周 芹 ，许庆轩 ，吴玉梅 ，王佳钰 ，赵艳丽

（1.黑龙江大学农作物研究院/中国农业科学院甜菜研究所，哈尔滨150080；2.农业部甜菜品质监督检验测试中心，哈尔滨150080；3.黑龙江省普通高等学校甜菜遗传育种重点实验室，哈尔滨150080；4.黑龙江中医药大学，哈尔滨150040；5.佳木斯大学药学院，佳木斯154007）

各类化学除草剂是作物种植者降低用工成本，提高除草效率的主要除草方式。甜菜对某些除草剂十分敏感，玉米、大豆、小麦等是甜菜轮作种植中主要的前茬农作物，莠去津、塞克津及2，4-D丁酯是上述作物生产中常用的除草剂，主要通过土壤前茬残留和空气飘移两种形式危害甜菜。莠去津是玉米田的优良除草剂[1]，塞克津可以在多种作物上应用，莠去津和塞克津是在土壤中残留的除草剂，每公顷用量超过4kg时，12个月内不能种植甜菜[2]。笔者多年生产调查和小区试验表明[3]，除普斯特和豆磺隆外，塞克津、莠去津及2，4-D丁酯也是危害甜菜生长的除草剂。目前的除草剂检测方法中多为同类除草剂的定量分析，采用气相色谱-氮磷检测器（GC-NPD）方法，可以测定土壤中塞克津、莠去津[4]，对于塞克津既有气相色谱也有液相色谱法，但是对上述3种不同种类除草剂同时进行分析的方法尚未见报道。

当前气-质联用（GC-MS）已成为鉴定天然及人工合成混合物组分的有效手段之一，逐渐被应用于农产品和环境农药污染的监测研究[5]。本实验首先对气相色谱（GC）分离条件和相关的质谱条件进行优化，通过总离子流色谱图（TIC）中各峰相应的质谱图可以同时鉴定莠去津、塞克津、2，4-D丁酯3种目标组分；利用3种组分的提取离子色谱图（EIC）分别制定校正曲线，定量方法简单。通过大量实验，对Florisil固相萃取小柱的萃取条件如洗脱溶剂等进行了优化，建立了GC-MS/MS方法同时测定土壤中均三氮苯类和酯类除草剂残留的测定方法，是较为快捷的准确定量方法，以期为建立甜菜质量安全监控量化指标体系提供基础资料。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

美国瓦里安公司Varian450GC-320MS气相色谱质谱联用仪，旋转蒸发仪RE300，KQ-250DB型数控超声波清洗器，HY-6调速多用振荡器，标准品莠去津、塞克津、2，4-D丁酯都是来自德国Dr.Ehrenstorfer公司，甲醇、正己烷、丙酮、乙腈均为色谱纯。

1.1.1 色谱条件 进样口温度Injector：200℃，载气流速Flow Rate：2 mL/min，分流模式：采用脉冲分流，初始采用20∶1的分流比，0.01min关掉分流阀，2min时采用100∶1的分流比，4min时恢复初始分流比，柱温箱采用程序升温：70℃保持 2min，15℃/min升到 220℃保持 15min，1℃/min升至 225℃保持 1min，20℃/min升至290℃保持10min，传输线温度Transfer Line250℃。

1.1.2 质谱条件 离子源模式：Ionization EI，扫描时间Scan time：0.6，离子源温度Ionization Temperature：200℃，数据采集延迟时间Collect Delay：4min。质谱的MRM条件见表1。

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1.2 标准溶液的制备

准确称取莠去津、塞克津、2，4-D丁酯各0.0010g，分别定容于100mL容量瓶中，配制成10mg/L正己烷溶液，分别取出1mL溶液混合在一起，加入7mL正己烷溶液，制成1mg/L混合标准溶液，备用。

1.3 样品提取与净化

1.3.1 样品的提取 取10.0g土壤样品于200mL锥形瓶中，加入50mL丙酮∶正己烷（3∶2）混合溶剂，超声30min，震荡1h，8000r/min离心10min，取上清液，旋转蒸干，加10mL正己烷溶解，待用。

1.3.2 样品的净化 Florisil柱先用5mL丙酮∶正己烷（1∶9）活化，再用5mL正己烷活化，待液面刚刚接近柱填料表面时加入待洗脱液，弃去流出液，然后用10mL正己烷∶丙酮（9∶1）分两次洗脱，接收洗脱液，旋转蒸干，用1mL正己烷定容，过0.22μm滤膜，进样。

2 结果与讨论

2.1 提取和净化方法的选择

2.1.1 超声次数和时间的考察 根据文献报道本实验采用两种超声方式，一种是重复超声，即每次加入一定量溶剂，超声20min，提取液离心，然后再重复这一步骤两次，然后合并提取液，旋转蒸干，用正己烷溶解，过SPE柱，再旋转蒸干，定容。另一种方式是，一次性加入大量溶剂，超声30min，再振摇1h，离心，旋转蒸干，用正己烷溶解，过柱，再旋转蒸干，定容。这两种方法的回收率相差不大，分别是73%和70%，但是由于第一种方式费时，消耗溶剂量大，所以选择第二种方式进行优化。

2.1.2 提取溶剂的选择 莠去津、塞克津都属于三嗪类除草剂，2，4-D丁酯属于酯类除草剂，这两类除草剂在性质上存在较大的差异，为了能够同时提取出这3种物质并都有较高的回收率，本实验对提取的溶剂进行了考察。结果见表2。

