茚嗪氟草胺及其代谢物的高效液相色谱串联质谱分析方法

摘要

本发明公开了茚嗪氟草胺及其代谢物的高效液相色谱串联质谱分析方法，该方法包括以下步骤：用高效液相色谱串联质谱法建立已知浓度梯度的茚嗪氟草胺及其四种代谢物的土壤基质标准工作曲线，用高效液相色谱串联质谱法测定土壤样品提取净化液中的茚嗪氟草胺及其四种代谢物残留量，记录提取离子色谱峰面积，基质外标法定量，得到所述土壤样品提取净化液中茚嗪氟草胺及其四种代谢物的测定值；再将所述测定值带入到定量计算公式中，最终得到土壤样品中待测茚嗪氟草胺和四种代谢物残留量。本发明方法，样品前处理操作简单方便，有机溶剂用量少，目标农药提取率高，净化效果好，且仪器分析时间短。此外，本发明方法的仪器检出限和方法检出限均非常低。

说明书

技术领域

本发明属于分析化学领域，特别涉及土壤中茚嗪氟草胺及其代谢物的高效液相色谱串联质谱分析方法，该方法简便、快速、灵敏度和准确度高。

背景技术

三嗪类除草剂(triazine herbicides)位居除草剂中第二位，在世界农业生产上发挥了巨大作用，然而由于其用量大、残留时间长，致使杂草容易产生抗性，且可对土壤、地表水和其他饮用水源造成污染，亟需研发新型除草剂替代传统三嗪类除草剂品种。因此，具有用量少、杀草谱广、残效期长、对杂草防控效果好等特点的新型烷基三嗪类高效除草剂茚嗪氟草胺应运而生，2010年拜耳公司在美国推出面世。

茚嗪氟草胺作用机理为通过抑制纤维素生物合成(CBI)，抑制植物分生组织的生长来有效防除杂草，作为土壤处理的除草剂通过抑制杂草的发芽和出苗(下胚轴吸收)发挥作用。茚嗪氟草胺适用于柑橘、葡萄、草坪、观赏植物等单子叶和双子叶杂草(一年生，二年生，多年生)的防治，具有残效期长、不易产生耐药性的特点。

茚嗪氟草胺在环境中使用后可降解为四种不同的代谢物(三嗪茚酮类、二氨基三嗪类、烯烃类和羧酸类化合物)，各代谢物的水溶性、辛醇水分配系数等理化性质不同，导致它们在环境中的降解特性、移动性等行为存在差异。目前国内外暂未见茚嗪氟草胺及四种代谢物分析方法的相关报道。

茚嗪氟草胺和三嗪茚酮类、二氨基三嗪类、烯烃类及羧酸类等四种代谢物的化学结构式如下所示：

发明内容

针对目前茚嗪氟草胺及其四种代谢物分析方法缺失的现状，本发明的目的在于提供一种茚嗪氟草胺及其代谢物的高效液相色谱串联质谱分析方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种土壤中茚嗪氟草胺及其四种代谢物的高效液相色谱串联质谱分析方法，包括以下步骤：

一、用高效液相色谱串联质谱法建立已知浓度梯度的茚嗪氟草胺及其四种代谢物的土壤基质标准工作曲线，所述标准工作曲线的建立包括以下步骤：

(1)制备土壤空白基质提取净化液

称取2.00g经测定不含茚嗪氟草胺及其四种代谢物的空白土壤样品，加入10mL水和10mL乙腈，混匀，加入无水硫酸镁4g和氯化钠1g，混匀，振荡提取30min后，5000rmp离心5min，取上清液；

取5mL上述上清液，放入预先加有50mg硅胶和150mg十八烷基键合硅胶吸附剂(C₁₈)粉末的离心管中，混匀，10000rmp离心2min，离心后移取2mL上清液至刻度试管中，在40℃水浴中将上清液用氮气缓慢吹至50μL，再加入乙腈定容至1mL，过0.22μm滤膜，得到用于配制茚嗪氟草胺及其四种代谢物的土壤空白基质提取净化液；

(2)以得到的土壤空白基质提取净化液为溶剂配制茚嗪氟草胺及其四种代谢物的基质混合标准工作溶液；

(3)用高效液相色谱串联质谱法测定所述茚嗪氟草胺及其四种代谢物的土壤基质混合标准工作溶液中各农药组分的提取离子峰面积，以浓度为横坐标，以提取离子峰面积为纵坐标绘制出茚嗪氟草胺和四种代谢物农药的标准工作曲线；

