除草劑芐嘧磺隆毛細管電泳分析

張?zhí)﹦拢?馮 莉， 田興山， 張 純， 郭文磊(廣東省農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所/廣東省植物保護新技術重點實驗室，廣東廣州 510640)

眾所周知，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，除草劑的使用非常普遍，已經(jīng)成為農(nóng)產(chǎn)品穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)的重要保證。然而除草劑的大量使用也帶來了不可忽視的環(huán)境污染問題，一方面除草劑在土壤中的殘留會對后茬敏感作物造成藥害[1]，另一方面除草劑也會隨地面徑流進入河道、水庫，污染水源[2]。因此，對農(nóng)田土壤及水源中除草劑殘留量進行監(jiān)測顯得尤為重要。

毛細管電泳(CE)技術是在電泳技術和色譜技術的基礎上發(fā)展起來的一種新型物質(zhì)分離和檢測技術，由于該技術具有分析進樣量小、耗時短、效率高、費用低等優(yōu)點，目前已經(jīng)廣泛應用于生物、醫(yī)藥、食品和環(huán)境等領域。在農(nóng)藥殘留分析方面，毛細管電泳技術已用于2，4-滴、2，4，5-涕、麥草畏[3]、甲磺隆、氯磺隆、氯嘧磺隆[4]、二氯喹啉酸[5]等除草劑的殘留檢測中。然而還有許多當前大量使用的除草劑(如芐嘧磺隆等)的毛細管電泳分析方法尚未見報道。芐嘧磺隆是目前稻田用量最大的除草劑之一，其殘留分析方法有以下幾種，包括高效液相色譜(HPLC)法[6-9]、超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(UPLC-MS/MS)法[10]、熒光分析法[11]和高效薄層析(HPTLC)法[12]。鑒于這些方法均存在一些弱點，如試劑消耗量大、成本高、耗時長等，本研究建立了芐嘧磺隆的毛細管電泳分析法，為芐嘧磺隆殘留的快速檢測提供了一種經(jīng)濟型的選擇。

1 材料與方法

1.1 芐嘧磺隆標樣

100 μg/mL芐嘧磺隆標準溶液(溶于丙酮介質(zhì))由農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護科研監(jiān)測所提供。

1.2 緩沖液配制及分析方法

用預先配制好的12%體積分數(shù)的乙腈溶液配制50 mmol/L醋酸鈉溶液作為電泳緩沖液[13]，用冰醋酸將pH值調(diào)到4.8。配制緩沖液使用的乙腈、醋酸鈉和冰醋酸均為色譜純，水為超純水。

分析使用的儀器為北京凱奧科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的K1060型高效毛細管電泳儀。采用 40 cm 長的石英毛細管(內(nèi)徑75 μm)，分離電壓為10.5 kV，檢測波長為240 nm。毛細管使用前依次用0.05 mmol/L NaOH、0.10 mmol/L HCl和樣品緩沖液分別沖洗20、20、10 min。沖洗完后，毛細管插在緩沖液中運行電泳，待基線穩(wěn)定之后再進樣測試。采用壓差法進樣，進樣時間為10 s。為防止毛細管堵塞，相關溶液和樣品在使用之前均用 0.45 μm 的針頭過濾器進行過濾。

1.3 芐嘧磺隆和丙酮溶液的濃度

配制10.0、5.0、2.5、1.0、0.8、0.6、0.4、0.2、0.1 mg/L芐嘧磺隆標準溶液，分別進樣，試驗最低檢測濃度。配制10.0%、5.0%、1.0%、0.5%、0.1% 丙酮標準溶液(體積分數(shù))，分別上機檢測，分析檢測的下限。

2 結果與分析

2.1 芐嘧磺隆的保留時間

由圖1可知，用10 mg/L芐嘧磺隆標樣進行毛細管電泳檢測，結果獲得一大一小的2個吸收峰，較大的吸收峰保留時間為13.2 min，較小的吸收峰保留時間為14.6 min，2個吸收峰時間相隔為1.4 min。由于芐嘧磺隆標樣的溶解介質(zhì)為丙酮，推測其中1個吸收峰為丙酮。用10%的丙酮進樣，結果只獲得了1個吸收峰，其保留時間為 13.2 min。因此，保留時間為14.6 min的吸收峰為本研究的目標物質(zhì)芐嘧磺隆。

2.2 芐嘧磺隆的線性范圍

由圖2可知，逐步降低芐嘧磺隆的進樣濃度，觀測到其目標吸收峰也逐漸變小，當芐嘧磺隆濃度降低至 0.2 mg/L 時，目標吸收峰易受到基線噪音干擾而消失，因此芐嘧磺隆的最低檢測濃度為0.2 mg/L。芐嘧磺隆在0.4～10.0 mg/L的濃度范圍內(nèi)與峰面積有較好的線性關系，回歸方程為y=991.52x+403.67，r2為0.990 1。

