分散固相萃取—高效液相色譜檢測土壤中咪唑乙煙酸殘留

李廣領,谷珊山,郭梅燕,陳錫嶺,蘇旺蒼

（1.河南科技學院,河南新鄉(xiāng)453003；2.河南省農科院植保所,河南鄭州450002）

分散固相萃取—高效液相色譜檢測土壤中咪唑乙煙酸殘留

李廣領1,谷珊山1,郭梅燕1,陳錫嶺1,蘇旺蒼2

（1.河南科技學院,河南新鄉(xiāng)453003；2.河南省農科院植保所,河南鄭州450002）

以乙腈為萃取溶劑,C18為吸附劑,建立了新型土壤樣本中咪唑乙煙酸殘留的分散固相萃取前處理技術,實現了分析樣品的快速制備；優(yōu)化了咪唑乙煙酸的高效液相色譜（HPLC）檢測方法.結果表明：優(yōu)化色譜條件下,咪唑乙煙酸在0.001～10.0mg/L質量濃度范圍內與對應色譜峰面積線性響應良好,回歸方程為y=26.816x-1.196 4, R2=0.999 1,方法的檢出限（LOD）為6.2 ng.土壤樣品0.05、0.1和0.5mg/kg三個添加水平的平均回收率均在90%以上,RSD均小于7%,土壤中咪唑乙煙酸的方法檢測限（LOQ）為1.4×10-3mg/kg.該方法簡便、經濟、快速、靈敏,適于土壤中咪唑乙煙酸殘留量的檢測.

咪唑乙煙酸；土壤；分散固相萃?。桓咝б合嗌V法；殘留分析

咪唑乙煙酸是美國氰胺公司1984年成功開發(fā)的咪唑啉酮類除草劑,化學名稱為5-乙基-2-（4-異丙基-4-甲基-5-氧代-2-咪唑啉-2-基）-3-吡啶羧酸,其作用機理是通過抑制乙酰乳酸合成酶（ALS）活性,導致蛋白質合成混亂,干擾DNA合成和細胞生長而殺死植物[1].該除草劑既可土壤處理也可莖葉處理,特點是活性高、選擇性強、用量低、殺草譜寬,廣泛用于花生和大豆田雜草防除.研究表明,該除草劑在土壤中殘留期長[2],且在土壤中的殘留對一些后茬作物及非標靶植物均存在嚴重的藥害[1,3].有關土壤中咪唑乙煙酸的殘留檢測方法國內外目前報道的主要有液相色譜法[4-5]、液質聯用法[6]、氣相色譜法[7-8]、氣質聯用法[9]等,但這些方法均不同程度地存在著操作程繁雜和費時、費力等問題.基質分散萃?。≦uEChERS）是在基質分散固相萃取（MSPD）技術基礎上開發(fā)的一種新穎、快速殘留樣品前處理方法[10],因其具有快速、簡單、廉價、有效、可靠、安全等特點而得名QuEChERS（quick,easy,cheap,effective,rugged and safe）.其技術關鍵是用乙腈作提取溶劑,振蕩提取,氯化鈉和無水硫酸鎂鹽析和液液分配除水,PSA或C18分散萃取.該技術集樣品均質化、提取、凈化于一體,操作簡單、快速、試劑用量小,最大限度地避免了樣品中殘留農藥的損失和樣品基質效應的影響,該方法已經得到AOAC和歐盟農藥殘留檢測委員會認可,被大量應用于含水量高的蔬菜、水果等基質中殘留農藥分析[11-14],并已開始嘗試用于小麥、玉米、大豆、土壤等復雜基質中殘留農藥分析,在樣品處理效率、處理費用及提取凈化效果等方面顯示了良好的應用前景[15-18].但作為土壤中長殘留除草劑的咪唑煙酸在該方面的研究尚屬空白,本研究旨在探索出一套前處理簡單、回收率高、重復性好、應用性強、具有QuEChERS特性的土壤咪唑煙酸殘留樣品前處理方法和高效液相色譜檢測方法,為該農藥在作物田的科學合理使用,及其在土壤中的殘留規(guī)律研究提供有效的技術支持.

