离子色谱-质谱法测定生活饮用水中草甘膦和氨甲基磷酸

霍宗利，曹 猛，张 锋，杨 红∗

(1.江苏省疾病预防控制中心，南京210009； 2.东南大学，南京210009)

草甘膦(GLY)是一种广泛使用的除草剂[1-2]，生活饮用水国家标准GB 5749－2006中规定，草甘膦的限值为0.7 mg·L－1。草甘膦的主要代谢产物为氨甲基磷酸(AMPA)[3]，因为草甘膦和氨甲基磷酸亲水性极强，不易挥发，所以采用气相色谱-串联质谱法(GC-MS/MS)[4-5]进行测定时，必须进行衍生，但是衍生法操作条件苛刻、重现性差。另外，草甘膦和氨甲基磷酸在C18柱上没有保留，采用高效液相色谱-质谱法进行测定时，极易受到干扰[6-11]。文献[12]利用固相萃取-超高效液相色谱-高分辨质谱法测定尿液中草甘膦，采用NH2柱实现了草甘膦的分离，但NH2柱耐用性差，比较容易受到干扰。文献[13-14]采用离子色谱法对草甘膦进行分离，以氢氧化钠溶液为流动相，通过抑制器除盐后，再进行质谱测定，实现了水果和蔬菜中草甘膦的快速测定，检出限为0.03 mg·kg－1，但离子色谱-质谱法常用的流动相为非挥发性的盐，需要增加抑制器进行除盐。

本工作采用具有挥发性的甲胺溶液为流动相，代替离子色谱法中常用的非挥发性流动相氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液，在液相色谱-质谱联用仪上实现了离子色谱-质谱联用仪的功能，草甘膦和氨甲基磷酸在6 min内实现基线分离。本方法简单、快速，适合在大多数检测单位进行推广和应用。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

Acquity UPLC型超高效液相色谱仪；QTRAP 5500型质谱仪。

草甘膦和氨甲基磷酸混合标准储备溶液:1.00 mg·L－1，使用时用水稀释成所需质量浓度的混合标准溶液。

同位素内标溶液:含50μg·L－1的草甘膦同位素内标(13C2-15N-GLY)和氨甲基膦酸同位素内标(13C-15N-AMPA)。

甲胺、乙腈均为色谱纯；试验用水为超纯水。

1.2 仪器工作条件

1)色谱条件 Dionex IonPac AS11 色谱柱(2 mm×250 mm)；流量300μL·min－1；进样量10μL；流动相为0.4 mol·L－1甲胺溶液；等度洗脱8 min。

2)质谱条件 电喷雾离子源(ESI)，负离子扫描模式；多反应监测模式(MRM)；喷雾电压－4 500 V；离子源温度550 ℃；气帘气压力260 k Pa，雾化气压力420 k Pa，辅助气压力420 k Pa。其余质谱参数见表1，其中，“∗”为定量离子。

表1 质谱参数Tab.1 MS parameters

1.3 试验方法

采集的生活饮用水样品过0.22μm 滤膜后，按仪器工作条件进行测定。

2 结果与讨论

2.1 色谱行为

按仪器工作条件对20.0μg·L－1的草甘膦和氨甲基磷酸混合标准溶液(含内标)进行测定，提取离子流色谱图见图1。

由图1 可知:草甘膦和氨甲基磷酸可以在6 min内得到基线分离。

图1 提取离子流色谱图Fig.1 Extraction ion flow chromatograms

2.2 色谱条件的选择

试验分别尝试用氨基柱和离子色谱柱进行测定，结果表明:在氨基柱上，草甘膦和氨甲基磷酸的保留比较弱，易受到水中杂质的干扰；在离子色谱柱上，草甘膦和氨甲基磷酸的保留比较强，抗干扰能力好。甲胺作为一种挥发性试剂，相对分子质量为31.10，是一种强碱，适合作为离子色谱-质谱法的流动相。

试验考察了在相同的酸度下，甲胺和氨水作为流动相时的效果。结果显示，两者作为流动相时，草甘膦和氨甲基磷酸的响应值接近，但甲胺作为流动相时，信噪比更高。随着流动相中甲胺含量的增加，草甘膦和氨甲基磷酸的出峰时间逐渐缩短。试验选择流动相为0.4 mol·L－1甲胺溶液。

2.3 标准曲线和检出限

移取适量的10.0，20.0，50.0，100.0，200.0μg·L－1的草甘膦和氨甲基磷酸混合标准溶液，添加50μg·L－1的同位素内标溶液，按仪器工作条件进行测定，并绘制标准曲线。草甘膦和氨甲基磷酸的线性范围、线性回归方程和相关系数见表2。

以3倍信噪比计算草甘膦和氨甲基磷酸的检出限(3S/N)，结果见表2。

表2 线性范围、线性回归方程、相关系数和检出限Tab.2 Linearity ranges，linear regression equations，correlation coefficients and detection limits

2.4 精密度和回收试验

按试验方法对空白自来水样品进行加标回收试验，平行测定5次，计算回收率和测定值的相对标准偏差(RSD)，并对同位素内标校正的结果和无同位素内标校正的结果进行对比，结果见表3。

由表3可知:不用同位素内标校正时，自来水样品中草甘膦和氨甲基磷酸的回收率普遍偏低，说明自来水基质对待测样品具有很强的基质抑制效应；同位素内标校正后，回收率为102%～122%，RSD为1.5%～4.1%。

表3 精密度和回收试验结果(n＝5)Tab.3 Results of tests for precision and recovery(n＝5)

2.5 样品分析

分别取3份不同地区的自来水样品和1份山泉水样品，按试验方法进行分析，自来水样品中均未检出草甘膦和氨甲基磷酸，山泉水样品中检出10.6μg·L－1草甘膦，未检出氨甲基磷酸。