離子色譜-質(zhì)譜法測(cè)定生活飲用水中草甘膦和氨甲基磷酸

霍宗利，曹 猛，張 鋒，楊 紅?

(1.江蘇省疾病預(yù)防控制中心，南京210009； 2.東南大學(xué)，南京210009)

草甘膦(GLY)是一種廣泛使用的除草劑[1-2]，生活飲用水國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5749－2006中規(guī)定，草甘膦的限值為0.7 mg·L－1。草甘膦的主要代謝產(chǎn)物為氨甲基磷酸(AMPA)[3]，因?yàn)椴莞熟⒑桶奔谆姿嵊H水性極強(qiáng)，不易揮發(fā)，所以采用氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(GC-MS/MS)[4-5]進(jìn)行測(cè)定時(shí)，必須進(jìn)行衍生，但是衍生法操作條件苛刻、重現(xiàn)性差。另外，草甘膦和氨甲基磷酸在C18柱上沒(méi)有保留，采用高效液相色譜-質(zhì)譜法進(jìn)行測(cè)定時(shí)，極易受到干擾[6-11]。文獻(xiàn)[12]利用固相萃取-超高效液相色譜-高分辨質(zhì)譜法測(cè)定尿液中草甘膦，采用NH2柱實(shí)現(xiàn)了草甘膦的分離，但NH2柱耐用性差，比較容易受到干擾。文獻(xiàn)[13-14]采用離子色譜法對(duì)草甘膦進(jìn)行分離，以氫氧化鈉溶液為流動(dòng)相，通過(guò)抑制器除鹽后，再進(jìn)行質(zhì)譜測(cè)定，實(shí)現(xiàn)了水果和蔬菜中草甘膦的快速測(cè)定，檢出限為0.03 mg·kg－1，但離子色譜-質(zhì)譜法常用的流動(dòng)相為非揮發(fā)性的鹽，需要增加抑制器進(jìn)行除鹽。

本工作采用具有揮發(fā)性的甲胺溶液為流動(dòng)相，代替離子色譜法中常用的非揮發(fā)性流動(dòng)相氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液，在液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀上實(shí)現(xiàn)了離子色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀的功能，草甘膦和氨甲基磷酸在6 min內(nèi)實(shí)現(xiàn)基線(xiàn)分離。本方法簡(jiǎn)單、快速，適合在大多數(shù)檢測(cè)單位進(jìn)行推廣和應(yīng)用。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Acquity UPLC型超高效液相色譜儀；QTRAP 5500型質(zhì)譜儀。

草甘膦和氨甲基磷酸混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液:1.00 mg·L－1，使用時(shí)用水稀釋成所需質(zhì)量濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。

同位素內(nèi)標(biāo)溶液:含50μg·L－1的草甘膦同位素內(nèi)標(biāo)(13C2-15N-GLY)和氨甲基膦酸同位素內(nèi)標(biāo)(13C-15N-AMPA)。

甲胺、乙腈均為色譜純；試驗(yàn)用水為超純水。

1.2 儀器工作條件

1)色譜條件 Dionex IonPac AS11 色譜柱(2 mm×250 mm)；流量300μL·min－1；進(jìn)樣量10μL；流動(dòng)相為0.4 mol·L－1甲胺溶液；等度洗脫8 min。

2)質(zhì)譜條件 電噴霧離子源(ESI)，負(fù)離子掃描模式；多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式(MRM)；噴霧電壓－4 500 V；離子源溫度550 ℃；氣簾氣壓力260 k Pa，霧化氣壓力420 k Pa，輔助氣壓力420 k Pa。其余質(zhì)譜參數(shù)見(jiàn)表1，其中，“?”為定量離子。

表1 質(zhì)譜參數(shù)Tab.1 MS parameters

1.3 試驗(yàn)方法

采集的生活飲用水樣品過(guò)0.22μm 濾膜后，按儀器工作條件進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜行為

按儀器工作條件對(duì)20.0μg·L－1的草甘膦和氨甲基磷酸混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(含內(nèi)標(biāo))進(jìn)行測(cè)定，提取離子流色譜圖見(jiàn)圖1。

由圖1 可知:草甘膦和氨甲基磷酸可以在6 min內(nèi)得到基線(xiàn)分離。

圖1 提取離子流色譜圖Fig.1 Extraction ion flow chromatograms

2.2 色譜條件的選擇

試驗(yàn)分別嘗試用氨基柱和離子色譜柱進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明:在氨基柱上，草甘膦和氨甲基磷酸的保留比較弱，易受到水中雜質(zhì)的干擾；在離子色譜柱上，草甘膦和氨甲基磷酸的保留比較強(qiáng)，抗干擾能力好。甲胺作為一種揮發(fā)性試劑，相對(duì)分子質(zhì)量為31.10，是一種強(qiáng)堿，適合作為離子色譜-質(zhì)譜法的流動(dòng)相。

試驗(yàn)考察了在相同的酸度下，甲胺和氨水作為流動(dòng)相時(shí)的效果。結(jié)果顯示，兩者作為流動(dòng)相時(shí)，草甘膦和氨甲基磷酸的響應(yīng)值接近，但甲胺作為流動(dòng)相時(shí)，信噪比更高。隨著流動(dòng)相中甲胺含量的增加，草甘膦和氨甲基磷酸的出峰時(shí)間逐漸縮短。試驗(yàn)選擇流動(dòng)相為0.4 mol·L－1甲胺溶液。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)和檢出限

移取適量的10.0，20.0，50.0，100.0，200.0μg·L－1的草甘膦和氨甲基磷酸混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，添加50μg·L－1的同位素內(nèi)標(biāo)溶液，按儀器工作條件進(jìn)行測(cè)定，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。草甘膦和氨甲基磷酸的線(xiàn)性范圍、線(xiàn)性回歸方程和相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表2。

以3倍信噪比計(jì)算草甘膦和氨甲基磷酸的檢出限(3S/N)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 線(xiàn)性范圍、線(xiàn)性回歸方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限Tab.2 Linearity ranges，linear regression equations，correlation coefficients and detection limits

2.4 精密度和回收試驗(yàn)

按試驗(yàn)方法對(duì)空白自來(lái)水樣品進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，平行測(cè)定5次，計(jì)算回收率和測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)，并對(duì)同位素內(nèi)標(biāo)校正的結(jié)果和無(wú)同位素內(nèi)標(biāo)校正的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3可知:不用同位素內(nèi)標(biāo)校正時(shí)，自來(lái)水樣品中草甘膦和氨甲基磷酸的回收率普遍偏低，說(shuō)明自來(lái)水基質(zhì)對(duì)待測(cè)樣品具有很強(qiáng)的基質(zhì)抑制效應(yīng)；同位素內(nèi)標(biāo)校正后，回收率為102%～122%，RSD為1.5%～4.1%。

表3 精密度和回收試驗(yàn)結(jié)果(n＝5)Tab.3 Results of tests for precision and recovery(n＝5)

2.5 樣品分析

分別取3份不同地區(qū)的自來(lái)水樣品和1份山泉水樣品，按試驗(yàn)方法進(jìn)行分析，自來(lái)水樣品中均未檢出草甘膦和氨甲基磷酸，山泉水樣品中檢出10.6μg·L－1草甘膦，未檢出氨甲基磷酸。