1 材料與方法

1.1 主要儀器、試劑和樣品

Agilent-1260型HPLC（帶自動進樣器和紫外檢測器）,EA10048型電子分析天平（上海佑科儀器儀表有限公司）,KH19A型離心機（湖南凱達科學儀器有限公司）.AR級乙腈、冰乙酸、氯化鈉、無水硫酸鈉等,HPLC級乙腈、甲醇,咪唑乙煙酸標準品（純度99.0%,德國Dr.Ehrenstorfer GmbH公司）,C18為天津博納艾杰爾科技有限公司產品.方法研究中所用褐土樣品采自河南省滎陽市城關鎮(zhèn)（之前未使用過咪唑乙煙酸）,經風干后碾碎,除去砂礫和植物殘體,過2mm孔徑的樣品篩備用.

1.2 試驗方法

1.2.1 標準品的配制準確稱取2mg咪唑乙煙酸標準品,用200mL乙腈溶解,得質量濃度為10mg/L的標準儲備液,再用乙腈逐級稀釋成質量濃度為0.001、0.01、0.05、0.1、0.5、1.0、2.5、5和10mg/L的標準工作溶液,4℃避光保存、待用.

1.2.2 樣品前處理程序分別準確稱取10 g土壤樣品于50mL聚四氟乙烯具塞離心管,并定量加入質量濃度為10mg/L的咪唑乙煙酸標準工作溶液,使最終添加量分別為0.05、0.1和0.5mg/kg,渦旋3min后室溫下靜置30min；加入20mL甲醇/冰乙酸（V（甲醇）∶V（冰乙酸）=10∶1）和5mL去離子水,渦旋3min, 4 000 r/min離心5min；抽取上清液5mL,濃縮至干；用2mL乙腈溶出并轉移至2mL聚四氟乙烯具塞離心管,分別加入50mg C18和150mg無水硫酸鈉,渦旋2min,4 000 r/min離心5min；過0.22μm濾膜至進樣小瓶,待測.

1.2.3 供試農藥色譜檢測條件優(yōu)化以ZORBAX Extend-C18柱（250mm×4.6mm,i.d 5μm）為分離分析柱,通過選擇流動相種類、流動相pH、流動相比例及流速、柱溫,改善分離分析效果,最終確定土壤樣品樣品殘留咪唑乙煙酸的最佳色譜分離、分析條件.

1.2.4 方法的線性及靈敏度測定在確定的色譜操作條件下,分別對所配制系列咪唑乙煙酸工作標樣進樣檢測,以進樣濃度為橫坐標、色譜峰積分面積為縱坐標繪制標準曲線,求得線性回歸方程及相關系數.以3倍信噪比（S/N）計算得儀器檢出限（LOD）,以10倍S/N計算方法檢測限（LOQ）.

1.2.5 實際樣品檢測將從試驗田所采土樣按1.2.2確定的樣品前處理程序處理,再在1.2.3的色譜條件下進樣分析,得檢測結果.

2 結果與分析

2.1 色譜條件的確定

試驗發(fā)現,采用Agilent ZORBAX Extend-C18柱,柱溫40℃；流動相為VA（含體積分數為0.2%的冰乙酸水溶液）∶VB液（含體積分數為0.05%的冰乙酸乙腈溶液）；二元洗脫梯度為0～10min,30%～38%B, 10～15min,38%～30%B；流動相流速1.0mL/min,檢測波長254 nm,進樣量2μL,可獲得土壤樣品中咪唑乙煙酸穩(wěn)定、良好的分離效果.圖1為采用1.2.2中QuEChERS技術制備的分析樣品和采用上述色譜檢測條件對樣品的檢測結果.

圖1 優(yōu)化條件下土壤樣品中添加咪唑乙煙酸的色譜Fig.1 Chromatogram of Imazethapyr in blank soilsample underoptimalchromatographic conditions

2.2 分析方法的線性與檢測靈敏度

將咪唑乙煙酸標準貯備液用流動相分別稀釋為0.001、0.01、0.05、0.1、0.5、1.0、2.5、5和10mg/L系列濃度,分別進樣檢測,各濃度分別重復進樣3次,得對應色譜圖.以峰面積（3次重復的平均值）為縱坐標,以進樣濃度為橫坐標進行線性回歸,得回歸方程為y=26.816x-1.196 4（R2=0.999 1）,表明咪唑乙煙酸在0.001～10.0mg/L質量濃度范圍內線性響應良好（見圖2）,以3倍S/N計算得方法的LOD為6.2 ng.

