高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法分析馬鈴薯和土壤中甲基硫菌靈及其代謝物的降解動(dòng)力學(xué)及殘留量

張文君 朱倩 王晨晨 董嶄 官帥 陳子雷

摘要 [目的]確保甲基硫菌靈的安全使用。[方法]利用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜建立了馬鈴薯和土壤中甲基硫菌靈及代謝物多菌靈的檢測方法，通過田間樣品分析評(píng)價(jià)甲基硫菌靈及多菌靈在馬鈴薯上的消解趨勢、殘留水平。[結(jié)果]該方法的靈敏度、精密度和準(zhǔn)確性等各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足農(nóng)藥殘留分析要求，適用于馬鈴薯植株、馬鈴薯和土壤中甲基硫菌靈及多菌靈的測定;甲基硫菌靈在土壤中消解動(dòng)態(tài)滿足一級(jí)降解動(dòng)力學(xué)方程，半衰期為11.5～11.9 d;在馬鈴薯植株消解動(dòng)態(tài)中檢出量均小于0.01 mg/kg;馬鈴薯最終殘留均不大于0.01 mg/kg。[結(jié)論]建議70%甲基硫菌靈可濕性粉劑防治馬鈴薯環(huán)腐病，施藥次數(shù)1次，拌種量為0.42～0.70 g a.i./kg種薯。

關(guān)鍵詞 甲基硫菌靈;超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法;馬鈴薯;降解動(dòng)力學(xué);殘留

中圖分類號(hào) S481+.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 0517-6611（2018）34-0169-04

甲基硫菌靈商品名甲基托布津，是一種廣譜性內(nèi)吸低毒殺菌劑，具有內(nèi)吸、預(yù)防和治療作用，進(jìn)入植物體內(nèi)后能轉(zhuǎn)化成多菌靈，可廣泛用于糧、棉、油、蔬菜、果樹等多種作物上病害的防治。甲基硫菌靈易降解[1]，但若不規(guī)范使用，仍存在超標(biāo)的可能性。農(nóng)藥在植物體和土壤化學(xué)行為研究是制定農(nóng)藥殘留最大殘留限量（MRL）的基本數(shù)據(jù)之一，同時(shí)也是建立良好農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)范（GAP）、保證農(nóng)藥等不超標(biāo)的重要依據(jù) [2-3]，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全意義重大。馬鈴薯產(chǎn)量高、營養(yǎng)豐富，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性較強(qiáng)，現(xiàn)在我國馬鈴薯種植面積居世界第二位，其性平味甘，可以治胃痛、痄肋、癰腫等疾病，維生素C含量是蘋果的4倍左右[4-5]。目前，歐盟規(guī)定馬鈴薯中甲基硫菌靈和多菌靈的臨時(shí)殘留限量均為0.1 mg/kg，我國GB 2763—2016中未規(guī)定甲基硫菌靈在馬鈴薯中殘留量，國際食品法典委員會(huì)（CAC）、韓國、日本等同樣未規(guī)定馬鈴薯中甲基硫菌靈和多菌靈殘留限量。因此研究甲基硫菌靈在馬鈴薯和土壤中的降解行為，評(píng)估其使用的安全性，對(duì)于制定馬鈴薯中殘留限量及保證其質(zhì)量安全有重要的意義。

甲基硫菌靈和多菌靈的測定方法主要有高效液相色譜法（HPLC）[6-7]和超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法（UPLC-MS-MS）[8-9]。張念潔等[6]應(yīng)用高效液相色譜檢測中藥材中多菌靈、甲基硫菌靈農(nóng)藥殘留量，結(jié)果精確性、穩(wěn)定性較好，檢出限0.01 mg/kg。李福琴等[8]應(yīng)用超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測試草莓中甲基硫菌靈、多菌靈，方法可行，靈敏度更高，定量限在2.1～14.1 μg/kg。筆者參照已有研究文獻(xiàn)，利用HPLC- MS/MS分析甲基硫菌靈在馬鈴薯和土壤中的降解動(dòng)力學(xué)和殘留量，旨在為農(nóng)業(yè)合理用藥、確定休藥期、制定馬鈴薯中殘留限量提供可參考理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器

