气相色谱-四级杆飞行时间质谱法测定大米中苯氧羧酸类除草剂残留*

魏绍峰， 程寿峰， 王兴宁， 苟海潮， 张爱华

(1.贵州医科大学 公共卫生学院， 贵州 贵阳 550025； 2.贵州医科大学 环境污染与疾病监控教育部省部共建重点实验室， 贵州 贵阳 550025； 3.贵州出入境检验检疫局， 贵州 贵阳 550081)



气相色谱-四级杆飞行时间质谱法测定大米中苯氧羧酸类除草剂残留*

魏绍峰1,2， 程寿峰1,2， 王兴宁3， 苟海潮1,2， 张爱华1,2

(1.贵州医科大学 公共卫生学院， 贵州 贵阳 550025； 2.贵州医科大学 环境污染与疾病监控教育部省部共建重点实验室， 贵州 贵阳 550025； 3.贵州出入境检验检疫局， 贵州 贵阳 550081)

目的： 建立测定大米中15种苯氧羧酸类除草剂农药残留量的气相色谱-四极杆飞行时间质谱(GC-Q-TOF/MS)测定方法。方法：采用乙腈提取，Carbon固相萃取净化柱净化，三甲基硅烷化重氮甲烷衍生化， 建立GC-Q-TOF/MS 法测定大米中15种苯氧羧酸类除草剂[3,5-二氯苯甲酸、麦草畏、2-甲-4-氯苯氧丙酸(MCPP)、2-甲基-4-氯苯氧乙酸(MCPA)、2,4-滴丙酸(2,4-DP)、2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)、5-氯苯酚、2,4,5-三氯苯氧丙酸(2,4,5-TP)、草灭平、2,4,5-三氯苯氧基乙酸(2,4,5-T)、2,4-滴丁酯(2,4-DB)、苯达松、地乐酚、毒秀定、三氟羧草醚)]含量的色谱条件、线性关系、检测限以及回收率,考察相对标准偏差，采用该法评价随机抽样的贵阳市售大米中15种苯氧羧酸类除草剂的含量。结果：本研究设定条件下15种苯氧羧酸类除草剂在20 min内完全分离，并测得相应的色谱峰；在0.05～1.0 mg/L范围内线性关系良好，相关系数为0.997 4～0.999 9；3个添加水平 (0.05、0.1及0.15 mg/L)的平均回收率为80.1%～101.3%；精密度和重复性的相对标准偏差(RSD,n=5)为5.8%～9.6%；最低检出限(3S/N)在0.001～0.006 mg/kg；5种贵阳市售大米样品中未检出15种苯氧羧酸除草剂。结论：成功建立测定大米中15种苯氧羧酸类除草剂农药残留量的GC-Q-TOF/MS测定方法，贵阳市售大米中未检出15种苯氧羧酸类除草剂。

气相色谱-四极杆飞行时间质谱； 固相萃取； 苯氧羧酸； 除草剂； 大米； 贵阳

卤代苯氧羧酸类除草剂具有良好的除草活性，目前被广泛应用于小麦、玉米和水稻田中除去阔叶杂草,该类除草剂农药大约有20多种[1]。氯代苯氧酸类除草剂具有沸点高、不易挥发、极性大、溶于水和乙醇等特性，对人、畜有一定的内分泌扰乱作用，且能在土壤、水环境、作物桔杆及果实中残留，可对人类健康和环境造成的一定的危害[2-3]，因此，各国都制定了严格的苯氧酸类除草剂残留限量[4]。目前对苯氧羧酸类除草剂多采用固相萃取[5]、凝胶渗透色谱[3]、分散固相萃取[6]、基质分散固相萃取[7]、磁固相萃取技术[8]进行样品处理，采用气相色谱法、气质联用法、液相色谱法及液相色谱质谱法进行测定[9-12]。本文对大米样本用不同提取溶剂和三甲基硅烷化重氮甲烷衍生进行处理，采用气相色谱-四极杆飞行时间质谱法(GC-Q-TOF/MS)方法测定大米中15种苯氧羧酸类除草剂[3,5-二氯苯甲酸、麦草畏、2-甲-4-氯苯氧丙酸(MCPP)、2-甲基-4-氯苯氧乙酸(MCPA)、2,4-滴丙酸(2,4-DP)、2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)、5-氯苯酚、2,4,5-三氯苯氧丙酸(2,4,5-TP)、草灭平、2,4,5-三氯苯氧基乙酸(2,4,5-T)、2,4-滴丁酯(2,4-DB)、苯达松、地乐酚、毒秀定、三氟羧草醚)]残留量。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 仪器 PEclaerus 680气相色谱仪联用PEAXIONIQT四极杆/飞行时间质谱仪(美国PE公司)、AllegraΧ-22高速冷冻离心机(美国Allegra公司)、EYELA2000旋转蒸发仪(日本东京理化公司)、旋涡振荡器、分析天平、氮吹仪。

