高效液相—串极质谱联用仪测定土壤中丙草胺的方法研究

秦安丽　乐渊

摘要：建立了高效液相-串极质谱色谱法测定土壤中丙草胺的方法。样品用水提取，经MCS混合型阳离子交换SPE小柱净化，以10.00 mL 3%氨水-甲醇混合液洗脱，收集洗脱液，采用电喷雾离子源（ESI+），扫描多反应监测MRM模式，外标法定量。结果表明，回收率在90%～116%，相对标准偏差在5.3%～12.5%，定量限0.000 5 mg/kg。该法准确可靠、前处理简便，适用于批量样品的检测。

关键词：丙草胺；土壤；高效液相-串极质谱联用仪；残留量

中图分类号：O657.63 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2018）03-0087-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.03.021

Abstract： This research establishes the high performance liquid-string of mass spectrometry determination of pretilachlor in the soil. Sample water extraction，purification by MCS hybrid cationic exchange SPE column，with 10.00 mL 3% of ammonia-methanol elution mixture，collect the eluent， using electrospray ion source（ESI+），scan multiple reaction monitoring MRM mode，external standard method. The results show that the recovery was 90%～116%，relative standard deviation was 5.3%～12.5%，quantitative limit of 0.000 5 mg/kg. The method was simple，accurate and reliable，before treatment is suitable for the batch sample detection.

Key words： pretilachlor； soil； high performance liquid-string of mass spectrometry； residual quantity

丙草胺（Pretilachlor）化學名称为2-氯-N-（1-甲基-2-甲氧乙基）-N-（2-乙基-6-甲基苯基）乙酰胺，芽前除草剂，主要用于防、除禾本科杂草。产品属2-氯化乙酰替苯胺类除草剂，是细胞分裂抑制剂，可防除稻田稗草、异型莎草、牛毛毡、鸭舌草、窄叶泽泻等[1，2]，通常在插秧前3～5 d使用。目前，关于丙草胺的残留分析方法已有报道，康庆贺等[3]用气相色谱对糙米中的丙草胺残留进行了测定；陆梅等[4]采用高效液相色谱法测定水中的丙草胺残留；王磊等[2]建立了小麦粉和植株中残留的分析方法。候红敏等[5]研究了稻田生态系统中丙草胺分析方法。有关土壤中丙草胺的残留分析方法却鲜见报道。土壤是农药在环境中的“贮藏库”与“集散地”，施入农田的农药大部分残留于土壤环境介质中。研究表明，80%～90%的农药将最终进人土壤。农药对土壤的污染，与使用农药的基本理化性质、施药地区的自然环境条件以及农药使用的历史等密切相关。

本试验建立了丙草胺在土壤中的残留分析，提取简单，耗材少，对环境污染小，回收率高，适合大批量试验，为土壤中丙草胺除草剂残留监测提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 仪器设备 高效液相-质谱联用仪，AB公司Triple Quad 4500型号；色谱柱，ACQUITY_UPLCTM BEH C18 1.7 μm 2.1 mm×50 mm Column；离心管、离心机、超声机、MCS混合型阳离子交换SPE小柱。

1.1.2 试剂 超纯水、氨水；甲酸为色谱纯；甲醇为色谱纯。丙草胺标准溶液：准确吸取1.00 mL（纯度≧95%，精确至0.01 mL）于10.00 mL容量瓶中，用丙酮定容至刻度，存放于冰箱（-18 ℃），依所需浓度准确吸取适量体积注入容量瓶中，以甲醇定容，配制工作液。

1.2 方法

1.2.1 样品的制备 采集湿润的土壤，去掉小石块备用。

1.2.2 样品的提取 称取20.00 g土壤样品到50.00 mL离心管中，加20.00 mL超纯水涡旋2 min，超声处理30 min，4 000 r/min离心5 min，把提取液倒入50.00 mL离心管中，残渣再加20.00 mL超纯水涡旋2 min，超声处理20 min，4 000 r/min离心 5 min，把提取液倒入50.00 mL离心管中，残渣再加10.00 mL超纯水涡旋2 min，超声处理10 min，4 000 r/min离心 5 min，把提取液倒入50.00 mL离心管中，合并提取液，涡旋摇匀，待净化用。

