液相色谱串联质谱法快速测定环境水中6种有机磷农药

＊彭君 艾鑫宇 任颖俊 周瑾瑾 赵锦华* 叶鹏

（1.湖南省地质实验测试中心 湖南 410007 2.中南林业科技大学 湖南 410004）

有机磷杀虫剂是一类常用的含有磷酸酯结构的有机合成杀虫剂，品种繁多，药效高，使用浓度低，广泛用于防治植物病、虫害。目前，广泛使用的有机磷杀虫剂品种主要有对硫磷、甲基对硫磷、乐果、敌敌畏、马拉硫磷、辛硫磷、敌百虫等[1]。大量研究表明，有机磷农药由于其广泛使用、难以降解、生物富集和较高毒性造成了环境污染和健康风险[2]，易对人类、牲畜及水生生物产生急性或慢性的神经毒性，引发内分泌紊乱和癌症等疾病[3]。水质中有机磷农残污染因此逐渐成为水环境研究的热点问题[4]。

对于水质中痕量有机磷农残的检测技术方法存在准确性和灵敏度较差等诸多的难题[4]，因此，研究准确且灵敏地检测水质中有机磷农残含量的方法，对于评价其水质生态风险等问题具有非常重要的意义。目前对于应用于环境样品中有机磷农药的常用检测方法有气相色谱法（GC）[5-6]、液相色谱法（LC）、气相色谱质谱法（GC-MS）、毛细管电泳法（CE）及液相色谱质谱法（LC-MS）等[7-8]。液相色谱-质谱法（LC-MS）在测定水质中痕量有机磷具有优势：可以分辨同分异构体；检测限低，适用于低浓度痕量污染物测定等。且对于弱挥发性物质，避免了气相色谱繁琐的前处理流程。

本文使用超高效液相色谱仪和三重四极杆质谱联用系统，建立了一种可以同时准确测定水质中6种有机磷农药检测方法，该方法检测限低、分析速度快、样品消耗量小，适用于水质样品中痕量有机磷农残物质检测。

1.实验部分

(1)仪器

本研究使用仪器为岛津LCMS-8045三重四极杆液质联用系统，采用CBM-20A系统控制器，DGU-20A5R脱气机，LC-30AD×2输液泵，SIL-30AC自动进样器，CTO-20AC柱温箱及LCMS-8045检测器。色谱工作站软件及版本为LabSolutions Ver.5.114。

(2)分析条件

①色谱条件。液相色谱系统中色谱柱为Shim-pack Velox Biphenyl（100mm×2.1mm I.D.,2.7μm），流动相A为0.1%甲酸+5mM甲酸铵水溶液，流动相B为甲醇，流速设置为0.3mL/min，样品溶液进样体积为20μL，柱温保持在40℃。洗脱方式为梯度洗脱，且流动B相初始占比为55%，之后在泵速对流速控制下，使其浓度占比梯度递增至90%。

②质谱条件。由于环境水中有机磷农药残留量非常低，基本在ng/L级别，对检测方法的灵敏度要求较高。为保证方法的灵敏度，本研究在方法建立环节对影响灵敏度的相关因素进行详细优化，具体情况如下：

通过对质谱进样系统相关参数进行调谐优化，直至所获得信号强度最强且干扰最小，得到最优参数如下：质谱进样过程离子化模式为ESI+，接口温度为350℃，接口电压为0.5kV，DL温度为200℃，雾化气为氮气，流速为3.0L/min，加热块温度设置为400℃，加热气为空气，流速15L/min，喷雾针位置为+3位，干燥气为氮气，流速为5L/min。扫描模式选择多反应监测模式（MRM），碰撞气为氩气，压力为270kPa。采用多反应监测模式（MRM）对6种有机磷农残物质及6种对应内标物质进行监测，同时对MRM模式下相关参数进行调节优化，结果如表1所示。

