超高效液相色谱-四极杆线性离子阱-飞行时间质谱法分析9.5%丙嗪嘧磺隆悬浮剂含量

周仁丹，董泽民,2，卞传飞，罗娟，石先罗,4，李保同

(1.江西农业大学 国土资源与环境学院，江西 南昌 330045；2.江西省农业技术推广中心，江西 南昌 330046；3.江西农业大学 农学院，江西 南昌 330045；4.江西水利职业学院，江西 南昌 330045)

除草剂的使用保证了粮食的产量和质量，已成为农田杂草防治的最主要手段[1-3]。丙嗪嘧磺隆是一种新型高效、广谱、高选择性的磺酰脲类除草剂[4]，被广泛应用于防除阔叶杂草和禾本科杂草[5-7]。目前丙嗪嘧磺隆制剂的分析方法未见报道，因制剂有效成分含量低、干扰严重，液相色谱法易出现假阳性且灵敏度不够高[8-9]。高效液相色谱串联质谱法因具有高选择性、高灵敏度、高准确度等优点，广泛应用于农药制剂中有效成分的检测[10-16]。本文基于UPLC-QTOF-MS/MS，建立了9.5%丙嗪嘧磺隆悬浮剂中有效成分的分析方法，操作简便、快速，结果准确，可用于丙嗪嘧磺隆悬浮剂的定量分析。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

甲酸、乙腈均为色谱级；9.5%丙嗪嘧磺隆悬浮剂和丙嗪嘧磺隆标准品(纯度≥99.8%)均由日本住友化学株式会社提供。

Sciex X500R Q-TOF质谱仪；岛津LC-20AD XR液相色谱仪；KQ-100E型数控超声波清洗器；METTLER TOLEDO XPR26DR/AC分析天平；Milli-Q超纯水仪。

1.2 检测条件

1.2.1 液相色谱条件 Waters CORTECSTM UPLC-C18色谱柱(100 mm×2.1 mm，1.6 μm)；柱温40 ℃； 流动相[乙腈-0.1%的甲酸水(体积比40∶60)] 等度洗脱；流速0.3 mL/min；进样量为5 μL。

1.2.2 质谱条件 丙嗪嘧磺隆的质谱检测参数见表1。

表1 丙嗪嘧磺隆的质谱检测参数Table 1 The mass spectrometry conditions of propyrisulfuron

1.3 分析方法

1.3.1 标准溶液的配制

1.3.1.1 标准储备液的配制 利用十万分之一电子分析天平准确称取丙嗪嘧磺隆标准品0.001 00 g(精确至0.000 01 g)于10 mL棕色容量瓶中，将其用乙腈溶解后使用超声波水浴助溶10 min，冷却至室温后用乙腈定容至刻度并摇匀，制得100 mg/L标准储备液，置于4 ℃冰箱保存。

1.3.1.2 标准溶液的配制 准确移取适量标准储备液,用乙腈稀释成不同浓度(10,25,50,200,500,1 000 μg/L) 的标准工作溶液，溶液过0.22 μm有机滤膜，装入进样小瓶，超声，待上机。

1.3.2 试样溶液的配制 准确称取9.5%丙嗪嘧磺隆悬浮剂0.105 26 g(精确至0.000 01 g)于100 mL 棕色容量瓶中，用80 mL乙腈溶解，超声波水浴助溶10 min，冷却至室温后用乙腈定容并摇匀，制得100 mg/L丙嗪嘧磺隆试样溶液；再配制成500 μg/L 溶液，过0.22 μm有机滤膜，装入进样小瓶，超声，待上机。

1.3.3 计算 根据标准品和试样溶液中丙嗪嘧磺隆的峰面积，计算试样溶液中丙嗪嘧磺隆悬浮剂的含量w2(%)。

式中A1——丙嗪嘧磺隆标样溶液的峰面积；A2——丙嗪嘧磺隆试样溶液的峰面积；m1——丙嗪嘧磺隆标样的质量，g；m2——丙嗪嘧磺隆试样的质量，g；w1——丙嗪嘧磺隆标样的质量分数，99.8%。

2 结果与讨论

2.1 色谱条件的优化

在反相色谱条件下，比较了丙嗪嘧磺隆标准溶液在乙腈-水和甲醇-水两种流动相条件下的分离情况。结果表明，两种条件下峰型分离没有明显差别，只是丙嗪嘧磺隆标准品溶解在乙腈中，甲醇-水流动相存在一定的溶剂效应，且相同比例有机相，乙腈-水流动相保留时间较短，故选择乙腈-水作为液相分离的流动相。同时，发现乙腈-水作为流动相时，目标物丙嗪嘧磺隆的峰形对称性不是很好，这可能是因为丙嗪嘧磺隆属于磺酰脲类化合物，其磺酰基可以电离出H+而呈弱酸性(pKa在3～5之间)，在液相色谱流动相中加入少量的酸，可抑制磺酰脲类化合物的电离，故在此基础上加入了适量的甲酸(0.1%，体积分数)，能够有效提高丙嗪嘧磺隆的响应强度，并且改善峰型，提取离子色谱图见图1。因此，确定乙腈和0.1%甲酸水= 40∶60 (体积比)为流动相，流速为0.3 mL/min，柱温为40 ℃，进样量为5 μL。

图1 乙腈-水(A)和乙腈-0.1%甲酸水(B)两种流动相条件下丙嗪嘧磺隆标准溶液的提取离子色谱图Fig.1 The extraction ion chromatograms of propyrisulfuron standard solution with mobile phases of acetonitrile-water (A) and acetonitrile-0.1% formic acid water (B)

