UPLC-MS/MS法测定水中3-羟基呋喃丹的含量

于 爱 鑫

(烟台大学土木工程学院，山东 烟台 264005)

0 引言

呋喃丹是一种用于农作物，杀虫效果非常好，但是毒性极强的氨基甲酸酯类有机农药[1]，被我国列为高毒性农药，属于规定不得使用和限制使用的农药品种，对环境生物毒性很强[2]，它的广泛使用，会污染地表水和其他饮用水源[3,4]，具有致癌、致畸、致突变效应。这种农药在水环境中残留期较长，易挥发，能通过大气运动在环境中长距离迁移。我国GB 5749—2006生活饮用水卫生标准将呋喃丹规定为非常规指标，限制为0.007 mg/L[5]。人类通过饮用水长期摄入残留的呋喃丹农药，则会影响人体健康[6]，3-羟基呋喃丹是其一种代谢产物。目前，国内开展的对3-羟基呋喃丹测定方法的研究多为气相色谱法[7-9]，而没有研究运用超高效液相色谱质谱法对其测定。本文采用超高效液相色谱—串联质谱联用对水体中的3-羟基呋喃丹进行检测，无需前处理，快速简便，准确度高，优化质谱条件并对比了不同的液相条件对响应强度的影响。

1 材料与方法

1.1 仪器设备与试剂

Waters超高效液相色谱—质谱联用仪(UPLC-MS/MS)(Waters,USA)；ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱(2.1 mm×50 mm×1.7 mm)；MassLynx 4.1软件(Waters)用于控制仪器、采集数据和数据分析；0.22 μm一次性滤膜。

标准溶液：3-羟基呋喃丹(100 μg/mL，P-186S)；甲酸(色谱纯)；甲醇(色谱纯)；超纯水。

1.2 方法

1.2.1标准溶液配置

标准贮备液:吸取1 mL的3-羟基呋喃丹标准品，加水稀释至100 mL，即得1 mg/L的呋喃丹标准贮备液。

标准工作液:分别吸取1 mg/L的呋喃丹标准贮备液0 μL,10 μL,30 μL,50 μL,100 μL,150 μL,200 μL，加水稀释至10 mL，得到0 μg/L,1 μg/L,3 μg/L,5 μg/L,10 μg/L,15 μg/L,20 μg/L的标准工作液。

1.2.2样品前处理

水样经过0.22 μm水系微孔滤膜过滤后用于UPLC-MS/MS的测定。

1.2.3液相色谱仪器条件

色谱柱：ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱(2.1 mm×50 mm×1.7 mm)；流速：5.0 μL/min；流量：0.2 mL/min；柱温：35 ℃；样品室温度：15 ℃；进样量：5 μL；流动相A为甲醇，流动相B为0.1%甲酸水溶液，流动梯度见表1。

表1 超高效液相色谱分离梯度条件

1.2.4质谱仪器条件

离子源：电喷雾正离子(Electronic Spray Iom, ESI+)，正离子扫描方式，离子源温度120 ℃；多反应监测(MRM)方式采集数据对该物质进行定性、定量分析，MRM参数见表2；使用高纯氮气(纯度99.999%，Air Liquide)作为碰撞气，氮气发生器(纯度99.9%，Peak)提供雾化气和脱溶剂气，脱溶剂气温度350 ℃，脱溶剂气流量350 L/Hr，锥孔气流量50 L/Hr，毛细管电压2.8 kV；质量分析器LM Resdution 1：13.0，HM Resdution 1：15.0，Ion Energy 1:0.5；LM Resdution 2：13.0，HM Resdution 2：15.0，Ion Energy 2:0.5。

表2 3-羟基呋喃丹MRM参数

2 结果与分析

2.1 色谱条件的选择

通过比较水和甲酸—水作为流动相，发现加入甲酸后锋形有了明显的改善，锋形窄而对称，并且质谱图的响应值也有所提高，查阅文献得知，3-羟基呋喃丹在正离子扫描模式下有较好的响应，因为在水中加入甲酸增加电离效率，对试样正离子的产生起到了促进和稳定的作用[10]。

2.2 质谱条件优化

分别对3-羟基呋喃丹标准品进行母离子扫描(如图1所示)和子离子碎片扫描(见图2)，图1中基峰质荷比(m/z)为259.98，推断为[M+Na]+峰，而其[M+H]+峰相应相对较低。由于[M+Na]+峰在质谱中响应不稳定，如果用它作为监测离子，会影响3-羟基呋喃丹定量的平行性和稳定性，所以选择为[M+H]监测离子，响应较稳定，选择[M+H]+m/z238.03为母离子。

调试时用针泵直接进样，分别对离子源温度、碰撞能量、锥孔电压、毛细管电压等条件进行了优化，以确定3-羟基呋喃丹的母离子和子离子，以强度较大的子离子作为定量离子，强度稍小的子离子作为定性离子，详见表2。

2.3 线性范围和最低检出限

按照建好的方法对浓度分别为1 μg/L,3 μg/L,5 μg/L,10 μg/L,15 μg/L,20 μg/L的标准工作液进行测定，以质量浓度ρ(μg/L)为横坐标，峰面积A为纵坐标绘制标准曲线，线性回归方程为A=114.73ρ+14.203，相关系数为0.999 4，在1 μg/L～20 μg/L范围内线性关系良好。按3倍信噪比计算检出限，10倍信噪比计算定量限，检出限为0.1 μg/L，定量限为0.5 μg/L。

2.4 精密度实验

分别对低、中、高3种浓度水平进行检测，选取浓度分别为2.5 μg/L,10 μg/L,25 μg/L的3-羟基呋喃丹进行日内连续进样3次，日间连续进样3次，计算相对标准偏差(RSD)。结果见表3。

表3 三羟基呋喃丹精密度实验结果

2.5 回收率实验

取空白自来水样品3份，每份100 mL，分别加入标准贮备液0.25 μL,1 mL,2.5 mL，按实验方法处理。回收率结果见表4。

表4 三羟基呋喃丹回收率实验结果(n=3)

3 结语

本文使用UPLC-MS/MS在MRM模式下确定了3-羟基呋喃丹的最优碰撞能量。通过探讨得出了流动相对检测强度的影响，最终以甲醇和甲酸—水(0.1+99.9)为最优流动相。与现有的3-羟基呋喃丹检测方法相比，本方法处理样品具有处理简单，准确可靠，检出限低，定性能力强和线性关系好的优点，为水环境的3-羟基呋喃丹的监测和管理工作提供数据支撑。