陳國峰，滕 瑤，劉 峰，張曉波，董見南，黃文功，蘭 靜

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究所，黑龍江 哈爾濱 150086）

氟酮磺草胺（C14H13F3N4O5S），化學(xué)名稱為2-［（4，6-二甲氧基-1，3，5-三嗪-2-基）羰基］-1，1，6′-三氟-N-甲基甲磺酰苯胺是由拜耳作物科學(xué)公司于2010 年開發(fā)的一種高效、低毒、高選擇性的水田出苗前和出苗后磺酰胺除草劑［1-3］。該磺胺類除草劑是日本組合化學(xué)公司繼嘧啶類除草劑之后開發(fā)的第2 種除草劑。氟酮磺草胺為乙酰乳酸合成酶（ALS）抑制劑，通過阻止纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸的生物合成，抑制細(xì)胞分裂和分生組織生長，從而導(dǎo)致敏感雜草枯死［4］。該除草劑對(duì)水稻具有較高的選擇性，可有效防治水稻田禾本科雜草、莎草和闊葉雜草，對(duì)水稻田難防雜草和對(duì)磺酰脲類產(chǎn)生抗性的雜草有效。

水稻（Oryza sativaL.）是水稻是世界上最主要的糧食作物之一［5］，目前，世界一半以上的人口、中國60%以上的人口以稻米為主食。水稻作為我國的四大主要糧食作物之一，水稻的安全生產(chǎn)關(guān)乎著整個(gè)國家糧倉的安全和社會(huì)的穩(wěn)定［6］。然而在水稻的生產(chǎn)過程中，農(nóng)藥的使用卻是必不可少的，特別是不合理不規(guī)范的農(nóng)藥使用會(huì)對(duì)水稻的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，從而對(duì)危害到水稻的安全消費(fèi)，并通過食物鏈最終影響人類的生存安全［7-8］。

圖1 氟酮磺草胺、BCS AA10030和BCS-CS64946結(jié)構(gòu)式

目前國內(nèi)外對(duì)于氟酮磺草胺的研究主要集中其以及復(fù)配劑型對(duì)水稻田雜草的防治效果上［9-13］，還有部分學(xué)者研究了氟酮磺草胺的施用對(duì)后茬作物的影響［14-15］， 肖祖菊等人研究了氟酮磺草胺懸浮劑的高效液相色譜質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定［16］，Chen 等人研究了氟酮磺草胺在水中的光解及代謝產(chǎn)物的鑒定研究［17］。而目前對(duì)于能夠同時(shí)測定水稻基質(zhì)中氟酮磺草胺及其代謝物BCS AA10030 和BCS-CS64946 的方法卻未見報(bào)道，并且沒有能夠系統(tǒng)的評(píng)估氟酮磺草胺及其代謝物在田間試驗(yàn)條件下的膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。本研究的目的是（1）建立一種簡單，快速，有效的分析方法，通過UPLC-MS/ MS 同時(shí)測定糙米、稻殼、秸稈中氟酮磺草胺及其代謝物BCS AA10030 和BCSCS64946 的殘留量；（2）研究田間施用19%氟酮磺草胺懸浮劑在糙米中的最終殘留；（3）評(píng)估氟酮磺草胺及其代謝物在膳食中的攝入風(fēng)險(xiǎn)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器 氟酮磺草胺（純度98.7%）、BCS AA10030（97.8%）和BCS-CS64946（91.2%）。色譜純乙腈、甲酸。分析純的乙腈和氯化鈉，超純水（KHS-100 純水儀制備）。石墨化碳黑（GCB）、N-（正丙基）乙二胺（PSA）、C18以及有機(jī)系濾膜（尼龍，0.22μm）。

X-TQD三重四級(jí)桿質(zhì)譜，配有電噴霧離子源（ESI）美國Waters 公司；BT 2202 S 電子天平 德國賽多利公司；CF15RX 高速離心機(jī) 日本日立公司；HS501振蕩器 德國IKA公司。

