固相萃取液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定土壤中9種苯氧羧酸類除草劑殘留量

于彥彬　張嶸　李莉　楊君　譚丕功　劉宗興

摘要[SS]建立了基質(zhì)校正液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜（PLCMS/MS）同時(shí)測(cè)定土壤中9種苯氧羧酸類除草劑殘留量的分析方法。樣品用含1.5%甲酸的乙腈溶液超聲提取兩次，提取液經(jīng)氨基柱凈化后，使用C18色譜柱，以含甲酸的水溶液和甲醇為流動(dòng)相，在梯度條件下進(jìn)行分離。在多級(jí)反應(yīng)離子監(jiān)測(cè)（MRM）負(fù)離子模式下進(jìn)行質(zhì)譜數(shù)據(jù)采集，采用兩對(duì)離子進(jìn)行定性和定量分析。9種苯氧羧酸類除草劑在2～250 μg/L濃度范圍內(nèi)呈線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.9929～0.9972；檢出限在1.7～3.8 μg/kg之間。土壤中9種苯氧羧酸類除草劑的3個(gè)濃度水平加標(biāo)的平均回收率為85.3%～110.0%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在3.2%～12.0%之間。

關(guān)鍵詞[SS]液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法； 苯氧羧酸類除草劑； 固相萃取； 土壤

1引言

氯代苯氧羧酸類除草劑為內(nèi)吸性激素類選擇性除草劑，是我國(guó)主要的除草劑品種，在農(nóng)業(yè)上用作除草劑和植物生長(zhǎng)刺激劑。盡管此類除草劑屬低毒性物質(zhì)，但其代謝產(chǎn)物（特別是一些鹵化物）可引起人類軟組織惡性腫瘤，對(duì)動(dòng)物體表現(xiàn)出胎盤毒性，其中2，二氯苯氧乙酸（2，D）和2，，5三氯苯氧乙酸（2，，5）被認(rèn)為是環(huán)境內(nèi)分泌干擾物。由于此類除草劑水溶性較強(qiáng)，使用過程中極易造成土壤污染和水體污染。

目前，測(cè)定糧食、水果、土壤等介質(zhì)中苯氧羧酸類除草劑殘留的分析方法主要有液相色譜法＼[1＼]、氣相色譜法＼[2＼]、氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法＼[3＼]、負(fù)離子電噴霧離子流動(dòng)光譜法＼[＼]和液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法＼[5＼]。其凈化方法主要有SCX陽(yáng)離子分散固相萃取＼[6，7＼]、弗羅里硅土柱＼[8＼]、PSDVB柱＼[9＼] 、凝膠滲透色譜＼[10＼]和C18柱＼[11＼]等。 有關(guān)同時(shí)測(cè)定土壤中苯氧羧酸類除草劑的研究較少，至今尚未見同時(shí)測(cè)定土壤中9種苯氧羧酸類除草劑殘留量的文獻(xiàn)和標(biāo)準(zhǔn)方法。本研究考察的9種苯氧羧酸類除草劑極性很強(qiáng)，用氣相色譜法或氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定時(shí)需要衍生，操作步驟比較繁瑣；用液相色譜紫外或二極管陣列檢測(cè)器測(cè)定時(shí)，因化學(xué)性質(zhì)很相近，分離度較差，靈敏度低，基質(zhì)干擾大，不易多組分同時(shí)測(cè)定。PLCMS/MS通過采用多級(jí)反應(yīng)離子監(jiān)測(cè)（MRM），不但測(cè)定的靈敏度高，而且能夠同時(shí)進(jìn)行定性和定量分析，是測(cè)定極性和熱不穩(wěn)定性化合物最理想的分析方法。盡管用PLCMS/MS分析時(shí)，樣品中共流出物質(zhì)不干擾測(cè)定，但是共流出物質(zhì)產(chǎn)生的基質(zhì)效應(yīng)能夠抑制或增強(qiáng)待測(cè)物質(zhì)的響應(yīng)值，從而影響測(cè)定的準(zhǔn)確度＼[12＼]。為此，本研究考察了固相萃取的凈化方法及樣品提取方法，建立了同時(shí)測(cè)定土壤中9種苯氧羧酸類除草劑的液相色譜液質(zhì)聯(lián)用分析方法，方法簡(jiǎn)單、快速、基體干擾少、靈敏度高。

