液提取，甲醇洗脫C18凈化柱凈化所得螺蟲(chóng)乙酯及其代謝產(chǎn)物的回收率相對(duì)最好。在最佳質(zhì)譜條件下進(jìn)行測(cè)定，全流程空白及土壤空白添加樣品的典型色譜測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖4、圖5。

(a)S1 離子對(duì)相對(duì)豐度圖

(b) S2 離子對(duì)相對(duì)豐度圖

(c)S3 離子對(duì)相對(duì)豐度圖

(d) S4 離子對(duì)相對(duì)豐度圖

(e)螺蟲(chóng)乙酯離子對(duì)相對(duì)豐度圖

表5 幾種溶劑及凈化小柱對(duì)螺蟲(chóng)乙酯及其4種代謝物提取及凈化效率比較

2.4 最小檢出量及最低檢出濃度

在上述條件下，螺蟲(chóng)乙酯及4種代謝產(chǎn)物的最小檢出量為0.05 ng，土壤中的最低檢測(cè)濃度為0.005 mg/kg，代謝物折合成螺蟲(chóng)乙酯表示則螺蟲(chóng)乙酯的最低檢出濃度為0.027 mg/kg。

2.5 精密度與準(zhǔn)確度

按照以上最優(yōu)前處理方法進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，添加3個(gè)不同水平的混合標(biāo)樣，每個(gè)添加質(zhì)量濃度進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)6次，計(jì)算添加回收率以及測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，均符合殘留分析的要求(表6)。

圖4 0.5%磷酸乙腈溶液提取全流程空白總離子流圖

圖5 0.5%磷酸乙腈溶液提取0.05 mg/kg添加量土壤樣品總離子流圖

表6 螺蟲(chóng)乙酯及其4種代謝產(chǎn)物添加回收試驗(yàn)的精密度與準(zhǔn)確度

3 結(jié) 論

本文通過(guò)幾種溶劑、凈化小柱提取凈化前處理方法的比較，建立了酸性乙腈提取、C18小柱凈化、采用UPLC-MS/MS方法測(cè)定土壤中螺蟲(chóng)乙酯及其4種代謝產(chǎn)物殘留的檢測(cè)方法。該方法簡(jiǎn)便、快速，結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，具有良好的靈敏度和理想的精密度，具有一定的實(shí)用價(jià)值。經(jīng)精密度試驗(yàn)和方法驗(yàn)證試驗(yàn)，證明該方法完全滿足農(nóng)藥殘留檢測(cè)的要求。

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Determination of Spirotetramat and its Four Metabolites Residues in Soil by UPLC-MS/MS

YUAN Wenyue, ZHUANG Huisheng

(School of Environmental Science and Engineering, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China)

An ultra-performance liquid chromatography tandem mass spectrometry (UPLC-MS/MS) analytical method was established for the determination of spirotetramat and its four metabolites residues in the soil. Samples were extracted by acid acetonitrile, spirotetramat and its four metabolites residues were detected by UPLC-MS/MS. The linear ranges of spirotetramat and its four metabolites were 0.005-0.1 mg/L, and the correlation coefficients were all more than 0.999 5. The average recoveries of spirotetramat and its four metabolites in samples ranged from 76.5 to 84.6%, 78.8% to 88.7%, 82.5% to 99.2%, 74.0% to 88.2%, 78.4 to 82.2% at the levels of 0.005-1.0 mg/kg respectively, the minimum detection volume was 0.05 ng. The method is simple, in good separation and accurate for the determination of spirotetramat and its four metabolites residues in soil.

spirotetramat; metabolite; ultra performance liquid chromatography mass spectrometry; soil

10.16201/j.cnki.cn31-1827/tq.2017.04.12

TQ450.7

A

1009-6485(2017)04-0059-05

袁文悅(1988—)，女，工程師，工學(xué)學(xué)士，主要從事農(nóng)藥殘留及重金屬檢測(cè)研究。

莊惠生，教授，博士，博士生導(dǎo)師。E-mail: hszhuang@sjtu.edu.cn。

2017-06-23。