气相色谱-三重四级杆质谱法测定土壤中丙炔氟草胺

2022-02-06曹双瑜孙小惠

农药科学与管理 2022年11期

曹双瑜，姜娜，孙小惠

(新疆农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，新疆乌鲁木齐 830091)

丙炔氟草胺与氟烯草酸同属于我国目前批准使用的2种酰亚胺类除草剂[1]。与二甲戊灵、草甘膦等除草剂相比，丙炔氟草胺对阔叶杂草，尤其是对大豆田的红根苋菜、新疆棉花田的龙葵等恶性杂草具有较好的防治效果[2-4]，此外其对后茬作物安全性较高，成为近年来全球销售额增长最快的除草剂之一[5]。土壤中的农药残留是影响农产品质量安全的主要因素之一，因此，通过建立丙炔氟草胺在土壤中残留的气相色谱-三重四级杆质谱法，以期对监测土壤中丙炔氟草胺残留水平，保障耕地土壤质量安全提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂土壤样品：去除杂质后自然风干，全部通过0.5mm标准样品筛，-18℃密封保存。丙炔氟草胺(Flumioxazin，103361-09-7，纯度99.0%)；乙腈、丙酮、甲苯(色谱纯)；C18、PSA；氯化钠、无水硫酸镁(分析纯，650℃马弗炉烧4h)。

1.2 主要仪器与设备 AR522CN型电子天平、CPA225D型电子天平、KQ5200DE型超声波清洗器、Syncore型平行蒸发仪；Heraeus Mlutifuge XIR型离心机；MS3型涡旋振荡器、E0AA-HM-01型多管漩涡混合仪、TSQ 8000 EVO气相色谱-质谱联用仪。

1.3 试验条件

1.3.1 色谱条件色谱柱：HP-5MS UI毛细管柱(30m0.250mm0.25μm)；载气：高纯氦气，1.0mL/min；进样量：1μL，不分流进样；进样口温度：320℃；升温程序：60℃保持2min，15℃/min升至300℃，保持4min；选择离子反应监测扫描(SRM)。

1.3.2 质谱条件电子轰击(EI)离子源；电子能量70eV；传输线温度300℃；离子源温度300℃；

1.4 标准溶液配制用十万分之一天平准确称取适量丙炔氟草胺标准物质，用乙腈配制成1 000mg/L的标准贮备液，将标准贮备液用乙腈稀释成10mg/L的标准中间液，准确吸取一定量的标准中间液，用甲苯配成0.04、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0mg/L的标准工作溶液，空白基质提取液经平行蒸发仪蒸干后分别取上述各浓度标准工作溶液1mL复溶，过0.22μm有机相微孔滤膜，配制成基质标准曲线溶液。

1.5 样品制备空白基质加标样品的制备：分别准确称取混合均匀过筛的丙炔氟草胺阴性土壤样品10.00g于50mL的离心管中，根据需要的上机浓度(0.005、0.01、0.02、0.10、0.5mg/kg)分别加入一定量的丙炔氟草胺标准溶液(1mg/L： 0.1mL、0.2mL、0.4mL)、(10mg/L：0.2mL、1.0mL)，涡旋混匀1min，静置≥30min后进行下一步样品测定。

1.6 样品测定在有10.00g土壤样品的50mL离心管中，加入纯水10mL，涡旋混匀3min，静置30min，加入乙腈10mL，4g氯化钠，涡旋混匀3min，漩涡混合振荡5min，10 000r/min，离心5min，取5mL上清液至装有300mg无水硫酸镁、100mg C18的离心管内，涡旋1min，10 000r/min，离心5min，取2mL上层溶液至玻璃管内，40℃平行蒸发干，用1mL甲苯定容，过0.22μm有机相微孔滤膜，气相色谱-三重四级杆质谱仪测定，以保留时间和离子碎片及其丰度比定性，外标法定量。