其中测定条件为：采用电喷雾(ESI)正离子源，多反应监测模式进行定量；气帘气压30psi，离子源温度550℃，毛细管电压5500V，雾化气压力50psi，加热辅助气压力50psi；色谱柱采用粒径2.7μm的反相C18色谱柱；以100％乙腈为A相，0.1％甲酸水溶液为B相，将A相与B相按体积比70：30混合作为流动相；流速设为0.4mL/min，柱温35℃，进样量5μL，其它具体的质谱条件见表1；

表1茚嗪氟草胺及其四种代谢物的质谱条件

二、测定土壤样品中茚嗪氟草胺及其四种代谢物的残留量，检测方法包括以下步骤：

(1)对土壤样品进行提取；称取2.00g土壤样品，加入10mL水，再加入10mL乙腈，混匀；再加入4g无水硫酸镁和1g氯化钠，混匀，振荡提取30min后，5000rmp离心5min，取上清液；

(2)对所述待净化的土壤样品提取液进行净化；取5mL上述上清液放入预先加有50mg硅胶和150mg十八烷基键合硅胶吸附剂(C₁₈)粉末的离心管中，混匀，10000rmp离心2min，离心后移取2mL上清液至刻度试管中，在40℃水浴中将上清液用氮气缓慢吹至约50μL，再加入乙腈定容至1mL，上清液过0.22μm滤膜后，得到用于测定茚嗪氟草胺及其四种代谢物残留量的土壤样品提取净化液；

(3)用高效液相色谱串联质谱法测定所述土壤样品提取净化液中的茚嗪氟草胺及其四种代谢物残留量，记录提取离子色谱峰面积，基质外标法定量，得到所述土壤样品提取净化液中茚嗪氟草胺及其四种代谢物的测定值；再将所述测定值带入到定量计算公式中，最终得到土壤样品中待测茚嗪氟草胺和四种代谢物残留量；

定量计算公式：w＝(p×v×f)/m，式中：w为样品中待测茚嗪氟草胺和四种代谢物残留量，单位为mg/kg；p为测定值，单位为mg/L；m为称取的样品量，单位为g；v为定容体积，单位为mL；f为稀释倍数；

其中所述土壤样品提取净化液中的茚嗪氟草胺和四种代谢物的色谱条件与所述第一部分的(3)中的茚嗪氟草胺和四种代谢物的色谱条件相同。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果

1、本发明方法，样品前处理操作简单方便，有机溶剂用量少，目标农药提取率高，净化效果好，且仪器分析时间短。本方法采用了基质固相分散萃取技术对目标化合物进行净化，然后用高效液相色谱串联质谱法以及短的色谱分析柱进行仪器分析，能够在5min完成样品的测定，适于大批量样品的快速检测分析。

2、本发明方法的仪器检出限和方法检出限均非常低。本方法运用了串联质谱检测器，采用电喷雾离子(ESI)源和多反应监测模式(MRM)进行定量检测，通过优化各个参数，找寻最优定量离子对以便获得最低的仪器检测限(LODs)和方法检测限(LOQs)。

3、本发明通过建立茚嗪氟草胺及其四种代谢物在土壤中的分析方法，可明确其在不同类型土壤中的迁移转化特点，防止对地下水产生污染。本方法具有快速、方便、灵敏度高的特点。

附图说明

图1是土壤基质溶液中0.1mg/kg茚嗪氟草胺(Indaziflam)的提取离子色谱图。

图2是土壤基质溶液中0.1mg/kg三嗪茚酮类代谢物(Indaziflam-triazineindanone)的提取离子色谱图。

图3是土壤基质溶液中0.1mg/kg二氨基三嗪类代谢物(Indaziflam-triazinediamine)的提取离子色谱图。

图4是土壤基质溶液中0.1mg/kg烯烃类代谢物(Indaziflam-olefin)的提取离子色谱图。

图5是土壤基质溶液中0.1mg/kg羧酸类代谢物(Indaziflam-carnoxylic acid)的提取离子色谱图。

图6是土壤样品中茚嗪氟草胺(Indaziflam)的提取离子色谱图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

采集土壤样品(采自广东省广州市番禺区榄核镇)，运用液相色谱串联质谱方法分析土壤中茚嗪氟草胺和四种代谢产物，包括以下步骤：

一、用高效液相色谱串联质谱法建立已知浓度梯度的茚嗪氟草胺及其四种代谢物的标准工作曲线，所述标准工作曲线的建立由以下步骤组成：

茚嗪氟草胺(indaziflam，纯度99.5％)、三嗪茚酮类代谢物(indaziflam-triazine indanone，纯度94.9％)、二氨基三嗪类代谢物(indaziflam-triazinediamine，纯度96.4％)、烯烃类代谢物(indaziflam-olefin，纯度94.8％)和羧酸类代谢物(indaziflam-carnoxylic acid，纯度96.6％)代谢物均购自CHEM SERVICE公司。

