液相色谱-串联质谱法测定棉花上甲萘威的残留消解动态

液相色谱-串联质谱法测定棉花上甲萘威的残留消解动态

甲醇pepopril又名sevi，是世界上第一种高效、低毒氨基甲酸酯农药。广泛用于水稻、小麦、棉花、果树、蔬菜等作物病虫害的防治和家禽、城外寄生虫和卫生害虫。甲萘威是一种乙酰胆碱抑制剂,它不需经体内代谢活化,可直接抑制胆碱酯酶,并以整个分子与胆碱酯酶形成疏松的复合体,胆碱酯酶被氨基甲酰化后,即失去水解乙酰胆碱的能力。近十多年来的研究发现:甲萘威能引起哺乳动物肝脏微粒体酶的变化,抑制HL-2依赖型T细胞的增殖;长时间接触甲萘威可引起亚慢性神经中毒;离体培养条件下引起大型粒状淋巴细胞免疫功能的改变。基于此,开展甲萘威在环境及食品中的残留研究工作至关重要。由于氨基甲酸酯类农药化合物极性较大,目前现有标准推荐的测定方法为液相色谱法,方法需采用柱后衍生以达到高灵敏度,此过程操作繁琐,而且要配备专用设备。此外,文献报道的残留分析方法还有免疫分析法、荧光色谱分析法、毛细管电泳法等。而应用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)法研究甲萘威在我国棉花和土壤中的残留及消解动态的报道较少。本研究采用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS),建立了一种快速测定棉叶、棉籽及土壤基质中甲萘威残留量的方法,研究了甲萘威在棉花田中的残留及消解动态,为更加安全合理地使用该药,保护环境和人类的健康提供科学依据。1材料和方法1.1天津市土壤有机质质量分数测定试验2供试药品:30%聚醛·甲萘威颗粒剂(10%四聚乙醛+20%甲萘威),山东省青岛奥迪斯生物科技有限公司提供。试验作物:棉花(银山1号)。试验地点:商丘市,土壤类型为褐土,pH值为7.2~8.0,有机质质量分数为1.2%~1.6%;天津市,土壤类型为褐土,pH值为7.2,有机质质量分数为1.6%。试验时间:2011—2012年。1.2田间试验设计1.2.1棉叶样品的采集采用1次施药多次采样的方法,甲萘威在棉花上的消解动态试验设1个处理,3次重复,并设空白对照,每小区面积为30m2。按30%聚醛·甲萘威颗粒剂4500g/hm2(有效成分用量,下同)撒施1次,于施药后2h、1,2,3,5,7,10,14,21,28,35d采集棉叶样品。另设10m2平坦地块,按30%聚醛·甲萘威颗粒剂4500g/hm2撒施1次,于施药后2h、1,2,3,5,7,10,14,21,28,35,42d用土钻采集0~10cm土壤。1.2.2社区内部施药试验共设高、低剂量2个处理,高、低剂量分别为3375g/hm2(1.5倍推荐剂量)和2250g/hm2(推荐剂量),各设1次和2次施药处理,每处理3次重复,每小区面积30m2。施药间隔期7d,另设空白对照,处理间设保护带。于收获前14d、收获前7d及收获当天采集棉花和土壤样品。1.2.3样品的采集和整理将田间采集的棉叶样品用不锈钢刀具切成1cm以下的碎片,混匀后,用四分法缩分后留样200g;将田间采集的土壤样品及时放在样品盘上,剔除土壤以外的侵入体,用四分法缩分后留样200g;将田间采集的棉花样品,经多次脱绒,粉碎后用四分法缩分后获得棉籽样品,留样200g。以上样品-20℃低温冷冻保存待测。1.3分析1.3.1实验仪器与设备液相色谱-电喷雾串联四级杆质谱联用仪(LC-MS/MS,TSQQuantum),Thermo公司;6202型粉碎机,台湾欣镇;高速离心机,湖南湘仪实验仪器开发有限公司;涡流混合器、电子天平、精密移液枪以及其它实验室常用仪器设备等。