HPLC-MS/MS 法测定水和土壤中四氟甲醚菊酯残留量

2022-08-03谭正莹廖朝选赵丽华

世界农药 2022年7期

谭正莹，廖朝选，包娜，赵丽华，何钰

(贵州省分析测试研究院，贵阳 550000)

四氟甲醚菊酯(dimefluthrin)，化学名称为2,2-二甲基-3-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸，是一种新型的拟除虫菊酯类卫生杀虫剂，对抗丙烯菊酯、炔丙菊酯的蚊虫有较高防治效果。目前国内外有关四氟甲醚菊酯的研究主要集中在药效方面[1-3]，其检测方法主要有气相色谱法[4-7]、气质联用法[8,9]及高效液相色谱法[10,11]，且主要偏重于产品质量控制。农药使用后，会通过直接或间接的途径进入水体和土壤中，对生态系统和人体健康造成不利影响，卫生杀虫剂也不例外，然而目前有关四氟甲醚菊酯在环境介质中的残留监测和环境归趋研究尤其是在水和土壤中的残留检测方法尚未见报道，亟待研究专属有效的检测方法以应用于四氟甲醚菊酯在水和土壤中的残留检测。基于此，本研究采用高效液相色谱串联质谱法开展了四氟甲醚菊酯在水和土壤中的残留分析方法研究，以期为四氟甲醚菊酯的环境归趋研究及其环境风险评估提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试剂

甲醇(色谱纯，默克公司)；甲酸(色谱纯，天津市科密欧化学试剂有限公司)；超纯水(电阻率18.2 MΩ×cm，25 ℃)；硅藻土(默克公司)；四氟甲醚菊酯标准品，质量分数为97.72% (DR EHRENSTORFER)。

1.2 试验基质

水：试验选用自来水、水库水和养殖水作为水试验基质。自来水来源于实验室自来水，水库水来源于罗革当水库，养殖水来源于实验室中斑马鱼的养殖曝气水。水样采集后用滤纸过滤掉水中大颗粒悬浮物及微生物，收集滤液于棕色玻璃瓶中，置于4 ℃冰箱中保存。水质理化参数见表1。

表1 水质理化参数

土壤：选用河北省唐山市褐土、浙江省绍兴市水稻土和吉林省公主岭黑土作为土壤试验基质。土壤样品采集后，除去植物落叶、根茎、石块和砂砾等杂物，室温下自然风干，研磨，过0.25 mm筛，收集制备好的土壤于棕色玻璃瓶中保存。土壤理化参数见表2。

表2 土壤理化参数

1.3 仪器

Agilent 1290-6470A液相色谱-三重四级杆质谱联用仪(美国安捷伦公司)；XSE205DU型电子天平(梅特勒公司)；H1850 型台式高速离心机(湖南湘仪实验室仪器开发有限公司)；N-EVAP112 型水浴氮吹仪(美国Organomation公司)；超纯水制备系统(Merck Millipore)。

1.4 色谱测定条件

液相色谱操作条件：色谱柱为Eclipse Plus C18(50 mm × 2.1 mm, 1.8 µm)；流动相为甲醇-0.1%甲酸水溶液(体积比90:10)；流速为0.3 mL/min；柱温为30 ℃；进样体积为5 μL。在上述色谱条件下，四氟甲醚菊酯保留时间约为1.3 min。

质谱操作条件：离子源模式为ESI+；碰撞气为高纯氮；干燥气为N2；干燥气温度为300 ℃；干燥气流速为10 L/min；鞘气为N2；鞘气温度为350 ℃；鞘气流速为11 L/min；雾化器压力为40 psi；喷嘴电压为0 V；毛细管电压为3 500 V；监测模式为多反应监测模式(MRM)。质谱参数见表3。

表3 四氟甲醚菊酯的质谱参数

上述给出的液相色谱、质谱操作条件是典型的，可根据不同仪器特点，对给定的操作参数作适当调整，以期获得最佳效果。四氟甲醚菊酯定性定量离子图谱见图1。

图1 四氟甲醚菊酯定性定量离子图谱

1.5 标准工作溶液的配制

准确称取0.010 24 g 四氟甲醚菊酯标准品于100 mL 容量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度，摇匀，得到质量浓度为100.1 mg/L 的四氟甲醚菊酯标样储备液。用甲醇稀释上述标样储备液，配制得到四氟甲醚菊酯质量浓度分别为0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0、50.0、100.0 μg/L 一系列标准工作溶液，用于绘制标准曲线。

1.6 添加回收率试验

1.6.1 水体添加回收率试验

分别移取约90 mL 水(自来水、水库水及养殖水)于100 mL 容量瓶中，准确加入0.1 mL 浓度分别为100.0 μg/L 和10.0 mg/L 的四氟甲醚菊酯标样溶液，定容至刻度，摇匀，得到添加浓度分别为0.1 µg/L和10.0 µg/L 的试样，每个添加浓度分别配制5 个平行样品，同时每种水设置空白对照。将上述试样溶液转移至含有约2 g 硅藻土的离心管中，混匀，超声提取10 min，以10 000 rpm 离心5 min。对于添加浓度为10.0 µg/L 的试样，用0.45 μm 滤膜过滤后按1.4 节仪器操作条件进行分析测定，计算其添加回收率；对于添加浓度为0.1 µg/L 的试样，取5.0 mL离心后的上清液氮吹近干，加入2.0 mL 甲醇溶解，用0.45 μm 滤膜过滤后按1.4 节仪器操作条件进行分析测定，计算其添加回收率。

