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UPLC-MS/MS法测定水体中的单氰胺

更新时间:2009-03-28

1 引言

单氰胺作为一种植物生长调节剂常用于葡萄、樱桃等作物及设施栽培中,除具有杀虫杀菌的效果外,还可调控作物休眠期,相关产品应用范围较广需求量较大[1~4]。单氰胺易溶于水,容易造成地表水的污染进而对人类健康存在潜在的危险。

单氰胺(cyanamide)[5]化学式CN2H2分子量42.02,分子结构简单,极性强,在反相色谱柱中难以保留。已有文报道采用高效液相色谱法检测单氰胺[6~7],但该分析方法分离困难并且灵敏度低很难满足痕量单氰胺的检测要求。超高效液相-串联质谱法相对较少,王旭群等报道柱前衍生化液相色谱串联质谱法测定葡萄中单氰胺的含量[8]。本研究采用单氰胺和丹磺酰氯进行柱前衍生反应,建立了超高效液相色谱-串联质谱检测水体中单氰胺的方法,可满足痕量分析的要求。

2 材料与方法

2.1 试剂与仪器 99.0%单氰胺标准样品,由山东农业大学农药环境毒理研究中心提供;98%丹磺酰氯标准品,北京珐默兹医药科技有限公司;碳酸钠、碳酸氢钠均为分析纯,上海广诺化学科技有限公司;甲酸、甲醇均为色谱纯,天津科密欧化学试剂有限公司;试验用水为超纯水。

UPLC-Xevo TQ-S Micro超高效液相色谱-串联质谱仪,Waters ACQUITY UPLCBEHC18柱(2.1×50mm,1.7μm),美国Waters公司;万分之一电子天平,北京赛多利亚科学仪器有限公司;EPED-40TF超纯水仪;数控超声波清洗器等。

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2.2 溶液配制 溶液Ⅰ:准确称取一定量碳酸钠和碳酸氢钠配制成0.1mol/L碳酸钠·碳酸氢钠缓冲溶液(pH=9);溶液Ⅱ:准确称98%丹黄酰氯标准品用丙酮溶解配制成100mg/L标准溶液。

2.3 衍生方法 取上述标准溶液和溶液Ⅱ、溶液Ⅰ各1mL,到10mL离心管中充分混匀,置于50℃水浴中衍生反应40min,冷却至室温,过0.22μm有机滤膜后进样分析。

准确称取99.0%单氰胺标准样品用水溶解,得到单氰胺标准母液。取一定体积的单氰胺母液,稀释成0.5~100μg/L的标准溶液,待衍生化。

2.4 分析方法 液相条件:Waters ACQUITY UPLCBEHC18柱(2.1×50mm,1.7μm),柱温:35℃,进样体积:2μL,保留时间1.67min左右,流动相0.1%甲酸水溶液-甲醇,梯度洗脱程序(表1)。

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表1 梯度洗脱程序

  

时间(min)流速(mL/min)流动相百分比(%)0.1%甲酸水甲醇00.4901020.45953.000.45953.010.490104.500.49010

在流体运动场中,选取六面体流体微元进行力学平衡分析,采用牛顿运动定律,获得了惯性系黏性流体运动的动量方程。对于柱坐标系中,沿r轴的方程如下:

质谱条件:ES+扫描模式;毛细管电压:3.0kV;脱溶剂温度:400℃;离子源温度:150℃;碰撞气氩气压力:0.2kPa;多反应检测模式(MRM)。

 

表2 单氰胺衍生物质谱(MRM)检测条件

  

化合物母离子m/z锥孔电压(V)定量离子对m/z碰撞池能量(eV)定性离子对m/z碰撞池能量(eV)单氰胺276.054276.0/155.928276.0/171.020

3 结果与讨论

3.1 衍生方法优化 由于单氰胺分子结构简单,无法直接进行UPLC-MS/MS检测,本研究通过柱前衍生反应引入基团来克服。参考张春涛等[9]衍生化反应方法,以丹磺酰氯作为衍生剂进行柱前衍生反应。本试验比较了50℃水浴条件下衍生10、20、30、40、50、60min的衍生效果,结果表明衍生时间为40min时已基本衍生完全。

3.2 标准曲线及定量限 以单氰胺标准溶液浓度为横坐标(x轴),其对应的峰面积为纵坐标(y轴)绘制标准曲线,在浓度范围0.5~100μg/L范围内,具有良好的线性关系,线性方程为y=482.5x+358.8,相关系数R2=0.998。以信噪比(S/N)=10时得到单氰胺方法定量限为5μg/L,信噪比(S/N)=3时仪器检出限为10-14g。

3.3 准确度和精密度 向空白水样中添加一定量的单氰胺标准溶液,配制0.005、0.1和1mg/L 3个添加水平浓度,每个浓度重复5次,计算平均回收率和相对标准偏差(RSD%)。结果表明,在0.005~1mg/L的添加水平下,平均回收率在93.93%~103.82%;相对标准偏差(RSD%)为4.86%~8.61%,符合残留检测要求。添加回收率和相对标准偏差(表3),单氰胺衍生产物典型谱图(图1)。

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表3 添加回收率和相对标准偏差

  

添加水平(mg/L)平均回收率(%)相对标准偏差(RSD%)0.005103.82 8.61 0.194.37 5.11 193.93 4.86

  

图1 单氰胺衍生产物典型谱图

4 结论

本文研究建立了UPLC-MS/MS检测水体中单氰胺的分析方法,该方法具有操作简单、分析时间短、灵敏度高、准确度和精密度高等优点。为今后该类农药的超高效-串联质谱分析方法的建立提供了重要的指导思路。

参考文献

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[2]孙瑞红,李爱华,李晓军,等.单氰胺对设施大樱桃萌芽的促进作用.中国农学通报,2007,23(7):412-414.

SUNR H,LI A H,LI X LI J,et al.Cyanamide on the facilities to promote the germination of cherry. Chinese Agricultural Science Bulletin,2007,23(7):412-414.

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[8]王旭群,赵华锋,周嘉明,等.柱前衍生化液相色谱串联质谱法测定葡萄中单氰胺的含量[J].中外食品工业(下半月),2014,(4):61-62.

WANG X Q,ZAO H F,ZHOU J M,et al. The content of monocyanide in grape was determined by column derivative liquid chromatography tandem mass spectrometry[J]. Chinese and foreign food industry (second half). 2014,(4):61-62.

[9]张春涛,张玲,刘维娟,等.基质固相分散-高效液相色谱法检测葡萄和土壤中的单氰胺.第十七届全国色谱学术报告会及仪器展览会会议论文集.

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李红,张薇,杨松,张现霞,慕卫
《农药科学与管理》 2018年第12期
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