QuEChERS-UPLC-MS/MS同時測定玉米田環(huán)境中氯氟吡氧乙酸和氯氟吡氧乙酸異辛酯的殘留量

孫悅萍，陳國峰，任紅波，馬文瓊，金海濤

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究所，哈爾濱 150086）

氯氟吡氧乙酸和氯氟吡氧乙酸異辛酯均是有機(jī)雜環(huán)類內(nèi)吸傳導(dǎo)選擇性苗后莖葉處理除草劑，在市場上大多以氯氟吡氧乙酸異辛酯形式存在（圖1（a）），但施用氯氟吡氧乙酸異辛酯后，會在環(huán)境和植株體內(nèi)水解為氯氟吡氧乙酸[1-2]。氯氟吡氧乙酸異辛酯的殘留量是以氯氟吡氧乙酸計。氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸能夠有效防除闊葉雜草，對禾本科雜草無效。施藥后被植物迅速吸收，在植物體內(nèi)快速傳導(dǎo)，導(dǎo)致敏感植物畸形、扭曲并表現(xiàn)出典型的激素類除草劑反應(yīng)[3-4]。其主要用于防除玉米、冬小麥田間等一年生闊葉雜草，對作物有較好安全性[5]。隨著氯氟吡氧乙酸異辛酯的大面積使用，其與氯氟吡氧乙酸在環(huán)境中的歸趨和安全性備受關(guān)注。

圖1 氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸的結(jié)構(gòu)式

目前有關(guān)氯氟吡氧乙酸異辛酯以及氯氟吡氧乙酸的研究主要集中在藥效、制劑含量測定、環(huán)境行為、氣相色譜和高效液相色譜法分析等[6-10]。在玉米田環(huán)境中施用氯氟吡氧乙酸異辛酯后，其會以氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸2種形式存在，而對同時測定氯氟吡氧乙酸異辛酯以及氯氟吡氧乙酸2種化合物的檢測方法卻未見報道，因此急需建立利用超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜（UPLC-MS/MS）同時測定玉米、鮮食玉米、秸稈以及土壤中的氯氟吡氧乙酸異辛酯以及氯氟吡氧乙酸的檢測分析方法。筆者采用改進(jìn)的QuEChERS前處理方法結(jié)合UPLC-MS/MS同時檢測玉米田環(huán)境中的氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸含量的殘留量，為氯氟吡氧乙酸在玉米上的使用提供試驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀：Waters Xevo-TQS三重四級桿質(zhì)譜（含電噴霧離子源（ESI）），美國Waters公司；BT 2202 S電子天平、BSA224S-CW萬分之一電子天平，德國賽多利公司；CF15RX高速離心機(jī)，日本日立公司；HS501振蕩器，德國IKA公司。

氯氟吡氧乙酸異辛酯（純度97.8%），上海市農(nóng)藥研究所有限公司；氯氟吡氧乙酸（純度99.0%），Dr.Ehrenstorfer GmbH公司；乙腈（色譜純）、甲酸（色譜純）、有機(jī)系濾膜（尼龍，0.22 μm），北京迪馬歐泰科技發(fā)展中心（中國）；乙腈（分析純）、氯化鈉（分析純），北京益利精細(xì)化學(xué)品有限公司（北京）；石墨化碳黑（GCB）、N-(正丙基)乙二胺（PSA）、C18，艾杰爾公司（中國天津）。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

分別準(zhǔn)確稱取氯氟吡氧乙酸0.0101 g、氯氟吡氧乙酸異辛酯0.0102 g標(biāo)準(zhǔn)品于10 mL容量瓶中，用甲醇定容至10 mL，配成質(zhì)量濃度均為1000 mg/L的氯氟吡氧乙酸和氯氟吡氧乙酸異辛酯單標(biāo)準(zhǔn)儲備液，于-20℃下保存。將上述2種1000 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲備液配制成100 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)液。用乙腈、甲醇逐級稀釋配制成0.005、0.01、0.05、0.1、0.5 mg/L的工作溶液，待用。

1.3 樣品前處理

玉米、鮮食玉米和土壤樣品：稱取均質(zhì)的玉米、鮮食玉米和土壤樣品10.0 g置于50 mL離心管中，依次加入20 mL超純水和20 mL乙腈，振蕩提取30 min，將上清液轉(zhuǎn)移至另一個50 mL 離心管中，加入3 g NaCl，渦旋3 min，以10000 r/min的速度離心5 min，取1 mL上層乙腈相轉(zhuǎn)入分別裝有50 mg PSA凈化劑的2 mL離心管中，渦旋1 min，離心后過0.22 μm有機(jī)系濾膜，待測。