1.2.3 样品的净化 过MCS混合型阳离子交换SPE小柱，小柱依次用3 mL甲醇和3 mL水及3 mL 0.2%甲酸-水混合溶液预淋洗，然后取10.00 mL提取混合液上样，弃去流出液，用10.00 mL 3%氨水-甲醇混合液洗脱，收集洗脱液，定容至10.00 mL振荡混匀，过0.23 cm有机相膜上TripleQuad4500液相色谱三重四极杆串联质谱仪。

1.2.4 样品的测定 HPLC条件为QUITY_UPLCTM BEH C18 1.7 μm，2.1 mm×50 mm Column；柱温35 ℃；进样量5 μL。流动相A：0.1%甲酸水溶液，流动相B：10%甲醇水溶液。流动相梯度洗脱见表1。

质谱条件：电喷雾离子源（ESI+），扫描多反应监测MRM模式，离子源温度600 ℃，喷雾电压5 500 V，雾化气压力344.7 kPa，去溶剂气压力413.7 kPa，气帘气压力172.4 kPa，碰撞气压力55.2 kPa。

采用流动注射的方式将目标物的标准溶液注入质谱仪，在m/z 100～500进行全扫描，得到一级质谱图和准分子离子峰〔M-H〕-（母离子）；以准分子离子为母离子进行二级扫描，选择丰度较高的两个碎片离子作为定量离子和定性离子，组成监测离子对。

1.2.5 测定方法 在正离子模式条件下，将丙草胺标准溶液注入TripleQuad4500液相色谱三重四极杆串联质谱仪进行测定，以其基质匹配标准溶液峰的保留时间和2对质谱监测离子对为依据进行定性，以定量离子对的峰面积计算样品中待测物的含量。丙草胺的质谱参数见表2。

1.2.6 目标化合物的确证 根据欧盟规定在应用质谱对目标化合物进行确证时的评价准则（即低分辨率质谱需满足4分），本试验选取一个母离子（1分）和两个子离子（各1.5分）以确证化合物。在本试验条件下丙草胺的检测结果能达到这个要求，符合对目标物的确证准则。样品溶液和标准溶液均按照优化后的色谱和质谱条件进行测定，根据色谱峰的保留时间和所选择对应的两对离子对的丰度比来确定样品中目标化合物的存在与否。

2 结果与分析

2.1 质谱条件的选择与优化

根据待测物的化学结构，丙草胺的化学式为C17H26ClNO2，适合在ESI的正离子模式下离子化，产生的母离子为〔M+H〕+，依据电喷雾电离的机理，以利于化合物去质子化的10%甲醇水溶液为有机相，同时在流动相中加入适量的甲酸，可改善该类化合物在正离子模式下的离子化效率（图1、图2、图3）。结果表明，加入0.1%甲酸能有效地提高目标化合物的响应值。

2.2 样品前处理的优化和比较

丙草胺为无色液体，在20 ℃水中溶解度为50 mg/L，溶于多数有机溶剂。常用的提取溶剂涉及水、甲醇、乙腈、二氯甲烷、丙酮、正己烷等。本试验分别采用水、甲醇、乙腈、二氯甲烷、丙酮、正己烷、二氯甲烷-甲醇（9∶1，V/V）、水-甲醇（9∶1，V/V）等溶剂对土壤中丙草胺农药残留提取效果进行比较，水和水-甲醇提取的回收率较其他溶剂高，但水-甲醇提取的回收率没有纯水高，基于环保不用有机溶剂，所以选用纯水作提取溶剂。

比较了MCS混合型阳离子交换PSA、弗罗里硅土小柱和C18固相萃取小柱对土壤提取液的净化效果。结果表明，MCS混合型阳离子交换PSA效果较好，由于土壤的鹽比较多，过PSA能有效的去除盐也保证了回收率，其谱图基线平稳，目标物色谱峰的平均信噪比（S/N）高于其他小柱处理的样品（图4至图9）。因此本试验用MCS混合型阳离子交换PSA小柱净化提取液。

