周敏,沈雄雅,倪娟楨,趙月鈞,鐘寒輝,孫文閃*
綠城農(nóng)科檢測(cè)技術(shù)有限公司(杭州 310051)
磺酰脲類(lèi)除草劑是世界上使用量最大的一類(lèi)除草劑,被廣泛用于防治闊葉雜草及某些禾本科雜草。該類(lèi)除草劑不易揮發(fā),在環(huán)境中降解較慢,可在環(huán)境中長(zhǎng)期殘留。不同磺酰脲除草劑(如甲磺隆、氯嘧磺隆等),即使在土壤中微量殘留,也會(huì)對(duì)后茬敏感農(nóng)作物、環(huán)境及人體健康造成較大影響[1]。部分磺酰脲農(nóng)藥可能隨著土壤遷移到蔬菜作物中或者施藥過(guò)程的污染帶入,國(guó)內(nèi)外對(duì)該類(lèi)農(nóng)藥均制定殘留限量標(biāo)準(zhǔn),如歐盟規(guī)定噻磺隆在甜玉米及鮮豆類(lèi)蔬菜中的最大殘留限量為0.05 mg/kg,中國(guó)自2015年12月31日起禁止氯磺隆在國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售和使用,自2017年7月1日起禁止甲磺隆和胺苯磺隆在國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售和使用,GB 2763—2019《食品中農(nóng)藥最大殘留限量》規(guī)定對(duì)多種磺酰脲類(lèi)除草劑在食品中的最大殘留限量進(jìn)行限量規(guī)定[2]。因此,建立一種簡(jiǎn)便、快速、靈敏、高效的蔬菜中磺酰脲類(lèi)除草劑殘留量的分析方法非常重要。
磺酰脲類(lèi)除草劑檢測(cè)方法主要有液相色譜法[3-9]、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[10-21]等,其中HPLC-MS/MS法因具有較好的選擇性和高靈敏度,適合于各類(lèi)基質(zhì)中磺酰脲類(lèi)除草劑的分析檢測(cè)。對(duì)于蔬菜樣品這種基體的研究相對(duì)較少,由于蔬菜樣品比較復(fù)雜,磺酰脲類(lèi)除草劑在蔬菜中的殘留量通常較低,因此選擇一種高靈敏度、高選澤性、簡(jiǎn)單穩(wěn)定的樣品前處理方法,對(duì)于實(shí)現(xiàn)磺酰脲類(lèi)除草劑快速分析非常重要。試驗(yàn)采用分散固相萃取凈化方式,對(duì)提取溶劑和凈化方法進(jìn)行優(yōu)化,并結(jié)合超高效液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀,實(shí)現(xiàn)蔬菜中磺酰脲類(lèi)除草劑的快速分析測(cè)定,該方法前處理簡(jiǎn)單,為蔬菜中12種磺酰脲類(lèi)除草劑測(cè)定提供參考依據(jù)。
SHIMADZU 8050液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀LC-MS/MS(日本島津公司);ST16R離心機(jī)(賽默飛世爾公司);KQ5200E超聲波清洗器(昆山舒美);Milli-Q超純水器(美國(guó)Millipore公司);多管渦旋混合器(Multi-Tube Vortexer型);電子天平(BSA224S型,德國(guó)賽多利斯公司)。
標(biāo)準(zhǔn)品:12種磺酰脲類(lèi)除草劑(純度≥98.0%,德國(guó)Dr.Ehrenstorfer公司);乙腈(HPLC級(jí),德國(guó)Merck公司);無(wú)水硫酸鎂、乙酸鈉(均為分析純,天津市大茂化學(xué)試劑廠);N-丙基乙二胺(primary secondaryamine,PSA,40 μm,天津Agela公司);C18(500 g,天津Agela公司);石墨化碳黑(graphitized carbon black,GCB,40 μm天津Agela公司);甲酸(色譜純)天津市大茂化學(xué)試劑廠;試驗(yàn)用水為二級(jí)水。
分別精密稱(chēng)取12種化合物,各50.0 mg,用乙腈溶解并定容至50.00 mL。得到標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液質(zhì)量濃度1.00 mg/mL,貯存于棕色玻璃瓶中,在-20 ℃下避光保存。精密吸取12種標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液各0.500 mL,用乙腈稀釋并定容。醚磺隆、甲磺隆、醚苯磺隆、砜嘧磺隆、甲嘧磺隆、胺苯磺隆、氯磺隆、芐嘧磺隆、氯嘧磺隆、乙氧磺隆、氯吡嘧磺隆、環(huán)丙嘧磺隆質(zhì)量濃度5.00 μg/mL。在-20 ℃下避光保存。分別用相應(yīng)的蔬菜(大白菜、青菜、西紅柿)空白基質(zhì)將標(biāo)準(zhǔn)工作溶稀釋?zhuān)渲瞥蛇m當(dāng)質(zhì)量濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn),現(xiàn)配現(xiàn)用。
