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摘要：建立了一种土壤中5种磺酰脲类除草剂高效、快速、灵敏的检测方法。土壤中的磺酰脲残留物（烟嘧磺隆、甲磺隆、绿磺隆、胺苯磺隆和苄嘧磺隆）采用缓冲盐改进的QuEChERS法提取，乙腈提取液经浓缩、甲醇/水 （1/1，V/V）混合溶剂定容后进入超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）进行分析。在优化好的色谱和质谱条件下，对基质效应进行了考察，结果表明，所有分析物体现了明显的基质减弱效应，采用基质匹配的校准曲线进行定量分析。在0.2～100.0 μg/kg内，5种磺酰脲除草剂线性方程的R2大于0.996 9，定量限为0.07～0.10 μg/kg。在低、中、高3种添加浓度的回收率为75.9%～94.0%，日内日间相对标准偏差小于11.5%，表明所建立的方法在土壤中磺酰脲除草剂的检测上具有潜在的应用前景。
关键词：超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）法; 磺酰脲除草剂;多残留;QuEChERS法;土壤
中图分类号：O657.7+2 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）23-5843-05
DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2014.23.056
在现代农业生产中，农药被广泛大量地使用，大大降低了害虫、杂草和真菌性病害等对农作物产量和质量的影响，为解决粮食问题做出了巨大的贡献。然而农药的大面积、高剂量、多种类的使用也造成了农产品以及环境水和土壤中的农药残留，给人类的健康造成了严重的威胁[1]。磺酰脲类农药是一类新型的高效除草剂，其用量通常在100 g/hm2以下，已广泛用于禾谷类作物防除阔叶杂草以及某些禾本科杂草[2]。一般来说，这类除草剂在环境中的残留量很低。因此，为了监测土壤中痕量的磺酰脲类残留物，发展高效、高选择性和高灵敏的分析方法是非常有必要的。
土壤样品基体十分复杂，磺酰脲类除草剂残留量通常很低，在仪器分析前进行高效的样品前处理必不可少，以此实现目标分析物纯化和富集的目的。固相萃取[2-4]、液液萃取[5，6]、分子印迹[7，8]、超临界流体萃取[9]等方法已经成功应用于磺酰脲类除草剂的萃取分离，取得了很好的效果。然而这些方法步骤较为繁琐，整个分析过程费时费力。QuEChERS（Quick，easy，cheap，effective，rugged，safe）方法是一种快速、简单、廉价、有效、稳定和安全的样品前处理方法，采用乙腈作为最初的提取溶剂，加入无机盐后通过盐析作用实现了有机相和水相的完全分离，避免了非极性溶剂的液液分配萃取步骤，在水果和蔬菜样品的农药残留分析中应用非常广泛[10]。Wang等[11]采用缓冲盐改进的QuEChERS方法提取土壤中的吡嘧磺隆，结合高效液相色谱-紫外（HPLC-UV）的分离检测，可以得到较好的回收率。
在样品前处理完成之后，磺酰脲类除草剂的分离检测方法目前主要有高效液相色谱-二极管阵列检测法（HPLC-DAD）[12，13]、高效液相色谱-质谱法（HPLC-MS或HPLC-MS/MS）[2，8，14-16]、毛细管电泳法（CE）[17]、酶联免疫吸附法（ELISA）[18]等，其中高效液相色谱串联质谱（HPLC-MS/MS）具有高选择性和高灵敏度，非常适合用于环境样品中痕量磺酰脲类除草剂的分离检测。本研究采用一种缓冲盐改进的QuEChERS方法分析土壤样品中的5种磺酰脲类除草剂（绿磺隆、甲磺隆、苄嘧磺隆、胺苯磺隆和烟嘧磺隆），通过HPLC-MS/MS的分离检测，建立了一种土壤中多种磺酰脲类农药的快速、高灵敏、高选择性的分离检测方法。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
土壤样品取自水稻和棉花田中，沥干水分，除去根、杂物后，充分混匀，用四分法分取100 g两份，装入塑料袋中，贴好标签，置于-18 ℃冰箱保存，待测。5种磺酰脲类除草剂（绿磺隆、甲磺隆、苄嘧磺隆、胺苯磺隆和烟嘧磺隆）购自国家农药质检中心;乙酸钠（NaAc）、乙酸 （HAc） 和硫酸镁 （MgSO4）购自国药上海试剂公司。色谱纯的甲醇 （MeOH）、乙腈（ACN）和甲酸（HCOOH）分别购自美国Tedia试剂公司。试验用的去离子水采用Milli-Q纯水系统 （Millipore， Billerica， MA， USA）纯化。
1.2 仪器
ACQUITYTM超高效液相色谱仪-XevoTMTQ-S三重四级杆串联质谱仪（美国Waters公司）。SK8200LH型超声波清洗器（上海科导超声仪器有限公司）;MS1漩涡振荡器（德国IKA公司）;TDL-40B型离心机（上海安亭仪器厂）;BSA2202S型电子天平（赛多利斯科学仪器（北京）有限公司）。Milli-Q纯水仪（美国Millipore公司）。
1.3 试样处理
称取土壤样品10 g置于100 mL具塞离心管中，加入4 mL水，涡旋混匀后，加入含有1%乙酸的乙腈溶液20 mL，超声提取30 min后，加入4 g MgSO4和1 g NaAc，涡旋2 min后离心，取10 mL上清液，在50℃水浴蒸干后，用2 mL MeOH/H2O（1/1，V/V）定容，0.22 μm滤膜过滤至进样瓶中，HPLC-MS/MS分析。
