高效液相色谱测定水稻和稻田中呋虫胺残留分析法的建立

彭 莎，杨仁斌，邹 蓉，杨玉梅

（湖南农业大学农业环境保护研究所，湖南 长沙 410128）

呋虫胺（Dinotefuran）是日本三井化学公司研发的新型烟碱性类杀虫剂[1]。与其他烟碱类农药不同的是它不含氯原子和芳环，而含有特征取代基—四氢呋喃基。被称为第三代烟碱类杀虫剂[1-2]。呋虫胺的化学名称为1-甲基-2-硝基-3-（四氢-3-呋喃甲基）胍。纯品为白色结晶，易溶于水，难溶于环己烷、二甲苯等有机溶剂。结构式见图1。

图1呋虫胺结构式

相对其他农药，呋虫胺具有很强的内吸渗透作用，因此杀虫活性通过很低的剂量便能显示出来[3]，且其杀虫谱广泛；其主要机理是作用于昆虫的神经传递系统，使害虫麻痹致死[4]。对哺乳动物十分安全，无致畸性、致癌性和致突变性。

目前，国内外对呋虫胺的研究主要集中在合成及毒理方面，有关呋虫胺残留的研究主要集中在辣椒[5]、大米[6]、蔬菜[7-9]、鱼肉、玉米、水果、花生[9]等作物上，而在水稻生产上应用的残留研究尚未见报道。试验采用了高效液相色谱（HPLC），研究并建立呋虫胺在水稻和稻田系统中的残留的检测分析方法，力求方法简便，同时能达到定性与定量的分析要求。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

岛津－LC-20AT型高效液相色谱仪（带紫外检测器和工作站），2HWY-2102型双层恒温培养振荡器（上海智城分析仪器制造有限公司），RE-2000型旋转蒸发器（上海亚荣生化仪器厂），SHZ-D型循环水真空泵（巩凡市子华仪器有限责任公司）。

呋虫胺标准品（纯度为100%），甲醇为色谱纯试剂；乙腈、氯化钠、石油醚均为分析纯；无水硫酸钠（用前于130℃烘6.0 h）；弗罗里硅土（Florisil）（用前于650℃活化6.0 h，再加5%去离子水去活）；蒸馏水。

1.2 标准溶液制备

准确称取呋虫胺标准品0.0250 g于50 mL棕色容量瓶中，用甲醇溶解并定容作为标准储备液（浓度为500 mg/L）。用梯度稀释法稀释标准储备液配成浓度为 0.05、0.10、0.50、1.00、5.00 mg/L 的呋虫胺标准工作溶液。

1.3 样品的制备

1.3.1 样品的前处理 稻田水样经定性滤纸过滤；稻田土壤样品去杂质后混合均匀；水稻植株剪成1 cm左右的小段后混合均匀；稻谷晒干脱谷后，分别将稻壳和糙米粉碎混合均匀。分别在稻田水、稻田土壤、植株、稻壳和糙米的空白样品中添加呋虫胺的标准溶液，稻田水样添加的质量浓度为0.02、0.20、2.00 mg/kg；稻田土壤、植株、稻壳和糙米添加的质量浓度均为 0.05、0.50、5.00 mg/kg，进行添加回收率和精密度的实验。以上待测样品均于-20℃低温保存。

1.3.2 样品的提取 稻田水：准确量取稻田水50.0 mL，经过布氏漏斗减压抽滤，用50 mL石油醚萃取一次，取下层水相，在旋转蒸发仪上（75℃）浓缩至近干，甲醇定容至10.0 mL，过0.45 μm膜，待HPLC测定。

稻田土壤、谷壳、糙米和稻秆样品：准确称取已制备的适量样品（土壤样品30.0 g；稻田谷壳、糙米和稻秆样品各10.0 g）于250 mL具塞三角瓶中，准确加入50 mL乙腈溶液 [糙米样品加入50 mL乙腈:水（90:10，v/v）溶液]，30℃恒温震荡 30 min，经布氏漏斗减压抽滤，转入已添加约1 g NaCl的100 mL具塞量筒中，剧烈振摇1 min静置分层，然后移取上层有机相20 mL于250 mL具塞三角瓶中，在旋转蒸发仪上（70℃）浓缩至近干，待净化。