2 结果与分析

2.1 检测优化

2.1.1 气相色谱-三重四级杆质谱条件优化参照有关标准及文献，将1mg/L的丙炔氟草胺标准溶液，在1.0mL/min的载气流速，60℃保持2min，15℃/min升至300℃，保持4min的色谱采集条件下，先采用70eV电离扫描质荷比(m/z)50～550，用NIST质谱数据库中丙炔氟草胺的特征离子确定在此气相条件下丙炔氟草胺的保留时间(RT)为19.69min，之后选择丙炔氟草胺丰度较高的母离子(m/z：287，354.1)，对其进行子离子、碰撞能量的优化，最终得到定量离子对及定性离子对(表1)。空白土壤加标样品的SRM图(图1)。

表1 质谱条件

图1 空白土壤基质中丙炔氟草胺(0.50mg/kg)的SRM图

2.1.2 前处理条件优化根据相关标准及文献[6-10]，乙腈溶液极性范围较宽，对大多数化合物均有较好的溶解性，因此选择乙腈作为提取溶剂，通过空白土壤基质加标0.10mg/kg的样品测定，发现振荡提取30min与漩涡混合振荡提取5min的回收率相近，因此采用振荡5min的提取方法(表2)；同时通过对比在净化过程中加入与不加入乙二胺-N-丙基硅烷化硅胶(PSA)的回收率情况，发现300mg无水硫酸镁、100mg C18的净化效果与加入300mg无水硫酸镁、100mg C18、100mgPSA的效果基本相同，因此最终采用300mg无水硫酸镁、100mg C18的净化材料。因丙炔氟草胺不溶于正己烷，而相较于丙酮、乙腈，甲苯的极性更小一点，不易造成非极性色谱柱HP-5ms的柱流失，因此采用甲苯定容上机测定。

表2 前处理条件优化

2.2 方法验证

2.2.1 线性范围与基质效应通过测定结果表明，丙炔氟草胺在0.04～2.0mg/L(0.02～1.0mg/kg)内，在溶液与土壤基质内均具有较好的线性关系，(表3)。此外，为确定测定中是否有干扰物质对质谱电离效率的影响即是否存在基质效应(Matrix Effect，ME)，根据化学分析方法验证确认和内部质量控制实施指南色谱分析(GB/T 35655-2017)[15]中“5.5.6基质效应”以及附录A.7“基质效应影响评价”的要求，通过比较溶剂配制的标准溶液曲线斜率(b1)与空白土壤基质配制的标准溶液曲线的斜率(b2)来评价基质对校准曲线的影响，并以公式(1)来评价基质效应[11-15]。

(1)

空白土壤基质匹配的丙炔氟草胺校准曲线斜率(b2：2153)远远大于溶剂配制的校准曲线斜率(b1：441.1)，同时根据公式(1)计算结果表明(表3)，丙炔氟草胺的土壤基质效应 > 50%，为强基质增强效应>因此在实际测定时，需要采取基质匹配标准曲线来降低土壤的基质效应对测定结果的影响。

表3 丙炔氟草胺在土壤中的线性范围及基质效应

2.2.2 仪器灵敏度，方法定量限以空白基质加标样品(0.02mg/kg)的谱图中信噪比(S/N)按照3倍信噪比计算丙炔氟草胺的仪器灵敏度为0.001 9mg/kg。

空白基质加标样品(0.005、0.01、0.02mg/kg)的10个平行试验结果表明，当空白基质加标样品质量浓度低于0.02mg/kg时，其加标样品检出结果的阴性率为100%，同时通过计算0.02mg/kg加标样品的回收率与精密度(RSD)，均能满足方法验证标准的要求(表4)，因此该方法定量限为0.02mg/kg[15-17]。

2.2.3 回收率及精密度空白基质加标样品(0.02、0.10、0.5mg/kg)，每个质量浓度6个平行，其回收率及相对标准偏差(RSD)(表4)。