圖2 優(yōu)化色譜條件下不同濃度咪唑乙煙酸的響應曲線Fig.2 Calibration curveof imazethapyrunderoptimalchromatographic conditions

2.3 方法的準確度與精密度

采用1.2.2模擬添加法,分別對土壤樣品做0.05、0.1和0.5mg/kg三個添加水平的回收率試驗,各添加水平做3個平行,檢測并計算平均添加回收率和相對標準偏差.

表1 不同咪唑乙煙酸添加水平測得的回收率Tab.1Recovery ratio of imazethapyr detection（n=3）

由表1可知,土壤樣品中咪唑乙煙酸3個添加水平的平均回收率均在90%以上,且各添加水平3次重復處理間的RSD均小于10%,說明該方法準確性、重復性均符合農藥殘留分析要求,以10倍S/N計算得方法的LOQ為1.4×10-3mg/kg.

2.4 基質效應分析

在采用1.2.2方法制備的土壤空白樣品中添加1mg/L的標準溶液,配制兩種樣品的基質標樣,與等濃度溶劑標樣對比測定,計算基質效應[19].結果表明,土壤基質的基質因子為0.93,基質效應不明顯.

2.5 實際樣品檢測

采用所建立的方法,對采自河南科技學院實驗基地的土壤樣品進行前處理和檢測,發(fā)現土壤中咪唑乙煙酸的殘留量分別為0.021 4mg/kg.

3 結論

本文在前人研究基礎上簡化和優(yōu)化了土壤中咪唑乙煙酸殘留分析的前處理程序和檢測方法,所建立基質分散萃取方法相比樣品震蕩提取減少了抽濾、樣品濃縮等環(huán)節(jié),因此有效提高了殘留樣品的前處理效率,減少了提取試劑用量,降低了分析成本,增強了方法的實用性和可操作性,且重現性好、檢測靈敏度高,滿足土壤中咪唑乙煙酸殘留分析的要求,并可用于大量樣品的快速檢測,同時也為咪唑乙煙酸在土壤中的殘留規(guī)律研究提供了技術支撐.

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（責任編輯：鄧天福）

Determ ination of imazethapyr residue in soil by HPLC-UVD w ith dispersive solid phase extraction

LiGuangling1,Gu Shanshan1,Guo Meiyan1,Chen Xiling1,Su Wangcang2
（1.Henan InstituteofScienceand Technology,Xinxiang453003,China；2.Instituteof PlantProtection, Henan Academy ofAgriculturalSciences,Zhengzhou 450002,China）

A liquid chromatography-ultraviolet detector（HPLC-UVD）method was established for imazethapyr residue in soil by dispersive solid phase extraction using acetonitrile as extraction solvent and C18as sorbent.The results showed that the optimal chromatographic method has good linearity（y=26.816x-1.196 4,R2=0.999 1）from 0.001mg/L to 10.0 mg/L concentration of imazethapyr,and the obtained the detection limitof imazethapyr was 6.2 ng. And the average recoveries of imazethapyr in soil sampleswere all above 90%at three spiking levels of 0.05 mg/kg, 0.1 mg/kg and 0.5 mg/kg with relative standard deviations less than 7%,and limit of quantification of imazethapyr in soil was 1.4×10-3mg/kg.The results indicated that the method is simple,economic,efficient and sensitive,and it's suitable for the rapid detection imazethapyr residues in soil.

imazethapyr；soil；dispersive solid phase extraction；high performance liquid chromatography（HPLC）；residue analysis

X833

A

1008-7516（2013）04-0022-04

10.3969/j.issn.1008-7516.2013.04.006

2013-06-28

公益性行業(yè)（農業(yè)）科研專項（201203098）；河南省教育廳科學技術研究重點項目（13B210003）作者簡介：李廣領（1976-）,男,河南平頂山人,碩士,實驗師.主要從事農藥殘留分析研究.

陳錫嶺（1962-）,男,河南滑縣人,教授,碩士生導師.主要從事農藥環(huán)境毒理學研究.

蘇旺蒼（1981-）,男,河南內黃人,博士,助理研究員,主要從事農藥合成與農藥殘留研究.