1.1.2 试剂与材料 乙腈(色谱纯，德国MERCK公司)、丙酮(色谱纯，德国CNW公司)、正己烷(色谱纯，德国CNW公司)、甲苯(分析纯，国药集团药业股份有限公司)、氯化钠、无水硫酸钠(均为农残级，德国CNW公司)，乙腈-甲苯(V/V,3∶1)溶液，三甲基硅烷化重氮甲烷衍生化试剂(0.6 mol/L，德国CNW公司)，Carbon TPT固相萃取柱。15种苯氧羧酸类除草剂混合标准品 (HBM-8151A,美国ULTRA Scientific公司)，大米样品购于贵阳市大型综合粮油食品批发市场(按价格选择5个档次的品牌，随机抽取样品)。

1.2 实验方法

1.2.1 色谱-质谱条件 色谱柱：PerkinElmer Elite-5MS毛细管柱 (30 m×0.25 mm×0.25 μm)；进样口温度250 ℃，不分流进样；载气为He(纯度> 99. 999%)，流速为1 mL/min；进样量为1 μL；升温程序：起始温度70 ℃保持2 min，以10 ℃/min升至290 ℃后保持4 min。电子轰击离子源(EI)：电子能量70 eV，离子源温度250 ℃，接口温度250 ℃，溶剂延迟时间5 min，检测器电压1.0 kV，碰撞气流速为氦气3 mL/min，数据扫描方式为正离子，Q-TOF Scan全扫描模式(扫描范围45～450 m/z，扫描速率3 spectra/s)和MSMS多反应监测(MRM)模式扫描。

1.2.2 上样前处理 准确称取2.00 g(精确至0.01 g)大米样品于50 mL具塞离心管中，加2.0 g氯化钠，再加入15 mL乙腈溶液振荡混匀，静置30 min，以5 000 r/min离心5 min收取上清液，再加15 mL乙腈重复提取1次，合并两次提取液用旋转蒸发仪40 ℃水浴蒸发浓缩至约1 mL，待净化。

1.2.3 提取液净化 在Carbon TPT固相萃取柱中加入1 cm高的无水硫酸钠，加样前用10 mL乙腈-甲苯溶液(V/V,3∶1)预淋洗该柱，弃去淋洗液，当液面到达无水硫酸钠顶部时，迅速将样品提取浓缩液转入该柱中，下接试管，分别用2 mL乙腈-甲苯溶液(V/V,3∶1)洗涤3次，将全部洗涤液转入Carbon TP固相萃取柱中，待液面到达无水硫酸钠顶部时用15 mL乙腈-甲苯溶液(V/V,3∶1)洗脱，收集所有流出液，待衍生。

1.2.4 衍生化 将收集的洗脱液在30 ℃水浴中氮吹浓缩至近干，用5 mL正己烷溶液淋洗试管壁，氮吹近干，再用5 mL正己烷淋洗1次，用平缓氮气吹至约1 mL，加入100 μL三甲基硅烷化重氮甲烷衍生剂(6 mol/L)，盖塞混匀，在30 ℃水浴中放置20 min，再用平缓氮气流吹至近干，用丙酮溶解并定容至1 mL，经离心后取上清液供GC-Q-TOF/MS分析。

1.2.5 标准曲线测定 将混合标准储备溶液分别配制为0.05、0.1、0.2、0.5及1.0 mg/L系列浓度的标准工作液，在选定的“1.2.1”色谱-质谱条件下进行测定分析，并用AxIoneCipher数据处理软件制得15种除草剂的工作曲线以及相关系数(r)。

1.2.6 回收率、精密度以及最低检出限测定 选取空白样品，称取4个平行样品，其中3个分别准确添加除草剂混合标准溶液并按前述的操作步骤进行3个浓度水平(0.05、0.1及0.15 mg/L)的添加回收试验，每个水平的试样重复测定5次，计算回收率及精密度。以信噪比(S/N)为3∶1时，计算15种苯氧羧酸除草剂的浓度为最低检出限。

1.2.7 大米样品残留测定 选择5个大米样品，一式两份，共10份样品，其中5份样品加入一定量的标准溶液, 测定加标回收率和相对标准偏差, 以考察方法的准确性和可靠性，另外5份作为实测样品，检测其中苯氧羧酸类除草剂的实际含量。上述样品经过“1.2.2”上样前处理、“1.2.3”提取液的净化、“1.2.4”衍生化，在选定的“1.2.1”色谱-质谱条件下进行测定分析，得到各样品扫描色谱图，计算15种苯氧羧酸类除草剂农药含量。

