超高效液相色谱—串联质谱法同时检测水中五氟磺草胺和噁唑酰草胺

2018-08-24刘雁雨魏京华袁善奎

农药科学与管理 2018年5期

刘雁雨，魏京华，张燕，袁善奎

(农业部农药检定所，北京 100125)

1 前言

噁唑酰草胺是韩国化工技术研究院开发的芳氧苯氧丙酸酯类除草剂，其作用机理是通过抑制乙酰辅酶A羧化酶而发挥杀草作用。噁唑酰草胺对大多数一年生禾本科杂草均有较好的防除效果，但对水稻安全[1]。五氟磺草胺是美国陶农科公司开发三唑并嘧啶磺酰胺类除草剂[2]，其作用机理是通过抑制乙酰乳酸合成酶达到除草效果。五氟磺草胺是目前稻田用除草剂中杀草谱最广的品种，对水稻田常见的多种杂草，包括稗草、一年生莎草以及多种阔叶草均有良好的防效[3]。随着噁唑酰草胺和五氟磺草胺的广泛推广使用，其强劲的市场表现日益显现。

目前，有关噁唑酰草胺的分析方法主要是液相色谱法，该方法普遍存在耗时、灵敏度低等缺点[4-6]；现有的五氟磺草胺的分析方法主要是高效液相色谱-串联质谱法，但在分析中通常需要繁琐的前处理过程[7-9]。有关同时检测噁唑酰草胺和五氟磺草胺的方法尚未见报道。由于近年来有企业利用上述两种有效成分各自优势开发混配制剂，试验检测及将来的环境残留风险监测中需要建立一种同时测定水中两种有效成分的分析方法。本实验以水为供试物，通过优化色谱条件、质谱条件和提取溶剂，建立了超高效液相色谱-电喷雾串联质谱(UPLC-ESI-MS/MS)同时测定水中的五氟磺草胺和噁唑酰草胺，该方法快速、准确、灵敏，能够满足水中噁唑酰草胺和五氟磺草胺残留的同时快速准确检测的要求。

2 材料与方法

2.1 试验材料五氟磺草胺标准品(99.5%)陶氏益农农业科技(中国)有限公司；噁唑酰草胺标准品(98%)德国Dr.Ehrenstorfer GmbH公司；乙腈、二氯甲烷和乙酸乙酯(色谱纯)赛默飞世尔科技有限公司；乙酸(优级纯)汕头市西陇化工有限公司；氯化钠(分析纯)北京化工厂；流动相用水屈臣氏纯净水。

Waters Quattro-premier XE超高效液相色谱-串联四级杆液质联用仪(配ESI离子源和BEH C18色谱柱)美国Waters公司；QL-901 Vortex涡旋混合器海门市其林贝尔仪器制造有限公司；0.22μm有机相针式滤器天津市津腾实验设备有限公司；20mL棕色玻璃瓶四川蜀玻有限责任公司。

2.2 试验方法

2.2.1 标准溶液的配制准确称取五氟磺草胺标准品约0.02g(精确至0.000 2 g)于10mL容量瓶中，加入乙腈溶解定容，摇匀后静置备用；准确称取噁唑酰草胺标准品约0.02g(精确至0.000 2 g)于10mL容量瓶中，加入乙腈溶解定容，摇匀后静置备用。将上述标准储备液用乙腈梯度稀释得到1、0.8、0.5、0.2、0.1、0.05、0.02、0.01、0.005、0.001mg/L的五氟磺草胺和噁唑酰草胺的混合标准溶液。

2.2.2 前处理方法取5mL自来水水样于棕色玻璃瓶中，加入5mL含0.2%乙酸的二氯甲烷溶液，手动振摇1min，全速涡旋1min，取下层有机相1mL氮吹至干，加入1mL乙腈涡旋混匀后过0.22μm滤膜后上机检测。