秸稈樣品：稱取均質(zhì)的秸稈樣品5.0 g置于50 mL離心管中，依次加入20 mL超純水和20 mL乙腈，振蕩提取30 min，將上清液轉(zhuǎn)移至另一50 mL離心管中，加入3 g NaCl，渦旋3 min，以10000 r/min的速度離心5 min，取1 mL上層乙腈相轉(zhuǎn)入分別裝有25 mg GCB凈化劑的2 mL離心管中，渦旋1 min，離心后過0.22 μm有機(jī)系濾膜，待測。

1.4 儀器條件

I-Class UPLC-MS/MS用于分析氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸。Acquity UPLCBEH T3（100 mm×2.1 mm，1.8 μm）用于液相色譜分離，柱溫為30℃，進(jìn)樣體積為2 μL，流速0.3 mL/min。流動相分別為0.2%甲酸水溶液（A）和乙腈（B）。分離通過梯度洗脫，洗脫程序：0～1 min，10% B；1～2.0 min，10%～90% B；2.0～3.0 min，90% B；3.0～3.5 min，90%～10%B；3.5～5.0 min，10%B。離子源：電噴霧離子源ESI源；掃描方式：正離子掃描；毛細(xì)管電壓：3.5 kV；離子源溫度：120℃；脫溶劑溫度：350℃；脫溶劑氣流量：650 L/h；錐孔氣流量：50 L/h；檢測方式：多重反應(yīng)監(jiān)測（MRM），見表1。

1.5 定量限（LOQ）和檢測限（LOD）

以3倍的信噪比（S/N）來確定目標(biāo)化合物的檢測際（LOD），以最小添加回收濃度作為方法的定量限（LOQ）。為了確定糙米、稻殼和秸稈中的氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸的LOQ值，筆者將一系列玉米、鮮食玉米、秸稈和土壤樣品加標(biāo)最低濃度的工作溶液（0.01～0.1 mg/L），按照上述的方法進(jìn)行提取和凈化，使得最低添加濃度的S/N值比為10。

表1 氯氟吡氧乙酸和氯氟吡氧乙酸異辛酯的質(zhì)譜參數(shù)

1.6 添加回收率的測定

將氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液分別添加3組濃度到空白玉米、鮮食玉米、秸稈和土壤樣品中，每檔濃度重復(fù)5次，用上述分析方法測定并計算添加回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。

2 結(jié)果與分析

2.1 提取溶劑的選擇

本研究對氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸的提取溶劑進(jìn)行了優(yōu)化。目前常用的提取溶劑有丙酮、甲醇、乙腈、乙酸乙酯等[11]，考慮到氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸的化學(xué)性質(zhì)，本研究使用甲醇、50%乙腈以及純乙腈來對比玉米、鮮食玉米、秸稈和土壤中2種農(nóng)藥的提取效果。用混合標(biāo)準(zhǔn)溶液加標(biāo)玉米、鮮食玉米、秸稈和土壤空白基質(zhì)，以使上述4種基質(zhì)中氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸的含量均為0.1 mg/kg。如圖2所示，使用甲醇對氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸的提取率在34.2%～85.7%，50%乙腈水的提取率在95.6%～100.4%，純乙腈對氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸的提取率在77.4%～92.9%。因此，50%乙腈水是提取玉米、鮮食玉米、秸稈和土壤中氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸的最佳溶劑。

圖2 提取溶劑對氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸提取率的影響

2.2 凈化劑的選擇

目前，最常用的分散固相萃取材料是PSA，GCB，C18。PSA主要用于去除某些極性雜質(zhì)，例如有機(jī)酸，脂肪酸和糖類。C18用于去除非極性物質(zhì)，例如脂質(zhì)和色素，而GCB主要用于有效去除基質(zhì)中的色素并吸收特定的農(nóng)藥[12-14]。根據(jù)它們的相對成本和性能，筆者選擇了PSA，GCB和C18進(jìn)行此項研究（表2）。

