全自动固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法测定水中150种农药残留.pdf
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1、 收稿日期:2 0 2 2-0 5-2 3 修回日期:2 0 2 2-0 6-2 9基金项目:伊犁师范大学污染物化学与环境治理实验室基金资助项目(2 0 2 1 H J Y B 0 2);伊犁师范大学污染物化学与环境治理重点实验室开放课题项目(2 0 1 8 H J Z D 0 1)*通讯作者:粟有志,男,硕士,高级工程师,从事环境和食品中药物残留的分析技术研究.E-m a i l:s u y o u z h i 1 1 1 01 6 3.c o m第3 9卷第3期V o l.3 9 N o.3分 析 科 学 学 报J OUR NA LO FANA L Y T I C A LS C I E N
2、 C E2 0 2 3年6月J u n e 2 0 2 3D O I:1 0.1 3 5 2 6/j.i s s n.1 0 0 6-6 1 4 4.2 0 2 3.0 3.0 0 9全自动固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法测定水中1 5 0种农药残留王 宁1,粟有志*1,2,雷红琴2,李艳美2,李 芳2,王兴磊1(1.伊犁师范大学化学与环境科学学院 污染物化学与环境治理重点实验室,新疆伊宁8 3 5 0 0 0;2.伊宁海关技术中心,新疆伊宁8 3 5 0 0 0)摘 要:建立了固相萃取-高效液相色谱-串联质谱(H P L C-M S/M S)分析方法测定水中1 5 0种农药残留。采用HL
3、B固相萃取小柱净化和富集,待测物经K i n e t e xX B-C1 8柱(1 0 0mm3.0mm,2.6m)分离,以0.1%甲酸水溶液-乙腈为流动相,梯度洗脱;采用电喷雾正离子源(E S I+),多重反应监测(MRM)模式监测。实验结果显示,1 5 0种农药在各自线性范围内相关系数均大于0.9 9 1;检出限(S/N3)为0.16n g/L;定量限(S/N1 0)为0.32 0n g/L;在2 0、1 0 0、2 0 0n g/L三个浓度添加水平下,回收率在6 0.7%1 1 6%之间,相对标准偏差(R S D)在4.0%1 0.2%之间。该方法操作简单、灵敏、快速,适用于水体中农药残
4、留的日常监测。关键词:固相萃取;农药残留;水;H P L C-M S/M S中图分类号:O 6 5 7.6 3 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 6-6 1 4 4(2 0 2 3)0 3-3 0 9-1 0随着科技和社会的高速发展,农药在减轻病虫害、提高农作物产量、降低劳动强度以及培育新品种等方面起到了至关重要的作用。同时,农药也是一种有毒有害物质,低浓度的状态下在自然环境中也可长时间存在,通过生物之间的富集作用或者食物链等方式进入人体,从而危害人类健康。2 0 1 9年欧盟报道,农药的种类约有1 3 0 0种,其中允许使用的农药约有4 5 0种,大多数农药未被允许或禁止使用2。同时农药
5、不仅会作用于目标物,还会通过迁移、浸出等过程对土壤、大气以及水体造成影响。随着各类污染事件的发生,有机污染物成为环境保护所面临的一个严峻的问题,而农药污染是其中最重要而且最难解决的问题之一。因此对水体中农药检测技术的研究与应用已经成为了国际社会关注的焦点。现有文献报道关于水体中多种农药残留的检测分析方法主要有液相色谱法3、气相色谱法4、液相色谱-串联质谱法5,6、气相色谱-串联质谱法7,8。高效液相色谱-串联质谱法具有检测快速、灵敏度高、选择性高等特点已成为多种农药残留分析的首选。水环境中农药残留的含量较低,常需有效的前处理技术对农药残留进行富集和净化,以提高方法的灵敏度和降低方法检出限。G
6、B/T2 3 2 1 4-2 0 0 8 饮用水中4 5 0种农药及相关化学品残留量的测定液相色谱-串联质谱法 对水样进行了2 5倍富集,同时该方法需液液萃取、有机试剂用量较大。本文的前处理无需液液萃取,节约了有机溶剂,对水中目标物进行了5 0 0倍的富集,降低了方法的检出限。本文选择杀虫剂、杀菌剂和除草剂等3大类1 5 0种农药为研究对象,采用高效液相色谱-串联质谱法(H P L C-M S/M S),结合全自动固相萃取(S P E)前处理技术建立了检测水体中的1 5 0种农药残留的分析方法,其中固相萃取提取效果好,溶剂用量少,可为实验室对大体积水样的前处理提供技术指南。903第3期王宁等:
7、全自动固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法测定水中1 5 0种农药残留第3 9卷1 实验部分1.1 仪器与试剂S c i e x/QT R A P4 5 0 0型高效液相色谱三重四极杆质谱仪(美国A BS c i e x公司),配有电喷雾离子源;M S 3型涡旋振荡器(德国I KA公司);A u t oE VA-6 0型全自动平行浓缩仪(厦门R e e k o公司);M i l l i-QD i-r e c t 8超纯水系统(美国M i l l i p o r e公司);S P E 1 0 0 0-6型全自动高通量柱式固相萃取系统(北京L a bT e c h公司)。固相萃取柱WA X、MA X
8、、MC X、C1 8(美国W a t e r s公司),S C X(美国W e l c h M a t e r i a l s公司),PWA X(天津A g e l aT e c h n o l o g i e s公司),P A X、P L E X A(美国A g i l e n tT e c h n o l o g i e s公司),以上萃取柱规格均为6 0m g/3 m L;HL B(规格为6 0m g/3m L、1 5 0m g/6m L和5 0 0m g/6m L,美国W a t e r s公司)。1 5 0种农药标准品均购自德国D r.E h r e n s t o r f e rG
9、m b H公司。乙腈、甲醇、二氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮(色谱纯,美国F i s h e rc h e m i c a l公司),其他试剂均为分析纯。1.2 标准溶液配制分别精密称取1 5 0种农药标准品各0.0 1g(精确到0.0 1m g)于1 0m L的容量瓶中,用甲醇溶解并且定容至1 0m L,配制成质量浓度为1m g/m L的各种农药标准储备液,棕色试剂瓶中保存。分别准确吸取配制好的各种标准储备液1 0 0L,用乙腈水(体积比为1 9)溶液定容至1 0m L,得到1 0m g/L混合标准溶液,避免待测物离子间的相互干扰,将1 5 0种农药分为混标A和混标B两个混标,混标中农药具体分组参见
10、表2。避光保存于-1 8冰箱中。1.3 样品前处理1.3.1 样品采集 在伊宁市伊犁河大桥以及伊犁河新一桥附近的伊犁河中设置9个水样采集点,S-1、S-2和S-3为上游采集点,Z-1、Z-2和Z-3为中游采集点,X-1、X-2和X-3为下游采集点。在每个采集点用样品瓶采集水面下2 0c m处2L水样,使用抽滤装置过0.4 5m滤膜后,置于4冰箱中避光保存,待测。1.3.2 样品净化 设置全自动固相萃取仪步骤。活化:1 0m L甲醇溶液和1 0m L水溶液活化平衡HL B固相萃取柱,氮气吹干;上样:5 0 0m L水样以1 0m L/m i n的流速过HL B固相萃取柱,氮气吹干;淋洗:1 0m
11、 L超纯水淋洗HL B固相萃取柱,氮气吹干;洗脱:1 2m L甲醇丙酮(体积比1 1)溶液洗脱HL B固相萃取柱,氮气吹干。收集洗脱液,洗脱液在3 5水浴条件下氮气吹干,乙腈水(体积比1 9)溶液定容至1m L,涡旋,过0.2 2m尼龙滤膜至进样瓶,供仪器分析。1.4 液相色谱与质谱条件1.4.1 液相色谱条件 色谱柱:K i n e t e xX B-C1 8柱(1 0 0mm3mm,2.6m);柱温:3 5;进样量:1 0L;流动相:0.1%甲酸水溶液(A)和乙腈(B);流速:0.4m L/m i n;梯度洗脱程序:00.5m i n,5%B;0.51 4m i n,5%9 5%B;1 4
12、1 6m i n,9 5%B;1 61 6.1m i n,9 5%5%B;1 6.12 0m i n,5%B。1.4.2 质谱条件 电喷雾正离子源模式(E S I+),多重反应监测(MRM);碰撞气(C A D):6k P a;气帘气(C UR):3 5k P a;雾化气(G S 1):5 0k P a;辅助气(G S 2):5 0k P a;去溶剂温度:5 0 0;电喷雾电压:5.5KV;碰撞室入口电压(E P):1 0V;碰撞室出口电压(C X P):1 0V;1 5 0种农药的监测离子对、锥孔电压、碰撞能量、保留时间参见表1。表1 1 5 0种农药的保留时间、MRM、线性范围、标准曲线、