2.2.3 色谱条件色谱柱为：Acquity UPLC BEH C18柱(50 mm×2.1mm，1.7μm)；流动相A为水，流动相B为乙腈；采用二元梯度洗脱分离，梯度洗脱程序：0 min ～1.0 min，80% B；1.0 min～1.1 min，80%～70% B；1.1 min～2.5 min，70% B；2.5 min～2.6 min，70%～80% B；2.6 min～4.0 min，80% B。柱温30℃；样品室温度20℃；流速为0.2mL/min；进样量：5μL。

2.2.4 质谱条件采用电喷雾离子源，正离子(ESI+)采集模式，多反应监测模式下检测。毛细管电压3.0 kV，离子源温度120℃，脱溶剂气温度为350℃，脱溶剂气流量600 L/h，锥孔反吹气流量50 L/h。2种农药的监测离子、锥孔电压和碰撞电压等质谱参数(表1)。

表1 2种农药的串联质谱测定参数

*为定量离子

3 结果与讨论

3.1 色谱条件优化本实验选常用的C18液相色谱柱，经流动相种类选择配比实验，当选用甲醇和水作流动相时，目标物质的峰形较差。通过查阅相关资料，建立了以乙腈和水作为流动相，梯度洗脱的色谱条件。在该色谱条件下，可以对五氟磺草胺和噁唑酰草胺进行很好的分离，且峰形良好。2种农药在4min内达到基线分离，保留时间分别为0.77 min和1.44min。优化后的混合标样总离子流图(A)、空白样品总离子流图(B)及添加样品总离子流图(C)，图1所示。

图1 五氟磺草胺和噁唑酰草胺的混合标样总离子流图(A) ;空白样品总离子流图(B)；添加样品总离子流图(0.005mg/L)(C)

3.2 提取方法优化从水中提取五氟磺草胺和噁唑酰草胺，选择了不同的萃取溶剂进行比较，包括乙腈、二氯甲烷和乙酸乙酯。结果发现，用乙酸乙酯和二氯甲烷提取，能保证噁唑酰草胺的定量回收，效果令人满意。但3种提取剂对五氟磺草胺的提取效率均太低。由于五氟磺草胺在水中的溶解度与pH值有关，数据显示，当pH值介于5～9时，五氟磺草胺在水中的溶解度为5.7～1 460mg/L。因此，调节提取溶剂的酸度可能有助于改善提取效果。为此，试验分别采用含0.2%乙酸的乙腈、二氯甲烷及乙酸乙酯做提取剂，按照2.2.2前处理方法进行添加回收试验。结果表明，酸化的乙腈对提取效果未明显改善，2种目标物质的回收率仍然偏低，其中，五氟磺草胺的回收率最高仅为50.2%；而采用酸化的乙酸乙酯或酸化的二氯甲烷作提取剂时，不仅能够保证噁唑酰草胺的定量回收，而且可以改善五氟磺草胺的提取效果。但是相比酸化的二氯甲烷作提取剂，酸化的乙酸乙酯对2种目标物质的回收率偏高，因此，试验最终选择含0.2%乙酸的二氯甲烷作提取剂。不同提取剂对目标物的回收率结果(图2)。

图2 不同提取剂对目标物质回收率(A 0.005mg/L加标，B 0.8mg/L 加标)

3.3 方法评价

3.3.1 线性关系和检出限在优化的试验条件下，对系列浓度标准溶液进行检测，结果(表2)，噁唑酰草胺和五氟磺草胺在0.001～1mg/L范围内具有良好的线性关系，R2>0.993 4。以3倍信噪比(RSN=3)计，噁唑酰草胺和五氟磺草胺的检出限均低于0.002mg/L；以10倍信噪比(RSN=10)计，噁唑酰草胺和五氟磺草胺的定量限为0.005mg/L。

表2 2种农药的线性范围、线性方程、相关系数(R2)和检出限(LOD)

3.3.2 加标回收率和精密度取5mL自来水水样于棕色玻璃瓶中，分别添加五氟磺草胺和噁唑酰草胺混合标准溶液，添加水平分别为0.005和0.8mg/L，每个添加水平重复测定5次，按照优化的试验方法进行添加回收率的测定。试验结果(表3)，2种农药的添加回收率为89.7%～109.0%，RSD为7.1%～7.8%。