高效液相色譜法測(cè)定水稻及其環(huán)境中蟲(chóng)威殘留量

高效液相色譜法測(cè)定水稻及其環(huán)境中蟲(chóng)威殘留量

1蟲(chóng)威在稻米中的殘留動(dòng)態(tài)iikulmuzi成立于1992年，并于2001年注冊(cè)和銷售了美國(guó)杜邦公司。這是鈉通道抑制劑。其作用機(jī)制主要是阻止昆蟲(chóng)神經(jīng)中的鈉離子通道，使神經(jīng)元失去功能并最終導(dǎo)致目標(biāo)昆蟲(chóng)死亡。茚蟲(chóng)威屬低毒殺蟲(chóng)劑,無(wú)致癌、致畸和致突變作用,是一種廣譜高效的殺蟲(chóng)劑,且與其它殺蟲(chóng)劑不存在交互抗性,可用于害蟲(chóng)的綜合防治和抗性治理,但其對(duì)非靶標(biāo)生物仍具有較高的毒性。目前,一些國(guó)家已經(jīng)制定了茚蟲(chóng)威在水稻中的最高殘留限量(MRL)標(biāo)準(zhǔn),如歐盟規(guī)定茚蟲(chóng)威在稻米里的MRL值為0.02mg/kg,韓國(guó)規(guī)定其在稻米里的MRL值為0.1mg/kg,而我國(guó)還未制訂茚蟲(chóng)威在水稻中的MRL值,因此,建立水稻中茚蟲(chóng)威的殘留檢測(cè)方法十分必要。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外對(duì)茚蟲(chóng)威的殘留分析主要集中在蔬菜、水果、茶葉、魚(yú)肉、雞肉等樣品的測(cè)定,常用的檢測(cè)方法包括氣相色譜法、液相色譜法、氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法、液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法、超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法等。彭筱等采用氣相色譜法測(cè)定了茚蟲(chóng)威在水稻上的殘留消解動(dòng)態(tài),有關(guān)采用高效液相色譜法研究茚蟲(chóng)威在水稻上的殘留消解動(dòng)態(tài)國(guó)內(nèi)尚未見(jiàn)報(bào)道。筆者采用高效液相色譜———二極管陣列檢測(cè)器(HPLC-PDA)建立了茚蟲(chóng)威在水稻中的殘留分析方法。該方法成本低、提取凈化過(guò)程簡(jiǎn)單、檢測(cè)快速、靈敏度高,糙米中最低檢測(cè)濃度為0.01mg/kg,低于歐盟、韓國(guó)規(guī)定的茚蟲(chóng)威在稻米中的最高允許殘留量。利用該方法研究了2012年3%茚蟲(chóng)威超低容量液劑在湖南省寧鄉(xiāng)縣、江蘇省鎮(zhèn)江市、河南省新鄉(xiāng)市三地水稻中的殘留消解動(dòng)態(tài),為殺蟲(chóng)劑茚蟲(chóng)威在水稻上的安全使用提供了技術(shù)基礎(chǔ),亦為農(nóng)藥管理部門制訂其在水稻上的MRL值提供了科學(xué)依據(jù)。2實(shí)驗(yàn)部分2.1儀器的選擇儀器:LC-20AD島津高效液相色譜儀(配PDA檢測(cè)器及LC-Solution色譜工作站,帶SIL-20AXR自動(dòng)進(jìn)樣器,日本島津公司)、BL310sartorius型百分之一天平(德國(guó)賽多利斯公司)、AL204型萬(wàn)分之一電子天平(瑞士梅赫勒.托利公司)、RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海亞榮生化儀器廠)、HY-B1型回旋震蕩器(江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠)、KQ3200超聲儀(昆山市超聲儀器有限公司)。試劑:茚蟲(chóng)威標(biāo)準(zhǔn)品(純度98%);乙腈(色譜純);丙酮、乙酸乙酯、石油醚、二氯甲烷(均為AR);無(wú)水硫酸鈉(使用前400℃烘5h以上);弗羅里硅土(用前650℃活化3h,再加5%的水去活)。2.2動(dòng)態(tài)測(cè)定項(xiàng)目田水及土壤中消解動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)小區(qū)面積50m2,施藥劑量135ga.i/hm2,噴霧施藥,施藥1次,采樣距施藥間隔2h和1、3、7、14、21、30、45、60d。田水動(dòng)態(tài)樣品采用隨機(jī)法10點(diǎn)取樣,-20℃下存放備用;土壤動(dòng)態(tài)樣品采用隨機(jī)法8點(diǎn)取樣,-20℃下存放備用。水稻植株中消解動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn):重復(fù)小區(qū)數(shù)3次,小區(qū)面積30m2,施藥時(shí)期為水稻分蘗期,施藥劑量為135ga.i/ha,施藥次數(shù)1次,采樣距施藥間隔2h和1、3、7、14、21、30、45、60d。