气相色谱-四级杆质谱分析土壤和玉米中精异丙甲草胺和特丁津的残留

吴俊学，关文碧，王 晨，张红艳*

(中国农业大学理学院应用化学系，北京 100193)

气相色谱-四级杆质谱分析土壤和玉米中精异丙甲草胺和特丁津的残留

吴俊学，关文碧，王 晨，张红艳*

(中国农业大学理学院应用化学系，北京 100193)

建立气相色谱-质谱同时检测土壤和玉米中精异丙甲草胺和特丁津的残留分析方法。土壤和玉米样品各10.0g经10mL乙腈提取，50mg PSA净化，以气质联用选择离子定性和定量，操作简单，精密度好，准确度高。土壤、玉米中精异丙甲草胺和特丁津0.01、0.05、0.1mg/kg三个浓度的添加回收率均在90.4%～108.5%之间，变异系数在1.9%～5.3%之间。

精异丙甲草胺；特丁津；气相色谱-质谱；残留分析；玉米；土壤

精异丙甲草胺(S-metolachlor)，是先正达公司研发的新一代酰胺类手性除草剂，是一种选择性苗前除草剂，主要用于防除玉米、大豆、菜豆、棉花、花生等农作物田中的一年生杂草及某些阔叶杂草。精异丙甲草胺和某些阔叶杂草。精异丙甲草胺属于手性化合物，由88%的S体和12%的R体组成，其主要生物活性成分是S体[1]，相比于除草剂异丙甲草胺(50%的S体和50%的R体)，精异丙甲草胺具有用量少，药效高，对环境友好的优点。近些年来，手性农药安全使用及其相关农药残留问题成为人们日益关注的热门话题，国外Kabler和Chen等[2]对水体中异丙甲草胺两种异构体采用手性柱进行了液相色谱-串联质谱分析，国内张大同等[3]对异丙甲草胺立体异构体在手性固定相上进行了采用高效液相色谱法分离。吴培等[4]对高效异丙甲草胺进行高效液相色谱手性分离分析。目前张玉婷[5]、宋国春[6]、贺敏[7-8]、曹鹏英[9-11]等报道了精异丙甲草胺在大豆、花生、葵花籽、菜豆、棉花、玉米和土壤中的残留分析方法，这些方法操作步骤相对繁琐，且使用较多的提取剂。

特丁津(terbutylazine)，主要用于玉米和高梁田的除草，以防治许多一年生植物和水生植物，由植物的根系吸收，抑制生物化学光合电子在光系统Ⅱ受体的运输。目前可以检索到橄榄油中特丁津的液相色谱/离子阱质谱和飞行时间质谱分析方法[12]，气相色谱分析土壤、玉米以及甘蔗中三嗪类除草剂[13-15]以及高效液相色谱-质谱检测法分析西红柿中三嗪类除草剂[16]，同时国内还没有关于特丁津在玉米中的相关残留分析方法的报道。

精异丙甲草胺和特丁津皆为玉米田中特效除草剂，目前国内外均无关于此两种农药同时分析测定的相关报道，而且国内目前关于精异丙甲草胺的残留分析还未见使用气质的相关报道。本实验在Anastassiades等[17]建立的QuEChERS方法基础上，对已报道精异丙甲草胺的提取方法和净化步骤进行改良，旨在建立气质联用同时测定土壤和玉米中的精异丙甲草胺和特丁津的方法。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

土壤和玉米空白样品均采自北京市海淀区冷泉试验地。

1.2 仪器与设备

6890N-5975B inert XL EI MSD气相色谱质谱联用仪(配7683自动进样器，分流/不分流进样口及电子压力自动控制(EPC)模式、化学工作站软件Enhanced Chem Station G1701DA Revision D·03·00·611) 美国Agilent公司；VF-5MS色谱柱(30m×0.25mm，0.25μm) 美国Varian Scientific公司；QL-901型涡旋仪 江苏海门市其林贝尔仪器制造有限公司；飞鸽牌TDL-40B高速离心机上海安亭科学仪器厂；LX-100手掌型离心机 江苏海门市其林贝尔仪器制造有限公司；50mL和2mL塑料离心管及各种玻璃仪器。