2.3 基质效应的消除

尽管样品在经过纯水提取和固相萃取柱处理得到了良好的净化，但仍无法很好的消除其基质效应。基质效应主要是因为基质成分和目标化合物在电喷雾离子源进行离子化时相互竞争的结果，包括基质增强效应和抑制效应。在高效液相色谱-质谱定性、定量分析中，基质影响仪器的灵敏性和重复性，是影响可靠定性和准确定量的重要因素。因而在建立HPLC-MS/MS检测方法时应考虑基质的影响并采取措施消除影响，以保证结果准确可靠。为了消除基质效应，除了改进样品的净化手段外，最佳的方法是使用同位素内标（理化性质和目标物几乎一致），但同位素内标较难获得且价格不菲，其次是采用基质溶液法。本试验采用基质溶液法，较好的消除了基质影响，结果完全能满足残留检测的要求。

2.4 工作曲线和检出限

准确吸取丙草胺标准储备液适量，用空白土壤基质溶液稀释配制质量浓度分别0.0、0.02、0.04、0.06、0.10、0.20、0.30 kg/L的系列标准溶液。按浓度由低到高的顺序进样，在选定的色谱条件和质谱条件下测定，建立校准曲线，进行线性回归计算。以基质配制的工作溶液中目标农药的质量浓度（X，kg/L）为横坐标，目标农药的定量离子对峰面积（Y）为纵坐标绘制标准曲线，得到的线性方程为：Y=9.190 59×104X+5.394 7×106（r=0.997 8）。以3倍信噪比（S/N=3）和S/N=10对应的目标农药浓度分别为方法的检测限（LOD）和定量限（LOQ），得到的LOD为0.000 1 mg/kg，LOQ为0.000 5 mg/kg。

2.5 准确度与精密度

以不含目标物的样品进行精密度和加标回收率试验。为了考察该方法的准确性，取样品15份，分别添加不同体积的标准溶液，按照“1.2.2”进行样品前处理，在“1.2.4”的色谱条件下测定，计算样品加标回收率（表3）。该方法相对标准偏差（RSD）均在5.3%～12.5%，样品的回收率均在90%～116%，表明该方法的精密度和回收率都很好，均符合残留检测有关标准和法规的要求。

3 小结

试验建立了高效液相色谱-串联质谱法快速检测土壤中丙草胺残留且前处理简便耗材少的试验方法，20 ℃时丙草胺在水中的溶解度为50 mg/L，用水的提取效果好，有机溶剂提取回收率较差。该方法灵敏度高、准确性好能短时间处理大批样品，具有较高的实用性。

参考文献：

[1] 将小军.丙草胺的新合成工艺[J].辽宁化工，2000，29（2）：112-113.

[2] 王 磊，单 娟，董 嶄，等.气相色谱法测定小麦中的丙草胺残留[J].山东农业科学，2011（9）：105-107.

[3] 康庆贺，杨长志.气相色谱法同时测糙米中6种取代苯类及酰胺类农药残留[J].色谱，2003，21（4）：421-423.

[4] 陆 梅，丁长春.高效液相色谱法测定水中4种酰胺类除草剂[J].环境监测与技术，2007，19（3）：35-36.

[5] 候红敏，刘慧敏，吴 萍.丙草胺在稻田生态系统中的残留分析方法[J].现代农药，2011，10（3）：36-38.

[6] 罗俊凯，黄 磊，杨丽萍，等.高效液相色谱法测定稻田中丙草胺残留[J].环境监测与管理计术，2014（1）：32-34.

[7] 丁正生，刘 萍.丙草胺等对移栽稻田杂草稻防除效果实验[J].安微农药通报，2012，18（22）：43.

[8] 杨寅楣，吴南翔.丙草胺毒性研究[J].浙江省医学院学报，2000（1）：23-24.

[9] 崔冬梅，王卫星.丙草胺封闭小麦田防治硬草的效果研究[J].安微农业科学，2013，41（19）：8180-8181.

[10] 冯义志，潘金菊，刘 伟.丙草胺在水稻和土壤中的残留消解动态及残留量[J].农药，2016（1）：42-44.

[11] WANG Y，YU W，YANG L.Acute toxicity of twenty-two commonly used herbicides to earthworm（Eisenia fetida）[J].Asian Journal of Ecotoxiclogy，2012，7（3）：217-325.