王宽 魏龙兵 任业双 潘兴鲁 吴小虎 徐军 董丰收 郑永权

关键词：烟嘧磺隆；莠去津；代谢物；农药残留；大豆植株；土壤

烟嘧磺隆（nicosulfuron）（图1）是一种磺酰脲类除草剂，其可抑制乙酰乳酸合成酶活性，影响植物分生组织的分化，使植株生长停滞，茎叶褪绿并逐渐死亡。烟嘧磺隆主要用于防治玉米田一年生和多年生禾本科杂草和部分阔叶杂草。莠去津（atrazine）（图1）是一种三嗪类除草剂，其可抑制光合作用中的希尔反应，降低植物中CO2的固定速率，导致植物失绿干枯死亡，在玉米生产中广泛用于出苗前后杂草的防控。烟嘧磺隆和莠去津难降解，在土壤中的半衰期较长，并且莠去津在土壤中可转化为羟基莠去津、脱乙基莠去津、脱异丙基莠去津、脱乙基羟基莠去津、脱乙基脱异丙基莠去津和脱异丙基羟基莠去津等6种主要代谢物（图1）。其中，脱乙基莠去津和脱异丙基莠去津是土壤中最常见的降解产物，具有很强的水溶性、极性和稳定性，其活性与母体活性水平相当。羟基莠去津吸附性强，易滞留于土壤中。并且脱乙基莠去津、脱异丙基莠去津、羟基莠去津和母体莠去津具有相同的毒性模式，这3个代谢物对生态环境和人类健康会存在威胁，因此常被同时监测。在我国烟嘧磺隆和莠去津在玉米田中使用量大，并且两种农药会被同时使用防除杂草，截至目前，中国已有365个烟嘧磺隆和莠去津复配制剂产品（包含其他除草剂）登记。已有研究表明，由于玉米田过量施用烟嘧磺隆和莠去津，导致土壤中除草剂残留高，影响后茬作物大豆的生长。因此，烟嘧磺隆和莠去津产生的残留药害问题及科学规范使用应得到重视。

2022年中央一号文件明确指出要大力实施大豆和油料产能提升工程，在黄淮海、西北、西南地区推广玉米大豆带状复合种植。随着复合种植面积逐步扩大，大豆产地土壤中烟嘧磺隆和莠去津的残留水平直接影响了大豆的安全生产。然而，目前有关烟嘧磺隆和莠去津的分析方法多是只针对母体化合物的检测，忽略了莠去津代谢物在土壤和后茬作物中的残留。基于此，本研究建立了一种固相分散萃取一超高效液相色谱一串联质谱法，可同时测定土壤和大豆植株中烟嘧磺隆和莠去津及其代谢物残留量，以期为烟嘧磺隆和莠去津的科学使用及后茬作物的安全种植提供有效监测方法。

1材料与方法

1.1农药标准品与试剂

农药标准品：烟嘧磺隆（纯度99.0%），沈阳化工研究院；莠去津（纯度99.2%）、脱异丙基莠去津（纯度98.9%）、脱乙基莠去津（纯度98.0%）和羟基莠去津（纯度96.8%），德国Dr．Ehrenstorfer Gm-bH公司。超纯水由Genie E（上海乐枫生物科技有限公司，中国）制得；乙二胺一N一丙基硅烷化硅膠（PSA，40um）和石墨化炭黑（GCB，40um），天津博纳艾杰尔科技有限公司；色谱级甲酸和乙腈，Sigma-Aldrich公司；分析级乙腈、氯化钠和无水MgS04，国药集团化学试剂有限公司。

1.2仪器设备

Agilent 1290-6470A超高效液相色谱一串联质谱，Agilent公司（美国）；XW-80A涡旋混合器、高速振荡仪，Scientific industries（美国）；TG16-WS台式高速离心机，湘仪离心机仪器有限公司；医用无菌注射器，上海治宇医疗器械有限公司。

1.3标准溶液制备及标准曲线

用电子分析天平准确称取一定质量农药标准品于100mL棕色容量瓶中，加入色谱级乙腈溶解并定容，得到100mg/L的农药标准混合溶液母液。将母液逐级梯度稀释，制备得到系列浓度分别为0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.5、1mg/L的标准溶液。基质匹配标准溶液用空白大豆植株和土壤基质的提取液逐级稀释混合标准品母液得到。分别以目标化合物的质量浓度为横坐标，相应的峰面积为纵坐标绘制标准曲线。

1.4样品前处理方法

称取5.0g均质大豆植株（幼苗期至鼓粒期）和土壤样品分别置于50mL聚四氟乙烯离心管中（土壤样品加入5mL超纯水），加入10mL乙腈（含2%甲酸），振荡10min，加入1gNaCI和4g无水MgS04继续振荡5min，4000r/min离心5min，用移液管吸取1.5mL上清液至内含吸附剂（土壤样品使用50mg PSA+150mg无水MgS04，大豆植株样品使用50mg PSA 50mg GCB 150mg无水MgS04）的2mL离心管中，涡旋2min，5000r/min离心5min，使用2.5 mL无菌注射器抽取上清液，过0.22um有机滤膜至进样小瓶中，待UPLC-MS/MS分析。

1.5UPLC-MS/MS分析条件

色谱条件：Poroshell 120 EC-C18色谱柱（2.1mm×50mm，1.9um）；柱温：30℃；流动相A：0.2%甲酸水；流动相B：乙腈；流速：0.3mL/min；进样量：5uL;梯度洗脱条件见表1。

质谱条件：电喷雾离子源，正离子电离模式（ESI+），干燥气温度325℃，干燥气流速10L/min。雾化气压力50psi，鞘气温度400℃，鞘气流速12L/min，毛细管电压4000V，喷嘴电压500V；数据采集采用多反应监测模式，质谱参数见表2。

