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气相色谱-质谱法同时测定甘蔗中莠去津、乙草胺和莠灭净除草剂残留量王天顺1,2,杨玉霞3,范业赓1,2,方锋学1,2,莫磊兴1,2*,梁俊1,2,廖洁1,2,牙禹1,2(1.广西甘蔗研究所,南宁,530007;2.农业部甘蔗品质监督检验测试中心,南宁,530007;3.广西农业科学院植物保护研究所,南宁,530007)摘要:建立了以QuEChERS法提取净化、DB-5MS石英毛细管柱分离、EI离子源质谱法测定甘蔗中3种除草剂的残留检测方法。除草剂莠去津、乙草胺、莠灭净的添加水平为0.025～0.100mg/kg时,回收率分别为92.0%～108.0%、88.0%～96.0%、88.0%～100.0%,相对标准偏差分别为4.0%～4.5%、1.1%～6.9%、3.2%～4.8%(n=6);方法的检出限(3S/N)分别为0.001,0.002,0.001mg·kg-1。将改进的样品处理技术QuEChERS成功应用于除草剂残留的检测,对甘蔗中的莠去津、乙草胺和莠灭净残留量进行同时分析。关键词:甘蔗;气相色谱-质谱;QuEChERS;莠去津;乙草胺;莠灭净中图分类号:O657.6SimultaneousDeterminationofAtrazine,AcetochlorandAmetrynHerbicideResiduesinsugarcanebygaschromatography-massspectrometryWANGTian-shun1,2,YANGYu-xia3,FANYe-geng1,2,FANGFeng-xue1,2,MOLei-xing1,2*,LIANGJun1,2,LIAOJie1,2,YAYu1,2(1.GuangxiSugarcaneResearchInstitute,Nanning,53007;2.QualitySupervisionandTestingcenterforSugarcane,ChinaMinistryofAgriculture,Nanning,530007;3.InstituteofPlantProtection,GuangxiAcademyofAgricultureSciences,Nanning530007)Abstract:Amulti-residueanalysismethodwasdevelopedfor3kindsofherbicidesinsugarcaneusinggaschromatographywithelectronimpactionizationmassspectrometricdetermination.ThesampleswereextractedandcleanedupwithQuEChERS,thenseparatedbyDB-5MScapillarycolumn.Therecoverieswere92.0%～108.0%、88.0%～96.0%、88.0%～100.0%foratrazine,acetochlorandametrynrespectively,andtherelativestandarddeviationswere4.0%～4.5%、1.1%～6.9%、3.2%～4.8%(n=6)foratrazine,acetochlor,andametrynrespectively,withspiked3kindsofherbicidesatlevelsof0.025～0.100mg/kginblanksamples.Thelimitsofdetection(3S/N)were0.001,0.002,0.001mg·kg-1,respectively.TheimprovedQuEChERSmethodcombiningGC/MShasbeensuccessfullyappliedtodetermineatrazine,acetochlorandametryninsugarcane.Keywords:Sugarcane;GC-MS;QuEChERS;Atrazine;Acetochlor;Ametryn乙草胺是一种新型芽前选择触杀型酰胺类除草剂，具有良好的除草活性；莠去津和莠灭净是三嗪类除草剂，作为预防农田杂草生长的除草剂在世界范围内广泛使用，该类除草剂具有一定的“三致”作用，如莠去津具有干扰内分泌等活性，已引起广泛重视。广西作为中国最大的甘蔗及食糖生产基地，蔗农在甘蔗种植中经常使用莠去津、乙草胺、莠灭净等除草剂。