建立水稻中二氯喹啉酸及其代謝物二氯喹啉酸甲酯殘留的QuEChERS-HPLC-MS/MS分析方法,將該方法運用到不同地區(qū)水稻樣品的檢測。
二氯喹啉酸和二氯喹啉酸甲酯分別經甲醇和乙腈提取,C18、PSA和GCB凈化,C18色譜柱分離,電噴霧離子源(ESI+),多反應監(jiān)測模式(MRM)下分析。在0.05、0.1、1mg/kg質量分數添加水平下,二氯喹啉酸平均添加回收率為83%~96%,RSD為0.4%~8.7%。在0.01、0.1、1mg/kg添加水平下,二氯喹啉酸甲酯平均添加回收率為79%~106%,RSD為0.2%~14.4%。
通過檢測1年12地的水稻樣品,二氯喹啉酸在水稻中的殘留量為0.05~0.48mg/kg,二氯喹啉酸甲酯的殘留量均小于0.01mg/kg,低于國家標準中規(guī)定的二氯喹啉酸在水稻上的最大殘留限量(1mg/kg)。該方法簡單快速準確,適合于水稻中二氯喹啉酸及其代謝物二氯喹啉酸甲酯的殘留檢測。
二氯喹啉酸(quinclorac)是喹啉羧酸類激素型特效選擇性除草劑,屬于典型的長殘留農藥,在植物體內、土壤和水中都有殘留,施藥后殘效期長,影響了后茬作物的生長,對部分作物有致畸作用。水稻作為世界上最重要的糧食作物之一,是世界一半以上人口的主食,且二氯喹啉酸是中國水稻使用量排名前十的除草劑,所以水稻中二氯喹啉酸的殘留問題得到人們的日益重視。
美國、歐盟和日本規(guī)定二氯喹啉酸在水稻上的最大殘留限量(MRL)為5mg/kg,我國規(guī)定二氯喹啉酸在水稻上的MRL值為1mg/kg,并未規(guī)定其代謝物的殘留限量。目前針對二氯喹啉酸代謝途徑的研究很少,在對于微生物降解研究中發(fā)現分枝桿菌(Mycobacteriumsp.)F4通過脫氯的方式或羧基甲基化可以產生甲酯化合物,二氯喹啉酸甲酯(quincloracmethylester)作為二氯喹啉酸在植物體內的代謝產物毒性略低于母體[二氯喹啉酸LD50=2680mg/kgb.w.(鼠急性經口),二氯喹啉酸甲酯LD50>2000mg/kgb.w.(鼠急性經口)],但由于二氯喹啉酸甲酯在植物體內可以轉化為二氯喹啉酸,所以二氯喹啉酸代謝物的殘留檢測問題不容忽視。結構式見圖1。
目前檢測二氯喹啉酸的方法有液相色譜法、氣相色譜法和液質聯用法。黃思琦等建立的液相色譜-串聯質譜法測定模擬自然條件下稻田環(huán)境中的水、土壤和水稻植株中二氯喹啉酸的殘留,采用酸化乙腈作為提取溶劑,分散固相萃取凈化,操作簡單,靈敏度高,但并未關注代謝物二氯喹啉酸甲酯的殘留檢測;關于二氯喹啉酸及其代謝物的檢測方法,王一茹等利用氣相色譜的方法同時檢測了二氯喹啉酸和代謝物二氯喹啉酸甲酯的殘留,但采用了甲基化試劑(重氮甲烷)轉化為甲酯進行檢測,該方法前處理復雜,溶劑用量大,分析時間長。
QuEChERS前處理方法是相較于傳統前處理方法更節(jié)省溶劑、回收率高、處理時間短,近年來常用的前處理技術,可以有效的縮短凈化時間,減少凈化劑的使用,節(jié)省試驗成本。本試驗旨在建立一種QuEChERS-高效液相色譜-串聯質譜法,可同時檢測水稻中的二氯喹啉酸及其代謝物的殘留,優(yōu)化檢測方法,節(jié)約成本,提高前處理的效率。并運用到1年12地田間試驗樣品,分析二氯喹啉酸及其代謝物在不同地區(qū)水稻中的殘留,驗證該方法的實用性。
99.2%二氯喹啉酸標準品,99.0%二氯喹啉酸甲酯標準品,十八烷基硅烷鍵合膠(C18)、N-丙基乙二基(PSA)、石墨化碳黑(GCB)、色譜純乙腈、甲醇和甲酸,分析純無水硫酸鎂和氯化鈉,50%二氯喹啉酸可溶粉劑。
Agilent1290-6460液相色譜串聯三重四級桿質譜儀和MassHunter工作站軟件,超純水儀,萬分之一天平,渦旋振蕩器,SL-200型高速多功能粉碎機,高速冷凍離心機,LTJM-2099型精米機。
最終殘留田間試驗于2018年在黑龍江、遼寧、安徽、江蘇等12地進行,試驗地信息見表1。按農作物中農藥殘留試驗準則要求設試驗小區(qū),試驗設置1個處理小區(qū)和1個對照小區(qū)。每個小區(qū)面積不小于100m2,小區(qū)之間設置保護行,每個處理重復3次。
