液相色谱质谱法直接进样测定水中的4种农药-wsyj修改稿.doc

1 液相色谱串联质谱法直接进样测定水中的呋喃丹 草甘膦 灭草松和 2 4 D 郑和辉 1 李洁 魏建荣 吴大南 王萍 北京市疾病预防控制中心环境卫生所 北京 100013 摘要 目的摘要 目的 建立直接进样测定饮用水和水源水中的草甘膦和呋喃丹的液相色谱质谱的分 析方法 方法方法 水样直接过 0 22 m 滤膜 用高效液相色谱带串联质谱分析检测 色谱柱 Atlantis C18 2 1mm 50 mm 进行两个添加水平的测定 每个水平 5 个重复 结果结果 草甘膦 呋喃丹 灭草松和 2 4 D 在水中进行了高和低两个水平的添加 通过测定和工作曲线的 计算 得到的回收率在 99 0 105 0 相对标准偏差在 0 8 5 0 草甘膦的浓度在 0 2 4 0 g mL 呋喃丹的浓度在 0 1 2 0ng mL 灭草松和 2 4 D 的浓度在 0 5 10 0ng mL 范围时 它们的线性相关系数 r 0 9998 在自来水和水源水中分别添加草甘膦 呋喃丹 灭草松和 2 4 D 以 10 倍信噪比 S N 计算 在进样量 20 L 时 得到的本方法最低 检测质量浓度分别是 草甘膦 0 04 g mL 呋喃丹 0 04ng mL 灭草松 0 10ng mL 和 2 4 D 0 40ng mL 结论结论 结果表明该方法简单 速度快 准确度和灵敏度高 满足测定 日常饮用水中新增的这四种农药检测项目的需要 关键词 草甘膦 呋喃丹 灭草松 2 4 滴 质谱 饮用水 中图分类号中图分类号 06580658 文献标识码文献标识码 A A 文章编号文章编号 Determination of carbofuran glyphosate bentazone and 2 4 D in water by Liquid Chromatography Electrospray Ionization Tandem Mass Spectrometry ZHENG Hehui Li Jie WU Danan WANG Ping Beijing Center for Disease Prevention and Control Beijing 100013 China AbstractAbstract Objective To setup the method for determination of carbofuran glyphosate bentazone and 2 4 D in drinking water by liquid chromatography with tandem mass spectrometry Methods Chromatographic column Atlantis C18 2 1mm 50 mm After passing 0 22 m filter membrane samples were detected by LC MS MS Results At two spiked level the average recoveries for glyphosate and carbofuran in drinking water were 99 0 105 0 Relative standard deviations were 0 8 5 0 The concentration of glyphosate at 0 2 4 0 g mL carbofuran at 0 1 2 0ng mL bentazone and 2 4 D at 0 5 10 0 ng mL their linear regression values were greater than 0 9998 r 0 9998 The limits of detection S N 10 for carbofuran 0 04ng mL glyphosate 0 04 g mL bentazone 0 10ng mL 2 4 D 0 40ng mL Conclusion Results showed that the method was simple and fast had a good accuracy and high sensitivity So it can meet the need for determination of carbofuran glyphosate