液质联用法分析甲草胺和乙草胺同分异构体

2018-08-28宋丽娟

刑事技术 2018年4期

宋丽娟

（山东省公安厅物证鉴定研究中心，济南 250001）

甲草胺、乙草胺均为酰胺类选择性芽前除草剂，可被植物幼芽吸收，吸收后向上传导，能有效防除一年生禾本科杂草和某些阔叶杂草，被广泛应用于农业生产。然而，此类物质在发挥正常效用的同时，却被某些不法分子利用，频繁出现在投毒、故意伤害等案件中。因此，建立相应的分析方法势在必行。

甲草胺和乙草胺属于同分异构体（图1），结构相近，分离难度大[1]。有关报道多采用气相色谱法或气质联用法[2-5]进行分析。液质联用技术分析毒物通常具有更高的灵敏度，已在法庭科学领域广泛应用。本文研究利用液质联用技术分析检测甲草胺、乙草胺，揭示二者的特殊结构关系（同分异构体关系），并建立定性和定量分析方法，从而提高相关案件的检出率和鉴定准确率。

图1 甲草胺与乙草胺结构式Fig.1 Molecular structures of Alachlor and Acetochlor

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Thermo Fisher Ultimate 3000-Q EXACTIVE高分辨液质联用仪、ELGA纯水仪、离心机、混匀器、移液器。

甲草胺（纯度98.4%）、乙草胺（纯度95.7%）标准物质均购自北京世纪奥科生物技术有限公司，甲醇、甲酸均为色谱纯（购自TEDIA COMPANY），实验用水均为超纯水。

1.2 溶液配制

甲草胺标准物质储备液(1.0 mg/mL)：称取甲草胺标准物质10.2 mg，置于10 mL容量瓶内，用甲醇定容。

乙草胺标准物质储备液(1.0 mg/mL)：移取乙草胺标准物质9.4 μL，置于10 mL容量瓶内，用甲醇定容。

取甲草胺、乙草胺标准物质储备液(1.0 mg/mL)，用甲醇稀释得到浓度分别为0.005、0.010、0.020、0.050、0.500、1.000 μg/mL 的系列标准液。

0.1%（体积分数）甲酸水溶液：移取甲酸1.0 mL，置于1000 mL容量瓶中，用超纯水定容。

1.3 实验方法

1.3.1 液相色谱条件

色谱柱：Hypersil Gold（2.1 mm×100 mm，3 μm）。

色谱条件：进样量10 μL；流动相A为甲醇，流动相B为0.1%甲酸的水溶液，梯度洗脱程序设置如表1所示。

1.3.2 质谱条件

扫描模式：Full MS-Target MS2；离子源：HESI；鞘流气：35；辅助加热气：10；喷雾电压：3.50 kV；毛细管温度：320 ℃；s透镜射频值：55.0；辅助加热气温度：300 ℃；气体均为N2；正离子模式。

Full MS参数：分辨率为70 000；自动增益控制目标为3e6；最大注入时间为100 ms；扫描范围为50～750m/z。

Target MS2参数：分辨率为17 500；自动增益控制目标为2e5；最大注入时间为100 ms；四极杆隔离窗口宽度为2.0m/z；碰撞能为20、35、50。

表1 液相色谱梯度洗脱程序Table 1 Elution gradient set for liquid chromatography

2 结果与讨论

2.1 液相分离

当选用甲醇与0.1%甲酸水溶液作为流动相时，甲草胺与乙草胺均具有良好的峰形（图2）。需要注意的是，甲草胺与乙草胺因结构相近，采用常规反相色谱柱进行分离，二者具有相同的色谱保留行为。

图2 甲草胺与乙草胺色谱图Fig.2 Chromatograms of Alachlor and Acetochlor

2.2 质谱定性考查

2.2.1 定性离子选择

利用高分辨质谱分别得到甲草胺和乙草胺的二级谱图（图3）。

图3 分析物二级质谱（ a:甲草胺二级质谱图；b：乙草胺二级质谱图）Fig.3 MS/MS spectrum of Alachlor (a) and Acetochlor (b)

可以看出甲草胺m/z147.104 11，162.127 49，238.098 94与乙草胺m/z133.088 97，148.112 21，224.083 82（*标注）分别对应二者的最强特征离子，可作为定性离子。虽然二者结构类似，有m/z76.978 81，90.010 44， 107.966 48等多个相同碎片离子（#标注），但是因其强度较小，不作为甲草胺和乙草胺定性识别离子。

2.2.2 定性检出限考查

利用高分辨质谱进行定性检出限考查时，要求分析物的母离子和定性子离子均有明显信号响应，且重复性良好[6]。当甲草胺和乙草胺样品的浓度均为5 ng/mL时，提取母离子m/z270.125 53与定性子离子m/z238.098 94（甲草胺）、m/z224.083 82（乙草胺）信号强度均可达到5.0e4以上，五次重复进样的RSD分别为3.1%和9.6%。因此，甲草胺与乙草胺的检出限均可达到5 ng/mL。

2.3 定量曲线绘制

高分辨质谱可以测得分析物的精确质荷比，所以通常情况下，提取母离子即可进行定量分析。但因为甲草胺与乙草胺属于同分异构体，母离子m/z完全相同且色谱保留时间不可区分，所以定量时应选择特征碎片离子。本研究中，甲草胺和乙草胺分别选取m/z 238.098 94、m/z 224.083 98作为定量离子，得到标准曲线及相关参数如表2所示。

3 结论

本文揭示了甲草胺与乙草胺的同分异构关系，并通过排除保留时间和碎片离子交叉等干扰因素，利用高分辨液质联用技术建立了两者的有效分析方法。分析物检出限均可达到5 ng/mL，定量线性范围在10～1000 ng/m之间，线性系数均在0.999以上。相关研究成果在实际案件检验中得到了成功应用并可扩展至三重四极杆等低分辨质谱。