2.2 质谱条件的优化

在上述优化的色谱条件下，对质谱检测条件进行优化。首先使用ESI离子源正负模式在50～1 000 质量范围内对丙嗪嘧磺隆标准溶液进行全扫描，见图2(A)。

图2 (A)在ESI(+/-)模式下丙嗪嘧磺隆的提取离子色谱图;(B)ESI(+)模式下、三种选择离子化条件下([M+H]+、[M+Na]+和[M+NH4]+)丙嗪嘧磺隆的提取离子色谱图;(C)丙嗪嘧磺隆的5对选择离子的响应强度随浓度变化的关系；(D)不同离子源温度条件下丙嗪嘧磺隆的提取离子色谱图Fig.2 (A)The extraction ion chromatograms of propyrisulfuron under ESI(+/-) mode;(B)The extraction ion chromatograms of propyrisulfuron with three selective ionization conditions([M+H]+,[M+Na]+ and [M+NH4]+) under ESI(+) mode;(C)The response results of 5 selected ions with the change of concentration of propyrisulfuron;(D)The extraction ion chromatograms of propyrisulfuron at different ion source temperature

由图2(A)可知，正离子模式下获得强有效峰，从而确定正离子模式扫描。

在正离子模式下,对比丙嗪嘧磺隆标准溶液在不同离子化条件下的响应强度，见图2(B)。由图2B的提取色谱图可知，响应信号最强的为[M+H]+。因此，确定丙嗪嘧磺隆在ESI(+)模式下，[M+H]+离子化条件下获得最强有效峰：m/z=456.085 1。

仪器自动优化出丙嗪嘧磺隆的5对离子对，图2(C)为5对离子对的响应强度随浓度变化的关系。

由图2(C)可知，每个离子对的响应强度均与浓度呈现出良好的线性关系，且在任意浓度下，响应由强到弱的顺序均为：(456.085 1/196.069 6)>(456.085 1/218.029 3)>(456.085 1/69.008 1)>(456.085 1/261.041 7)>(456.085 1/139.041 4)。选择响应信号最强的离子对(456.085 1/196.069 6)作为定量离子，其它的4对离子均作为定性离子，以此提高此分析方法的灵敏度。

图2(D)比较了400～550 ℃不同离子源温度条件下的丙嗪嘧磺隆的响应强度。

由图2(D)可知，丙嗪嘧磺隆的响应强度随着离子源温度的升高而增加，但是当升高至550 ℃时峰出现展宽现象，这可能是由于丙嗪嘧磺隆属于磺酰脲类化合物，其稳定性较差，在较高的温度条件下容易分解，导致色谱峰变宽。因此，选择最佳的离子源温度为500 ℃。

对碎片电压、碰撞能等参数进一步优化，最终确定了1.2节中的质谱检测条件。

2.3 线性相关性

用乙腈将丙嗪嘧磺隆标准储备液配制成质量浓度分别为10，25，50，200，500，1 000 μg/L的标准溶液，在优化的色谱和质谱条件下，用外标法进行定量分析，不同质量浓度的丙嗪嘧磺隆提取离子色谱图见图3(A)。以丙嗪嘧磺隆的质量浓度x(μg/L)作为横坐标，以色谱峰的峰面积y作为纵坐标得到标准曲线图，见图3(B)。丙嗪嘧磺隆的线性回归方程为：y=242.468 42x-3 215.022 06(R2=0.997 01)。

图3 (A)不同质量浓度的丙嗪嘧磺隆的提取离子色谱图；(B)丙嗪嘧磺隆标准溶液线性关系Fig.3 (A)The extraction ion chromatograms of different concentrations of propyrisulfuron；(B) The linear

由图3可知，在质量浓度为10～1 000 μg/L时，峰面积与质量浓度线性关系良好。

2.4 方法的精密度

在优化的色谱和质谱条件下，对同一份9.5%丙嗪嘧磺隆悬浮剂样品平行测定6次，丙嗪嘧磺隆标准溶液和试样溶液的色谱图见图4,计算结果见表2。

由表2可知，9.5%丙嗪嘧磺隆悬浮剂的质量分数平均值为9.51%，标准偏差为0.071 6，变异系数为0.008 25%,变异系数符合CIPAC的要求(<1.17%)， 表明此方法精密度高。

图4 丙嗪嘧磺隆标准溶液和试样溶液的总离子图：(A)和(D)，提取离子色谱图：(B)和(E)，一级质谱图：(C)和(F)Fig.4 The total ion chromatograms of (A) and (D),extraction ion chromatograms of (B) and (E),and precursor mass spectrograms of (C) and (F) for the standard and sample solutions of propyrisulfuron

表2 9.5%丙嗪嘧磺隆悬浮剂精密度测定Table 2 The determination of precision of 9.5% propyrisulfuron SC

2.5 方法的准确度

在已知质量分数为9.51%丙嗪嘧磺隆悬浮剂试样中，分别加入一定量的丙嗪嘧磺隆标准溶液，在优化的实验条件下进行6次添加回收率测定，结果见表3。

表3 9.51%丙嗪嘧磺隆悬浮剂准确度测定Table 3 The determination of accuracy of 9.51% propyrisulfuron SC

由表3可知，丙嗪嘧磺隆的回收率在82.66%～110.17%之间，平均回收率为95.60%，表明本方法具有较好的回收率，准确度高。

3 结论

建立的超高效液相色谱-四极杆线性离子阱-飞行时间质谱法可以准确检测9.5%丙嗪嘧磺隆悬浮剂有效成分的含量，操作简便，且样品保留时间适中，线性关系良好，精密度以及准确度高，是检测丙嗪嘧磺隆悬浮剂中有效成分较为理想的分析方法。