1.3.3 净 化 按顺序将脱脂棉、无水硫酸钠、4 g弗罗里硅土、无水硫酸钠填充入层析柱中。先用10 mL乙腈溶液预淋，再将上述提取浓缩液用2 mL乙腈溶解后，无损移入弗罗里硅土净化柱中，然后用50 mL乙腈分10次淋洗，收集淋洗液，于旋转蒸发器（70℃）上浓缩近干，用甲醇定容至10.0 mL，待HPLC测。

1.4 色谱条件

流动相: 甲醇-水（30:70，v/v）；流速：0.9 mL/min；检测波长：270 nm；柱温：40℃；进样量：20 μL。

2 结果与分析

2.1 色谱条件的优化

在现有文献的基础上，初步确立了液相色谱条件。但是进行样品检测时发现，由于呋虫胺出峰时间较早，受杂质干扰较严重，因此通过调整流动相比例来调整目标化合物的出峰时间，以保证目标化合物完全分离、不受杂质干扰，又不至于出峰太晚，影响工作效率。主要通过改变流速来改变峰型，使峰型较为标准。通过条件优化，最终确立甲醇-水（30:70，v/v）为流动相，流速为 0.9 mL/min（图 2）。

图2 1 mg/L呋虫胺标准溶液色谱图

2.2 提取溶剂的选择

由于呋虫胺的极性较强，通过考察乙腈、乙酸乙酯对样品的提取效果发现：稻田土壤、谷壳、植株样品采用乙腈提取时，回收率均达80%以上，而糙米和稻田水样品回收率则较低（50%左右）。继续考察乙腈－水作为提取剂提取糙米样品，发现提取效果较好，回收率均达到80%以上。对于稻田水样品，又分别考察了二氯甲烷、二氯甲烷－氨水、二氯甲烷－盐酸的提取效果。结果表明采用以上提取剂时回收率仍较低，此结果可能与呋虫胺较强的极性有关。因此后续试验采用1.3所述的方法对稻田水样进行前处理，采用1.3所述样品提取剂和提取方法对稻田土壤、谷壳、植株和糙米样品进行提取。

2.3 净化柱条件的选择

以乙腈为洗脱液对弗罗里硅土净化柱进行洗脱，每次10 mL，共10次。结果表明，当乙腈用量为50 mL时，目标化合物的总回收率达98.93%，并且与杂质的分离良好。因此选用乙腈作为洗脱液，用量为50 mL。

2.4 方法的线性关系

将配好的5个浓度的呋虫胺标准工作液按1.3所述的条件进行HPLC测定。以峰面积为纵坐标，浓度（mg/L）为横坐标，做呋虫胺的标准曲线，得到回归方程为y=155 252 x-3 255.6。结果表明，呋虫胺在0.05～5.00 mg/L之间浓度与峰面积具有良好的线性关系，相关系数（r）为0.9999。

2.5 方法的回收率和精密度

呋虫胺在稻田水、稻田土壤、植株、稻壳和糙米的加标回收率及其相对标准偏差见表1。结果表明：呋虫胺的平均加标回收率在75.63%～106.02%之间，相对标准偏差为1.32%～10.24%。

表1 呋虫胺在稻田水、稻田土壤、植株、稻壳和糙米的加标回收率及其相对标准偏差

3 结语

采用乙腈对稻田土壤、稻秆、谷壳的呋虫胺残留进行提取，乙腈和水的混合液对糙米中的呋虫胺残留进行提取，石油醚对稻田水中的呋虫胺进行萃取，弗罗里硅土柱净化，高效液相色谱法测定。该方法操作简单快速、杂质干扰少、回收率高、精密度好和重现性好，适合水稻及稻田环境中呋虫胺残留的检测。

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