水稻植株動(dòng)態(tài)樣品采用隨機(jī)法取樣,四分法縮分,-20℃下存放備用。分別測(cè)定田水、土壤及植株中茚蟲(chóng)威的殘留量,獲得對(duì)應(yīng)的消解動(dòng)態(tài)曲線和半衰期。另設(shè)空白實(shí)驗(yàn)區(qū),施藥前,采集田水、土壤及植株樣品,用作空白對(duì)照。2.3分析2.3.1檢測(cè)波長(zhǎng)和測(cè)定波長(zhǎng)迪馬鉆石二代C18色譜柱(5μm,200mm4.6mmi.d.);流動(dòng)相為乙腈-水(60∶40,v/v)保持22min,乙腈-水(95∶5,v/v)保持5min,乙腈-水(60∶40,v/v)保持8min;流速為1mL/min;檢測(cè)波長(zhǎng)為310nm;柱溫為40℃;進(jìn)樣量為20μL;茚蟲(chóng)威的保留時(shí)間約為20.9min。外標(biāo)法定量。2.3.2乙腈定容測(cè)田水:量取20mL己過(guò)濾的水樣于125mL的分液漏斗中,用二氯甲烷(30mL×3)萃取,合并有機(jī)相后于40℃水浴旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至近干,用2mL乙腈定容,待測(cè)。土壤、植株、稻米、稻殼:稱取20g土樣(己剪碎的植株試樣10g、己粉碎的稻米樣品20g、稻殼樣品5g)于100mL的錐形瓶中,定量加入60mL提取液[v(丙酮)∶v(二氯甲烷)=2∶1],3g氯化鈉,超聲5min,振蕩提取30min,提取液經(jīng)無(wú)水硫酸鈉過(guò)濾后,取30mL于100mL圓底燒瓶中,于40℃水浴旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至近干,冷卻后過(guò)柱凈化。2.3.3濃縮殘留物的制備層析柱(200mm×20mm)中由下至上依次填裝8g無(wú)水硫酸鈉、5g弗羅里硅土、8g無(wú)水硫酸鈉,依次用乙酸乙酯、石油醚-乙酸乙酯(6∶4,v/v)混合液各10mL預(yù)淋層析柱,棄去,將濃縮殘留物用5mL乙酸乙酯溶解上樣,以石油醚-乙酸乙酯(6∶4,v/v)混合液10mL×3淋洗,收集洗出液于圓底燒瓶中,于40℃水浴旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至近干,冷卻后2mL乙腈定容,待測(cè)。3結(jié)果與討論3.1樣品前提取劑為復(fù)合劑的提取回收率根據(jù)茚蟲(chóng)威溶解度性質(zhì)(25℃下,幾乎不溶于水,乙腈中139mg/mL;乙酸乙酯中160mg/mL;二氯甲烷、丙酮中>250mg/mL),本實(shí)驗(yàn)除田水樣品可利用其溶解度性質(zhì)差異,以二氯甲烷進(jìn)行液液分配后直接提取即能達(dá)到滿意的回收率外,其它基質(zhì)樣品需采用混合提取劑,方能達(dá)到滿意回收。實(shí)驗(yàn)分別選用了乙酸乙酯、丙酮、二氯甲烷、乙腈作為水稻植株的提取劑,結(jié)果表明:乙酸乙酯和二氯甲烷提取回收率較低,分別為56.32%和68.43%,原因可能是乙酸乙酯和二氯甲烷親水性差,在提取過(guò)程中樣品不易被浸潤(rùn)。乙腈和丙酮提取回收率較高,分別為80.33%和89.42%。而當(dāng)使用丙酮-二氯甲烷(2∶1,v/v)混合溶劑提取時(shí),提取回收率可達(dá)97.72%,故本實(shí)驗(yàn)選擇丙酮-二氯甲烷(2∶1,v/v)混合溶劑進(jìn)行提取。與單一溶劑相比,該混合溶劑對(duì)本實(shí)驗(yàn)除田水以外的所有基質(zhì)均顯示出了良好的提取效率。3.2凈化填料的篩選水稻植株、稻殼中含有大量的色素和雜質(zhì),如何去除色素和雜質(zhì)對(duì)目標(biāo)物檢測(cè)的干擾是本實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)中,對(duì)常用的凈化填料弗羅里硅土、中性氧化鋁、活性炭進(jìn)行了嘗試,結(jié)果見(jiàn)圖1。圖1表明,在石油醚-乙酸乙酯、二氯甲烷-丙酮、甲醇3種淋洗體系的淋洗下,選用弗羅里硅土或中性氧化鋁與一定量的活性炭混合作為吸附劑,去除色素的效果好,但茚蟲(chóng)威標(biāo)準(zhǔn)溶液的淋出率最多只有80%,可能是活性碳在吸附色素的同時(shí)也吸附了一部分目標(biāo)物;使用中性氧化鋁作為凈化填料,茚蟲(chóng)威的淋出率低于78%;而使用弗羅里硅土作為凈化填料,凈化效果比較理想,茚蟲(chóng)威的淋出率在98%以上,因此選用弗羅里硅土作為凈化填料。實(shí)驗(yàn)比較了3種不同淋洗劑對(duì)茚蟲(chóng)威的洗脫效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn):以二氯甲烷-丙酮(1∶1,v/v)和甲醇作洗脫劑,每次10mL,洗脫3次,茚蟲(chóng)威的洗脫率分別達(dá)到98.50%和95.33%。