QuEChERS—超高效液相色谱—电喷雾串联质谱法测定小麦籽粒、植株和土壤中氯啶菌酯残留
2016-11-19魏进张盈李汶锟秦立新段婷婷
魏进 张盈 李汶锟 秦立新 段婷婷
摘要：建立了小麦籽粒、植株和土壤中氯啶菌酯残留的QuEChERS-高效液相色谱-电喷雾串联质谱（UPLC-ESI-MS/Ms）检测方法。样品用乙腈溶液提取，经QuEChERS方法净化，以Hypersil GOLD色谱柱（100mm×2.1mm，1.9μm）进行HPLC分离，以电喷雾电离串联质谱正离子多反应监测（MRM）模式进行测定。对氯啶菌酯在小麦籽粒、植株和土壤中3个添加水平（0.01、0.10、1.00mg·k-1）下的回收率进行了测定，氯啶菌酯在小麦植株中的回收率为83.3%～99.7%（RSD为4.1%～5.7%），在麦粒中的回收率为88.4%～108.7%（RsD为4.4%～7.1%），在土壤中回收率为81.2%～98.9%（RSD为2.8%～7.1%）。该方法样品前处理简单、快速，分析时间短，灵敏度、准确度和精密度均符合农药残留检测要求，适用于小麦籽粒、植株和土壤中氯啶菌酯残留的检测。
关键词：QuEChERS；超高效液相色谱一串联质谱；氯啶菌酯；小麦；土壤
中图分类号：S482.3+4+X592 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2016）04-0124-05
氯啶菌酯开发代号为SYP-7017，化学名称为N-甲氧基-N-[2-[[（3，5，6-三氯吡啶-2-基）氧]甲基]苯基]氨基甲酸甲酯，分子式C15H13C13N2O4，分子量为391.64。其结构式如下：
氯啶菌酯由沈阳化工研究院创制，江苏宝灵化工股份有限公司开发，具有杀菌谱广、活性高、对非靶标生物及环境相容性好、持效期长的特点，对由子囊菌、担子菌及半知菌引起的小麦白粉病、稻瘟病、稻曲病、瓜类白粉病、番茄白粉病、苹果锈病、西瓜炭疽病、花卉白粉病等多种病害表现出优异的防治效果，田问应用中对供试作物生长无不良影响，对非靶标生物和环境安全。作为一种新型杀菌剂，在残留检测上可参文献不多，已报道的农产品中氯啶菌酯残留的分析方法主要有液相色谱法。这些方法的样品前处理步骤繁琐，有机溶剂用量多，而且分析时间较长，检测灵敏度低。2002年，Anastassiades等研究出一种快速、简单、廉价、高效、耐用、安全的样品前处理方法（QuEChERS），后经过几次改进，目前该方法已发展成一系列针对不同基质的农药残留快速前处理方法。
本研究采用改进的QuEChERS方法做为样品前处理方法，采用超高效液相色谱一串联质谱（UPLC-MS/MS）快速测定小麦籽粒、植株和土壤中的氯啶菌酯残留量，可为小麦及其他农产品中氯啶菌酯残留量的分析测定提供参考。
1 材料与方法
1.1 仪器及试剂
UltiMate 3000-TSQ Vnatage型超高效液相色谱三重四级杆质谱串联仪，赛默飞世尔科技有限公司；KQ500B型超声波清洗器，天津天有利科技有限公司；FZ102型微型组织粉碎机，天津泰斯特仪器有限公司；TG-16型台式高速离心机，长沙迈佳森仪器设备有限公司；0.22μm针孔滤膜，密理博（中国）有限公司。
氯啶菌酯标准品（99.7%），江苏省农药产品质量监督检测（站）有限公司；乙腈（色谱纯、分析纯）；氯化钠（分析纯）；无水硫酸镁（分析纯）；蒸馏水。
1.2 标准溶液配制
称取氯啶菌酯标准品0.0250g（精确至0.0002g），用乙腈溶解后，定容至25mL容量瓶内，配制成1000mg·L-1的标准品储备液，备用。
将上述标样储备液逐级稀释，配制成0.01、0.05、0.10、0.50、1.00mg·L-1的标准品溶液。
1.3 样品前处理
1.3.1 样品制备 小麦植株剪碎至1cm左右，粉碎备用；小麦粉碎后过40目筛，备用；土壤混匀，风干后过40目筛，备用。
