粮食中咪唑啉酮类农药的检测方法研究

沈雪?赵福阳?郑俊雅?崔新刚

摘 要：咪唑啉酮类农药在农作物生长中的应用越来越多，但是农药残留检测研究极少。本文介绍了固相萃取-高效液相色谱和凝胶色谱净化-高效液相色谱仪/质谱联用在咪唑啉酮类农药检测中的应用，对于红小豆都粮食进行了检测，在确定的LOD下，均未测出相应的农药残留。

关键词：粮食;咪唑啉酮;农药检测

随着人民生活水平的不断提升，对于粮食安全的关注度也越来越高，粮食生产中会使用一定的农药，检测农药残留率就非常有必要。咪唑啉酮是一种在粮食中应用极广的农药，具有光谱、高效以及选择性强等显著特点，粮食中过多残留会对人体健康带来一定影响。目前，很多国家制定了咪唑啉酮最大检测残留限制值，但是对于该种农药残留值检测方法的研究甚少，基于此，本文探讨粮食中咪唑啉酮类药物残留值检测方法，希望能对粮食检测提供借鉴[1-2]。

1 咪唑啉酮类农药介绍

咪唑啉酮类农药是乙酰乳酸合成酶抑制剂，是一种新型的广谱农药，适应性很强，可以作为各种粮食作物的除草剂。该农药属于内吸传导型农药，活性极高，具有杀草谱广的特点，目前该类型农药主要有咪唑烟酸、甲基咪草烟、灭草喹、米草酸酯等6种商品化品种。咪唑啉酮类药物虽然品种较少，但是在全球农药市场中占有很大的比重。每个国家对于咪唑啉酮农药残留都有限定值，比如加拿大将限定值规定为0.1 mg/kg;美国规定稻米类总残留量不超过0.3 mg/kg;日本更是制定了各个系列粮食产品的检测限值，从0.01～0.5 mg/kg不等[3-4]。

2 检测方法研究

2.1 实验仪器

高效液相色谱仪、紫外检测器、四元低压梯度泵、离子阱质谱系统、液相色谱柱、固相萃取裝置、固相萃取柱、凝胶渗透色谱仪、凝胶渗透色谱柱、旋转蒸发器和超声波清洗器等。

2.2 实验试剂

乙酸乙酯、二氯甲烷、环己烷、碳酸氢铵、硅藻土、无水硫酸钠和氨水-甲醇。咪唑啉酮标准药物咪唑烟酸、甲基咪草烟、灭草喹等，按照以下方法配置：准确称量标准品10 mg，采用乙腈溶解，溶液体积为100 mL，浓度为100 μg/mL，冷藏保存在-40 ℃冰箱内。根据检测需要，分别对6种标准药品按照上述方法进行配置，浓度达到规定要求。

2.3 待检测样品配置

所有待检样品来自于某检验检疫局送检样品（红小豆、糙米、玉米和小麦），样品按照以下检测制备方法：取样品1.5 kg左右，用机械磨碎机磨碎并通过20目晒，将制备样品混合均匀，分成两份试样保存，装入密封瓶内保存，避免光照和潮湿环境。

2.4 检测方法

2.4.1 样品提取

准确称量5.00 g样品放入150 mL三角瓶中，依次加入0.5 g硅藻土、50 mL碳酸氢铵和一定量的甲醇，先在振荡器上提取30min，然后超声提取10 min，提取液采用减压抽滤方式收集;在45 ℃的温水浴内将抽滤液浓缩至20 mL，后加入15 g/mL的氯化钠溶液20 mL和1 mol/L的盐酸溶液1 mL，混匀后的溶液放入分液漏斗内，轻微振摇分液漏斗2 min，等待静置分层。萃取完成样品放入浓缩瓶内，在45 ℃的水浴中蒸干，浓缩物保存完整待下一步的检测处理。

2.4.2 固相萃取-高效液相色谱检测

（1）固相萃取净化

浓缩物的溶解方法：分别采用3 mL和2 mL甲醇分两次溶解浓缩物，转移至MCX中的贮液器内，打开底部活塞，按照一定流速（1～2 mL）滴下;用丙酮和甲醇各2.5 mL在1.5 mL/min的流速下清洗柱子，用2.5 mL氨水-甲醇进行洗脱，将清洗液放至玻璃管内，在45 ℃水浴条件下用氮气吹干，用1.5 mL流动相溶解定容，经过0.5 μm有机相滤膜后待测定。