2實(shí)驗(yàn)部分

2.1儀器與試劑

Agilent echnologies 660液相色譜/三重四極串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀（安捷倫公司），配有1200 Series G1312 B 二元泵。儀器操作系統(tǒng)為Mass unter軟件。碰撞氣為氮?dú)猓兌?9.999%）。B 5500SM超聲波清洗器（必能信超聲（上海）有限公司）。lorisil柱（1000 mg）、C18 柱（1000 mg）、PC/N2柱（500 mg/500 mg）和N2SPE柱（500 mg）（Agela echnologies公司）。Carbon 柱（500 mg，安捷倫公司）， 5種固相萃取柱的容量均為6 mL。

二氯甲烷（色譜純，Anaqua Chemicals公司）；甲醇、乙腈（色譜純，isher 公司）；甲酸（色譜純，ROE Scientific INC公司， 99%）； 蒸餾水（廣州屈臣氏食品飲料有限公司）。

2.2標(biāo)準(zhǔn)樣品的配制

苯氧羧酸類除草劑標(biāo)準(zhǔn)品（純度>98%）：麥草畏（Dicamba）、2，二氯苯氧丙酸（Dichlorprop）、2（氯苯氧基2甲基）丙酸（MCPP）、2，二氯苯氧丁酸（2，DB）、2甲基氯苯氧丁酸（MCPB）為固體物質(zhì)（德國(guó)SigmaAldrich 公司），分別準(zhǔn)確稱取上述5種固體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶于甲醇中，配成500～1000 mg/L 標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液； 2，二氯苯氧乙酸（2，D）、2，，5三氯苯氧丙酸（2，，5P）購(gòu)于SUPELC公司，濃度為100 mg/L；2甲基氯苯氧乙酸（MCPA）、2，，5三氯苯氧乙酸（2，，5）購(gòu)于SigmaAldrich公司，濃度為100 mg/L；使用時(shí)，將標(biāo)準(zhǔn)溶液用甲醇稀釋成10 mg/L。將9種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)用甲醇配制成2 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。 最后用甲醇水（2∶3， V/V）稀釋成一定濃度的工作溶液。

2.3樣品的處理

準(zhǔn)確稱取土壤樣品5.00 g放入250 mL錐形瓶中，加15.0 mL蒸餾水，再每次加30.0 mL含1.5%甲酸的乙腈溶液，超聲提取20 min，共2次，溶液過濾到裝有 g NaCl的100 mL具塞量筒中，收集濾液約60 mL，蓋上塞子，振蕩萃取2 min，在室溫下靜置30 min，待乙腈相和水相分層。準(zhǔn)確吸取10.00 mL乙腈提取液， 置入50 mL燒杯中，75 ℃的水浴加熱，蒸發(fā)近干。

2.樣品的凈化

在50 mL燒杯中加入2.5 mL洗脫液（含5%甲醇和2.0%甲酸的二氯甲烷混合溶液）溶解樣品， 將混合溶液轉(zhuǎn)移到預(yù)先用5 mL洗脫液活化的N2SPE柱中凈化，待混合溶液到達(dá)N2SPE柱上層吸附劑時(shí)，再加入5.0 mL洗脫液于燒杯中洗滌樣品，并加到N2SPE柱中洗脫，重復(fù)3次；收集所有洗脫液，并在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上5 ℃濃縮至2 mL左右， 用氮?dú)饬鞔蹈?，加?.00 mL甲醇溶解樣品后，再加入純水1.50 mL混勻；以0.22 μm針式過濾頭過濾，濾液供分析用。

2.5液相色譜條件

選用SunShell C18色譜柱（100 mm×2.1 mm，2.6 μm）為分析柱。實(shí)驗(yàn)表明，流動(dòng)相中加入0.15% 甲酸，結(jié)果穩(wěn)定且靈敏度高。建立的流動(dòng)相組成為：含0.15%甲酸的水（A）和含0.15%甲酸的甲醇（B），梯度洗脫程序：0～2 min：90% A；2～3 min，90%～70% A；3～8 min，70%～55% A；8～23 min， 55～20% A； 23～2 min： 20% A； 2～25 min， 20%～90% A。 分析時(shí)間為25 min，柱子平衡時(shí)間為9 min。流速為0.30 mL/ min，進(jìn)樣量為5 μL，柱溫0 ℃。