LC-20A HPLC（日本島津公司）;AB SCTEX QTRAP 5500 串聯(lián)質(zhì)譜（美國AB公司）;T25 D高速勻漿機(jī)（德國IKA公司）;MS3 D S25渦旋混合儀（德國IKA公司）;BSA224S - CW 萬分之一電子天平（德國 Sartorius公司）;LDZS - 2 高速離心機(jī)（北京京立離心機(jī)公司）;0.22 μm 有機(jī)系微孔濾膜（北京科瑞海科學(xué)儀器有限公司）。

1.2 試劑 甲基硫菌靈及其代謝產(chǎn)物多菌靈標(biāo)準(zhǔn)品100 mg/L，農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所（天津）;乙腈、甲醇（HPLC級(jí)，美國 Fisher 公司）;氯化鈉、甲酸 （分析純，國藥集團(tuán)）。

1.3 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。

根據(jù)廠家推薦，70%甲基硫菌靈可濕性粉劑防止馬鈴薯環(huán)腐病拌種用藥量為0.42～0.70 g a.i./kg種薯，播種時(shí)拌種使用一次。按照《農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則》要求，于2015—2016年在山東省濟(jì)南市、湖南省長沙市開展試驗(yàn)。

馬鈴薯消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)設(shè)1個(gè)處理，重復(fù)3次，每小區(qū)面積15 m 隨機(jī)排列，小區(qū)間設(shè)置隔離區(qū)，另設(shè)空白對(duì)照小區(qū)。施藥時(shí)期為播種時(shí)拌種（參照BBCH Monograph對(duì)應(yīng)的圖譜和編號(hào)）施藥，施藥時(shí)應(yīng)保證用于動(dòng)態(tài)試驗(yàn)的馬鈴薯種均勻拌種。甲基硫菌靈拌種量為1.05 g a.i./kg種薯，在馬鈴薯出苗后（2片真葉）開始第一次取樣，并以0天計(jì)（2 h）、1 d、3 d、7 d、14 d、21 d、28 d、35 d、42 d，隨機(jī)采集馬鈴薯植株10～20株，每次采樣量不少于500 g。采集樣品后裝入樣本容器中，在樣品容器外貼標(biāo)簽（下同），并用透明膠帶固定，制備樣品待測。

土壤消解動(dòng)態(tài)單獨(dú)設(shè)置在未種植馬鈴薯小區(qū)，施藥時(shí)期同植株動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，施藥后并以0天計(jì)（2 h）、1 d、3 d、5 d、7 d、14 d、21 d、28 d、42 d、56 d、80 d，隨機(jī)采集土壤樣品，每次采集樣本1～2 kg。

1.3.2 最終殘留試驗(yàn)。

70%甲基硫菌靈可濕性粉劑最終殘留試驗(yàn)設(shè)低劑量和高劑量2個(gè)水平。低劑量拌種量為0.70 g a.i./kg種薯，高劑量拌種量為1.05 g a.i./kg種薯。播種時(shí)拌種使用，每個(gè)處理重復(fù)3次，小區(qū)面積15 m2（參照BBCH Monograph對(duì)應(yīng)的圖譜和編號(hào)記錄作物生長情況）。采樣時(shí)間距離最后一次施藥的間隔時(shí)間為收獲前7 d和收獲期（參照BBCH Monograph對(duì)應(yīng)的圖譜和編號(hào)分別記錄作物生長情況）。另設(shè)清水空白對(duì)照，處理間設(shè)保護(hù)帶。在各小區(qū)內(nèi)多點(diǎn)隨機(jī)采樣馬鈴薯及土壤殘留樣本備用，每小區(qū)采集馬鈴薯9個(gè)點(diǎn)，采集塊莖不少于2 kg。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制 將100 mg/L甲基硫菌靈及其代謝產(chǎn)物多菌靈標(biāo)準(zhǔn)品，用甲醇稀釋成 5、10、50、100、500 μg/L系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，于 0～4 ℃ 冰箱中貯存，待用。