由于它们具有较高的残留毒性，因此，世界许多国家均对其在农产品中的残留制定了严格的限量，最高残留限量(MRL)在0.02～0.10mg·kg-1之间，目前，对这类除草剂的残留量的分析方法主要有气相色谱法[1]、气相色谱–质谱法(GC-MS)[2-4]、液相色谱法[5]等。而进一步的文_____________________________________________________________________收稿日期:2011-06-01修订日期:2011-07-18作者简介:王天顺（1980-）,男,(汉族)河南项城人,助理研究员,硕士,主要从事农产品理化性质检验及农药残留安全检测研究,Tel:0771-3899306.Email:wangts@gxaas.net.*为通讯作者:xcdike2325@163.com.基金项目:广西甘蔗研究所基本科研业务专项(G2008011)、广西农科院基本科研业务专项(201032)(基) 献调研，国内外对这类除草剂残留检测方法的研究主要集中在粮谷[3-4]、水环境样品[2,5]、蔬菜[6]和牛奶[7]，涉及甘蔗中此类除草剂多残留检测报道较少，鲜见有用气相色谱–质谱法同时测定甘蔗样品中的莠去津、乙草胺、莠灭净的相关报道。笔者结合QuEChERS前处理技术，采用GC-MS选择离子监测模式(SIM)对提取液中3种目标除草剂进行测定，方法完全可以满足国内外有关法规的要求。QuEChERS方法是2003年由美国化学家StevenJ.Lehotay和德国MichelangeloAnastassiadas提出的一种快速、简单、低成本的样品处理方法[8]，该方法的关键是采用分散固相萃取(dispersive·SPE)净化法，即提取液直接加入伯仲胺(PSA)吸附剂进行净化，经离心后上清液上机检测。笔者在此方法的基础上，除用PSA外，针对甘蔗样品基质，考虑加入石墨炭粉、无水硫酸镁，提高方法灵敏度。将此方法结合GC-MS应用于甘蔗中莠去津、乙草胺和莠灭净的同时检测。1试验部分1.1仪器与试剂Agilent7890N/5975C气相色谱─质谱联用仪；TDZ5-WS台式低速离心机；BF2000-A氮吹仪；UPH-II-20T超纯水纯化系统；HY-4调速多用振荡器。冰乙酸、无水乙酸钠、无水硫酸镁，均为分析纯，无水硫酸镁使用前在500℃马弗炉内烘5h，200℃时取出干燥器中冷却备用；石墨炭粉：层析用，盐酸洗，煮沸1h后冷却，用蒸馏水洗至中性，120℃烘干4h，于干燥器中冷却备用；丙酮：优级纯；乙腈：色谱纯；伯仲胺(PSA)：优级纯；1g·L-1冰乙酸/乙腈溶液：称取1.0000g冰乙酸于1000mL容量瓶用乙腈定容到刻度，混匀。莠去津标准品（纯度大于99.3%）；莠去津标准储备溶液的配制：准确称取100.0mg莠去津于烧杯中，用少量丙酮溶解后转移至1000mL容量瓶中，用丙酮定容到刻度，配成100mg·L-1溶液，于4℃冰箱贮存，有效期2个月。乙草胺标准品（纯度大于99.5%）；乙草胺标准储备溶液：称取100.0mg莠去津于烧杯中，用少量丙酮溶解后转移至1000mL容量瓶中，用丙酮定容到刻度，配成100mg·L-1溶液，于4℃冰箱贮存，有效期2个月。莠灭净标准品：100mg·L-1，于4℃冰箱贮存。1.2仪器工作条件色谱条件:色谱柱为DB-5MS毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm)。载气为氦气，纯度大于99.999%，恒流模式，流量为1.0ml·min-1。程序升温：60℃保持1min，以10℃·min-1的速率升温至180℃，保持1min，以3℃·min-1的速率升温至250℃，保持1min，以2℃·min-1的速率升温至280℃，保持5min。进样口温度250℃，进样方式：不分流进样，进样量为1μL。质谱条件：离子源温度为230℃，接口温度为280℃，电离方式：电子轰击电离（EI），电离能量70Ev,采用选择离子监测(SIM)进行检测,3种除草剂的保留时间,定性、定量离子见表1。1.3试验方法甘蔗或果蔗砍后去叶去稍去皮后，将蔗茎剁成小块，用料理机将其粉碎(不会出现蔗汁，只是汁渣混合物)，称取汁渣混合物10g于50mL离心管中，加入1g·L-1冰乙酸/乙腈溶液25ml，无水乙酸钠1.5g，浸泡过夜。用振荡器振荡提取30min，以5000r·min-1转速离心5min。