但洗脫下來(lái)的雜質(zhì)也較多,干擾目標(biāo)峰的測(cè)定。以石油醚-乙酸乙酯(6∶4,v/v)作洗脫劑,每次10mL,洗脫3次,茚蟲(chóng)威的洗脫率高達(dá)100.1%,且洗脫下來(lái)的雜質(zhì)較少,不干擾目標(biāo)峰的測(cè)定。因此選擇石油醚-乙酸乙酯(6∶4,v/v)作為洗脫劑。3.3檢測(cè)波長(zhǎng)的確定采用二極管陣列檢測(cè)器進(jìn)行全波長(zhǎng)掃描(見(jiàn)圖2)發(fā)現(xiàn),在310nm處,茚蟲(chóng)威有最大的吸收,因此,選擇310nm為檢測(cè)波長(zhǎng)。3.4流動(dòng)相及洗脫時(shí)間實(shí)驗(yàn)選用迪馬鉆石二代200mm′4.6mm(i.d)C18柱對(duì)于茚蟲(chóng)威標(biāo)準(zhǔn)品能夠呈現(xiàn)良好的線性,且峰形對(duì)稱,故該柱可以作為分離茚蟲(chóng)威的比較理想的色譜柱。實(shí)驗(yàn)選用了不同體積比例的乙腈-水、甲醇-水作為流動(dòng)相,研究結(jié)果表明,在乙腈-水(60∶40,v/v)的條件下,茚蟲(chóng)威的保留時(shí)間為20.9min,且能與雜質(zhì)完全分離,峰形尖銳。因水稻基質(zhì)較為復(fù)雜,為避免弱極性雜質(zhì)對(duì)在上述流動(dòng)相條件下不出峰而造成對(duì)后面樣品的干擾,實(shí)驗(yàn)時(shí)選用梯度洗脫,即流動(dòng)相:乙腈-水(60∶40,v/v),保持22min;乙腈-水(95∶5,v/v)保持5min;乙腈-水(60∶40,v/v),保持8min。3.5標(biāo)準(zhǔn)曲線及檢出限稱取一定量的茚蟲(chóng)威標(biāo)準(zhǔn)品用乙腈溶解配制成500mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液,再分別稀釋成0.05、0.1、0.2、0.5、1、5、10mg/L的不同濃度的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,采用上述色譜條件進(jìn)行檢測(cè),以茚蟲(chóng)威的質(zhì)量濃度(x)為橫坐標(biāo),峰面積(y)為縱坐標(biāo)作回歸分析,得到標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為:y=44519x+266.73,r2=0.9999。結(jié)果表明茚蟲(chóng)威在0.05~10mg/L質(zhì)量濃度范圍內(nèi)與峰面積呈良好的線性關(guān)系。樣品處理后測(cè)定,得出茚蟲(chóng)威在田水、土壤、稻米中的檢出限均為0.003mg/kg,在植株、稻殼中的檢出限分別為0.006mg/kg、0.012mg/kg;茚蟲(chóng)威在田水、土壤、稻米中的定量限均為0.01mg/kg,在植株、稻殼中的定量限分別為0.02mg/kg、0.04mg/kg。3.6準(zhǔn)確度和精密度在田水、土壤、植株、稻殼和稻米空白樣品中分別進(jìn)行3個(gè)水平的添加回收實(shí)驗(yàn),另設(shè)空白對(duì)照。每個(gè)濃度水平在1d內(nèi)重復(fù)測(cè)定5次,在3d內(nèi)每天重復(fù)測(cè)定5次,考察其日內(nèi)和日間的準(zhǔn)確度和精密度。添加回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明(見(jiàn)表1)。茚蟲(chóng)威在水稻中的日內(nèi)平均添加回收率為81.9%~101.2%,標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.2%~5.9%;日間平均添加回收率為77.7%~114.3%,標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.3%~13.3%,典型色譜圖見(jiàn)圖3。3.7水稻蟲(chóng)威的降解按照“2.3.1”所建方法對(duì)所有樣品進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果表明(見(jiàn)表2)。茚蟲(chóng)威在田水、土壤和植株中的消解動(dòng)態(tài)趨勢(shì)呈指數(shù)回歸,符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。在湖南省寧鄉(xiāng)縣、江蘇省鎮(zhèn)江市、河南省新鄉(xiāng)市三地將3%茚蟲(chóng)威超低容量液劑施用于水稻后,在施藥后第14d時(shí),茚蟲(chóng)威在田水、土壤和植株中降解率均達(dá)到了95%以上,其在