1.4.1 液相條件
Welch Ultimate UHPLC-AQ-C18(2.1 mm×100 mm,1.8 μm)色譜柱;流動(dòng)相為A(0.1%甲酸水)∶B(0.1%甲酸乙腈);流速0.25 mL/min;柱溫40 ℃;進(jìn)樣量2.0 μL;梯度洗脫程序:0~2 min,30%~100% B;2~4 min,100% B;4~4.1 min,100%~30% B;4.1~ 7 min,30% B。
1.4.2 質(zhì)譜條件
離子化方式為電噴霧離子化;接口電壓4.0 kV;霧化氣為氮?dú)?.0 L/min;干燥氣為氮?dú)?0 L/min;加熱氣為氮?dú)?0 L/min;碰撞氣為氬氣;脫溶劑管溫度250 ℃;加熱模塊溫度400 ℃;接口溫度300 ℃;掃描模式為正離子/負(fù)離子同時(shí)掃描;測(cè)定模式為多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(multiple reaction monitoring,MRM);在正負(fù)離子同時(shí)掃描條件下,對(duì)12種磺酰脲類(lèi)除草劑質(zhì)譜參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化最佳結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 12種磺酰脲類(lèi)除草劑的質(zhì)譜參數(shù)
1.5.1 提取
稱(chēng)取10.00 g試樣(精確至0.01 g)于50 mL離心管中,準(zhǔn)確加入10 mL 1%乙酸-乙腈溶液,高速勻漿1 min,加入4 g無(wú)水硫酸鎂和2 g乙酸鈉,劇烈振蕩1 min后,按12 000 r/min 4 ℃離心5 min。
1.5.2 凈化
準(zhǔn)確量取5 mL上層乙腈溶液置于15 mL聚丙烯螺旋蓋離心管中(管中預(yù)先加入400 mg PSA、100 mg C18和500 mg無(wú)水硫酸鎂),劇烈振蕩1 min,按8 000 r/min離心5 min,準(zhǔn)確移取1 mL上清液于40 ℃水浴中氮?dú)獯抵两桑尤? mL初始流動(dòng)相復(fù)溶,經(jīng)0.22 μm有機(jī)濾膜過(guò)濾后,待上機(jī)測(cè)定。
磺酰脲化合物易受結(jié)構(gòu)和體系pH的影響發(fā)生水解,為提高易水解化合物的穩(wěn)定性,比較乙腈、1%乙酸-乙腈溶液作為提取劑的提取效果。結(jié)果表明,采用1%乙酸-乙腈溶液提取時(shí),磺酰脲除草劑總體回收率較好(見(jiàn)圖1),且滿(mǎn)足GB/T 27404—2008《實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制規(guī)范 食品理化檢測(cè)》回收率要求,因此,選擇1%乙酸-乙腈溶液為提取溶劑。
圖1 不同溶劑提取效果的比較(n=6)
用1%乙酸-乙腈溶液作為提取溶劑,比較不同體積(5,10,15和20 mL)提取效果,結(jié)果顯示,用10 mL提取溶劑提取1次所得回收率滿(mǎn)足分析要求,如圖2所示。提取液體積為5 mL時(shí),溶劑和樣品的接觸面積不夠,回收率偏低,提取液體積15 mL以上,樣品的稀釋倍數(shù)較大,方法的靈敏度下降,因此選擇提取液體積為10 mL。
圖2 不同體積提取效果的比較(n=6)
QuEChERS前處理方法主要應(yīng)用在果蔬等含水量70%以上的樣品基質(zhì)中,凈化劑主要有C18、PSA、GCB、中性氧化鋁、酸性氧化鋁、堿性氧化鋁和弗羅里硅土等。其中,C18和PSA的具有普遍適用性,對(duì)農(nóng)藥的吸附較小[32-33]。GCB對(duì)色素具有較強(qiáng)的吸附能力。所要測(cè)試的樣品為色素含量較低的果蔬樣品,于是選擇C18和PSA 2種凈化劑,并考察不同用量吸附劑組合對(duì)回收率的影響。通過(guò)提取后采用高速轉(zhuǎn)速低溫離心,上清液清澈,能夠發(fā)揮更好的凈化效果。按照1.5的方法處理對(duì)黃瓜、西紅柿、大白菜空白樣品加標(biāo)進(jìn)行凈化,PSA、C18按比例配合使用(400 mg PSA、100 mg C18),其凈化效果最好,經(jīng)C18和PSA吸附劑凈化后,12種磺酰脲類(lèi)除草劑的回收率在80%以上。因此選擇進(jìn)化粉的質(zhì)量C18100 mg、PSA 400 mg。