1.4 色谱条件
色谱柱：Waters ACQUITY UPLC@BEH C18柱（50 mm×2.1 mm， 1.7 μm）（Waters， Zellik， Belgium）;柱温为40 ℃;进样量为10 μL;流动相A为甲醇，流动相B为0.1%的甲酸，流速为0.25 mL/min;梯度洗脱条件：0～2 min，30%A;2～6 min，30%A-60%A;6～8 min， 30%A。
1.5 质谱条件
离子源：电喷雾离子（ESI）源;扫描模式：正离子扫描;毛细管电压，1.9 kV;离子源温度，150 ℃;脱溶剂温度，350 ℃;脱溶剂气的流量，600 L/h。
在多反应监测（MRM）下采集数据。首先采用流动注射的方式将目标物标准溶液直接注入质谱仪中，在m/z 50～500内进行扫描，得到一级质谱图的准分子离子峰[M+H]+作为前体离子;然后进行二级质谱扫描，对锥孔电压和碰撞能量进行优化，选择丰度较高的两个碎片离子作为定量和定性离子对。具体参数如表1所示。
2 结果与分析
2.1 色谱和质谱条件的选择与优化
5种磺酰脲类除草剂分子结构中含有氮杂环，在ESI源的正离子模式下容易形成[M+H]+的母离子。考察了甲醇-水和乙腈-水的流动相体系，发现甲醇较乙腈具有更好的分离效果，同时在水相中加入0.1%甲酸溶液可以显著提高分析物的离子化效率，进而有效地提高目标分析物的灵敏度。图1为5种磺酰脲类农药的典型MRM谱图。
2.2 前处理条件的优化
QuEChERS方法被广泛应用于食品中农药多残留分析。本研究将该方法应用于土壤中5种磺酰脲类除草剂的分析。首先对提取条件进行了考察，由于土壤中基质成分较为复杂，磺酰脲类除草剂同土壤基质结合力较强，我们发现同振荡提取相比，超声提取具有更高的提取回收率。同时对提取时间进行了优化，30 min的超声提取可以得到令人满意的提取回收率。Wang等[11]采用QuEChERS方法提取土壤中的吡嘧磺隆，他们认为由于吡嘧磺隆是带电分析物，为了提高分析结果的稳定性，采用了缓冲盐改进的QuEChERS方法。本研究采用类似的方法提取绿磺隆等5种磺酰脲类除草剂，结果表明，所有分析物都可以获得令人满意的萃取回收率。同时，由于采用的是串联质谱的检测器，较传统的紫外检测器的去干扰能力大大增强，提取液经浓缩、定容后可进入HPLC-MS/MS进行分离检测。
2.3 方法学校正
2.3.1 基质效应 在复杂的样品的分析中，基质效应会严重影响HPLC-MS/MS定量分析的结果[19]。因而在建立HPLC-MS/MS检测方法时应考虑基质效应的影响，并采取措施进行消除，从而保证检测结果的准确可靠。基质效应是指由于共洗脱杂质的干扰而导致目标分析物信号的增强或减弱，从而使分析结果不可靠，分析灵敏度降低等问题[20]。本研究中通过比较分析物在溶剂和基质中的校正曲线的斜率来考察基质效应对分析物的影响，基质效应可以通过如下方程来计算：
ME=[（基质校正曲线的斜率/溶剂校准曲线的斜率）-1]×100%
如表2所示，5种磺酰脲除草剂的分析都存在一定的基质减弱的效应，与有关文献报道的结果基本一致。在电喷雾（ESI）质谱检测中，经常会出现基质减弱的现象，这可能是由于基质与分析物在获得有限数目的质子上存在竞争，导致最终进入质谱的目标离子的数目减小[21]。因此，本研究采用基质匹配的校准曲线来分析土壤中的5种磺酰脲类除草剂，较好地消除了基质的影响，结果完全能满足残留检测的要求。
2.3.2 线性、检出限和定量限 为了减少基质效应的影响，选取0.5、1.0、5.0、10.0、50.0、100.0 μg/kg的基质匹配的标准溶液来绘制磺酰脲的线性方程。校正曲线是通过峰面积对磺酰脲除草剂的浓度作图得到。检出限和定量限按照基线与噪音标准偏差的3倍和10倍得到。如表2所示为基质匹配的标准曲线，土壤中所有分析物线性相关系数为0.996 9～0.999 9。磺酰脲除草剂在土壤中的方法检出限分别为0.02～0.03 μg/kg，定量限为0.07～0.10 μg/kg。
2.3.3 回收率和精密度 为了评价方法的精密度和回收率，在空白土壤样品中添加低、中、高3种浓度的磺酰脲，计算回收率和日内日间相对标准偏差（RSD）。回收率是通过计算实测值（采用标准曲线计算）和实际添加值的比得到。如表3和表4所示，方法的回收率为75.9%～94.0%，日内日间的RSD分别小于8.7%和11.5%，表明所建立的方法具有好的准确度和精密度，适合实际样品的分析检测。
2.3.4 实际样品的检测 将所建立的QuEChERS方法结合HPLC-MS/MS分离检测技术应用于水稻和棉花田中10个土壤样品的磺酰脲类除草剂的分析检测，在样品中都没有检测到磺酰脲类除草剂的残留。
3 小结与讨论
QuEChERS法具有快速、简单、廉价、有效、稳定和安全等特点，是目前各种食品样品中农药残留分析最常用的分析方法。本研究采用QuEChERS方法处理土壤样品，结合HPLC-MS/MS分离检测，建立了一种土壤中5种磺酰脲类除草剂快速、高效、灵敏的分析方法。对所建立的方法进行了考察，包括基质效应、线性、检出限、定量限、回收率和精密度等，结果表明该方法符合农药残留分析的要求，可作为土壤中磺酰脲类除草剂的日常检测方法。
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