固相萃取-气相色谱-质谱法检测地表水中的环酰菌胺、醚菌胺和环氟菌胺微量残留

陈土明，沈荷美，赵娅萍

（浙江杭康检测技术有限公司，浙江 杭州 310015）

环酰菌胺、醚菌胺主要用于稻田防治稻瘟病、各种灰霉病以及相关的菌核病、黑斑病等；环氟菌胺是新型母体结构的杀菌剂, 它对各种蔬菜和麦类的白粉病有优良的效果和特性[1-5]。农药是在使用过程中利用率相当低，大部分喷洒后的农药随着雨水冲刷等流入到地表水径流中，影响生态环境，给人们赖以生存的环境造成污染[6]。因此，加强对地表水中上述3 种农药的监测具有重要的现实意义[7-11]。

因地表水中农药残留的量极低，因此，在前处理阶段需要对地表水样品中的农药进行富集。常用的富集方法有液液萃取法[12,13]、固相萃取法[14]等方法。液液萃取法是采用有机溶剂，将地表水中的农药反复多次提取，通过浓缩提高地表水中农药含量的前处理方法，此方法处理步骤繁琐，试剂用量大，且多次提取导致检测准确度偏低。固相萃取法是采用分离柱将地表水中的农药进行富集，选择少量有机溶剂洗脱的方法，将地表水中农药提取出来的前处理方法，此方法试剂用量少，操作简便，检测准确度较高。本文建立一种采用全自动固相萃取法将地表水中环酰菌胺、醚菌胺和环氟菌胺3 种农药提取出来，气相色谱质谱法定性、定量检测的分析方法，该方法操作简便、快速、测定结果准确[15]。

1 实验部分

1.1 仪器及试剂

岛津GC 2010 Plus 型气相色谱仪（日本岛津公司）；岛津TQ 8050 型三重四级杆串联质谱质谱仪（日本岛津公司）；梅特勒-托利多XS 204 型电子分析天平（瑞士梅特勒-托利多公司）；贝克曼Allegrax-22 型高速冷冻离心机（德国贝克曼公司）；SK8210 HP 型超声仪（上海科导超声仪器有限公司）；屹尧EXTRA 型全自动固相萃取装置（上海屹尧仪器科技公司）；Milli-Q Direct 8 型纯水制备仪（美国密理博公司）。

固相萃取柱：HLB 型小柱，规格为1000mg/12mL（天津博纳艾杰尔公司）；色谱柱：Agilent HP-5MS 型（规格：30m×0.25mm，0.25μm，美国安捷伦科技公司）；

环酰菌胺标准物质溶液（编号：DRE-A13476000 ME，质量浓度：100μg·mL-1）；醚菌胺标准物质溶液（编号：1ST21134-100A，质量浓度：100μg·mL-1）；环氟菌胺标准物质溶液（编号：SB05-305-2008，质量浓度：100μg·mL-1）；

丙酮，环己烷，甲醇，乙腈均为色谱纯（美国默克公司）；纯化水（自制）。

1.2 仪器方法

1.2.1 色谱条件 色谱柱：Agilent HP-5MS 型（规格：30m×0.25mm，0.25μm）；载气：高纯He（纯度≥99.999%）；进样口温度：240℃；柱流量：1.67mL·min-1；检测器温度：250℃；模式：恒流模式；进样体积：1.0μL；进样方式：不分流进样；升温方式：程序升温。升温程序：初始温度50℃，保持1min，以15℃·min-1升至180℃，保持5min；再以12℃·min-1升至290℃，保持10min。

1.2.2 质谱条件 离子源：EI 源；轰击能量：65eV；离子源温度：250℃；接口温度：260℃；碰撞气：Ar（纯度≥99.999%）；溶剂延迟时间：3.2min；检测方式：MRM（多反应监测模式）。

1.3 溶液制备

1.3.1 储备溶液的制备 取环酰菌胺、醚菌胺、环氟菌胺标准物质溶液，精密吸取1.0mL，置10mL 棕色容量瓶中，加环己烷定容至刻度，摇匀，得质量浓度均为10μg·mL-1标准储备溶液。

1.3.2 标准曲线溶液的制备 取1.3.1 各待测农药储备溶液，分别精密吸取适量，制备每1.0mL 溶液中含环酰菌胺、醚菌胺和环氟菌胺质量浓度均为0.01、0.05、0.1、0.5、1.0、5.0μg·mL-1的混合标准溶液，加环己烷定容至刻度，即得标准曲线系列溶液。

1.3.3 样品溶液的制备 随机采集5.0L 地表水样品，挑去肉眼可见物，中性滤纸滤过，初滤液弃去，取续滤液，用0.01mol·L-1的HCl 溶液或NaOH 溶液调节pH 值至中性，置棕色玻璃试剂瓶中，冷藏储存（储存温度：2～8℃）。

取HLB 固相萃取柱，依次用12mL 纯化水、12mL甲醇、12mL 环己烷活化；再取上述预处理好的水样500mL，以15mL·min-1流速过固相萃取柱富集；然后用15mL 丙酮：环己烷溶液（V∶V=1∶2）洗脱，收集洗脱液；将洗脱液置氮吹仪中，45℃氮吹至近干，加环己烷定容至1mL 待测。

2 结果与讨论

2.1 固相萃取柱的确定

常用于农药残留检测用前处理固相萃取柱有：HLB 固相萃取柱、C18固相萃取柱、Florisil 固相萃取柱和氨基固相萃取柱等。固相萃取柱的填料类型不同，会对待测农药富集、净化效果产生较大的影响。实验选择加标最终浓度为0.1μg·mL-1的地表水样品为研究对象，保持1.3.3 前处理条件不变，分别更换上述4 种类型固相萃取柱，优化活化、富集、洗脱条件后，分别更换上述4 种固相萃取柱，考察对研究对象的提取效果。结果，选择C18固相萃取柱、氨基固相萃取柱时，环酰菌胺、醚菌胺、环氟菌胺回收率均较低；选择Florisil 固相萃取柱时，环酰菌胺和环氟菌胺回收率较低，醚菌胺回收率良好；选择HLB固相萃取柱时，3 种待测农药回收率最佳。因此，实验选择HLB 固相萃取柱作为前处理柱。比较结果见表1。