2.6質(zhì)譜條件

離子源為電噴霧（ESI），采用負(fù)離子模式采集數(shù)據(jù)。以全掃描、子離子掃描等方式尋找每種除草劑的母離子和子離子。優(yōu)化的質(zhì)譜分析條件為干燥氣溫度：275 ℃，流速7 L/min；霧化器壓力 13.7 kPa；鞘氣溫度330 ℃；流速9 L/min。電子倍增器電壓增量值00 V。離子對(duì)（MRM）、裂解電壓、碰撞能量、毛細(xì)管電壓、噴嘴電壓等參數(shù)見表1。

3結(jié)果與討論

3.1影響樣品提取效率因素的研究

實(shí)驗(yàn)表明， 影響樣品提取效率的主要因素有酸度、加水量、提取溶劑的體積、提取時(shí)間和次數(shù)及NaCl用量，通過優(yōu)化確認(rèn)土壤樣品中加水15.0 mL，加含1.5%甲酸的乙腈溶液30.0 mL，超聲20 min，共兩次，NaCl用量為 g的提取效果最好。

3.2固相萃取柱的選擇

以含5%甲醇和2%甲酸的二氯甲烷混合溶液為洗脫液，分別研究了Carbon柱、N2柱、C18柱、lorisil柱和PC/N2 柱對(duì)9種苯氧羧酸類除草劑的吸附情況（圖1）。lorisil柱對(duì)苯氧羧酸類除草劑的吸附大于其它種吸附柱，MCPB等5種化合物在此柱的洗脫回收率小于90%。在其它種吸附柱中，9種苯氧羧酸類除草劑的回收率在91.3%～113.0%之間，但C18柱洗脫速度很慢，Carbon和

3.3洗脫液及用量的選擇

以N2柱為固相萃取柱，考察了7組溶劑（含1.5%， 2.0%， 2.5%甲酸的乙腈混合溶液，含 2.0%甲酸的甲醇混合溶液，含5%甲醇和2%甲酸的二氯甲烷混合溶液，含25%甲苯和2%甲酸的乙腈混合溶液，含2.0%甲酸的乙酸乙酯混合溶液）的洗脫效果。結(jié)果表明，含5%甲醇和2%甲酸的二氯甲烷混合溶液和含2.0%甲酸的乙酸乙酯混合溶液能夠?qū)?種苯氧羧酸類除草劑90%以上洗脫，且前者的洗脫結(jié)果更好，所以選擇含5%甲醇和2%甲酸的二氯甲烷混合溶液作為洗脫液。

每5.0 mL收集一次洗脫液，當(dāng)洗脫液體積至15 mL時(shí)，9種苯氧羧酸類除草劑的回收率均能達(dá)到98%以上，故洗脫液用量選擇20 mL。

3.方法有效性的評(píng)價(jià)

在最佳的測(cè)定條件下，權(quán)重采用（1/X），以MRM定量離子色譜峰面積（Y）對(duì)濃度（X， μg/L）建立標(biāo)準(zhǔn)曲線。9種除草劑在表2列出的濃度范圍內(nèi)，相關(guān)系數(shù)在0.9929～0.9972之間。

土壤中9種除草劑的基質(zhì)效應(yīng)見表2。結(jié)果表明，相同的基質(zhì)，化合物不同，基質(zhì)效應(yīng)也各異，化合物的基質(zhì)效應(yīng)主要表現(xiàn)為增強(qiáng)效應(yīng)。為解決基質(zhì)效應(yīng)，采用土壤樣品空白基質(zhì)溶液配制系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，采用外標(biāo)法進(jìn)行定量分析。

在土壤中加入除草劑混合溶液，使用土壤中除草劑的含量為10， 0和200 μg/kg， 每個(gè)濃度重復(fù)7次（表2）。 結(jié)果表明， 9種苯氧羧酸類除草劑7次測(cè)定的平均回收率在85.3%～110%，RSD在3.2%～12.0%范圍內(nèi)。 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的MRM質(zhì)譜圖（A）和加標(biāo)土壤樣品的MRM質(zhì)譜圖（B）見圖2。