移取有机相10mL于20mL离心管中，加入无水硫酸镁1.5g、PSA0.5g、石墨炭粉(30～50mg)，振荡，以5000r·min-1转速离心5min；再将上清液转移至另一20mL离心管中，氮吹至近干，加入丙酮5mL溶解，加入无水硫酸镁0.75g、PSA0.5g、石墨炭粉(30～50mg)，振荡，以5000r·min-1转速离心5min，取上清液上机，按气相色谱–质谱条件进行测定。2结果与讨论2.1色谱柱和程序升温条件的选择试验比较了DB-5MS(30m×0.25mm×0.25μm)和HP-35MS(30m×0.25mm×0.25μm)两种色 表1三种除草剂的保留时间、特征离子Tab.1Relativeretentiontimeandcharacteristicionsof3kindsofherbicides农药名称保留时间t/min定量离子m/z定性离子m/z莠去津19.1215173,200,215乙草胺21.3146146,162,223莠灭净21.8227170,212,227谱柱对除草剂莠去津、乙草胺和莠灭净分离效果的影响。结果表明：莠去津、乙草胺和莠灭净在弱极性柱DB-5MS柱上分离效果优于中等极性柱HP-35MS柱。在升温程序的优化上，主要对1、2、3阶段升温速率进行反复试验，同时兼顾DB-5MS柱上莠去津、乙草胺和莠灭净的分离，选择的程序升温速率见色谱条件。在此仪器条件下，莠去津、乙草胺和莠灭净的保留时间分别为19.1，21.3，21.8min。图1为甘蔗空白样选择离子扫描总离子流图以及3种除草剂甘蔗加标样品中的选择离子扫描总离子流图。2.2QuEChERS提取溶剂及净化条件的选择甘蔗样品成分复杂、表皮含有蜡质层，基质干扰严重，不利于提取净化。因此，在制样时将甘蔗外层皮去掉后，将蔗茎剁成小块，用料理机将其粉碎，再进行提取净化。由于甘蔗中含水量较大，所以可采用极性溶剂提取。根据除草剂的溶解特性，分别用乙腈、乙醇和丙酮做提取溶剂配合冰乙酸及无水乙酸钠进行试验，试验表明：乙腈提取效果较好。故先用冰乙酸/乙腈溶液对样品进行浸提，加无水乙酸钠振荡促使其分层，萃取除去样品中的蜡质。提取液离心分离后乙腈层分别加入伯仲胺（PSA）、弗罗里硅土和中型氧化铝吸附剂。这三种吸附剂均能有效去除样本中的脂肪酸、极性色素、糖类物质等极性基质杂质，对这三种吸附剂的净化效果进行比较，结果表明：在相同的用量下，加入PSA时目标除草剂的回收率较好，因此净化时选择加入PSA；加五水硫酸镁能除去样品提取液中含有的水，加适量石墨炭粉除色素、维生素、甾醇等基质杂质。乙腈为极性溶剂，直接上机会损坏弱极性色谱柱，故离心后上乙腈溶液要氮吹至近干，再用丙酮样品溶解，经进一步净化处理后取上清液按色谱条件进行测定。2.3基质效应的评价按照试验方法制作的不含莠去津、乙草胺和莠灭净的空白甘蔗样品基质溶液稀释农药储备溶液，并与等同浓度的用纯溶剂配制农药标准溶液比较，峰面积未发现明显的变化，证明基质效应基本消除。2.4标准曲线及检出限临用前用空白甘蔗样品基质溶液分别将莠去津、乙草胺、莠灭净标准溶液稀释10mg·L-1的标准使用液。分别吸取莠去津、乙草胺、莠灭净标准使用液0.00，0.20，0.50，1.00，2.00，4.00，6.00mL于100mL容量瓶中，用空白基质溶液稀释至刻度，定容配制浓度分别为0.00，0.02，0.05，0.10，0.20，0.40，0.60mg·L-1莠去津、乙草胺、莠灭净工作溶液。按GC/MS色谱条件测定，记录色谱图，以莠去津(m/z215)、乙草胺(m/z146)和莠灭净(m/z227)的峰面积为纵坐标，浓度为横坐标进行回归运算，求得回归方程并绘制标准曲线。三种除草剂的回归方程、相关系数和线性范围见表2。以实际检测时信噪比(S/N)为3计算检出限,本方法对甘蔗样品中莠去津、乙草胺和莠灭净的检出限分别为0.001，0.002，0.001mg·kg-1。 (a)甘蔗空白样中的选择离子扫描总离子流图t/min(b)甘蔗加标样品（0.100mg·kg-1）中的选择离子扫描总离子流图Fig.1 SIMchromatogramsofablanksample(a)andSIMchromatogramsofasamplefortifiedwith3kindsofherbicidesat0.100mg·kg-1insugarcane(b)表2 3种除草剂的回归方程、相关系数、线性范围及方法检出限Tab.2Regressionequations,correlationcoefficients,linearrangesandLimitsofdetectionof3kindsofherbicides农药名称线性范围ρ/(mg·L-1)相关系数线形回归方程检出限w/(mg·kg-1)莠去津0.02～0.600.9997Y=21140x-760.60.001乙草胺0.02～0.600.9993Y=21490x-688.40.002莠灭净0.02～0.600.9998Y=31760x-11440.0012.5精密度与回收率试验称取空白甘蔗样品10g，分别加入莠去津、乙草胺和莠灭净，加标水平为0.025，0.050，0.100mg·kg-1，按试验方法处理加标甘蔗样品，每一添加浓度做6次平行试验，按色谱条件测定，回收率及精密度见表3。