在一級(jí)質(zhì)譜全掃描模式下,同時(shí)監(jiān)測(cè)正負(fù)離子信號(hào),發(fā)現(xiàn)目標(biāo)物在正離子模式下的響應(yīng)值較好。在正離子監(jiān)測(cè)模式下,分別對(duì)預(yù)四極桿Q1和碰撞能量、預(yù)四極桿Q3等質(zhì)譜參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,選擇碰撞后響應(yīng)較高的2個(gè)子離子作為特征離子。在子離子掃描模式下,選擇響應(yīng)最高的子離子作為定量離子,響應(yīng)次高的子離子作為定性離子,在多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式下,對(duì)目標(biāo)物的碰撞能量進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化結(jié)果見(jiàn)表1。
磺酰脲除草劑化合物由芳環(huán)、磺酰脲橋和氮雜環(huán)等組成,比較在C18柱甲醇-水、乙腈-水2種常見(jiàn)流動(dòng)相體系對(duì)目標(biāo)化合物的影響,結(jié)果證明,采用C18色譜柱分離時(shí),磺酰脲除草劑有較高的響應(yīng)值,所有目標(biāo)化合物在乙腈-水體系中的峰形較好。在流動(dòng)相中分別添加少量甲酸,能提高目標(biāo)化合物的離子化效率,并能得到較好的峰形。試驗(yàn)選用0.1%甲酸乙腈溶液-0.1%甲酸水溶液作為流動(dòng)相,梯度洗脫,12種化合物多反應(yīng)監(jiān)測(cè)色譜圖見(jiàn)圖3。
圖3 12種磺酰脲除草劑標(biāo)準(zhǔn)樣品圖(3.00 μg/L)
在優(yōu)化的試驗(yàn)條件下,以峰面積為縱坐標(biāo)以磺酰脲除草劑濃度為橫坐標(biāo)作校準(zhǔn)曲線(xiàn),其線(xiàn)性回歸方程,相關(guān)系數(shù),線(xiàn)性范圍見(jiàn)表2。檢出限(limit of detection,SLOD)以信噪比S/N≥3計(jì),定量下限(Limit of quantity,SLOQ)以S/N≥10計(jì),通過(guò)空白樣品加標(biāo)回收獲得,該方法可以滿(mǎn)足實(shí)際樣品的測(cè)定。
表2 12種磺酰脲除草劑的檢出限、定量下限、線(xiàn)形回歸方程、相關(guān)系數(shù)及線(xiàn)性范圍
對(duì)黃瓜、西紅柿、大白菜3種空白樣品進(jìn)行添加回收和精密度試驗(yàn)。進(jìn)行低、中、高3個(gè)添加水平的回收試驗(yàn),加標(biāo)量分別為3.00,10.0和500 μg/kg,12種磺酰脲除草劑的回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=6)見(jiàn)表3。
表3 12種磺酰脲除草劑的添加回收率和精密度(n=6)
使用試驗(yàn)方法對(duì)常見(jiàn)的蔬菜樣品12種磺酰脲除草劑進(jìn)行實(shí)際檢測(cè)。檢驗(yàn)結(jié)果顯示,12種磺酰脲除草劑部分有檢出,檢出含量在3.00~20.0 μg/kg之間,未超過(guò)GB 2763—2019《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》要求。
試驗(yàn)建立分散固相萃取-UHPLC-MS/MS方法測(cè)定蔬菜中磺酰脲除草劑的的檢測(cè)方法。結(jié)果表明:該方法前處理操作簡(jiǎn)單,結(jié)果準(zhǔn)確、重復(fù)性好,可以同時(shí)測(cè)定12磺酰脲除草劑殘留量,回收率高、精密度好、靈敏度度高等特點(diǎn),滿(mǎn)足果蔬中農(nóng)藥殘留量的分析要求,可為政府行政監(jiān)督提供檢測(cè)技術(shù)支持。將該方法應(yīng)用于日常檢測(cè)中可降低檢測(cè)成本,縮短檢測(cè)周期,具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。