2 结果

2.1 GC-Q-TOF/MS法建立

2.1.1 定性测定 试验选择Q-TOF模式和MS/MS模式对15种苯氧羧酸除草剂进行一级MS和二级MS扫描分析，并建立相应数据库，在选定的“1.2.1”色谱-质谱条件下，15种苯氧羧酸类除草剂能够在20 min内完全分离，说明分离效果比较理想，满足检测要求。15种除草剂的保留时间、分子式、定量离子及定性离子见表1及图1。

表1 15种除草剂的保留时间、定量离子及定性离子

Tab.1 Retention time, qualitative and quantitative ion of 15 herbicides

除草剂分子式保留时间(min)定量离子(m/z)定性离子(m/z)3,5-二氯苯甲酸C7H4Cl2O2 10.9613173175,204麦草畏C8H6O3Cl212.5642203205,234MCPPC10H11ClO312.9301169142,228MCPAC9H9ClO313.1893214141,1552,4-DPC9H8Cl2O313.6866162189,2482,4-DC9H8Cl2O313.9503199234,1755-氯苯酚C6Cl5OH14.9503265280,2372,4,5-TPC9H7O3CI315.2564196198,282草灭平C7H5Cl2NO215.3805188219,1602,4,5-TC8H5Cl3O315.5819233235,2682,4-DBC10H10Cl2O316.305910159,162苯达松C10H12N2O3S16.6505212105,254地乐酚C10H12N2O517.0990225195,254毒秀定C6H3Cl3N2O217.1227196197,198三氟羧草醚C14H7ClF3NO519.8555375345,223

注：1为3,5-二氯苯甲酸；2为麦草畏；3为MCPP；4为MCPA；5为2,4-DP；6为2,4-D；7为5-氯苯酚；8为2,4,5-TP；

2.1.2 标准曲线 如表2所示，15种苯氧羧酸类除草剂在线性范围0.05～1.0 mg/L内均呈良好线性关系，r为0.997 4～0.999 9能满足检测要求。

表2 15种除草剂的线性方程及相关系数

Tab.2 Linear equation and correlation coefficient of 15 herbicides

除草剂 线形方程r3,5-二氯苯甲酸Y=612.02x-118.440.9989麦草畏Y=683.07x-190.070.9992MCPPY=341.55x-14.370.9986MCPAY=452.68x-83.460.99842,4-DPY=420.32x-113.210.99862,4-DY=559.42x-5257.140.99755-氯苯酚Y=783.84x+0.0240.99742,4,5-TPY=524.98x-21.830.9992草灭平Y=328.31x-145.180.99982,4,5-TY=451.51x+0.0120.99862,4-DBY=342.61x-83.760.9974苯达松Y=454.51x-75.580.9985地乐酚Y=132.68x-960.560.9974毒秀定Y=117.97x+0.0130.9999三氟羧草醚Y=146.72x-17.850.9988

2.1.3 回收率、精密度以及最低检出限 如表3所示，在0.05、0.10及0.15 mg/L 添加水平下的平均回收率为80.1%～101.3%；相对标准偏差(RSD,n=5)为5.8%～9.6%；最低检出限(3S/N)在0.001～0.006 mg/kg，能满足检测要求。

2.2 样品测定

加标样品中除草剂的平均回收率为85%～99%, 相对标准偏差为5.0%～9.2%, 完全能够满足分析要求。实测样品中未检测到15种苯氧羧酸类除草剂残留。

3 讨论

由于苯氧羧酸类除草剂在稻谷种植过程中广泛使用，而大米是人类重要的食物来源，因此为了保护人们免受农药残留的危害，探讨一种苯氧羧酸类除草剂的残留检测方法非常有必要。本研究对不同的提取溶剂(乙腈、甲醇、丙酮、二氯甲烷、正己烷和乙酸乙酯)进行考察，发现乙腈对15种苯氧羧酸类除草剂的提取效率较好，且峰分离度较好。通过比较衍生温度(20 ℃、30 ℃、40 ℃)和衍生时间(15、20、30 min)，发现衍生温度为30 ℃，衍生时间为20 min为本实验的最佳衍生条件。通过比较四种固相萃取柱【Carbon TPT、石墨化碳-氨基(GC-NH2)、弗罗里硅土(FL-PR)、C18】对添加混合标准溶液空白样品的净化效果，发现Carbon TPT柱对色素杂质的吸附性较强，净化效果较好。最终本研究用乙腈提取、Carbon固相萃取净化柱净化及三甲基硅烷化重氮甲烷衍生化处理样品考察GC-QTOF /MS 的测定条件，结果表明，大米中15种苯氧羧酸类除草剂分别在线性范围0.05～1.0 mg/L内均呈良好线性关系，r在0.997 4～0.999 9，平均回收率为80.1%～101.3%，证明本研究成功建立可用于大米中15种苯氧羧酸类除草剂残留进行检测的GC-QTOF /MS方法。采用设计的条件对随机抽样的贵阳市售大米样品中苯氧羧酸类除草剂残留进行测定，未检测到15种苯氧羧酸类除草剂残留，为大米的质量检测、安全管理提供实验依据。