表2 提取溶液中凈化劑PSA，C18 和GCB 的優(yōu)化

在玉米、鮮食玉米、秸稈和土壤樣品（10.0 g）中加入混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，使氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸的濃度均為0.1 mg/kg，并使用40 mL 50%乙腈水提取目標(biāo)化合物，加NaCl鹽析后取上層乙腈提取液1 mL，評估每種吸附劑的使用量。每1 mL提取物中的C18含量在25～100 mg時，氯氟吡氧乙酸異辛酯的回收率不高于78.2%，但每1 mL提取物中的PSA含量為25～50 mg時，氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸的回收率均高于92.6%，可能起因于PSA凈化劑含有2個氨基可與玉米、鮮食玉米和土壤中有機(jī)酸、脂肪酸、色素、糖類等極性基質(zhì)成分結(jié)合，且對目標(biāo)農(nóng)藥和代謝物不具有吸附效果。當(dāng)使用超過50 mg PSA時，回收率均有所下降。當(dāng)每1 mL提取物中用25 mg GCB提取時，氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸的回收率為95.7%～99.4%，而隨著GCB使用量的增加，其回收率逐漸減小，表明GCB與目標(biāo)化合物之間具有強(qiáng)吸附性，考慮到樣品回收率和凈化的成本，使用50 mg PSA凈化玉米、鮮食玉米和土壤中的雜質(zhì)。對于秸稈樣品用25 mg GCB進(jìn)行凈化，因為凈化劑中有著特殊的層狀結(jié)構(gòu)，能夠吸附玉米秸稈提取劑中的色素和甾醇類雜質(zhì)，且25 mg的GCB不會吸附目標(biāo)農(nóng)藥。

2.3 方法的線性關(guān)系和靈敏度

在上述色譜條件下，對不同質(zhì)量濃度的標(biāo)樣溶液分別進(jìn)樣，得到相應(yīng)的響應(yīng)值。由表3可見，氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸在0.005～0.5 mg/L線性關(guān)系良好，氯氟吡氧乙酸異辛酯線性回歸方程為y=90909.9 x＋1274.2，相關(guān)系數(shù)為r=0.9999；氯氟吡氧乙酸線性回歸方程為y=2615890.4 x-11301.3，相關(guān)系數(shù)為r=0.9998。以3倍信噪比（S/N）計算，氯氟吡氧乙酸異辛酯的檢測限（LOD）為2.5×10-3ng，氯氟吡氧乙酸的檢測限為1.1×10-3ng。以低檔添加水平為準(zhǔn)，氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸在玉米、鮮食玉米、秸稈和土壤中的定量限（LOQ）均為0.05 mg/kg。

表3 氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸的線性關(guān)鍵及靈敏度

2.4 方法的準(zhǔn)確度和精密度

采用標(biāo)樣添加的方法，分別在空白玉米、鮮食玉米、秸稈和土壤樣品中添加3檔濃度的氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，每檔重復(fù)5次，用上述優(yōu)化的分析方法測定回收率。計算每個加標(biāo)樣品中氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸的平均加標(biāo)回收率和標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD），用以考察所建立方法的準(zhǔn)確度和精密度。由表4可知，氯氟吡氧乙酸異辛酯在玉米，鮮食玉米、秸稈和土壤樣品中的的加標(biāo)平均回收率為92.6%～100.5%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）在1.3%～5.8%；氯氟吡氧乙酸的平均回收率為84.6%～100.3%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.7%～5.1%。回收率和精密度均滿足檢測玉米田環(huán)境基質(zhì)中氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸的方法要求。

表4 氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸的添加回收率

3 結(jié)論

本研究建立了QuEChERS結(jié)合液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時測定氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸在玉米田環(huán)境中的殘留分析方法。氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸在0.005～0.5 mg/L內(nèi)線性良好。在優(yōu)化條件下，氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸在玉米、鮮食玉米、秸稈和土壤基質(zhì)中的平均回收率在84.6%～103.8%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.7%～5.4%。氯氟吡氧乙酸異辛酯和氯氟吡氧乙酸的最低檢測限（LOD）分別為2.5×10-3ng和1.1×10-3ng，在玉米，鮮食玉米、秸稈和土壤基質(zhì)中的定量限（LOQ）均為0.05 mg/kg。該方法操作步驟簡單準(zhǔn)確、快速有效，能夠滿足農(nóng)藥殘留分析要求，適用于大量樣品的快速檢測，并獲得準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)。