1.3 方法

1.3.1 标准溶液的配制

准确称取适量的特丁津、精异丙甲草胺标准品，各用丙酮配制成1000mg/L标准储备溶液，再系列稀释成100mg/L和10mg/L的标准溶液；定量移取上述10mg/L精异丙甲草胺和特丁津标准溶液，用乙腈配制2×10-6mg/L特丁津和2×10-6mg/L精异丙甲草胺的混合标准溶液储存于－20℃冰箱中备用。

准确称取TPP，用乙腈定配制成1000mg/L标准储备溶液，使用时梯度稀释成1mg/L的标准工作溶液。

1.3.2 样品前处理

将土壤样品阴干，粉碎除杂，过40目筛；将玉米籽粒研磨至粉面。样品混匀四分法留样，所有样品均置于4℃冰箱中储存。

又到重阳，这是个尊老敬老的节日。每到此时，版面上网络里都要被老年人的话题占满和刷屏。不过，有一个老年群体却分明不受待见，那就是饱受诟病的“中国大妈”。

1.3.3 样品的提取及净化

准确称取土壤、玉米面粉10.0g于50mL塑料离心管中，由于土壤、玉米面粉的水分含量较少，为了便于盐析，还需加入5mL去离子水混匀。加入10mL乙腈和3.0g氯化钠，涡旋提取2min后将离心管3800r/min离心5min，离心后取上清液1mL，待净化。

在2mL塑料离心管中加入50mg PSA净化剂和100mg无水硫酸镁，将上清液1mL转入离心管，在涡旋仪上涡旋30s进行分散固相萃取，然后使用掌式离心机离心5min，取上清液加内标物后待测。

1.3.4 内标物的加入

用乙腈配制1.0mg/L磷酸三苯酯标准溶液做内标物，取样本净化后的上清液0.45mL装入进样瓶中，再加入TPP溶液0.05mL，得到TPP的终质量浓度为0.1mg/L，本实验对所有待测物统一使用TPP终质量浓度为0.1mg/L进行内标校正。

1.3.5 仪器条件

气相色谱条件：载气：氦气(99.999%)；吹扫流速：60mL/min，吹扫时间：1.5min；柱流速：1.0mL/min；进样量：1.0μL，不分流进样；进样口温度：250℃；色谱柱升温程序：初始温度80℃，保持1min，以20℃/min升温至260℃，保持5min。

质谱条件：电子轰击离子源(EI)，单四极杆质量分析器，离子源温度230℃，四极杆温度150℃，传输线温度280℃。全扫描模式(SCAN)：扫描范围m/z 50～450，确定待测化合物扫描离子、保留时间及检测有无基质干扰。溶剂延迟4min，SIM模式选择离子：精异丙甲草胺m/z 162、238、146、240，特丁津选择离子m/z 214、173、216、229，磷酸三苯酯选择离子m/z 326、325，驻留时间：50ms，TPP定量离子：m/z 326，精异丙甲草胺定量离子：m/z 162，特丁津定量离子：m/z 214。

2 结果与分析

2.1 特征碎片离子的选择

取精异丙甲草胺、特丁津和TPP的标准工作溶液(其中精异丙甲草胺、特丁津5mg/L，TPP为1mg/L)进行m/z 50～450质量范围内的全扫描(SCAN)，精异丙甲草胺和特丁津的总离子流色谱图和质谱图见图1。TPP的保留时间为10.26min，精异丙甲草胺的保留时间为8.04min，特丁津的保留时间为6.95min。TPP和特丁津的质谱图可以与NIST谱库提供的标准图谱对比得到验证，m/z 326、m/z 325两个离子丰度最大，可作为TPP的定性离子，分子离子m/z 326为定量离子；m/z 214、173、216、229作为特丁津的定性离子，其中基峰m/z 214作为定量离子。由于标准谱库里没有精异丙甲草胺的质谱图，进行了裂解机理分析及各碎片信号指认。选取了高质量数的m/z 162、146和m/z 238，以及m/z 238的同位素离子m/z 240进行定性，丰度最高的m/z 162为定量离子。