bentazone and 2 4 D in drinking water 1 作者简介 郑和辉 男 博士 副研究员 研究方向 分析化学和环境化学 Tel 010 64407151 E mail zhenghh 2 KeywordsKeywords Glyphosate Carbofuran Bentazone 2 4 D Mass Spectrometry Drinking Water 新制定的 生活饮用水卫生标准 1 中 新增加了呋喃丹 草甘膦 灭草松和 2 4 D 四个农 药检测项目 给出的呋喃丹和草甘膦的分析方法是样品浓缩后用液相色谱分离 再进行柱后衍生化 用莹光检测器检测 前处理较复杂 对柱后反应试剂和设备有特殊的要求 灭草松和 2 4 D 的 分析方法也需要先进行预浓缩 再在碱性条件下用碘甲烷溶液酯化 生成易挥发的甲基化衍生物 再用 GC ECD 测定 该方法的前处理复杂 对衍生化条件要求高 在以往的文献中 也有液相色 谱质谱测定呋喃丹 2 3 灭草松和 2 4 D 3 的方法 对草甘膦的测定 由于草甘膦的很强的极性 通常采用衍生化后 用离子交换柱分离后用质谱测定 4 还很少见到直接进样测定方面的报道 只 在美国应用生物系统公司 AB 公司 网站看得相关方面的研究应用文章 5 在本文 我们用液相 色谱质谱直接进样测定饮用水中这四种农药 满足测定日常饮用水中新增的这四个农药检测项目的 需要 与标准检验方法相比 前处理简单 无需进行预浓缩 也无需进行衍生化 只过滤膜后直接 上机测定 而且准确度和灵敏度有很大的提高 1 实验部分实验部分 1 1 仪器仪器 高效液相色谱质谱仪 液相色谱是 Agilent 公司的 1200SL 所配置的质谱是美国 AB 公司的 3200 Q TRAP 串联质谱 1 2 试剂试剂 农药标样草甘膦 呋喃丹和灭草松 固体 从 SIGMA 公司所购 称取 10 0mg 标样草甘膦 用纯水定容 10mL 得草甘膦储备液 1 0 mg mL 称取 20 0mg 标样呋喃丹 用纯水定容 50mL 得呋 喃丹储备液 400 g mL 称取灭草松 2 37mg 用甲醇定容 10mL 得灭草松储备液 237 g mL 2 4 D 标准溶液 100 g mL 直接由计量院标物中心购得 乙腈 Fisher 公司 色谱纯 超纯水 由 Mili Q Water System 纯化制备 电阻 18 2 M 1 3 标准溶液的配制标准溶液的配制 取适量的各农药储备液至一个 100mL 的容量瓶 用纯水稀释 配制的混标草甘膦 呋喃丹 灭草松和 2 4 D 的浓度分别为 4 0 g mL 2 0ng mL 10 0 ng mL 和 10 0 ng mL 再以此溶液为 母溶液 依次用水稀释 2 倍 5 倍 10 倍 20 倍 配制成系列混合标准溶液 1 4 色谱质谱条件色谱质谱条件 1 4 1 质谱条件 电喷雾三重四极杆串联质谱 呋喃丹 正离子 ESI 离子源温度 500 离子喷雾电压 5000V 草甘膦 灭草松和 2 4 D 负离子 ESI 离子源温度 500 离子喷雾电压 4500V 采集方式 MRM 具体的离子对和所设定的去簇电压 DP 和碰撞能量 CE 见表 1 表表 1 MS MS 检测 Tab 1 MS MS Detection CompoundsDP V 1 MRMCE V 2 MRMCE V Carbofuran43221 1 165 218221 1 123 131 Glyphosate 31167 9 149 8 15167 9 62 8 34 Bentazone 50239 0 132 0 37239 0 175 0 29 2 4 D 27219 0 160 8 22219 0 124 9 35 1 4 2 色谱条件 色谱柱 Atlantis C18 2 1mm 50 mm 粒经 5 m 流速 0 6mL min 进样量 20 L 柱温 3 30 流动相 A 超纯水 含 0 1 甲酸 B 乙腈 梯度洗脱 初始流动相含 1 的 B 到第 min 时线性增加至 的 B 保持 2min 再恢复初始流动相 平衡 min 1 5 样品的制备样品的制备 直接过 0 22 m 滤膜 装样品瓶 待分析 2 结果与分析结果与分析 2 1 四种农药的色谱分析四种农药的色谱分析 四种农药的标准色谱图见图 1 信号采集方式 MRM 定量离子对 草甘膦 167 9 149 8 呋 喃丹 221 1 