按照美國(guó)EPA方法檢出限測(cè)定的要求，土壤中苯氧羧酸類除草劑的方法檢出限（MDL）是向7個(gè)土壤樣品中加標(biāo)10 μg/kg， 按實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行7次平行測(cè)定，7次結(jié)果的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差即為方法檢出限。9種苯氧羧酸類除草劑的檢出限在1.7～3.8 μg/kg 范圍內(nèi)。

References

1Romero E， Dios G， Mingorrance M D， Matallo M B. Chemosphere ， 1998， 37（3）： 577-589

2GB/ 5009. 1752003 Determination of 2，D in Grains and Vegetables， National Standard of the People′s Republic of China

糧食和蔬菜中2，滴殘留量的測(cè)定， 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn). GB/ 5009.1752003

3GUI JianYe， ZANG Li， LIUJiua， ZANG Yongao. Chinese J. Anal. Chem.， 2010， 38（8）： 1177-1181

桂建業(yè)， 張 莉， 劉繼華， 張永濤. 分析化學(xué)， 2010， 38（8）： 1177-1181

Jafari M ， Saraji M， Yousefi S. J. Chromatogr. A ， 2012， 129： 1-7

5NIU ZengYuan， LUO Xin， ANG ZhiXu，YE XiWen. Chinese J. Anal. Chem.， 2009， 37（）： 505-510

牛增元， 羅 忻， 湯志旭， 葉曦文. 分析化學(xué)， 2009， 37（）： 505-510

6JIN en，SI XiaoMei， YU ZhiYong， LI MinJie. Chinese J. Anal. Chem.， 2013， 1（3）： 35-359

金 芬， 史曉梅， 于志勇， 李敏潔. 分析化學(xué)， 2013， 1（3）： 35-359

7MU RenXiang， CEN MingXue. Chinese J. Anal. Chem.， 2008， 36（3）： 393-396

牟仁祥， 陳銘學(xué). 分析化學(xué)， 2008， 36（3）： 393-396

8YAN ongei， UANG ZhiQiang， ZANG Ying， LI YongJun. Chinese Journal of Chromatography， 2009， 27（3）： 288-293

顏鴻飛， 黃志強(qiáng)， 張 瑩， 李擁軍. 色譜， 2009， 27（3）： 288-293

9Moret S，Sánchez J M， Salvadó V， idalgo M. J. Chromatogr. A， 2005， 1099： 55-63

10KUANG ua， OU YuXia， CU XiaoGang， XU ChuanLai. Chinese J. Anal. Chem.， 2006， 3（12）： 1733-1736

匡 華， 侯玉霞， 儲(chǔ)曉剛， 胥傳來. 分析化學(xué)， 2006， 3（12）： 1733-1736

11Pozo O， Pitarch E， Sancho J V， ernándze . J. Chromatogr. A， 2001， 923： 75-85

12YU YanBin， AN PiGong， LIU ZongXing， LU ChunYing ， OU YanZhuo. Chinese J. Anal. Chem.， 2013， 1（8）： 1259-1263

于彥彬， 譚丕功， 劉宗興， 呂春瑩， 侯彥卓. 分析化學(xué)， 2013， 1（8）： 1259-1263

AbstractA method for the determination of 9 phenoxy acid herbicides in soil by solid phase extraction and LC/MS/MS with matrix correction was developed. he sample was treated by ultrasonic extraction twice with 1.5% formic acid in acetonitrile. he extract was cleaned up with N2 solid phase extraction column. A C18 column with formic acid in pure water/methanol mixture as the mobile phase was used under gradient elution. Mass spectral acquisition was done in negative ion mode by multiple reactions monitoring （MRM）. wo transitions per compound were used to provide qualitative and quantitative analysis. here were good linear relationships in the range of 2-250 μg/L for 9 phenoxy acid herbicides. he correlation coefficients were in the range of 0.9927-0.9972. he method detection limits were in the range of 1.66-3.82 μg/kg . he average recoveries at three spiked levels （10， 0， 200 μg/kg） ranged from 85.3% to 110.0% with the relative standard deviations （RSD） of 3.2%-12%.