图1 精异丙甲草胺、特丁津总离子流图(TIC)和质谱图Fig.1 Total ion current and spectra of S-metolachlor and terbutylazine

2.2 样本前处理方法的选择

Anastassiades等[9]在基质固相分散的基础上建立了分散固相萃取法，并用于GC-MS农药残留分析，目前采用此种技术进行农药多残留分析的报道已经很成熟，本实验对QuEChERS方法进行改进，将提取溶剂乙腈和NaCl同时加入装有样品的离心管中进行涡旋提取，使样品的提取更简便；而样品的净化则采取了50mg PSA，PSA具有弱的阴离子交换能力，有利于吸附样品基质中的有机酸、糖以及色素，能完全满足目标化合物质谱的选择离子监测。

2.3 线性关系的测定

为避免基质效应的影响，实验中所有的标准曲线均由相应的基质空白溶液配制。将2mg/L精异丙甲草胺、特丁津混合标准溶液用土壤空白提取液和玉米面粉空白提取液梯度稀释，并加入内标物，使内标物终质量浓度均为0.1mg/L，精异丙甲草胺、特丁津的土壤基质标准溶液终质量浓度为0.001、0.002、0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2mg/L，精异丙甲草胺、特丁津的玉米质标准溶液终质量浓度为0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2mg/L，在仪器条件下进行测定，以精异丙甲草胺、特丁津标准溶液浓度对应精异丙甲草胺、特丁津峰面积与内标物峰面积的比值作图，线性关系良好，见图2。

图2 精异丙甲草胺、特丁津土壤、玉米基质标准曲线图Fig.2 Calibration curve of S-metolachlor and terbutylazine

2.4 添加回收实验

表1 精异丙甲草胺、特丁津在土壤、玉米中的添加回收率Table 1 Recoveries of S-metolachlor and terbutylazine spiked in soil and maize

准确称取10.0g空白土壤和玉米样品准确加入一定添加量的精异丙甲草胺、特丁津混合标准溶液，进行0.01、0.05、0.10mg/kg三个添加量的添加回收实验，待静置30min后按照1.3.3、1.3.4节方法处理并加入内标物，由于质谱在电离和扫描过程中存在基质效应的影响，故采用基质匹配的标准溶液来补偿基质效应以计算添加回收率，回收率结果见表1。回收率均在90.4%～108.5%之间，变异系数在1.9%～5.3%之间。

3 结 论

GC-MS同时检测土壤和玉米中的精异丙甲草胺和特丁津的农药残留含量，前处理方法操作简单便捷，回收率在90.4%～108.5%之间，准确度高；变异系数在1.9%～5.3%之间，精密度好。所建立方法的最小检出限为0.01mg/kg，低于欧盟规定的玉米中精异丙甲草胺的最大残留限量值0.05mg/kg(目前没有检索到特丁津在玉米中的最大残留限量值)，能够满足农药残留检测的要求。

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Determination of S-metolachlor and Terbutylazine Residues in Soil and Corn by Gas Chromatography-Quadrupole Mass Spectrometry

WU Jun-xue，GUAN Wen-bi，WANG Chen，ZHANG Hong-yan*
(Department of Applied Chemistry, College of Science, China Agricultural University, Beijing 100193, China)

An internal standard method for the determination of S-metolachlor and terbutylazine residues in soil and corn by gas chromatography-quadrupole mass spectrometry was developed. S-metolachlor and terbutylazine were extracted with acetonitrile by vortex and cleaned-up with base sorbent (primary secondary amine exchange material- PSA). The recoveries of S-metolachlor and terbutylazine in soil and corn were between 90.4% and 108.5%, and the relative standard deviations (RSDs)were between 1.9% and 5.3%, respectively.

S-metolachlor；terbutylazine；gas chromatography-mass spectrometry；residue analysis；corn；soil

X592

A

1002-6630(2011)10-0163-04

2010-08-24

吴俊学(1988—)，女，硕士研究生，研究方向为农药残留分析。E-mail：wuxue0728@126.com

*通信作者：张红艳(1970—)，女，副教授，博士，研究方向为农药残留分析与环境毒理。E-mail：hongyan@cau.edu.cn