165 2 灭草松 239 0 132 0 和 2 4 D 219 0 160 8 草甘膦 呋喃丹 灭草松 和 2 4 D 的保留时间分别是 0 238 3 31 3 84 3 91 min 图 1 草甘膦 呋喃丹 灭草松和 2 4 D 在自来水中的添加样品色谱图 Fig 1 The chromatogram of Glyphosate Carbofuran Bentazone and 2 4 D spiked in drinking water 2 2 工作曲线工作曲线 在设定的色谱条件下 分别取 20 L 在 1 3 中配制的系列混合标准溶液 进样分析 以农药的 浓度为横坐标 以农药的响应值为纵坐标 做工作曲线 计算工作曲线方程 呋喃丹 y 2 41e4 x 290 r 0 9999 草甘膦 y 2 98e5 x 8 09e3 r 0 9999 灭草松 y 8 97e3 x 564 r 0 9998 2 4 D y 3 43e3 x 152 r 1 0000 2 3 最低检出限最低检出限 在自来水和水源水中分别添加草甘膦 呋喃丹 灭草松和 2 4 D 以 倍信噪比 S N 计算 在进样量 20 L 时 得到的本方法最低检测质量浓度分别是 草甘膦 0 04 g mL 呋喃丹 0 04ng mL 灭草松 0 10ng mL 和 2 4 D 0 40ng mL 4 2 4 添加回收率和精密度添加回收率和精密度 进行两个添加水平的测定 每个水平 5 个重复 当草甘膦 呋喃丹 灭草松和 2 4 D 在水 中的添加水平分别为 0 40 g mL 0 20ng mL 1 00 ng mL 1 00ng mL 时 通过分析和工作曲线的计 算 得到的测定值 0 41 0 01 0 20 0 01 1 01 0 02 1 05 0 03 也就是说回收率在 100 0 105 0 相对标准偏差在 1 7 5 0 添加水平分别为 00 g mL 1 00ng mL 00 ng mL 00ng mL 时 通过分析和工作曲线的计算 得到的测定值 2 08 0 04 0 99 0 03 5 06 0 09 5 03 0 04 也就是说回收率在 104 0 相对标准偏 差在 0 8 3 0 2 5 实际样品的测定实际样品的测定 我们建立该分析方法的目的是 为了确保奥运会饮用水安全 对我国最新的生活饮用水标准中 的 106 个项目进行全分析 我们利用本分析方法 对新增的 4 个农药项目进行检测 对奥运场馆的 35 件样品进行了检测分析 对其中添加在实际样品中的 3 件质控样品 准确度在 92 0 以上 实 际结果表明 该分析方法 前处理简单 分析准确 快速 能够满足生活饮用水全分析的需要 3 讨论讨论 新制定的 生活饮用水卫生标准 1 中 新增加了呋喃丹 草甘膦 灭草松和 2 4 D 四个农 药检测项目 给出的呋喃丹 草甘膦 灭草松和 2 4 D 的最大残留限量分别是 7ng mL 0 7 g mL 0 3 g mL 和 0 03 g mL 原生活饮用水标准检验方法中给出的方法 需要浓缩 复杂的前处理和衍生化 我们根据现代检验技术的最新发展 采用灵敏度更高 准确性更好的液相 色谱质谱技术 根据饮用水基质比较干净的特点 可以通过过滤 直接进样分析 可以快速 准确 地测定这四种农药 我们建立的这个方法对 4 种农药的最低检测质量浓度分别是 呋喃丹 0 04ng mL 草甘膦 0 04 g mL 灭草松 0 10ng mL 和 2 4 D 0 40ng mL 满足测定日常饮用水中 新增的这四个农药检测项目的需要 本方法对测定草甘膦存在一定的拖尾 由于草甘膦极性极强 本方法试验了十几根色谱柱 都存在一定的拖尾现象 低浓度时 对定量带来一定的影响 另外直 接测定与衍生化后用液质测定 4 相比 直接测定灵敏度会降低 但由于饮用水卫生标准中给出的草 甘膦限量是 0 7 g mL 直接测定也完全可以满足对灵敏度的要求 参考文献 1 中华人民共和国卫生部和中国国家标准化管理委员会发布 生活饮用水标准检验方法 GB T 5750 2006 M 北京 中国标准出版社 2007 335 381 2 VOLMER D A HUI J P M Rapid SPME LC MS MS Analysis of N Methylcarbamate Pesticides in Water J Archives of Environmental Contaminati