LC—MS/MS测定蔬菜中残留的磺酰脲类除草剂

刘海林 耿安静 陆晓宇 朱将伟

摘要：利用液相色谱-串联质谱法同时测定蔬菜（豇豆）中氯磺隆等5种磺酰脲类除草剂残留，首先用甲醇-磷酸盐缓冲液提取蔬菜中的磺酰脲类除草剂，经固相萃取柱净化后用LC-MS/MS进行分析，最终实现定性和定量测定。结果表明，此方法定量限可达0.6 μg/kg以下，回收率范围为80.1%～91.2%，RSD为3.7%～6.7%，符合我国食品中农药残留检测相关标准的要求。

关键词：液相色谱-串联质谱法；蔬菜；磺酰脲类除草剂；残留

中图分类号： TQ450.2+63 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2015）07-0325-02

磺酰脲类除草剂是当前使用量最大的一类除草剂，主要用于防除阔叶杂草及某些禾本科杂草，在现代化农业生产中发挥了极其重要的作用，但其应用所导致的农药残留给生态环境和农产品安全造成诸多负面影响[1-2]。国际食品贸易组织对该类除草剂实行了严格的限量标准，欧美等国家均制定了农作物中各种磺酰脲类除草剂的残留限量标准和官方检测方法[3]。目前多采用色谱法、色谱-质谱联用法、酶联免疫吸附分析法等方法对磺酰脲类除草剂进行检测。由于磺酰脲类除草剂的热不稳定性和低挥发性，一般不适宜采用气相色谱分析，因此目前应用最为广泛的方法是HPLC法，但该法在应用中容易出现假阳性，灵敏度也不够高[3-4]。采用液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）对磺酰脲类除草剂进行分析，可显著简化分析步骤，并且LC-MS/MS法具有灵敏度高、选择性强、检测结果一般不需再次确证等优点。在本试验中研究了豇豆中氯磺隆等5种磺酰脲类除草剂残留分析的样品前处理方法和液-质联用分离检测条件，结果表明，本方法操作简便、灵敏度高、净化效果好，可用于分析豇豆等蔬菜中的磺酰脲类除草剂残留量。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

安捷伦1200/6410高效液相色谱-三重四级杆串联质谱仪（美国）；安捷伦 ZORBAX Eclipse Plus C18色谱柱（3.0 mm×100 mm，1.8-Micron）；Waters固相萃取柱（Oasis HLB：200mg，6mL）；粉碎机；匀浆机；振荡器；水浴、氮吹仪等。

乙腈（HPLC，德国Merck公司）；甲醇（HPLC，德国Merck公司）；甲酸（HPLC，美國J.T. Baker公司）；磷酸（优级纯）。农药标样：氯磺隆、噻吩磺隆、苄嘧磺隆、吡嘧磺隆、氯嘧磺隆（纯度均>98%）。

磷酸盐缓冲溶液（pH值7.8）：称取41.70 g磷酸氢二钾（K2HPO4·3H2O）和2.30 g磷酸二氢钾（KH2PO4）加水溶解至1 000 mL。

磷酸盐缓冲溶液（pH值2.0～3.0）：以上述磷酸盐缓冲溶液（pH值7.8）为母液，加磷酸调节pH值至2.0～3.0。

提取液：将磷酸盐缓冲溶液（pH值7.8）与甲醇按体积分数50%混合均匀。

1.2 色谱与质谱条件

色谱柱：ZORBAX Eclipse Plus C18柱（安捷伦，3.0 mm×100 mm，1.8-Micron）；流动相：A相（0.1%甲酸+4 mmol乙酸铵）、B相（甲醇）；柱温：30 ℃；进样量：5 μL。

梯度洗脱程序：0 min（80%A）→0.5 min（80%A）→4.0 min（10%A）→9.0 min（10%A）→9.1 min（80%A）→110 min（80%A）。后运行时间：1 min。流动相速度：0.3 mL/min。

质谱相关参数：电喷雾离子源，多反应监测扫描（MRM），正离子模式，离子源参数（干燥气流速10 L/min，干燥气温度320 ℃，雾化气压力275.8 kPa，毛细管电压4 000 V）。质谱采集参数见表1。

1.3 样品处理

1.3.1 样品制备

取1 000 g待测蔬菜样品（豇豆），人工去除叶、梗等杂物，进行粉碎后备用。

1.3.2 提取

称取20.0 g试样于200 mL具塞锥形瓶中，加入80 mL提取液，加盖后振荡30 min（150 r/min），超声提取10 min，布氏漏斗抽滤，转移滤液至100 mL容量瓶中，用提取液清洗、转移并定容至100 mL，混匀。移取20 mL上述溶液在40 ℃水浴中减压浓缩至10 mL左右，加10mL磷酸盐缓冲溶液（pH值2.0～3.0），并用磷酸调节pH值至2.0～3.0，待净化[5]。

1.3.3 净化

依次用5 mL甲醇、5 mL水、5 mL提取液淋洗活化固相萃取柱（Oasis HLB：200 mg，6 mL），将上述待净化液转移上柱，抽干；再用6 mL乙腈洗脱，收集至刻度管中，40 ℃氮吹至近干，移取2.00 mL体积分数为50%的甲醇水溶液超声溶解样品，过0.2 μm滤膜，装入进样瓶中待测。

1.4 标准曲线与样品测定

将除草剂标准物质配制成系列浓度的混合标准溶液，进行LC-MS/MS分析，以质谱响应值（定量离子的丰度）对应浓度分别制作各除草剂的标准曲线；经处理的样品提取物在上述色谱-质谱条件下进行分析，参照标准曲线用外标法计算样品中各除草剂的浓度。

