高效液相色谱测定番茄中茚虫威残留及消解动态
2021-07-16张艳王文博陈子雷李慧冬郭长英张文君毛江胜颜朦朦丁蕊艳
张艳,王文博,陈子雷,李慧冬,郭长英,张文君,毛江胜,颜朦朦,丁蕊艳
(山东省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所/农业农村部产品质量安全风险评估实验室(济南)/山东省食品质量与安全检测技术重点实验室,山东 济南 250100)
番茄(Solanum lycopersicum)是番茄属一年生或多年生草本植物,富含维生素、矿物质及各种微量元素,还含有人体所需的番茄红素等营养物质[1]。番茄富含大量的水分和糖分,且长期连作、错季种植和大水大肥栽培等使得番茄病虫害增多[2],进而造成腐烂变质[3]。为了增加产量并改善质量,需要喷洒农药以控制病虫害和杂草,但长时间使用或滥用农药使得番茄中存在农药残留现象。
茚虫威,别名安打、因得克,美国杜邦公司开发的新型噁二嗪类杀虫剂,其结构独特新颖,杀虫效果好且用量低[4],通过在昆虫体内产生的活化代谢产物导致靶标昆虫死亡,兼具化学农药的高效性与生物农药的安全性,在国内农药市场上占据一定份额[5],广泛用于防治粮、棉、果、蔬等作物上的虫害[6]。
目前,国内外对果蔬中常见农药残留检测方法有气相色谱法、气相色谱-质谱法、气相色谱-串联质谱法、液相色谱法、液相色谱-串联质谱法、原位质谱法[7-12]等。本试验对前处理方法的部分条件进行优化,建立高效简单的高效液相色谱方法并分析番茄施用茚虫威后的消解动态和最终残留,以期评价其在番茄上的使用安全性,为田间施药提供科学支撑。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
15%安打悬浮剂,美国杜邦公司;乙腈(色谱纯):美国Fisher公司;甲醇(色谱纯)、二氯甲烷、无水硫酸钠(分析纯)、磷酸二氢钾(优级纯):国药集团;试验用水为去离子水。
1.2 仪器与设备
高效液相色谱仪:Waters公司,Alliance2695泵,二极管阵列检测器(PDA);BSA224S-CW 万分之一电子天平:德国Sartorius公司;LDZS-2高速离心机:北京京立离心机公司;T25 D均质机、RV10 D旋转蒸发仪:德国IKA公司。
1.3 田间试验设计
试验时间:2018年;试验地点:消解动态试验和最终残留试验在山东东营进行。小区面积30 m2。试验设置3个重复小区,同时设置空白对照区。
1.3.1 消解动态试验 666.7m2施药量30 mL,对水喷雾施药1次,间隔1 h及1、3、5、7、10 d取样。将可食部分用组织搅碎机搅碎,充分混匀,四分法保留500 g装瓶,于-20℃冰柜中保存备用。
1.3.2 最终残留试验 分别设置666.7m220 mL和30 mL两个施药浓度,各施药3次,每次间隔7 d,于最后一次施药后5、7、10 d取样,同时设清水空白对照。
1.4 分析方法
1.4.1 样品提取 准确称取10.0 g番茄样品于80 mL离心管,加30 mL甲醇提取,用匀浆机高速匀浆1 min,于4 000 r/min离心5 min,取上清液,残渣再加入提取液30 mL,重复提取操作,合并两次上清液于分液漏斗中,加入2%的氯化钠水溶液100 mL,用二氯甲烷40、40、30 mL各萃取一次,过无水硫酸钠于旋转蒸发瓶中,40℃水浴中旋转蒸发至近干,加甲醇溶解定容,过0.22μm微孔滤膜,HPLC测定。
1.4.2 标准曲线的绘制 标准品用甲醇稀释至合适浓度,按1.4.1的方法进行预处理,用番茄空白提液稀释标准溶液,得到浓度为0.05、0.1、0.2、0.5、1.0μg/mL的系列标准溶液,供高效液相色谱测定。以茚虫威的峰面积(y)为纵坐标,以系列标准溶液质量浓度(x)为横坐标绘制标准曲线。
1.4.3 液相色谱条件 色谱柱:symmetry C18 4.0 mm×250 mm(4μm);柱温:30℃;流动相:水+甲醇+乙腈为22:41:37;流速:1.0 mL/min;检测波长:275 nm;相对保留时间:7.5 min。
2 结果与分析
2.1 提取溶剂的确定
试验选用乙腈、甲醇、乙酸乙酯3种有机溶剂分别作为茚虫威的提取溶剂,通过比对发现甲醇作为茚虫威的提取溶剂时具有较高的回收率,且提取溶液中杂质较少,因此本试验选用甲醇作为提取溶剂。茚虫威的标准色谱图见图1。
图1 茚虫威标准物质谱图
2.2 标准曲线和检出限
在上述仪器条件下,注射茚虫威标准系列溶液,进样量为10μL,以进样浓度为横坐标,峰面积为纵坐标,求得线性方程为y=1461825x-30267.4(图2),R2=0.9998。该方法的仪器最小检出量为2 ng。表明茚虫威质量浓度与色谱峰面积在一定范围内呈良好的线性关系,仪器检出限达到分析检测要求。
图2 茚虫威标准曲线
2.3 回收率与精密度
在番茄空白基质中添加不同质量分数的标准溶液,每个加标水平做5个平行。由表1可知,在0.05、0.2、1.0 mg/kg三个加标水平下,茚虫威的回收率为82.5%~102.4%,相对标准偏差(RSD)为2.2%~4.3%。表明该方法具有良好的准确度和精密度,可满足农残检测分析要求。图3、图4分别为番茄样品空白与加标图谱。
图3 空白对照检测谱图
图4 番茄样品添加茚虫威检测谱图
表1 番茄中茚虫威的添加回收和相对标准偏差
2.4 茚虫威在番茄中的消解动态试验结果
茚虫威在番茄中的消解动态残留试验结果见表2。施药1 h后,茚虫威在番茄上的沉积量为0.127 mg/kg,消解动态回归方程为 y=0.1154e-0.259x,R2为0.9949。茚虫威在番茄样品中的消解规律符合一级动力学方程。根据回归方程可知,茚虫威的半衰期(T1/2)为2.7 d,属于易降解农药,施药7 d后降解率达85%以上。茚虫威在番茄中的降解动态曲线见图5。
图5 茚虫威在番茄中的降解动态曲线
表2 茚虫威在番茄上的残留消解动态
2.5 茚虫威在番茄中的最终残留量
从表3可以看出,茚虫威在不同施药剂量下的残留量均随施药时间的延长而逐渐降低,距最后一次施药10 d时,两种施药剂量下番茄中茚虫威残留量均小于0.01 mg/kg。
表3 茚虫威在番茄上的最终残留量
3 结论
本研究建立了利用高效液相色谱技术测定茚虫威在番茄中最终残留及消解动态的方法。样品经甲醇提取和二氯甲烷萃取后,采用高效液相色谱检测,回收率为82.5%~102.4%,RSD 为2.2%~4.3%,准确度和精密度符合残留试验准则要求;消解动态回归方程为y=0.1154e-0.259x,R2为0.9949,半衰期为2.7 d;15%安打悬浮剂666.7m220 mL和30 mL两个施药量对水喷雾,10 d后茚虫威残留量均低于0.01 mg/kg。表明15%安打悬浮剂消解快,半衰期短,在番茄上使用是安全的。
本研究建立的茚虫威HPLC检测方法步骤简单,分析周期快,有机溶剂用量少,对环境和人员危害小,可为农产品中茚虫威残留监测提供技术支撑。