表1 固相萃取柱比较结果Tab.1 Comparison results of SPE columns

2.2 前处理洗脱溶剂的确定

固相萃取前处理条件中，固相萃取柱确定后，待测农药经富集后，最终洗脱溶剂的选择对检测结果准确度影响较大，因此，需要对前处理洗脱溶剂进行研究确定。环酰菌胺、醚菌胺、环氟菌胺3 种待测农药，其中环酰菌胺和环氟菌胺极性较弱。实验选择加标最终浓度为0.1μg·mL-1的地表水样品为研究对象，保持1.3.3 前处理条件不变，分别选择洗脱溶剂为甲醇、丙酮、环己烷和甲醇∶丙酮（V∶V=1∶2）作为洗脱溶剂，结果选择甲醇作为洗脱溶剂时，醚菌胺回收率良好，环酰菌胺和环氟菌胺回收率较低；选择丙酮和环己烷作为洗脱溶剂时，环酰菌胺和环氟菌胺回收率良好，醚菌胺回收率较低；选择甲醇∶丙酮（V∶V=1∶2）作为洗脱溶剂时，3 种待测农药回收率良好。因此，实验选择甲醇∶丙酮（V∶V=1∶2）作为洗脱溶剂。

2.3 多反应监测（MRM）方法的优化

气相色谱-三重四级杆串联质谱仪虽然具有较高的灵敏度，但在对不同待测物进行多反应监测时，需要对质谱条件进行优化。实验取10μg·mL-1环酰菌胺作为研究对象，首先选择Q1 SCAN 方法，确定环酰菌胺母离子；再选择PRODUCT SCAN 方法，确定环酰菌胺母离子对应的碎片离子，选择响应较高的3 个碎片离子作为监测离子，其中1 个作为定量离子，另外2 个作为定性离子；根据选择的定量和定性离子对，对质谱条件（碰撞电压和碰撞能量）进行优化，确定环酰菌胺多反应监测方法。同法，确定醚菌胺和环氟菌胺多反应监测方法。根据3 种待测农药的多反应监测方法，建立3 种待测农药同时检测的多反应监测方法。多反应监测详细参数见表2。

表2 3 种农药的质谱参数Tab.2 Mass spectrum parameters of three pesticides

2.4 线性方程、线性范围及检测限

取1.3.1 各待测农药储备溶液，分别精密吸取适量，制备每1.0mL 溶液中，含环酰菌胺、醚菌胺、环氟菌胺质量浓度均为0.01、0.05、0.1、0.5、1.0、5.0μg·mL-1的混合标准溶液，加环己烷定容至刻度，按1.2 色谱和质谱条件，分别上机检测，以质量浓度为横坐标，响应值为纵坐标绘制标准曲线，再以3 倍信噪比计算检测限。结果见表3，典型谱图见图1。

表3 3 种待测农药线性方程、线性范围及检测限Tab.3 Linear equation, linear range and detection limit of three pesticides to be determined

图1 3 种杀菌剂标准溶液质谱图Fig.1 Mass spectra of standard solutions of three fungicides

表3 结果表明，环酰菌胺、醚菌胺、环氟菌胺在0.01～5.0μg·mL-1线性范围内具有良好的线性关系，3 种化合物信号响应和分离良好。

2.5 加标回收率试验考察

随机采集地表水样品，分成10 份样品，每份1.0L，取其中9 份，分别加入1.3.1 各农药储备溶液适量，后续按1.3.3 样品溶液制备方法进行前处理，分别制备含环酰菌胺、醚菌胺、环氟菌胺加标浓度分别为0.01、0.1、5.0μg·mL-1的加标测试溶液，每个浓度点配制3 份；按1.2 色谱和质谱条件，分别上机检测，根据加入量和检测结果计算加标回收率。

由表4 可知，环酰菌胺、醚菌胺、环氟菌胺加标回收率在87.5% ～ 95.7%之间，证明该方法加标回收率较好。

表4 加标回收率试验结果（%）Tab.4 Results of standard addition recovery test（%）

2.6 精密度试验考察

随机采集地表水样品，分成6 份，每份1.0L，分别加入1.3.1 各农药储备溶液适量，后续按1.3.3 样品溶液制备方法进行前处理，分别制备含环酰菌胺、醚菌胺、环氟菌胺加标浓度分别为0.05μg·mL-1的精密度测试溶液，按1.2 色谱和质谱条件，分别上机检测，根据检测结果计算精密度相对标准偏差。结果环酰菌胺、醚菌胺、环氟菌胺精密度RSD 分别为4.1%、3.6%、23.2%。表明此方法精密度良好。

3 结论

本研究以地表水样品为研究对象，建立了采用全自动固相萃取法富集、净化地表水中的环酰菌胺、醚菌胺和环氟菌胺3 种农药，气相色谱-三重四级杆串联质谱法定量、定性检测的分析方法。实验考察了前处理条件常用的固相萃取柱和洗脱溶剂，确定HLB 固相萃取柱为富集、净化柱，甲醇∶丙酮（V∶V=1∶2）作为洗脱溶剂的前处理方法；对方法的线性等进行了系统的考察，实验结果证明，该方法具有操作简单、检测准确度高等优点，适用于地表水中痕量农药残留的监测，为环境保护提供技术参考。