KeywordsSolid phase extraction； Liquid chromatography tandem mass spectrometry； Phenoxy acid herbicides； Soil

顏鴻飛， 黃志強(qiáng)， 張 瑩， 李擁軍. 色譜， 2009， 27（3）： 288-293

9Moret S，Sánchez J M， Salvadó V， idalgo M. J. Chromatogr. A， 2005， 1099： 55-63

10KUANG ua， OU YuXia， CU XiaoGang， XU ChuanLai. Chinese J. Anal. Chem.， 2006， 3（12）： 1733-1736

匡 華， 侯玉霞， 儲(chǔ)曉剛， 胥傳來. 分析化學(xué)， 2006， 3（12）： 1733-1736

11Pozo O， Pitarch E， Sancho J V， ernándze . J. Chromatogr. A， 2001， 923： 75-85

12YU YanBin， AN PiGong， LIU ZongXing， LU ChunYing ， OU YanZhuo. Chinese J. Anal. Chem.， 2013， 1（8）： 1259-1263

于彥彬， 譚丕功， 劉宗興， 呂春瑩， 侯彥卓. 分析化學(xué)， 2013， 1（8）： 1259-1263

AbstractA method for the determination of 9 phenoxy acid herbicides in soil by solid phase extraction and LC/MS/MS with matrix correction was developed. he sample was treated by ultrasonic extraction twice with 1.5% formic acid in acetonitrile. he extract was cleaned up with N2 solid phase extraction column. A C18 column with formic acid in pure water/methanol mixture as the mobile phase was used under gradient elution. Mass spectral acquisition was done in negative ion mode by multiple reactions monitoring （MRM）. wo transitions per compound were used to provide qualitative and quantitative analysis. here were good linear relationships in the range of 2-250 μg/L for 9 phenoxy acid herbicides. he correlation coefficients were in the range of 0.9927-0.9972. he method detection limits were in the range of 1.66-3.82 μg/kg . he average recoveries at three spiked levels （10， 0， 200 μg/kg） ranged from 85.3% to 110.0% with the relative standard deviations （RSD） of 3.2%-12%.

KeywordsSolid phase extraction； Liquid chromatography tandem mass spectrometry； Phenoxy acid herbicides； Soil

顏鴻飛， 黃志強(qiáng)， 張 瑩， 李擁軍. 色譜， 2009， 27（3）： 288-293

9Moret S，Sánchez J M， Salvadó V， idalgo M. J. Chromatogr. A， 2005， 1099： 55-63

10KUANG ua， OU YuXia， CU XiaoGang， XU ChuanLai. Chinese J. Anal. Chem.， 2006， 3（12）： 1733-1736

匡 華， 侯玉霞， 儲(chǔ)曉剛， 胥傳來. 分析化學(xué)， 2006， 3（12）： 1733-1736

11Pozo O， Pitarch E， Sancho J V， ernándze . J. Chromatogr. A， 2001， 923： 75-85

12YU YanBin， AN PiGong， LIU ZongXing， LU ChunYing ， OU YanZhuo. Chinese J. Anal. Chem.， 2013， 1（8）： 1259-1263

于彥彬， 譚丕功， 劉宗興， 呂春瑩， 侯彥卓. 分析化學(xué)， 2013， 1（8）： 1259-1263

AbstractA method for the determination of 9 phenoxy acid herbicides in soil by solid phase extraction and LC/MS/MS with matrix correction was developed. he sample was treated by ultrasonic extraction twice with 1.5% formic acid in acetonitrile. he extract was cleaned up with N2 solid phase extraction column. A C18 column with formic acid in pure water/methanol mixture as the mobile phase was used under gradient elution. Mass spectral acquisition was done in negative ion mode by multiple reactions monitoring （MRM）. wo transitions per compound were used to provide qualitative and quantitative analysis. here were good linear relationships in the range of 2-250 μg/L for 9 phenoxy acid herbicides. he correlation coefficients were in the range of 0.9927-0.9972. he method detection limits were in the range of 1.66-3.82 μg/kg . he average recoveries at three spiked levels （10， 0， 200 μg/kg） ranged from 85.3% to 110.0% with the relative standard deviations （RSD） of 3.2%-12%.

KeywordsSolid phase extraction； Liquid chromatography tandem mass spectrometry； Phenoxy acid herbicides； Soil