甲萘威标准品(98.7%),北京海岸鸿蒙标准物质技术有限公司;甲醇、二氯甲烷、乙腈(色谱纯),美国Fisher公司;甲酸(色谱纯);氯化钠(分析纯,140℃烘烤4h);氨基固相萃取柱,天津博纳艾杰尔科技有限公司。1.3.2基质固相萃取柱的制备称取已制备好的棉叶样品(或棉籽、土壤样品)10g(精确至0.01g)于100mL离心管中,准确加入50mL甲醇+二氯甲烷(体积比1∶99)、10mL去离子水,涡旋1min,超声波提取5min后,向离心管中加入3g氯化钠,涡旋振荡混匀,以5000r/min离心5min,准确吸取25mL上清液待净化。氨基固相萃取柱先用5mL甲醇+二氯甲烷(体积比1∶99)预淋洗,然后将上步25mL提取液转移上柱,并用250mL旋转蒸发瓶收集洗脱液,再用5mL甲醇+二氯甲烷(体积比1∶99)洗柱,洗脱液一并收集于旋转蒸发瓶中,于45℃水浴减压旋转蒸发近干。剩余物用甲醇溶解定容到2mL容量瓶中,经0.22uf06dm针孔滤膜过滤于色谱进样小瓶中,待LC-MS/MS分析。1.3.3u3000样品AgilentPoroshell120SB-C18色谱柱(75mm×3.0mm,2.7uf06dm);柱温35℃;样品室温度10℃;进样量10uf06dL;流动相为乙腈+0.1%甲酸水溶液,流速0.20mL/min,二元梯度洗脱(见表1)。在此条件下甲萘威的保留时间约为3.8min。1.3.4辅助气流速试验电喷雾离子源,电喷雾电压3800V,离子传输管温度350℃,鞘气流速9.8L/min,辅助气流速1.4L/min。多反应离子监测模式下,甲萘威采用正离子模式,定量离子对为202.1→145.1,定性离子对为202.1→127.1,碰撞能量分别为15eV和40eV。1.3.5定量分析方法采用外标法定量。为保证结果准确,采用基质标准进行定量分析。空白棉叶(棉籽、土壤)提取净化液稀释储备液,配制成相应的基质标准溶液,获得甲萘威的基质标准曲线、线性相关系数及仪器检出限。2结果与讨论2.1标准曲线和检出限不同基质中,甲萘威质量浓度在0.1~3mg/L范围内,以溶液质量浓度为横坐标,定量离子对的提取离子色谱峰面积为纵坐标,获得相关线性方程(见表2)。相关系数均大于0.999。检出限为2.0uf06dg/L。本试验设0.05,0.1,1.0mg/kg3个添加水平进行回收率试验,每个水平重复5次,不同样品中甲萘威的添加回收率和相对标准偏差(RSD)见表3。从表中可以看出,甲萘威在各基质中的平均回收率介于90.41%~106.78%之间,相对标准偏差(RSD)介于1.32%~6.25%之间,棉叶、棉籽和土壤样品中甲萘威的最低检测浓度分别为0.01,0.01,0.005mg/kg。2.2威的降解过程甲萘威在棉叶和土壤中消解动态符合一级反应动力学方程。甲萘威在棉叶上降解的半衰期为1.1~1.9d;在土壤上降解的半衰期为4.3~6.2d,半衰期均比较短,属于易降解农药。其消解一级动力学方程及相关系数见表4。2.3棉籽中甲的残留量经2011—2012年2年2地试验,30%聚醛·甲萘威颗粒剂按推荐剂量和1.5倍推荐剂量施药1次和2次,收获前14d、收获前7d、收获当天采收,测得棉籽中甲萘威的最终残留量≤0.023mg/kg;土壤中甲萘威的最终残留量≤0.024mg/kg。3棉叶和土壤样品的残留建立了甲萘威在棉花和土壤中残留的液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)分析方法,方法的精密度、灵敏度、回收率等均符合农药残留检测技术要求。试验结果表明:甲萘威在棉叶和土壤