如何用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定土壤中三唑酮的殘留量

文丨趙永福

眾所周知，土壤環(huán)境與水環(huán)境、大氣環(huán)境一樣，是生態(tài)環(huán)境的重要組成部分之一，因此土壤的質(zhì)量直接關(guān)系到農(nóng)產(chǎn)品安全和人體健康。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)藥在土壤中的殘留是導(dǎo)致土壤環(huán)境造成污染和危害的重要根源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)的農(nóng)藥使用量居世界第一，每年農(nóng)藥使用量高達(dá)60萬(wàn)～ 70萬(wàn)噸，其中70% ～90% 的農(nóng)藥殘留最終將進(jìn)入土壤環(huán)境，造成約80萬(wàn)～ 100萬(wàn)公頃的土壤受到農(nóng)藥殘留的影響，導(dǎo)致土壤污染。土壤已經(jīng)成為農(nóng)藥的重要儲(chǔ)存庫(kù)，當(dāng)土壤中的農(nóng)藥殘留積累到一定程度，便會(huì)對(duì)土壤生物造成不同程度的損害。土壤中的農(nóng)藥殘留可通過(guò)揮發(fā)、擴(kuò)散、質(zhì)流產(chǎn)生轉(zhuǎn)移，污染植物、大氣、地表水體和地下水，還可通過(guò)生物富集和食物鏈?zhǔn)罐r(nóng)藥的殘留濃度在生物體內(nèi)富集，從而最終危及人體健康。

目前，土壤中農(nóng)藥殘留的檢測(cè)方法主要包括氣相色譜(GC)法 、氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(GC-MS/MS)法和高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(HPLC-MS/MS)法，土壤中農(nóng)藥殘留檢測(cè)常見(jiàn)的前處理方法包括固相萃取法、微波輔助萃取法、QuEChERS法等。但大多數(shù)前處理方法需要經(jīng)過(guò)固相萃取、濃縮、富集，有的甚至需要衍生化等前處理，操作尤其繁瑣、需要消耗大量的前處理時(shí)間，消耗大量有機(jī)溶劑等缺點(diǎn) ，而QuEChERS(Quick，Easy，Cheap，Effective，Rugged 和 Safe)技術(shù)具有快速、準(zhǔn)確、耐用、簡(jiǎn)便、有效等優(yōu)點(diǎn)，已被歐盟及其他國(guó)家作為標(biāo)準(zhǔn)方法使用 。本文利用QuEChERS前處理技術(shù)對(duì)土壤中三唑酮?dú)⑾x(chóng)劑進(jìn)行提取、凈化，聯(lián)合高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(HPLC-MS/MS)建立土壤中常用殺蟲(chóng)劑類(lèi)農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法，為國(guó)家相關(guān)部門(mén)土壤中農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供參考。

一、實(shí)驗(yàn)部分

（一）儀器和試劑

高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(HPLC-MS/MS）（AB Sciex 4500），萬(wàn)分之一電子天平（北京賽多利斯）；MilliQ實(shí)驗(yàn)室超純水儀；QL-901 渦旋振蕩器；超高速冷卻臺(tái)式離心機(jī)（賽默飛）； L-148氮吹儀（LAIHENG）。正己烷、丙酮、乙腈、甲醇、乙酸銨均為色譜純（美國(guó)Sigma-Aldrich 公司）；無(wú)水硫酸鎂、氯化鈉均為分析純；PSA (美國(guó) Agilent 公司）。