13、相关系数T a b l e1 R e t e n t i o nT i m e s,MRM,l i n e a r r a n g e s,r e g r e s s i o ne q u a t i o na n dc o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n t s(r2)o f 1 5 0p e s t i c i d e sN o.P e s t i c i d eR e t e n t i o n t i m e(m i n)M o n i t o r i n g i o np a i r(m/z)C o n ev o l t a g e(V)C
14、o l l i s i o ne n e r g y(V)L i n e a rr a n g e(n g/m L)R e g r e s s i o ne q u a t i o nR21O m e t h o a t e2.9 42 1 4.1/1 0 9.1;2 1 4.1/1 8 2.9*6 03 6;1 60.5-2 0 0y=9.1 1 1 04x+8.1 4 1 040.9 9 92C a r b e n d a z i m3.2 41 9 2.1/1 3 2.1;1 9 2.1/1 6 0.0*8 04 1;2 50.1-2 0 0y=5.9 3 1 04x+7.1 3 1 0
15、40.9 9 93D i n o t e f u r a n3.3 62 0 3.0/1 2 9.1*;2 0 3.0/1 5 7.13 51 6;1 10.5-2 0 0y=4.4 9 1 04x+1.4 2 1 050.9 9 54N i t e n p y r a m3.6 52 7 1.0/9 9.1;2 7 1.0/2 2 5.1*4 02 2;1 61-2 0 0y=3.7 7 1 04x+1.0 4 1 050.9 9 55A l d i c a r bs u l f o n e3.7 92 4 0.0/1 4 8.1*;2 4 0.0/1 6 6.13 01 7;1 61-2
16、0 0y=4.3 8 1 04x+1.1 9 1 050.9 9 56O x y d e m e t o n-m e t h y l3.8 12 4 7.1/1 2 6.9;2 4 7.1/1 6 9.0*6 13 9;2 15-2 0 0y=1.9 3 1 05x+7.4 6 1 050.9 9 17O x a m y l3.9 12 3 7.0/7 2.1*;2 3 7.0/9 0.12 03 2;1 10.1-2 0 0y=5.0 5 1 04x+4.2 2 1 040.9 9 98C h l o r d i m e f o r m4.0 71 9 7.0/8 9.1;1 9 7.0/1
17、 1 7.1*6 06 7;3 52-2 0 0y=1.0 9 1 05x+9.6 1 1 040.9 9 99M o n o c r o t o p h o s4.1 02 2 4.0/9 8.1;2 2 4.0/1 2 7.1*6 01 7;2 10.5-2 0 0y=7.4 8 1 04x+2.6 1 1 050.9 9 21 0M e t h o m y l4.1 51 6 3.1/8 8.1*;1 6 3.1/1 0 6.13 81 2;1 40.5-2 0 0y=7.6 5 1 04x+1.8 3 1 050.9 9 6013第3期分 析 科 学 学 报第3 9卷(续表1)N o.
18、P e s t i c i d eR e t e n t i o n t i m e(m i n)M o n i t o r i n g i o np a i r(m/z)C o n ev o l t a g e(V)C o l l i s i o ne n e r g y(V)L i n e a rr a n g e(n g/m L)R e g r e s s i o ne q u a t i o nR21 1D i c r o t o p h o s4.5 62 3 8.0/1 1 2*;2 3 8.0/1 9 3.06 01 6;1 20.5-2 0 0y=1.6 1 05x+3.6 2
19、 1 050.9 9 51 2E t h i r i m o l4.5 72 1 0.1/9 8.0;2 1 0.1/1 4 0.0*1 0 03 3;2 90.1-2 0 0y=7.8 6 1 04x+1.9 2 1 050.9 9 61 3F l o n i c a m i d4.7 72 3 0.1/1 4 8.0;2 3 0.1/2 0 3.0*8 03 5;2 22-2 0 0y=2.8 9 1 04x-3.3 4 1 030.9 9 91 4 D i e t h y l a m i n o e t h y l h e x a n o a t e5.0 52 1 6.0/1 0 0.