1.6.2 土壤添加回收率试验

分别称取10 g 土壤(褐土、水稻土及黑土)于50 mL离心管中，准确加入0.1 mL浓度为100.0 μg/L和10.0 mg/L 的四氟甲醚菊酯标样溶液，得到添加浓度分别为1.0 µg/kg 和100.0 µg/kg 的试样，每个添加浓度分别配制5 个平行样品，同时每种土壤设置空白对照。向离心管中加入约2 g 硅藻土，再加入40 mL 甲醇，摇匀，超声提取10 min，以10 000 rpm离心5 min，离心后的上清液用0.45 μm 滤膜过滤后按1.4 节仪器操作条件进行分析测定，计算其添加回收率。

2 结果与讨论

2.1 仪器条件的确定

2.1.1 质谱条件的优化

配制质量浓度为100.0 μg /L 的四氟甲醚菊酯标准溶液进行正/负离子模式全扫描，四氟甲醚菊酯进入一级质谱后，产生稳定的[M+H]+母离子峰(m/z375.1)，其中正离子模式下母离子的响应值较高，故选用正离子模式进行扫描；再通过离子选择性扫描模式及子离子扫描模式进一步优化碎裂电压及碰撞能量，使母离子发生断裂或重排，产生不同的离子碎片，进入二级质谱；最后在多反应监测模式下优化碰撞能、驻留时间等质谱参数，得到四氟甲醚菊酯母离子为m/z375.1，定量和定性离子分别为m/z206.7、m/z123.0 和m/z112.8，在此质谱条件下可获得最佳的灵敏度。

2.1.2 液相色谱条件的优化

根据四氟甲醚菊酯的性质，选用C18色谱柱(50 mm × 2.1 mm，1.8 µm)，设定流速为0.3 mL/min，分别考察了以甲醇-水、乙腈-水、甲醇-0.1%甲酸水溶液和乙腈-0.1%甲酸水溶液为流动相时对四氟甲醚菊酯检测结果的影响。结果表明选用甲醇-0.1%甲酸水溶液(体积比90∶10)为流动相时，可使四氟甲醚菊酯获得较好的保留时间和峰型，分离效果好。

2.2 基质效应

水和土壤中含有一些杂质，可能产生基质效应，对检测结果造成影响。为验证基质效应，用甲醇、水和土壤空白基质提取液分别配制0.2~100.0 μg/L的系列标准工作液进行比较，按1.4 节仪器操作条件进行测定，绘制标准曲线，计算基质标液与溶剂标液的斜率比。基质效应(ME)=基质标准曲线斜率/溶剂标准曲线斜率，当0.8＜ME＜1.2 时，基质效应可以忽略。基质效应试验结果见表4，可见，四氟甲醚菊酯在水和土壤中的基质效应可忽略，试验中采用甲醇配制标准曲线进行定量分析。

表4 基质效应测定结果

2.3 方法的线性相关性

按1.4 节仪器操作条件对1.5 节中配制的标准工作溶液进行分析测定。以四氟甲醚菊酯的质量浓度为横坐标，四氟甲醚菊酯的峰面积为纵坐标绘制标准曲线，得到其线性方程为y=82.31x+12.07，线性相关系数为0.999 3，说明四氟甲醚菊酯在0.2~100.0 μg/L 质量浓度范围内具有良好的线性关系。

2.4 方法的准确度和精密度

2.4.1 水中添加回收率试验结果

按1.6.1 节操作步骤进行水中添加回收率试验，按照1.4 节仪器操作条件进行分析测定，计算四氟甲醚菊酯在水中的添加回收率及相对标准偏差，结果见表5。由表5 可以看出，当水中添加浓度为0.1 µg/L时，四氟甲醚菊酯在自来水、水库水及养殖水中的平均回收率分别为107.8%、99.5%及95.6%，相对标准偏差分别为5.5%、9.8%及9.7%；当水中添加浓度为10.0 µg/L 时，四氟甲醚菊酯在自来水、水库水及养殖水中的平均回收率分别为99.9%、96.8%及105.0%，相对标准偏差分别为8.8%、2.1%及4.0%。

表5 四氟甲醚菊酯在水中的添加回收率和相对标准偏差(n=5)

2.4.2 土壤中添加回收率试验结果

按1.6.2 节操作步骤进行土壤中添加回收率试验，按照1.4 节仪器操作条件进行分析测定，计算四氟甲醚菊酯在土壤中的添加回收率及相对标准偏差，结果见表6。由表6 可以看出，当土壤中添加浓度为1.0 µg/kg 时，四氟甲醚菊酯在褐土、水稻土及黑土中的平均回收率分别为109.2%、101.9%及98.5%，相对标准偏差分别为5.0%、7.5%及8.7%；当土壤中添加浓度为100.0 µg/kg 时，四氟甲醚菊酯在褐土、水稻土及黑土中的平均回收率分别为88.4%、92.9%及88.0%，RSD 分别为3.4%、1.9%及4.7%。