表3 15种除草剂的回收率、精密度及检测限(n=5)

Tab.3 Recovery, precision and detection limit of 15 herbicides(n=5)

除草剂添加水平(mg/L)平均回收率(%)RSD(%)最低检出限(mg/kg)3,5-二氯苯甲酸0.0582.36.40.006除草剂添加水平(mg/L)平均回收率(%)RSD(%)最低检出限(mg/kg)草灭平0.0584.36.80.0030.1080.47.70.1086.27.40.1585.75.80.1581.79.1麦草畏0.0592.68.50.0022,4,5-T0.0588.580.0010.1085.46.30.1080.45.90.1590.86.70.1583.77.6MCPP0.0584.58.20.0052,4-DB0.0591.66.50.0020.1080.16.70.1088.27.10.1582.98.90.1593.77.6MCPA0.0585.85.90.005苯达松0.0583.48.70.0060.1088.08.10.1081.38.30.1583.47.60.1580.29.32,4-DP0.0581.66.50.003地乐酚0.0581.08.40.0050.1085.96.80.1082.77.70.1586.77.30.1584.19.62,4-D0.0590.48.40.001毒秀定0.0580.67.50.0040.1088.27.50.1086.39.10.1586.380.1583.59.75-氯苯酚0.0583.97.80.004三氟羧草醚0.0595.27.20.0010.1080.56.40.10101.38.60.1581.67.20.1585.78.12,4,5-TP0.0584.69.40.0020.1083.18.50.1589.97.9

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(2016-08-11收稿，2016-11-01修回)

中文编辑： 吴昌学； 英文编辑： 赵 毅

医学名词术语使用规范

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GC-Q-TOF/MS Determination of Pesticide Residue of Phenoxy-hydroxy-acid Herbicides in Rice

WEI Shaofeng1，2, CHENG Shoufeng1，2, WANG Xingning3, GOU Haichao1，2, ZHANG Aihua1，2

(1.SchoolofPublicHealth,GuizhouMedicalUniversity,Guiyang550025,Guizhou,China; 2.KeyLaboratoryofEnvironmentPollutionMonitoringandDiseaseControl,GuizhouMedicalUniversity，Guiyang550025,Guizhou,China;3.GuizhouEntry-ExitInspectionandQuarantineBureau,Guiyang550081,Guizhou,China)

Objective: To test a GC-Q-TOF/MS method for determination of pesticide residue of 15 kinds of phenoxy-hydroxy-acid herbicides in rice. Methods： Study the chromatographic conditions, content of linearity, detection limit, recovery rate and relative standard deviationthe of detecting 15 kinds of phenoxy-hydroxy-acid herbicides in rice with acetonitrile extraction, Carbon SPE column purification, three methyl silane diazomethane derivatization and gas chromatography quadrupole time-of-flight mass spectrometry (GC-QTOF MS).The 15 kinds of phenoxy-hydroxy-acid herbicides includes 3, 5- dichlorbenzoic acid, dicamba, MCPP, MCPA, 2, 4-DP, 2, 4-D, pentachlorophenol l, 2, 4, 5-TP, chloramben, 2, 4, 5-T, 2, 4-DB, bentazon, dinoseb, picloram, acifluorfen. The content of evaluation on sale in Guiyang, 15 kinds of Phenoxyacid herbicides in rice. Then, the content of 15 kinds of phenoxy-hydroxy-acid herbicides in rice in Guiyang was evaluated by the above methods. Results： 15 kinds of phenoxy-hydroxy-acid herbicides were completly separated in 20 minutes. The linear relation was good between 0.05 mg/L～1.0 mg/L under the mass spectroscopy condition and the correlation was from 0.997 4 to 0.999 9. The mean recovery of three levels (0.05, 0.1，0.15 mg/L) was from 80.1% to 101.3%, and the precision and repeatability of RSD values were from 5.8% to 9.6% (n=5). The detection line was between 0.001 mg/kg and 0.006 mg/kg. 15 kinds of phenoxy-hydroxy-acid herbicides were not detected in rice samples. Conclusion： The method is simple, rapid and with satisfactory recoveries that it can provide the scientific quarantine criterion for 15 kinds of phenoxy-hydroxy-acid herbicides in rice. 15 kinds of herbicides were not detected in rice in Guiyang city.

gas chromatography quadrupole time of flight mass spectrometry; solid phase extraction; phenoxy-hydroxy-acid; herbicide; rice; Guiyang

时间：2016-11-15

http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1164.R.20161115.1757.003.html

R155.5

A

1000-2707(2016)11-1292-05

10.19367/j.cnki.1000-2707.2016.11.012