2.3 丙酮的線性范圍

由圖3可知，丙酮在同樣分析條件下也出現(xiàn)了吸收峰，因此可以用作內(nèi)標。通過濃度遞減試驗發(fā)現(xiàn)，當溶液中丙酮含量為0.1%時，獲得丙酮吸收峰的峰高較低，且受到基線噪音的干擾較大，因此0.1%是檢測丙酮的最低濃度。丙酮含量在0.1%～10.0%范圍內(nèi)與峰面積也有較佳的線性關系，線性回歸方程為y=22 700.0x+5 283.3，r2為0.997 9。由此可見，以丙酮作為內(nèi)標，在嘧磺隆樣品中的最佳添加濃度范圍是1%～5%。

3 討論

在芐嘧磺隆的分析條件下，丙酮可以被同時檢測出，因此可以用來作內(nèi)標，提高芐嘧磺隆檢測結果的準確性和可靠性，但因為丙酮是揮發(fā)性有機溶劑，使用過程中操作不當也可能會引入更大的誤差。由于丙酮和芐嘧磺隆這2種物質(zhì)保留時間的間隔較短，因此，當檢測環(huán)境條件改變導致保留時間發(fā)生變化時，丙酮仍然可以作為判斷芐嘧磺隆目標峰的參照。

本研究采用毛細管區(qū)帶電泳(CZE)分離模式分析芐嘧磺隆，這是一種最常用、最簡單的毛細管電泳分離模式，其特點是毛細管兩端電泳槽灌裝的緩沖液相同。此外，本研究的方法還具有經(jīng)濟性和快速性的優(yōu)點。芐嘧磺隆的傳統(tǒng)檢測方法主要是HPLC法，通常以70%～80%的甲醇作為流動相[6-8]，通過色譜柱進行分離，色譜柱的制造成本較高，檢測之后會產(chǎn)生大量的甲醇廢液。相比之下，用毛細管電泳法分析芐嘧磺隆具有明顯優(yōu)勢，毛細管制造成本較低，檢測過程也不會產(chǎn)生有機廢液。但高效液相色譜法已經(jīng)實現(xiàn)了同時分析芐嘧磺隆與其他多種除草劑[10]，毛細管電泳法能否同時分析多個除草劑仍需進一步研究。高效液相色譜法與固相萃取技術結合、高效液相色譜法串聯(lián)質(zhì)譜可以在較大程度上提高芐嘧磺隆的檢測下限。將毛細管電泳法與固相萃取(SPE)等濃縮技術相結合檢測樣品中芐嘧磺隆的下限也有望增加數(shù)個數(shù)量級，滿足更微量的檢測要求。

[1]張國賓，馮秀杰，周星洋，等. 稻田除草劑殘留對后茬作物煙草農(nóng)藝性狀和生理代謝的影響[J]. 華南農(nóng)業(yè)大學學報，2016，37(1)：41-45.

[2]孟順龍，胡庚東，瞿建宏，等. 阿特拉津在水環(huán)境中的殘留及其毒理效應研究進展[J]. 環(huán)境污染與防治，2009，31(6)：64-68.

[3]宋娟梅，成 光，趙志梅. 基于正交設計的酸性除草劑非水毛細管電泳分離研究及應用[J]. 分析測試學報，2009，28(9)：1040-1044.

[4]謝曉梅，廖 敏. 毛細管電泳定量測定稻田土壤中痕量磺酰脲類除草劑殘留[J]. 農(nóng)藥學學報，2004，6(2)：57-61.

[5]賈 菲，高 貴，鄭良玉. 除草劑二氯喹啉酸的毛細管電泳分析[J]. 分析化學，2008，36(10)：1440-1442.

[6]徐 婧，于傳宗，吳 萍. HPLC測定水稻田土壤中芐嘧磺隆的殘留量[J]. 現(xiàn)代農(nóng)藥，2009，8(5)：44-45.

[7]楊麗華，龔道新，唐 晶，等. 高效液相色譜法同時測定稻田中芐嘧磺隆和苯噻酰草胺殘留[J]. 色譜，2012，30(1)：71-75.

[8]褚明杰. 高效液相色譜法測定除草劑芐嘧磺隆含量研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學，2011，39(32)：20301-20302.

[9]岳霞麗，張新萍，董元彥. 固相萃取-高效液相色譜法測定水體中芐嘧磺隆的殘留量[J]. 光譜實驗室，2006，23(2)：321-323.

[10]楊 俊，王文輝，王 齊，等. 超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定稻田水體中的甲磺隆、芐嘧磺隆殘留[J]. 質(zhì)譜學報，2011，32(3)：176-180.

[11]黃小青，楊 耿. 巰基-β-環(huán)糊精增敏熒光法測定芐嘧磺隆含量研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學，2012，40(4)：2067-2069.

[12]張 蓉，岳永德，花日茂，等. 高效薄層析技術測定5種磺酰脲類除草劑方法有效性研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)大學學報，2008，35(4)：544-549.

[13]Menzinger F，Schmitt-Kopplin P，F(xiàn)reitag D，et al. Analysis of agrochemicals by capillary electrophoresis[J]. Journal of Chromatography A，2000，891(1)：45-67.