由表2可以看出丙酮∶正己烷为3∶2时3种除草剂的回收率都在合理范围之内，所以选择丙酮∶正己烷（3∶2）作为提取溶剂。

2.1.3 SPE柱条件的优化 本实验的固相萃取柱为Florisil柱，根据文献报道采用丙酮∶正己烷（1∶9）活化，洗脱液是考察的主要对象，洗脱液应选择洗脱能力强，极性大的溶剂，Florisil固相萃取柱为正相柱，上样保留的是极性较大的物质，洗脱时根据相似相容原理应该采用极性大的溶剂将样品从柱子上洗脱下来，具体步骤，①预淋洗：加入5 mL洗脱液（详见表3），再加入5 mL正己烷。②上样：分两次加入10 mL加标样品，每次5mL。③洗脱：加入5 mL洗脱液，完全抽干后再加入5 mL洗脱液。

由表3中数据可以看出，当正己烷∶丙酮（9∶1）时回收率最好，所以选择洗脱液的混合比例为9∶1。

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2.2 质谱MRM定量条件的优化及离子对的确定

串联四极杆（MS/MS）分析可以将在色谱上不能完全分开的共流出物利用时间编程和多通道检测将其分开。该技术不仅适用于复杂基体混合物的定性分析，而且可以利用得到二级质谱结果进行定量。这是因为在两个前后串联的质谱/质谱仪中，前级质谱主要用于担任分离工作，在样品被电离后，它只允许被分析的目标化合物的母离子或特征离子碎片通过，经过碰撞裂解后，再由第二级质谱分析裂解后产生的离子碎片，利用MS/MS可以同时得到较低的检测限和良好的结构鉴定信息（1个母离子和2个或更多的子离子）。

图1 土嚷空白MRM扫描图

图2 莠去津、塞克津、2,4-D丁酯混标MRM扫描总离子流图

分别将莠去津，塞克津，2，4-D丁酯0.001‰标准品进样，得到3个标准品的气-质全扫描图，以确定出峰时间。最后确定的保留时间为莠去津9.188min，2，4-D丁酯10.079min，塞克津10.146min。然后根据全扫描出来的色谱图找到对应的质量数，莠去津215，塞克津198，2，4-D丁酯276，从而确定了这3种农药在质谱中的质量数，然后以这3个质量数为母离子，分别扫描子离子，最后确定的离子对为莠去津215～200，2，4-D 丁酯 276～185，塞克津 198～82。 图 1、2是这 3种除草剂的空白的及混标MRM扫描总离子流图。

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2.3 精密度、线性范围及检出限

取0.03mg/L的标准品溶液，进样检测6次，以峰面积计算结果的变异系数（RSD）。由表4可知，莠去津，塞克津，2，4-D丁酯标准品检测的RSD值较小，表明仪器方法的精密度良好。采用梯度稀释法将标准储备液稀释成质量浓度分别为0.005、0.01、0.03、0.05、0.07 mg/L的混合标准溶液，按以上条件用仪器进行检测，制作标准曲线，得到各物质的回归方程、相关系数和线性范围，3种三嗪类除草剂的线性范围均在0.005～0.07 mg/L之间，相关系数都在0.999以上（图3）。仪器的检出限为0.5μg/kg，根据仪器的检出限，为了能够满足土壤中3种除草剂检测的要求，设计在对样品进行前处理的时候，将样品浓缩5倍，得到方法的理论检出限为 0.1 μg/kg。

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2.4 回收率实验

向空白土壤中加混合标准溶液0.015、0.03、0.06 mg/L，每个浓度做3个平行样，根据农药残留检测标准的规定，农药残留的回收率根据加标浓度分类，加标量在0.01～0.1 mg/L之间时，回收率在73%～104%之间。检测结果如表5，各浓度平均回收率均在合理范围内，完全满足农药残留分析的要求。

3 结论

3.1 首次用气相色谱串联质谱法联合测定土壤中不同种类除草剂莠去津、塞克津、2，4-D丁酯含量。首先对气相色谱（GC）分离条件和相关的质谱条件进行优化，通过总离子流色谱图（TIC）中各峰相应的质谱图可以同时鉴定莠去津、塞克津、2，4-D丁酯3种目标组分；3种组分的提取离子色谱图（EIC）分别制定校正曲线，定量方法简单。利用色谱的程序升温及脉冲分流方法，3种除草剂得到很好的分离，同时，质谱的多反应监测（MRM）与单独用色谱比，具有较高的灵敏度和较低的检出限。与分项单独测定比较更经济和节省时间，是一种快捷准确的联合定量方法，可为甜菜质量安全监控提供基础资料。

3.2 优化了前处理方法，3种除草剂中，莠去津和塞克津均属于三氮苯类除草剂，2，4-D丁酯属于酯类除草剂，文献报道中莠去津和塞克津可以用气相色谱同时检测，本文建立三种联合检测的前处理方法，样品以丙酮∶正己烷3∶2作为提取溶剂提取，超声30min，再振摇1h，离心，旋转蒸干，用正己烷溶解，再经Florisil固相萃取柱净化后，旋转蒸干，最后定容，上机测定，与单独测定相比，节省了人力、物力。实验结果表明各浓度平均回收率均在合理范围内，此方法可以用于分析土壤中三嗪类和酯类除草剂残留的测定。

[1]范润珍.HPLC法测定土壤中莠去津残留量方法的改进[J].农药科学与管理，2003，24（11）：14－16.

[2]夏树有，毕景春.几种常用化学除草剂对甜菜的危害[J].中国甜菜糖业，2001（3）：47－48.

[3]吴玉梅，周芹，许庆轩，等.北方农田常用除草剂对甜菜安全生产影响初探[J].中国甜菜糖业，2011（3）：31－33.

[4]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.

[5]刘伟，吴文君.气-质联机对嗪草酮原药及其主要杂质的分析[J].农药分析，2006，45（9）：614-615，617.