（2）高效液相色谱条件

色谱柱：XDB-C18（4.6 mm×250 mm，5 μm）;流动相：乙腈-1%乙酸，采用二元梯度进行洗脱;流速控制为1.5 mL/min;柱温和进样体积为40 ℃和20 μL;紫外检测波长为252nm。

（3）标准曲线绘制

取适量的混合标准液用流动相分别稀释成一定浓度，进样量20 μL，以除草剂的浓度作为横坐标，对应的峰面积为纵坐标，通过绘制标准曲线，得到线性的回归方程。

2.4.3 凝胶色谱净化-高效液相色谱仪/质谱联用检测

（1）凝胶渗透色谱净化

检测波长254 nm，流动相为乙酸乙酯-环己烷，流速控制在4.5 mL/min，净化程序为1～10 min采用淋洗方式，10～15 min对样品进行收集。净化步骤：用GPC流动相溶解2.4.1中的浓缩物并转移至GPC专用瓶内，溶剂为10 mL，采用离心机离心6 min，净化完成后，收集液旋转蒸至2 mL，采用氮气吹干，通过0.45 μm有机系滤膜，做成待测样品。

（2）高效液相/质谱联用分析条件

色谱柱为ODS-3（2.1 mm×150 mm，5 μm）、流动相为甲醇-0.1%乙酸，同样采用二元梯度方式洗脱;流速控制0.35 mL/min，柱温为35 ℃，进样体积为16μL;离子源为电喷雾电离源;干燥气流速和温度分别为10 mL·min-1和350 ℃。

（3）标准曲线绘制

取适量的混合标准液采用样品空白稀释成一定浓度，进样量为15 μL，除草剂浓度为横坐标，对应峰面积为纵坐标，绘制标准曲线求出回归方程。

2.5 结果

2.5.1 固相萃取-高效液相色谱净化检测

本实验采用正相柱、反相柱和离子交换柱萃取;采用二级阵列管检测器在波长190～400 nm范围内对6种除草剂进行扫描;流动相内加入0.1%草酸调节流动相pH值;根据3倍信噪比，确定方法检出限（LOD）;在样品中分别添加不同水平的6种咪唑啉酮混合标准溶液，按照规定实验方法进行回收率测定，6种咪唑啉酮类农药的检出限为0.003 mg/kg。通过该种方法对检验检疫局送检样品（红小豆、糙米、玉米与小麦）进行检测，均未检出6种咪唑啉酮类除草剂。

2.5.2 凝胶渗透色谱-高效液相色谱/质谱联用检测

空白样品在检测波长254 nm下经过GPC净化得到杂质并获取质谱图;通过加标实验，确定好GPC色谱条件;在最佳分离条件下，配置一系列不同浓度的混合标准液;同样根据3倍信噪比，确定方法检出限（LOD），6种农药的LOD在0.000 2～0.000 5 mg/kg范围内。通过该种方法对检验检疫局送检样品（红小豆、糙米、玉米和小麦）进行检测，同样均未检出6种咪唑啉酮除草剂。

3 结论

当前，国内外尚未有咪唑啉酮除草剂在豆类、粮谷食品中残留值的检测方法报道。固相-高效液相色谱用于咪唑啉酮类农药检测中需要对目标化合物进行充分净化，否则检测灵敏度难以保证，凝胶渗透色谱-高效液相色谱/质谱联用是近些年农药残留检测的主要方法，是一种灵敏度和选择性较强的方法。本文采用这两种方法对红小豆等几类食物进行6种咪唑啉酮除草剂检测，在LOD下均未检测出残留。

参考文献

[1]李燕燕，刘菲，张红磊，等.水稻对几种除草剂的抗性及其相关抗性基因的克隆[J].南开大学学报：自然科学版，2019，39（1）：44-49.

[2]李艳杰，王恩思，邵晓玮，等.咪唑酮并[4，5-c]喹啉衍生物的合成及体外生物活性[J].高等学校化学学报，2019，40（12）：33-34.

[3]李成成.豆类、粮谷类食品中咪唑啉酮类农药残留检测方法的研究[D].保定：河北农业大学，2008.

[4]王焕民.磺酰脲类及咪唑啉酮类除草剂的特性及其应用问题[J].农药科学与管理，2015，21（33）：18-21.

基金项目：牡丹江医学院教育教学改革项目（编号：MYZD20190002）。

作者简介：沈雪（1989—），女，汉族，辽宁鞍山人，硕士，助教。研究方向：食品质量与安全。

通讯作者：赵福阳（1981—），男，汉族，黑龙江海林人，硕士，讲师。研究方向：食品科学。