1.5 樣品前處理 田間樣本在采集后8 h內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，并立即制備成實(shí)驗(yàn)室樣品冷凍保存。

植株樣品：將田間植株樣本剪切成1 cm以下的小段或切碎，在不銹鋼盆中充分混勻，用四分法縮分樣品，分取2份200 g的樣品，分別裝入封口樣品容器中，粘好標(biāo)簽，貯存于-20 ℃冰柜中保存。

馬鈴薯樣品：將采集馬鈴薯樣品去殼，充分混勻，分取100 g樣品兩 分別裝入封口樣品容器中，粘好標(biāo)簽，貯存于-20 ℃冰柜中保存。

土壤樣品：將采集到的土壤樣本碾碎后過篩，收集于搪瓷盤或其他適宜的容器中，充分混勻，用四分法分取200～300 g樣品2份，分別裝入封口樣品容器中，貼好標(biāo)簽，貯存于- 20 ℃冰柜中保存。

稱取20.0 g處理好的馬鈴薯、土壤、馬鈴薯植株樣品于離心管里，加入40 mL乙腈，高速勻漿提取1 min，離心取上清液，待測。

1.6 儀器分析條件

1.6.1 色譜條件。色譜柱為Infinity Lab Poroshell 120 EC-C18色譜柱（4.6 mm×100 mm，2.7 um）;柱溫40 ℃;流速0.5 mL/min;進(jìn)樣量1.0 μL。流動(dòng)相為0.1%甲酸水（A）與乙腈（B）;梯度洗脫，其程序見表1。

1.6.2 質(zhì)譜條件。

大氣壓電噴霧離子源（ESI）;正離子模式;氣簾氣CUR 241.3 kPa;碰撞氣CAD：中等;噴霧電壓IS：5 500 （ESI）;霧化溫度TEM：550 ℃;霧化氣GS1：379.2 kPa;輔助氣GS2：379.2 kPa;檢測方式：MRM監(jiān)測。定性離子對(duì)、定量離子對(duì)、去簇電壓、碰撞能量等離子檢測條件見表2。

2 結(jié)果與分析

2.1 線性范圍、檢出限及定量限

在“1.6”儀器條件下，測定甲基硫菌靈與多菌靈5、10、50、100、500 μg/L系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，甲基多菌靈的相對(duì)保留時(shí)間是5.04 min左右，多菌靈相對(duì)保留時(shí)間是3.61 min左右，見圖1。以各組分標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度與監(jiān)測離子峰面積繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得出甲基硫菌靈標(biāo)樣線性方程為Y=1.47×108X+88 14 相關(guān)系數(shù)（r）為0.999，最小檢出量為8.9×10-4 ng，其中Y為多菌靈峰面積，X為標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度;多菌靈標(biāo)樣線性方程為Y=6.89×107X+14 076，相關(guān)系數(shù)（r）為0.996，最小檢出量為2.8×10-4 ng，其中Y為甲基硫菌靈峰面積，X為標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度。

2.2 精密度及準(zhǔn)確度 分別在馬鈴薯植株、馬鈴薯和土壤空白樣品中添加0.01、0.10和0.50 mg/kg 3個(gè)不同濃度水平的甲基硫菌靈與多菌靈混標(biāo)，每個(gè)水平重復(fù)5次，部分試驗(yàn)圖譜見圖2。從圖2可以看出，3種空白基質(zhì)均可檢出微量多菌靈（<0.01 mg/kg），由于多菌靈在3種基質(zhì)中信噪比均滿足定量要求（>10倍噪聲），由此即使添加水平為0.01 mg/kg，也可準(zhǔn)確定量;對(duì)于甲基硫菌靈來說，其在空白土壤中未檢出，其余2種基質(zhì)中檢出量大約在0.001 mg/kg，均不影響其準(zhǔn)確定量。按“1.5”方法測定回收率，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，甲基硫菌靈在馬鈴薯植株、馬鈴薯及土壤中的添加回收率分別為82.4%～104.4%、88.9%～105.2%、86.4%～97.3%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為5.8%～9.0%、2.5%～6.7%、1.7%～4.3%;多菌靈在馬鈴薯植株、馬鈴薯及土壤中的添加回收率分別為81.8% ～103.9%、86.4%～106.5%、85.7%～101.9%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為6.3%～9.9%、4.7%～9.0%、2.6%～7.2%（表3）。