1.3.2 样品提取净化 分别准确称取5.0g小麦植株粉碎样品、5.0g麦粒粉碎样品和10.0g土壤样品于50mL离心管中，加入5.0mL水和10.0mL乙腈，然后超声25min，加入4.0g无水硫酸镁，1.0g氯化钠，涡旋1min，5000r/min离心5min，取上清液取1.5mL加入有50mg PSA和50 mg MgSO4的2.5mL离心管中，5000r/min条件下离心5min，过0.22μm微膜过滤，待进样。
1.4 液相色谱及质谱条件
1.4.1 液相色谱条件 色谱柱：Hypersil GOLD色谱柱（100mm×2.1mm，1.9μm），Thermos公司；柱温箱40℃；进样量2μL；流动相梯度洗脱。
1.4.2 质谱条件 电离方式：电喷雾电离，正离子检测MRM模式（表2）；毛细管温度：300%；气化温度：350℃；电喷雾电压：3200V；鞘气及辅助气为N2，鞘气流速9L·min-1，辅助气流速3L·min-1。
1.5 残留量计算
样品中氯啶菌酯残留量R（mg·kg-1）按下式计算：式中：A样为样品中氯啶菌酯的峰面积；A2标为标样溶液中氯啶菌酯的峰面积；V样为样品定容体积，mL；ρ标为氯啶菌酯标样溶液的质量浓度，mg·L-1；m样为样品的质量，g；f为换算因子。
2 结果与分析
2.1 试验条件选择
2.1.1 液相条件优化 试验发现，用乙腈和甲酸溶液信号响应值较高，在流动相中加入的甲酸可以增加氯啶菌酯在ESI（+）模式下的电离效率。用0.2%甲酸溶液和乙腈作为流动相梯度洗脱，调整梯度的初始状态及转化时间，使目标分析物在5min左右，消除了内源干扰物对目标物准确测定的影响。通过优化流动相体系、梯度洗脱等试验条件，确定采用乙腈+0.2%甲酸溶液为流动相，梯度洗脱，洗脱条件见表1。
2.1.2 质谱条件优化 配制1.0mg·L-1的标准品溶液，全扫描正离子模式下，通过调节离子源参数得到最强信号的[M+H]+峰。对选定的母离子进行子离子扫描，优化碰撞能量，筛选响应信号较强的子离子作为分析物的特征离子。氯啶菌酯的母离子、子离子及相应质谱参数见表2。
2.2 标准曲线、检出限、线性范围
采用标准工作曲线外标法进行定量。将1000mg·L-1的氯啶菌酯标准溶液用乙腈逐级稀释成1.00、0.50、0.10、0.05、0.01mg·L-1的系列标准品溶液，在液相色谱/质谱条件下进行测定。氯啶菌酯标样溶液色谱见图1。
以氯啶菌酯的质量浓度x（mg·L-1）为横坐标，峰面积y为纵坐标绘制标准曲线，得到线性回归方程及相关系数（图2）。氯啶菌酯标准曲线：y=37610x+285.04，R2=0.999。氯啶菌酯在0.01～1.00mg·L-1范围内呈显著的线性关系，可满足农药残留分析的要求。
在上述条件下，氯啶菌酯的保留时间为4.96min左右；最低检出量为4.5×10-11g。
2.3 回收率与精密度
分别称取5.0g小麦植株和麦粒粉碎样品及10.0g土壤样品，添加3档浓度的氯啶菌酯标准溶液，添加水平为0.01、0.10、1.00mg·kg-1，每档重复5次，测定回收率。
根据添加回收率试验，在上述条件下氯啶菌酯在小麦植株、麦粒和土壤中的最低检出浓度为0.01mg·kg-1。回收率结果分别见表3、表4、表5。氯啶菌酯在小麦植株中的添加回收率为83.3%～99.7%，变异系数为4.1%～5.7%；在麦粒中的添加回收率为88.4%～108.7%，变异系数为4.4%～7.1%；在土壤中添加回收率为81.2%～98.9%，变异系数为2.8%～7.1%。表明该样品检测方法有良好的精密度和准确度，可以满足氯啶菌酯痕量分析的要求。
小麦籽粒、植株和土壤空白样品及氯啶菌酯添加后图谱分别见图3～8。
3 结论
本研究采用QuEChERS法进行样品前处理，利用超高效液相色谱质谱联用技术、MRM检测模式快速测定小麦籽粒、植株和土壤中氯啶菌酯残留量，建立了小麦籽粒、植株和土壤中氯啶菌酯残留分析方法，显著提高了检测的灵敏度和准确度。在添加水平为0.01、0.10、1.00mg·kg-1时，回收率在81.2%～108.7%之间，RSD为2.8%～7.1%。与其他文献报道的液相色谱法相比，克服了溶剂用量大的缺点，具有快速、简单、易操作、成本低的优点，可为其他农产品中氯啶菌酯残留量的分析测定提供参考。