由表3莠去津、乙草胺和莠灭净的加标回收率及相对标准偏差可见，该方法具有很好的准确性，符合农药残留分析的要求。2.6样品分析用本方法检测10份甘蔗和6份果蔗样品，甘蔗中莠去津和莠灭净的检出量均低于检出限0.001mg·kg-1，甘蔗中乙草胺的检出量低于检出限0.002mg·kg-1。 表3甘蔗中莠去津、乙草胺、莠灭净的添加回收率和精密度(n=6)Tab.3Resultofrecoveryandprecisionforatrazine,acetochlorandametryninsugarcane名称标准加入量w/(mg·kg-1)回收值w/(mg·kg-1)回收率/%RSD/%莠去津0.0250.02392.04.50.0500.054108.04.10.1000.09494.04.0乙草胺0.0250.02392.01.10.0500.04488.06.90.1000.09696.03.2莠灭净0.0250.02288.04.80.0500.050100.03.40.1000.09494.03.2本工作结合QuEChERS前处理技术，建立了用气相色谱－质谱法选择离子监测模式（GC-MS-SIM）测定甘蔗样品中莠去津、乙草胺和莠灭净的方法。通过优化样品处理方法和色谱条件，消除了甘蔗样品中复杂基质的干扰，结果准确可靠，灵敏度高，适用于甘蔗样品中莠去津、乙草胺和莠灭净的测定。参考文献：[1]李卫建,聂志强,蔡彦明,等.气相色谱法同时测定土壤中13种三嗪类除草剂残留量的方法研究[J].农业环境科学学报,2009,28(1):211-215.[2]杨梅,林忠胜,姚子伟,等.气相色谱–质谱联用检测环境水体中的三嗪类除草剂[J].现代农药,2007,6(1):23-26.[3]董振霖,杨春光,肖珊珊,等.气相色谱和气相色谱-质谱法测定食品中乙草胺残留[J].分析化学,2009,37(5):698-702.[4]周瑶敏,熊艳,袁林峰,等.分散固相萃取法快速测定大米中的酰胺类除草剂[J].中国粮油学报,2010,25(8):113-116.[5]李竺,陈玲,郜洪文,等.固相萃取-高效液相色谱法测定环境水样中的三嗪类化合物[J].色谱,2006,24(3):267-270.[6]LucioFCMelo,CarolHCollins,IsabelCSFJardim.High－perfor－manceliquidchromatographicdeterminationofpesticidesintomatoesusinglaboratory-madeNH2andC18solid-phaseextractionmaterials[J].JournalofChromatographyA,2005,1073:75-81.[7]BalduiniL,MatogaM,CavalliE,etal.Triazinicherbicidedeterminationbygaschromatography-massspectrometryinbreastmilk[J].JournalofChromatographyB,2003,794:389-395.[8]StevenJLehotay,KateřinaMaštovská,SeonJongYun.Evaluationoftwofastandeasymethodsforpesticideresidueanalysisinfattyfoodmatrixes[J].JournalofAoacInternational,2005,88:630-638.（QuEChERS是“快速、简便、廉价、有效、耐用和安全(Quick,Easy,Cheap,Effective,Rugged和Safe)的首字母缩写，一般直接用QuEChERS，代表一种样品前处理方法，做农残的人一看就知道是什么意思，翻译成中文比较生硬，没有确切的译法，所以没能按审稿专家要求翻译成中文，请见谅。其它地方已经按审稿专家的批注全部修改，谢谢！）