2.3 消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)

甲基硫菌靈施藥后，部分可代謝為多菌靈，其殘留量以多菌靈、甲基硫菌靈折合成多菌靈總量計(jì)。

農(nóng)藥在大田環(huán)境下的降解是一個(gè)復(fù)雜過程，通常采用一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程描述其降解規(guī)律，以半衰期T 1/2表示農(nóng)藥在土壤和植物體中的消解程度，以施藥后的時(shí)間（t）為橫坐標(biāo)、殘留量（C）為縱坐標(biāo)繪制指數(shù)曲線（圖3）。

2年的甲基硫菌靈消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)結(jié)果表明，馬鈴薯植株中甲基硫菌靈與多菌靈的檢出量小于0.01 mg/kg，所以不做評(píng)價(jià);甲基硫菌靈在土壤中消解動(dòng)態(tài)滿足一級(jí)降解動(dòng)力學(xué)方程，山東省濟(jì)南市2015和2016年消解半衰期分別為11.5、11.8 d，消解動(dòng)態(tài)方程分別為C=0.046 1e-0.060 3t和C=0.041 4e-0.058 5t，相關(guān)系數(shù)分別為0.840 5和0.832 2;湖南省長沙市2015和2016年消解半衰期分別為11.9、11.6 d，消解動(dòng)態(tài)方程分別為C=0.038 4e-0.058 2t和C=0.035 2e-0.059 8t，相關(guān)系數(shù)分別為0.829 1和0.829 8。

2.4 甲基硫菌靈在馬鈴薯中的最終殘留量

據(jù)2015—2016年山東省、湖南省殘留試驗(yàn)結(jié)果，70%甲基硫菌靈可濕性粉劑防治馬鈴薯環(huán)腐病，拌種量為0.70和1.05 g a.i./kg施藥次數(shù)1次，收獲及收獲前7 d中馬鈴薯殘留量均不大于0.01 mg/kg，試驗(yàn)結(jié)果均符合要求。

3 結(jié)論

建立了馬鈴薯植株、馬鈴薯和土壤中甲基硫菌靈及多菌靈檢測方法，在5～500 μg/L質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，甲基硫菌靈和多菌靈的儀器響應(yīng)值與質(zhì)量濃度呈良好的線性關(guān)系，平均回收率為88.3%～97.1%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.3%～9.9%，精確度、準(zhǔn)確度和檢出限均符合農(nóng)藥殘留分析要求，且前處理操作簡單。通過田間樣品分析評(píng)價(jià)甲基硫菌靈在馬鈴薯上的消解趨勢、殘留水平，2年的消解動(dòng)態(tài)殘留試驗(yàn)結(jié)果表明，甲基硫菌靈在土壤中消解速率較快，半衰期為11.5～11.9 d，甲基硫菌靈屬于易降解農(nóng)藥，其消解動(dòng)態(tài)滿足一級(jí)降解動(dòng)力學(xué)方程，用藥14 d后甲基硫菌靈殘留值已較低，消解量均達(dá)90%以上，對(duì)環(huán)境安全;馬鈴薯植株動(dòng)態(tài)檢出量均小于0.01 mg/kg，不做評(píng)價(jià);馬鈴薯最終殘留均小于0.01 mg/kg。綜上所述，建議70%甲基硫菌靈可濕性粉劑防治馬鈴薯環(huán)腐病，施藥次數(shù)1次，拌種量為0.42～0.70 g a.i./kg種薯。

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