（二）樣品前處理

采集土壤樣品約1.0 kg，混合均勻后，按四分法分取500g，在室溫條件下自然風(fēng)干，過(guò) 20 目篩，儲(chǔ)存?zhèn)溆?。?10 g（精確至 0.0001 g）土壤置于 50 mL 離心管中，加入含 1%乙酸的超純水 6 mL，然后加入 10 mL乙腈渦旋振蕩1min；稱(chēng)取4g無(wú)水硫酸鎂和1g氯化鈉加入離心管中，充分渦旋振蕩除水；在4000r·min-1轉(zhuǎn)速下離心分離5min，轉(zhuǎn)移全部上清液到10mL離心管中，稱(chēng)取1g無(wú)水硫酸鎂和 200mg PSA加入離心管中，振蕩后在 4000r·min -1轉(zhuǎn)速下離心分離5min；取3mL上清液加入到氮吹管中，氮吹至近干，加入 1mL 乙腈和水（體積比 1∶1）的混合液，渦旋振蕩后上清液過(guò)0.22μm濾膜到液相小瓶中，待 HPLC-MS/MS分析檢測(cè)；

（三）液相色譜與質(zhì)譜條件

液相色譜參數(shù)：色譜柱：InertSustain Bio C18，100 mm×2.1mm×1.9μm；柱溫：40℃；進(jìn)樣量：1.0μL；流速：0.20mL/min；流動(dòng)相梯度：見(jiàn)表1。

表1 流動(dòng)相洗脫梯度表

質(zhì)譜分析參數(shù)：電噴霧離子源；正負(fù)離子掃描；離子源溫度：400 ℃；毛細(xì)管電壓：4500 V；氣簾氣：0.12 Mpa；霧化氣：0.35 Mpa；輔助加熱氣： 0.35MPa；檢測(cè)方式：多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM）。三唑酮定性與定量離子對(duì)、錐孔電壓和碰撞能量等優(yōu)化參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 三唑酮反應(yīng)監(jiān)測(cè)條件

二、結(jié)果與討論

（一）HPLC-MS/MS 測(cè)試條件優(yōu)化

本實(shí)驗(yàn)在 SCAN 模式下，對(duì)三唑酮進(jìn)行一級(jí)質(zhì)譜掃描，從而獲得三唑酮的母離子，采用二級(jí)質(zhì)譜掃描三唑酮的母離子，以確定三唑酮的碎片離子，然后對(duì)其碎片離子對(duì)應(yīng)的碰撞能量值、流動(dòng)性洗脫梯度、保留時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果見(jiàn)表1、表2、圖1。

圖1 三唑酮離子色譜圖

（二）方法的線性、回收率與精密度土壤樣品測(cè)定結(jié)果

在本實(shí)驗(yàn)條件下，對(duì)方法的線性、加標(biāo)回收率、精密度進(jìn)行了驗(yàn)證，通過(guò)對(duì)三唑酮標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行HPLCMS/MS 測(cè)定，以三唑酮的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)，繪制其標(biāo)準(zhǔn)曲線，通過(guò)計(jì)算得到線性方程和相關(guān)系數(shù)(r 2 )。結(jié)果表明(見(jiàn)表3)： 三唑酮在0.005～0.5mg/kg濃度范圍內(nèi)均有良好的線性關(guān)系，r 2 為0.9999。在本實(shí)驗(yàn)條件下，分別在 0.05mg/kg、0.10mg/kg、0.50mg/kg濃度下進(jìn)行空白樣品的加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，每個(gè)加標(biāo)濃度做 5 個(gè)平行樣品。按照1.2步驟方法進(jìn)行提取、凈化、過(guò)濾并進(jìn)行檢測(cè)。以上三個(gè)濃度下的加標(biāo)回收率在 80.5%～114%范圍內(nèi)，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為5.6%～13.3%，結(jié)果見(jiàn)表4。其中土壤樣品中的三唑酮被檢出，經(jīng)計(jì)算，三唑酮?dú)埩魸舛葹?.56μg/kg，未超出國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。該方法重復(fù)性好，符合后續(xù)的檢測(cè)要求。因此該方法可用于土壤中殺蟲(chóng)劑殘留量的檢測(cè)。

表3 三唑酮標(biāo)準(zhǔn)曲線

表4 土壤中三唑酮?dú)⒕鷦┑奶砑踊厥章式Y(jié)果