1.6方法验证

根据NY/T 788-2018农作物中农药残留试验准则要求，通过添加回收试验对方法的准确性、精密度、线性、定量限和基质效应（matrix effect，ME）进行验证。分别将烟嘧磺隆、莠去津及其代谢物混合标准溶液添加到空白大豆植株和土壤均质样品中，设置3个添加水平，分别为0.01、0.10、1.00mg/kg。按1.4条件进行检测，计算添加回收率及相对标准偏差。按照NY/T 788-2018要求，方法范围内所有分析物的平均回收率应在70%～120%之间，相对标准偏差（relative standard deviation，RSD）≤20%。基质效应（ME）=（基质匹配标准曲线斜率／溶剂标准曲线斜率）×100%，一般基质效应在80%～120%之间可忽略基质效应。

通过比较乙腈和含2%甲酸的乙腈作为土壤和大豆植株样品提取剂时目标化合物的回收率，来确定样品的提取溶剂。PSA和GCB是农药残留分析中常用的净化吸附剂，PSA可吸附有机酸，某些糖等极性化合物，GCB可吸附色素。通过比较不使用吸附剂、使用PSA以及使用PSA与不同量GCB組合对土壤和大豆植株样品提取液的净化效果和目标化合物的回收率，来确定样品的净化吸附剂。

2结果与分析

2.1提取溶剂选择

比较乙腈和含2%甲酸的乙腈作为土壤和大豆植株样品提取剂时目标化合物的回收率，结果（图2）表明，当使用乙腈作为提取剂时，土壤和大豆植株中5种目标化合物的回收率分别在20%～108%和27%～145%范围内。使用含2%甲酸的乙腈时，土壤和大豆植株中5种目标化合物的回收率分别在60%～103%和75%～97%范围内，提取效果比乙腈好。在提取溶剂中加入适量酸有助于提高目标化合物的回收率。因此本研究中土壤和大豆植株样品均使用含2%甲酸的乙腈提取。

2.2吸附剂选择

比较了不使用吸附剂、使用PSA以及使用PSA与不同量GCB组合对土壤和大豆植株样品提取液净化吸附的效果（图3）和目标化合物的回收率（图4）。随着GCB用量增加，土壤和大豆植株提取液被净化得更好。但是对于土壤样品，目标化合物的回收率随着GCB用量增加而逐渐降低。不使用吸附剂、使用50mg PSA.50mg PSA+10mg GCB.50mgPSA+30mg GCB.50mg PSA+50mg GCB时，土壤提取液中5种目标化合物的回收率分别在71%-110%.71%～105%.60%-103%.36%-93%.26%～88%范围内。而当不使用吸附剂、使用50mgPSA.50mg PSA+10mg GCB.50mg PSA+30mgGCB.50 mg PSA+50 mg GCB.50 mg PSA+70 mgGCB时，大豆植株样品提取液中5种目标化合物的回收率分别在90%～100%、72% -97%、76%～113%、75%-97%、70%-113%、64%-107%范围内。综合考虑净化后的回收率和样品澄清度，选择50mg PSA作为土壤样品的净化吸附剂，50mg PSA+50mg GCB作为大豆植株样品的净化吸附剂。

2.3方法正确度、精密度、线性、定量限和基质效应

平均回收率和RSD结果（表3）表明：在0.01～1.00mg/kg添加水平下，烟嘧磺隆、莠去津及其3个代谢物在土壤和大豆植株中的平均回收率分别在71%～105%和70%～113%之间，RSD分别在0.3%～10.3%和2.1%～11.8%之间（n=5）。由表4可知，在试验范围内5种目标化合物的质量浓度与对应的峰面积之间呈现良好的线性关系，R2≥0.984 1，5种目标化合物的LOQ为0.01mg/kg。该方法正确度、精密度、线性和LOQ良好，符合农药残留分析要求。

在土壤和大豆植株中5种目标农药的基质效应分别为60%～140%和20%～80%。其中大豆植株对烟嘧磺隆、莠去津、脱乙基莠去津和脱异丙基莠去津具有基质抑制效应，对羟基莠去津基质效应不明显。土壤对脱乙基莠去津和脱异丙基莠去津具有基贡抑制效应，对羟基莠去津具有基质增强效应，而对烟嘧磺隆和莠去津基质效应不明显。因此，为了更好地定量分析，使用基质匹配标准溶液校准以降低基质效应影响。

2.4实际样品分析

基于上述开发的方法，对采集自内蒙古自治区不同农田的幼苗期至鼓粒期大豆植株（15份）和土壤样品（15份）进行了农残测定（表5）。在8份大豆植株样品中检测出脱乙基莠去津，残留量在0.01～0.051mg/kg范围内，其余样品中目标化合物的残留量均<0.01mg/kg。

3结论

本研究建立了一种分散固相萃取一超高效液相色谱一串联质谱法同时检测大豆植株及土壤中烟嘧磺隆、莠去津及其代谢物残留的方法。结果表明：在0.01～1.00mg/kg添加水平下，烟嘧磺隆、莠去津及其代谢物的平均回收率为70%～113%，相对标准偏差在0.3%～11.8%之间，目标化合物浓度在0.001～1mg/kg范围内与对应的峰面积之间线性关系良好，决定系数R2≥0.9841，方法的定量限为0.01mg/kg。该方法简便、快捷、准确、灵敏度高，适用于大豆植株（幼苗期至鼓粒期）和土壤中烟嘧磺隆、莠去津及其代谢物残留的检测，可为烟嘧磺隆和莠去津的科学使用及后茬作物的安全种植提供有效监测方法。