1.2 測定方法

1.2.1 樣品前處理 分別稱取糙米（10.0 g）、稻殼（2.0 g）和秸稈（2.0 g）樣品于50 mL 離心管中，依次加入10 mL去離子水和20 mL乙腈，振蕩30 min，加入3 g NaCl，渦旋10 min，以10 000 r/min的速度離心10 min，待凈化。將1 mL糙米和稻殼上層乙腈相轉(zhuǎn)移至稱有50 mg PSA 的2 mL 離心管中，1 mL 秸稈上層乙腈相轉(zhuǎn)移至稱有25 mg GCB的2 mL 離心管中，渦旋1 min，10 000 r/min 離心3 min，取上清液經(jīng)0.22 μm 有機(jī)系濾膜過濾，待測。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線配制 氟酮磺草胺及其代謝物BCS AA10030 和BCS-CS64946 的標(biāo)樣溶液配制：分別稱取氟酮磺草胺標(biāo)準(zhǔn)品10.1 mg、BCS AA10030標(biāo)準(zhǔn)品10.2 mg、BCS-CS64946 標(biāo)準(zhǔn)品10.9 mg（精確值0.1 mg）于3 個(gè)不同的10 mL 容量瓶中，用乙腈定容至刻度線，配制成1 000 mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。將上述3 種化合物的工作液用乙腈稀釋配得100 mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)混合液，保存在4℃下直到使用。

1.2.3 儀器條件 配備有超高效液相色譜（HClass，Waters）的三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜儀（UPLCMS/MS；Agilent）分析氟酮磺草胺及其代謝物BCS AA10030 和BCS-CS64946。 配Acquity UPLC?BEH T3（50 mm×2.1 mm，1.8 μm）用于液相色譜分離，柱溫為30℃，進(jìn)樣體積為10 μL，流速0.3 mL/min。流動(dòng)相由0.1%的甲酸在水（A）和乙腈（B）的混合溶劑中組成。分離通過梯度洗脫，洗脫程序：0～1.0 min，10%B；1.0～1.2 min，10%～90%B；1.2～3.0 min，90%B；3.0～3.5 min，90%～10%B；3.5～5.0 min，10%B。離子源：電噴霧離子源ESI 源；掃描方式：正離子掃描；毛細(xì)管電壓：3 KV；離子源溫度：150℃；脫溶劑溫度：350℃；脫溶劑氣流量：650 L/h；錐孔氣流量：50 L/h；檢測方式：多重反應(yīng)監(jiān)測（MRM），（表1）。

表1 氟酮磺草胺及其代謝物的質(zhì)譜參數(shù)

1.2.4 定量限（LOQ） 和檢測限（LOD） 以3 倍的信噪比（S/N）來確定目標(biāo)化合物的LOD，以最小添加回收濃度作為方法的定量限（LOQ）［18］。為了確定LOD，將混合的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液（1.0 mL）在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中干燥，然后用糙米、稻殼和秸稈基質(zhì)重新溶解并稀釋，直到每種目標(biāo)化合物的S/N 比為3。為了確定糙米、稻殼和秸稈中的氟酮磺草胺及其代謝物BCS AA10030和BCS-CS64946的LOQ，將一系列糙米、稻殼和秸稈樣品加標(biāo)最低濃度的工作溶液（0.01 mg/L），按照上述的方法進(jìn)行提取和凈化，逐級(jí)稀釋直至目標(biāo)化合物的S/N比為10。

1.2.5 正確度和精密度測定 將混有氟酮磺草胺及其代謝物BCS AA10030和BCS-CS64946的標(biāo)準(zhǔn)溶液分別添加3 組濃度到空白糙米、稻殼和秸稈樣品中，每檔濃度重復(fù)5 次，用上述分析方法測定并計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。

2 結(jié)果與分析

2.1 質(zhì)譜條件的確定 根據(jù)已經(jīng)配制好的氟酮磺草胺及其代謝物BCS AA10030和BCS-CS64946溶劑標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，根據(jù)其分子結(jié)構(gòu)，通過適當(dāng)?shù)恼x子或者負(fù)離子的模式對(duì)其進(jìn)行母離子掃描，結(jié)合其分子量，確定母離子的質(zhì)核比。通過調(diào)節(jié)儀器的錐孔電壓來優(yōu)化母離子響應(yīng)的最大化。同時(shí)通過對(duì)碰撞室增加氬氣并通過調(diào)節(jié)碰撞能量來選擇子離子，選擇在一定的碰撞能量下最穩(wěn)定和響應(yīng)值最高的兩個(gè)分別對(duì)兩個(gè)子離子進(jìn)行碰撞能量的優(yōu)化，找到子離子響應(yīng)最大時(shí)的碰撞能量，最后選擇響應(yīng)較高的子離子作為定量子離子，使儀器靈敏度達(dá)到最佳［19］。氟酮磺草胺及其代謝物BCS AA10030和BCS-CS64946的母離子、錐孔電壓、子離子、碰撞電壓（表1），溶劑標(biāo)準(zhǔn)工作溶液譜圖（圖2）。