試驗區(qū):以田間推薦最高施藥劑量375ga.i./hm2(制劑用藥量750g/hm2),水稻移栽后7~15d,稗草2~3葉期,莖葉噴霧,施藥1次。水稻收獲時采集水稻植株和稻穗樣品約1kg,(-20±2)℃下保存,待測。
對照區(qū):設置不施藥空白對照區(qū),噴施等量的清水,采集水稻植株和稻穗作為空白樣品。
稻穗經精米機脫殼分為糙米和稻殼2部分,稻稈植株剪為小段,分別用高速粉碎機粉碎。
二氯喹啉酸:準確稱取5g粉碎樣品(糙米、稻殼和稻稈)于50mL離心管中,加入10mL甲醇,在1500r/min下振蕩5min,加入3g無水硫酸鎂、2g氯化鈉,渦旋1min,在4000r/min離心5min,取1.5mL上清液加入含有凈化劑(糙米:150mgMgSO4+50mgC18+50mgPSA,稻殼:150mgMgSO4+50mgPSA,稻稈:150mgMgSO4+20mgGCB+50mgPSA)的2mL離心管中,渦旋1min,在5000r/min離心5min,取上清液,經0.22μm有機膜過濾,待HPLC-MS/MS分析。
二氯喹啉酸甲酯:準確稱取5g粉碎樣品(糙米、稻殼和稻稈)于50mL離心管中,加入5mL乙腈,然后在1500r/min下振蕩5min,加入3g無水硫酸鎂、2g氯化鈉,渦旋1min,在4000r/min離心5min,取1.5mL上清液加入含有凈化劑(糙米:150mgMgSO4+50mgC18+50mgPSA,稻殼:150mgMgSO4+50mgPSA,稻稈:150mgMgSO4+20mgGCB+50mgPSA)的2mL離心管中,渦旋1min,在5000r/min離心5min,取上清液,經0.22μm有機膜過濾,待HPLC-MS/MS分析。
色譜條件:AgilentEclipsePlusC18色譜柱(50mm×2.1mm,1.8μm);柱溫40℃;進樣體積1μL;流動相A相為乙腈,B相為0.2%甲酸水溶液,梯度洗脫程序:0~1min為10%A,3.0min為90%A,4.0min為10%A,分析時間是4min,流速為0.3mL/min;80%甲醇水溶液洗針。
質譜條件:電噴霧正離子源(ESI+);多反應監(jiān)測模式(MRM);霧化氣為99.95%氮氣,碰撞氣和干燥氣為99.99%氮氣,干燥氣溫度325℃,流速8.0L/min;鞘氣溫度350℃,流速10.0L/min;毛細管電壓4.5kV;噴嘴電壓500V。二氯喹啉酸母離子為m/z242.0,定量和定性離子分別為m/z224.0和m/z161.0,二氯喹啉酸甲酯母離子為m/z256.1,定量和定性離子分別為m/z224.0和m/z161.1;駐留時間120ms;裂解電壓60V;碰撞能15eV。
分別準確稱取二氯喹啉酸和二氯喹啉酸甲酯標準品0.01g(精確至0.0001g),用色譜甲醇溶解并定容至100mL容量瓶中,配制成100mg/L標準溶液。二氯喹啉酸用色譜甲醇和基質(糙米、稻殼和稻稈)空白對照液逐級稀釋成0.05、0.1、0.5、1、2、5mg/L系列標準溶液,二氯喹啉酸甲酯用色譜甲醇和基質(糙米、稻殼和稻稈)空白對照液逐級稀釋成0.01、0.05、0.1、0.5、1、5mg/L系列標準溶液?,F用現配,所有溶液均于4℃下避光保存。
采用外標法定量,分別以2種化合物基質標準溶液的質量濃度為橫坐標,監(jiān)測定量離子對的峰面積為縱坐標,繪制標準工作曲線。
在空白糙米、稻殼和稻稈基質中分別添加二氯喹啉酸和二氯喹啉酸甲酯標準溶液,二氯喹啉酸質量分數添加水平為0.05、0.1、1mg/kg,二氯喹啉酸甲酯質量分數添加水平為0.01、0.1、1mg/kg。每個水平重復5次。按照上述方法進行樣品前處理和檢測。計算日內平均回收率、日內相對標準偏差和日間平均回收率、日間相對標準偏差。
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