2 结果与分析

2.1 萃取方法的优化

在磺酰脲类除草剂残留分析中常用的提取溶剂有乙腈、甲醇、磷酸盐缓冲溶液、磷酸盐缓冲液-乙腈和磷酸盐缓冲液-甲醇等。由于磺酰脲类除草剂为弱酸性，对pH值较敏感，大多数磺酰脲类除草剂的酸度系数pKa值在3.0～5.8的范围内，而提取液的pH 值一般以大于pKa 值2个单位为宜（这将有利于磺酰脲类除草剂从蔬菜中提取出来）。本试验比较了磷酸盐缓冲溶液、磷酸盐缓冲液-乙腈和磷酸盐缓冲液-甲醇作为提取溶剂的效果，结果表明，以磷酸盐缓冲液-乙腈或者磷酸盐缓冲液-甲醇为提取液时，其回收率（87%左右）较好，且稳定，而以磷酸盐缓冲溶液作为提取液时回收率极不稳定；另外，在试验中还发现以磷酸盐缓冲液-乙腈作为提取液时，溶出的杂质加多，影响后续净化与分析，因此最终确定以磷酸盐缓冲液（pH值7.8）-甲醇作为提取液。

2.2 仪器分析条件的优化

本试验比较了不同体系的流动相（0.1%甲醇-甲酸水溶液；0.1%乙腈-甲酸水溶液；甲醇-0.1%甲酸+4 mmol乙酸铵；乙腈-0.1%甲酸+4 mmol乙酸铵）。结果表明，不同的流动相对除草剂的离子化水平产生较大的影响，当采用上述前2种流动相体系时，5种待测除草剂的质谱响应值均显著低于采用后2种流动相时的响应值（约低1个数量级），且峰形差；另外，采用乙腈-0.1%甲酸+4 mmol乙酸铵体系时，虽然响应值较高，但峰形差，色谱分离效果也不理想。因此，最终选择甲醇-0.1%甲酸+4 mmol乙酸铵作为流动相，同时也对乙酸铵的浓度进行了优化，乙酸铵能有效改善峰形和调节离子化水平，但浓度高于4 mmol时并不能更好地发挥改善峰形的作用，过高的盐分还会对基线的稳定性产生负面作用，因此最终选取乙酸铵的浓度为4 mmol。

为了取得最佳的分析效果，在优化了萃取及净化方式、流动相以及梯度洗脱程序等条件后，对各项质谱参数也进行了优化（表1）。图1为5种磺酰脲类除草剂混合标准品的总离子流。

2.3 线性关系与检出限

在上述经优化的测试条件下，取一系列浓度的除草剂标准品混合液进行分析，以各除草剂组分的质谱响应值对其浓度作出曲线，得到各除草剂的线性回归方程，各除草剂在1～100 μg/L范围内线性关系较好。当样品中有磺酰脲类除草剂被检出，且残留浓度超过该线性范围时，需经稀释处理后再次测定。5种磺酰脲类除草剂的线性回归方程、相关系數、检出限、定量限等见表2，以3倍信噪比确定检出限，以4倍检出限作为定量限。

2.4 添加回收试验结果以及与其他标准方法测定结果的比较

向2组空白豇豆样品中加入除草剂混合标准溶液，使第1组样品中各除草剂浓度为5.0 μg/kg，第2组中各除草剂浓度为20.0 μg/kg。按照上述分析测试流程及选定的参数测定5种除草剂的含量并计算回收率（n=5），其回收率范围为80.1%～91.2%，RSD为3.7%～6.7%，均符合方法学上的要求。这2组豇豆样品同时还按照GB/T 23817—2009《大豆中磺酰脲类除草剂残留量的测定》进行了测定（n=5），测定结果见表3。经比较发现，2种方法的测定结果基本相当 （GB/T 23817—2009方法测定的回收率略高，但差异不显著），按照GB/T 23817—2009测定的回收率为81.0%～95.0%。

3 小结

本研究所述方法较GB/T 23817—2009 《大豆中磺酰脲类除草剂残留量的测定》等标准方法更为简便，极大地简化了样品的前处理过程，缩短了分析时间，并可显著减少试剂成本，各项技术参数也都能满足日常检测工作的要求。运用该检测方法，豇豆样品经简便易行的前处理流程处理后，利用液相色谱-串联质谱进行分析，能对豇豆中残留的多种磺酰脲类除草剂进行定性和定量检测，方法快捷、简便，具有较高的灵敏度和准确度，方法的定量限均低于GB 2763—2005《食品中农药最大残留限量》所规定的残留限量值，适合于豇豆等蔬菜中磺酰脲类除草剂的定性与定量分析。

参考文献：

[1]汤凯洁，顾小红，陶冠军，等. 分子印迹固相萃取-液相色谱质谱联用对4种磺酰脲类除草剂残留的测定[J]. 分析测试学报，2009，28 （12）：1401-1404.

[2]张敏恒. 磺酰脲类除草剂的发展现状、市场与未来趋势[J]. 农药，2010，49（4）：235-240.

[3]吕晓玲，佘永新，王荣艳，等. 磺酰脲类除草剂残留检测技术及其研究进展[J]. 分析测试学报，2009，28（7）：875-880.

[4]赵永刚，张祥志，胡冠九，等. 固相萃取/高效液相色谱法测定地表水中磺酰脲类农药的研究[J]. 分析科学学报，2008，24 （3）：287-290.

[5]NY/T 2067—2011 土壤中13种磺酰脲类除草剂残留量的测定 液相色谱串联质谱法[S]. 北京：中国农业出版社，2011.