圖2 氟酮磺草胺及其代謝物BCS AA10030和BCS-CS64946的溶劑色譜圖

2.2 提取與凈化 本研究對(duì)氟酮磺草胺及其代謝物BCS AA10030 和BCS-CS64946 的提取溶劑甲醇、丙酮、50%乙腈水、純乙腈進(jìn)行了優(yōu)化。用混合標(biāo)準(zhǔn)溶液加標(biāo)糙米、稻殼和秸稈的粉碎樣品中，以使上述3 種介質(zhì)中氟酮磺草胺及其代謝物BCSAA10030和BCS-CS64946的含量均為0.1mg/kg。（圖3）使用甲醇對(duì)氟酮磺草胺、BCS AA10030 和BCS-CS64946 這3 種化合的提取率在67.2%～78.4%之間；丙酮對(duì)上述3 種化合物的提取率在101.5%～110.07%之間，這可能與丙酮能夠提取糙米中的大多數(shù)物質(zhì)，且此類脂類物質(zhì)對(duì)氟酮磺草胺、BCS AA10030 和BCS-CS64946 的定性和定量均有基質(zhì)增強(qiáng)的效應(yīng)；純乙腈的提取率在80.8%～89.4%之間，而50%乙腈水的提取率則在98.2%～100.1%之間。因此，50%乙腈水是提取糙米中氟酮磺草胺、BCS AA10030和BCS-CS64946的最佳溶劑，因?yàn)橐译娌粌H能夠可有效提取大多數(shù)樣品中大多數(shù)農(nóng)藥及其代謝物殘留，且與目標(biāo)化合物一起提取出來且影響其定性和定量結(jié)果的雜質(zhì)較少，最為重要的是，加入50%水和氯化鈉之后能夠產(chǎn)生鹽析的作用，最終達(dá)到去除部分水溶性雜質(zhì)的目的。

圖3 優(yōu)化氟酮磺草胺及其代謝物BCS AA10030和BCS-CS64946提取溶劑

目前，最主流的高效、便捷、迅速的前處理方法QuECHERS 中PSA，GCB，C18等是其最常用的分散固相萃取材料［20-21］。分別想10.0 g 糙米、2.0 g 稻殼和秸稈樣品中加入氟酮磺草胺、BCS AA10030 和BCS-CS64946 混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，使得上述3 個(gè)化合物在糙米、稻殼和秸稈中的濃度均為0.1 mg/kg，先后加入20 mL蒸餾水，20 mL乙腈，振蕩提取30 min，加入5 g NaCl，再振蕩10 min，3 500 r/min 離心5 min，取上層乙腈提取液1 mL，在其中分別加入25、50、75、100 mg 的PSA、GCB 和C18研究其使用量對(duì)其基質(zhì)溶液的凈化效果，其具體結(jié)果（表2）。在上述糙米的1 mL乙腈提取液中C18隨著使用量的增加回收率逐漸提高，當(dāng)?shù)竭_(dá)50 mg 時(shí)，氟酮磺草胺、BCS AA10030 和BCS-CS64946 的回收率達(dá)到最高，≥96.7%，隨著C18使用量逐漸增加，其回收率逐漸降低，這可能與C18的理化性質(zhì)有關(guān)，C18能夠很好的吸附提取液中的非極性雜質(zhì)，而氟酮磺草胺、BCS AA10030 和BCS-CS64946 的極性也在極性和非極性之間，因此也會(huì)對(duì)氟酮磺草胺、BCS AA10030和BCS-CS64946 進(jìn)行吸附。在上述糙米提取液中，當(dāng)PSA 的用量在達(dá)到100 mg 時(shí)，上述3 種化合物的回收率才能達(dá)到最高，為95.7%。當(dāng)1 mL稻殼提取物中的回收率也呈現(xiàn)隨著PSA 含量的增加而逐漸提高并趨緩的規(guī)律，當(dāng)PSA 的含量為50 mg 時(shí)，回收率和成本達(dá)到最優(yōu)的一個(gè)狀態(tài)，出現(xiàn)此類的情況主要是因?yàn)镻SA 凈化劑含有兩個(gè)氨基能夠有效去除樣品中影響質(zhì)譜測定的色素、酸類和糖類等極性的雜質(zhì)，且對(duì)目標(biāo)農(nóng)藥和代謝物不具有吸附效果，降低了基質(zhì)對(duì)信號(hào)響應(yīng)的抑制。當(dāng)每1 mL 秸稈基質(zhì)提取液中用25 mg GCB 提取時(shí)，氟酮磺草胺、BCS AA10030和BCS-CS64946的回收率在91.6%～96.7%之間，當(dāng)GCB 使用量的逐漸增加，其回收率均低于71.6%，上述的結(jié)果表明GCB在能夠有效的吸附雜質(zhì)的同時(shí)也吸附了目標(biāo)化合物氟酮磺草胺、BCS AA10030 和BCS-CS64946。同時(shí)方法的準(zhǔn)確性和使用的成本，分別使用50 mg C18、50 mg PSA 和25 mg GCB分別凈化糙米、稻殼和秸稈中的雜質(zhì)（表2）。