表1 MRM参数

(3)样品前处理方法

在进行前处理过程之前，根据需求加入相应内标，配置成内标浓度一定的混合溶液，之后使用HLB固相萃取柱（萃取剂质量及体积：200mg/6mL）对水样进行萃取。在进样之前，依次用10mL甲醇、10mL水活化HLB固相萃取柱。之后取10mL水样以约4mL/min的速度通过萃取柱，在柱填料刚要暴露于空气之前，用12mL乙腈洗脱固相萃取柱，收集洗脱液于洗脱液接收管中，在40℃温度条件下进行氮吹浓缩，之后用50%甲醇水溶液定容至0.5mL，最后经0.22μm滤膜过滤后待上机测定。

2.结果与讨论

(1)标准样品的MRM色谱图

按照前述1.2分析条件，在MRM监测模式下，对6种有机磷物质浓度均为5ng/mL的混合标准溶液进行分析监测，结果如图1所示。图中显示6种有机磷农药具有不同的出峰时间，且均显示出特征的单一出峰时间，方法对6种有机磷农药分离及洗脱情况良好，且质谱分析中质荷比选择准确。同浓度6种目标物质产物离子信号强度存在差异，整体而言，浓度为5ng/mL的6种目标物产物离子信号强度在8×104～2×106之间，方法灵敏度高。

图1 有机磷农药MRM色谱图（5ng/mL、色谱峰ID号见表2）

(2)线性范围与检出限

配置一系列工作标准溶液，其中内标物质敌敌畏-D6、乐果-D6、马拉硫磷-D6、对硫磷-D6浓度固定为5ng/mL，内吸磷-D10、甲基对硫磷-D6浓度固定为25ng/mL，按照1.2中的分析条件进行测定。以浓度值为横坐标，峰面积比值为纵坐标，绘制校准曲线如图2所示。在所配置的标准溶液范围内（敌敌畏、乐果、马拉硫磷、对硫磷浓度：0.5～50ng/mL；内吸磷、甲基对硫磷：2.5～250ng/mL），6种有机磷农药线性相关系数R均大于0.995，线性良好。采用ASTM的计算方式，以信噪比S/N=3计算仪器检出限，结果见表2，6种目标物质均具有较低的检出限，方法适用于低浓度环境样品检测。

图2 6种有机磷农药校准曲线

表2 有机磷农药校准曲线参数

(3)精密度实验

对高、中、低3个浓度的有机磷农药混合标准工作溶液连续测定6次，其中敌敌畏、乐果、马拉硫磷、对硫磷浓度为1ng/mL、5ng/mL、20ng/mL，内吸磷、甲基对硫磷浓度为5ng/mL、25ng/mL、100ng/mL，考察仪器的精密度，保留时间和峰面积的重复性结果显示6种有机磷农药保留时间和峰面积的相对标准偏差不高于0.08%和7.57%，仪器精密度良好。

(4)加标回收率实验

取河水样品，其中6种目标有机磷物质均低于检测限，加入有机磷农药混合标准储备溶液，配置为低、中、高三种浓度水平的加标溶液，其中敌敌畏、乐果、马拉硫磷、对硫磷加标浓度分别为0.05ng/mL、0.25ng/mL、1.00ng/mL；内吸磷、甲基对硫磷浓度分别为0.25ng/mL、1.25ng/mL、5.00ng/mL，按照1.2及1.3实验条件进行分析，结果显示有机磷农药平均加标回收率在88.3%～116.8%之间（见表3）。结果表明内标定量结果可信，方法准确度好。

表3 加标回收率结果

3.结论

本文使用超高效液相色谱仪-三重四极杆质谱仪联用系统建立针对环境水质6种有机磷的单次同时检测方法。环境水样品经滤膜过滤，添加相应内标物质之后，进行固相萃取前处理流程后，可上机测试。方法验证结果表明：在考察的线性范围内，线性良好，针对6种目标物质三种浓度水平标准溶液重复进样6次，方法精密度好。加标回收率在88.3%～116.8%之间，仪器准确度好。同时，对于6种有机磷物质，该方法检出限在0.5～3ng/L之间，显示出对低浓度样品检测的优越性。该方法灵敏度高且结果准确，可为环境水中有机磷农药检测提供参考。