20、0;2 1 6.0/1 4 3.0*6 02 0;2 30.1-2 0 0y=1.3 5 1 05x+1.6 7 1 050.9 9 91 5M e t a m i t r o n5.1 92 0 3.0/1 0 4.0;2 0 3.0/1 7 5.0*6 03 0;2 20.5-2 0 0y=5.5 9 1 04x+1.0 2 1 050.9 9 81 6C l o t h i a n i d i n5.2 72 5 0.1/1 3 2.0;2 5 0.1/1 6 9.1*3 52 1;1 72-2 0 0y=2.3 6 1 04x+4.3 6 1 040.9 9 81 7D e m e t
21、 o n-S-s u l f o x i d e5.3 32 7 5.0/1 4 1.0;2 7 5.0/1 9 7.0*7 02 9;1 60.5-1 0 0y=1.0 3 1 05x+5.8 8 1 040.9 9 91 8I m i d a c l o p r i d5.5 42 5 6.0/1 7 5.1;2 5 6.0/2 0 9.0*4 52 7;2 22-2 0 0y=2.1 5 1 04x+4.0 7 1 040.9 9 91 9D i m e t h o a t e5.6 82 3 0.1/1 2 5.1;2 3 0.1/1 9 9.0*5 62 9;1 30.5-2 0 0
22、y=1.2 3 1 05x+1.8 2 1 050.9 9 92 0I m i d a c l o t h i z5.7 52 6 2.0/1 2 2.1;2 6 2.0/1 8 1.1*5 73 6;1 92-1 0 0y=8.7 4 1 03x+1.9 8 1 030.9 9 92 1A c e t a m i p r i d5.9 22 2 3.1/9 9.1;2 2 3.1/1 2 6.0*6 56 0;2 80.5-2 0 0y=3.4 1 04x+4.1 5 1 040.9 9 92 2M e v i n p h o s6.0 32 2 5.1/1 2 7.0*;2 2 5.1/1
23、 9 3.15 52 1;90.5-2 0 0y=1.2 1 1 05x+1.1 9 1 050.9 9 92 3D e m e t o n-S-s u l f o n e6.1 72 9 1.1/2 3 4.8*;2 9 1.1/2 6 3.17 02 1;1 60.1-2 0 0y=1.3 8 1 05x+3.7 8 1 050.9 9 52 4C y m o x a n i l6.2 41 9 9.0/1 1 1.0;1 9 1.0/1 2 8.1*5 32 4;1 25-2 0 0y=1.8 1 04x-1.6 6 1 030.9 9 82 5F e n a m i p h o s s
24、 u l f o x i d e6.6 63 2 0.0/1 7 1.1;3 2 0.0/2 3 3.0*1 0 03 0;3 20.1-2 0 0y=9.9 3 1 04x+1.2 7 1 050.9 9 92 6H e x a z i n o n e6.7 82 5 3.0/7 1.1;2 5 3.0/1 7 1.1*7 64 3;2 30.5-2 0 0y=8.9 2 1 04x+3.5 5 1 050.9 9 12 7F e n s u l f o t h i o n6.8 73 0 9.1/2 5 3.0*;3 0 9.1/2 8 1.08 02 5;1 80.5-2 0 0y=1.
25、5 8 1 05x+1.2 6 1 050.9 9 92 8O x a d i x y l7.0 72 7 9.0/1 3 2.1;2 7 9.0/2 1 9.1*6 84 1;1 70.5-2 0 0y=2.1 1 05x+4.2 1 050.9 9 82 9M e t o l c a r b7.0 91 6 6.0/9 4.2;1 6 6.0/1 0 9.0*5 04 0;1 81-2 0 0y=3.5 1 1 04x+8.6 2 1 040.9 9 63 0C y a n a z i n e7.2 32 4 1.0/1 0 4.1;2 4 1.0/2 1 4.1*6 04 0;2 41-
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