表2 糙米、稻殼和秸稈提取溶液中凈化劑PSA，C18和GCB的優(yōu)化

2.3 方法驗(yàn)證 通過氟酮磺草胺及其代謝物BCS AA10030 和BCS-CS64946 標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度與定量離子峰面積作標(biāo)準(zhǔn)曲線，（表3）中顯示了乙腈中氟酮磺草胺、BCS AA10030 和BCS-CS64946 的回歸分析結(jié)果，相關(guān)系數(shù)（R）均＞0.997 0，這表明氟酮磺草胺、BCS AA10030 和BCS-CS64946在0.001～0.5 mg/L范圍內(nèi)線性良好。

表3 氟酮磺草胺、BCS AA10030和BCS-CS64946的標(biāo)準(zhǔn)曲線和LOD

由表3 可見，在上述條件下，氟酮磺草胺在乙腈溶劑、糙米、稻殼和秸稈中的最低檢出量在5.9×10-4～1.7×10-3ng 之間，BCS AA10030 的最低檢 出 量 在1.0×10-3～3.7×10-3ng 之 間，而BCSCS64946 的最低檢出量在7.0×10-3～2.2×10-2ng 之間。本研究以最小添加回收濃度作為方法的定量限，在上述色譜條件下氟酮磺草胺及其代謝物BCS AA10030 和BCS-CS64946 在糙米、稻殼和秸稈中的最低檢出濃度均為0.01 mg/kg。

通過重復(fù)（n=5）測量3 種不同分析物濃度下的回收率來評(píng)估該方法的準(zhǔn)確性。糙米中氟酮磺草胺及其代謝物BCS AA10030 和BCS-CS64946的平均回收率為96.9%～101.8%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）分別為1.2%～5.6%（表4）。稻殼中上述3 種化合物的平均回收率在88.4%和103.0%之間，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）在0.9%和6.8%之間。秸稈中氟酮磺草胺、BCS AA10030 和BCSCS64946 的平均回收率為90.3%～102.7%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）在0.8%和9.3%之間。以上結(jié)果表明，該方法的精密度，重現(xiàn)性和靈敏度足以同時(shí)定量測定糙米、稻殼和秸稈中的氟酮磺草胺及其代謝物BCS AA10030和BCS-CS64946殘留。

表4 氟酮磺草胺及其代謝物BCS AA10030和BCS-CS64946的添加回收率

3 結(jié)論

本研究建立的一種能夠同時(shí)測定水稻糙米、稻殼和秸稈中的氟酮磺草胺及其代謝物BCS AA10030 和BCS-CS64946，該方法具有簡單、高效、便捷、靈敏等優(yōu)點(diǎn)。該方法同時(shí)具有回收率高，準(zhǔn)確性高和可重復(fù)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。該方法完全能夠滿足農(nóng)藥殘留分析要求，適用于大量水稻樣品中氟酮磺草胺及其代謝物BCS AA10030 和BCS-CS64946 的快速檢測，為政府監(jiān)管提供有效的檢測分析手段。