(1)制备土壤空白基质提取净化液

称取2.00g经测定不含被测的茚嗪氟草胺及其四种代谢物的空白土壤样品于50mL的具塞离心管中，加入10mL水，10mL乙腈，涡旋混匀2min，加入无水硫酸镁4g，氯化钠1g，涡旋混匀2min，振荡提取30min后，5000rmp离心5min，取上清液；

取5mL上述上清液放入预先加有50mg硅胶和150mg十八烷基键合硅胶吸附剂(C₁₈)粉末的离心管中，涡旋混匀2min，10000rmp离心2min，离心后移取2mL上清液至刻度试管中，在40℃水浴中将上清液用氮气缓慢吹至50μL；再在上清液中加入乙腈定容至1mL，过0.22μm滤膜，得到用于配制茚嗪氟草胺及其四种代谢物的土壤空白基质提取净化液。

(2)以所述第一步中得到的空白基质提取净化液为溶剂配制茚嗪氟草胺及其四种代谢物的基质混合标准工作溶液，其中茚嗪氟草胺及其四种代谢物的浓度范围是1-100μg/L；

(3)用高效液相色谱串联质谱法测定所述茚嗪氟草胺及其四种代谢物的基质混合标准工作溶液中各农药组分的提取离子峰面积，以浓度为横坐标，以提取离子峰面积为纵坐标绘制出茚嗪氟草胺和四种代谢物的标准工作曲线，其中测定条件为：采用电喷雾(ESI)正离子源，多反应监测模式进行定量；气帘气压30psi，离子源温度550℃，毛细管电压5500V，雾化气压力50psi，加热辅助气压力50psi；色谱柱采用粒径2.7μm的反相C18色谱柱；以100％乙腈为A相，0.1％甲酸水溶液为B相，将A相与B相按体积比70：30混合作为流动相；流速设为0.4mL/min，柱温35℃，进样量5μL，其它具体的质谱条件见表1。

各个化合物的标准工作曲线以及定量范围，仪器检测限(LODs)和方法检测限(LOQs)见表2。

基质混合标准工作溶液中，茚嗪氟草胺母体及各代谢产物的色谱图见图1-5。

二、测定土壤样品中的茚嗪氟草胺及其四种代谢物残留量，检测方法包括以下步骤：

(1)对土壤样品进行提取：称取土壤样品2g，置于50mL的具塞离心管中，加入10mL水，再加入10mL乙腈，涡旋混匀2min；再加入4g无水硫酸镁和1g氯化钠，涡旋混匀2min，振荡提取30min后，5000rmp离心5min，取上清液；

(2)对所述待净化的土壤样品提取液进行净化；取5mL上述上清液放入预先加有50mg硅胶和150mg十八烷基键合硅胶吸附剂(C₁₈)粉末的离心管中，涡旋混匀2min，10000rmp离心2min，离心后移取2mL上清液至刻度试管中，在40℃水浴中将上清液用氮气缓慢吹至约50μL；再在上清液中加入乙腈定容至1mL，上清液过0.22μm滤膜后，得到用于测定茚嗪氟草胺和四种代谢物残留的土壤样品提取净化液；

步骤(2)所述的硅胶和十八烷基键合硅胶吸附剂(C₁₈)均购自上海安谱实验科技股份有限公司。

(3)用高效液相色谱串联质谱法测定所述土壤样品提取净化液中的茚嗪氟草胺和四种代谢物残留量，记录提取离子色谱峰面积，外标法定量，得到所述土壤样品提取净化液中茚嗪氟草胺和四种代谢物的测定值；再将所述测定值带入到定量计算公式中，最终得到土壤样品中待测茚嗪氟草胺和四种代谢物残留量；

定量计算公式：w＝(p×v×f)/m，式中：w为样品中待测茚嗪氟草胺和四种代谢物农药残留量，单位为mg/kg；p为测定值，单位为mg/L；m为称取的样品量，单位为g；v为定容体积，单位为mL；f为稀释倍数；

其中所述土壤样品提取净化液中的茚嗪氟草胺和四种代谢物的色谱条件与所述第一部分的(3)中的茚嗪氟草胺和四种代谢物的色谱条件相同。

图6是土壤样品中茚嗪氟草胺(Indaziflam)的提取离子色谱图。

(4)根据茚嗪氟草胺和四种代谢物的测定值，按照定量公式，求出土壤样品中的茚嗪氟草胺浓度为0.0422mg/kg，三嗪茚酮类代谢物未检出，二氨基三嗪类代谢物未检出，烯烃类代谢物未检出，羧酸类代谢物未检出。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。