溴氰虫酰胺及其代谢物在辣椒和土壤中的残留降解研究

摘要建立了超高效液相色谱串联质谱法（UPLCMS/MS）测定辣椒和土壤中溴氰虫酰胺及其代谢物（J9Z38）残留量的方法，研究了溴氰虫酰胺和J9Z38在辣椒和土壤上的降解特性。样品经乙腈提取后用C18固相萃取柱净化，采用梯度洗脱程序、BEH C18色谱分离柱、应用UPLCMS/MS正离子扫描测定溴氰虫酰胺和J9Z38。进行了添加浓度为0.01、0.10 和1.00 mg/kg的回收实验，溴氰虫酰胺和J9Z38在辣椒和土壤中的日内平均回收率为88.6%～105.7%，日内相对标准偏差为3.8%～15.1%；日间平均回收率为91.4%～105.3%

1引言

溴氰虫酰胺是杜邦公司继氯虫苯甲酰胺之后成功开发的第二代鱼尼丁受体激活剂类高效、低毒的二酰胺类杀虫剂，大鼠急性经口LD50>5000 mg/kg＼[1＼]，可有效防治鳞翅目、半翅目和鞘翅目等昆虫＼[2～5＼]，在田间使用时主要降解产物为J9Z38，结构式见图1＼[6，7＼]。溴氰虫酰胺可分散油悬浮剂已在我国取得登记，主要用于防治小白菜、豇豆、大葱、西瓜、黄瓜、番茄和棉花上的害虫，但是，中国、欧盟、美国等都尚未制定溴氰虫酰胺和J9Z38的最大残留限量值（MRL）。

目前，有关溴氰虫酰胺及其代谢物的残留降解的报道有： 溴氰虫酰胺在黄瓜、西红柿[6]、小白菜[8]、土壤和葱[9]上的降解动态； Hu等＼[10＼]报道了溴氰虫酰胺在西瓜和土壤上的残留降解动态；Zhang等＼[7＼]报道了稻秆、稻田水中溴氰虫酰胺降解动态；Sergio等＼[11＼]报道了质谱法筛选柠檬、山核桃、大豆油和玉米粉中溴氰虫酰胺；Schwarz等＼[12＼]报道了液相色谱质谱法检测生菜、柑桔、小麦和玉米中的溴氰虫酰胺；其余是关于溴氰虫酰胺的合成和应用研究进展的报道＼[13～17＼]，未见关于溴氰虫酰胺和J9Z38在辣椒上的残留方法和降解报道。本研究建立了超高效液相色谱串联质谱法检测辣椒和土壤中溴氰虫酰胺和J9Z38残留量的方法，首次进行溴氰虫酰胺及其代谢物在辣椒上的降解研究，揭示了药物在辣椒上的降解特性，也为此药物检测提供了参考方法。

2实验部分

2.1仪器与试剂

Waters ACQUITY UPLC 和 Xevo TQ MS（美国Waters公司）、固相萃取仪（美国Supelco公司）、YP402N电子天平（上海精密科学仪器有限公司）、R201旋转蒸发器（上海申胜生物技术有限公司）、循环水式多用真空泵（杭州大卫科教仪器有限公司）、HH4 恒温水浴锅和SHZ82型气浴恒温振荡器（江苏金坛亿通电子有限公司）。

乙腈和甲醇（色谱纯，美国Fisher公司）、甲酸（色谱纯，Roe Scientific INC.）、纯净水（娃哈哈公司）、酸性/中性/碱性氧化铝（75～150 μm，层析用，上海五四化学试剂厂）、弗罗里硅土（165～245 μm，农残级，振翔公司）、HLB固相萃取小柱（60 mg，美国Waters公司）、玻璃层析柱（0.1 cm × 25 cm）。溴氰虫酰胺、J9Z38标准品由美国杜邦公司提供。其它试剂均为分析纯。[TS（]图1溴氰虫酰胺及其代谢物J9Z38的结构式3结果与讨论

3.1色谱与质谱条件优化

为了获得药物较好的保留、分离和响应，本实验采用了梯度洗脱程序，比较了流动相中水相为纯水（A）、 0.1%甲酸（B）、 5 mmol/L醋酸铵（C）和0.1%甲酸5 mmol/L醋酸铵溶液（D）时药物的响应，结果见图2a，当流动相水相为B时J9Z38响应最好，而流动相水相为C时溴氰虫酰胺响应最好，在“牺牲”溴氰虫酰胺部分响应的基础上选择了水相为B的流动相。

参考报道文献，确定扫描方式、 母离子和子离子后，在0.5～3.5 kV之间优化了毛细管电压、 在0～70 V之间优化了锥孔电压、 在0～60 V之间优化了碰撞能量。最终确定毛细管电压为3.0 kV；溴氰虫酰胺的锥孔电压为20 V，J9Z38的的锥孔电压为50 V；离子对的碰撞能量优化见图2b，溴氰虫酰胺的定性离子对为m/z 475/444，定量离子对为m/z 475/286，碰撞能量分别为15和20 V；J9Z38的定性离子对为m/z 457/299，定量离子对为m/z 457/188，碰撞能量均为35 eV。

3.2净化方法的确定

考察了药物在氧化铝和弗罗里硅土柱上的保留情况，用10%乙酸乙酯石油醚溶液15 mL 上样，依次用20 mL不同比例的乙酸乙酯石油醚溶液、10 mL乙腈和10 mL甲醇淋洗，结果见表1。从表1可见，溴氰虫酰胺和J9Z38在氧化铝和弗罗里硅土柱上保留差异较大，故又考察了药物在HLB固相萃取柱上的保留情况，用15%甲醇溶液10 mL上样，依次用3 mL水、3 mL 40%甲醇、2 mL乙腈洗脱，结果表明，只有乙腈洗脱出药物，回收率均为100%，故前处理中采用HLB小柱净化。

3.4准确度和精确度

在空白土壤和辣椒样品中进行了0.01， 0.1和1.0 mg/kg添加回收实验，每个浓度重复6次，按前处理方法提取、净化。土壤和辣椒中溴氰虫酰胺和J9Z38的日内平均回收率为88.6%～105.7%，日内相对标准偏差为3.8%～15.1%（表2）。在辣椒和土壤中选取0.01， 0.1和1.0 mg/kg添加浓度，每天做6个平行， 连续做3d，计算得溴氰虫酰胺和J9Z38的日间平均回收率为91.4%～105.3%，日间相对标准偏差为4.9%～12.3%，结果见表3。可见，本方法满足残留分析要求，为该类药物检测提供了参考方法。3.5溴氰虫酰胺和J9Z38在辣椒和土壤中的残留降解研究

溴氰虫酰胺和J9Z38在辣椒和土壤中的残留降解方程、相关系数、降解半衰期见表4，降解曲线图见图4。2011和2012年溴氰虫酰胺在辣椒中降解半衰期分别为9.2和11.2 d，在土壤中降解半衰期分别为9.2和20.8 d；J9Z38在辣椒中残留量低于定量限，2011年J9Z38在土壤中的残留量为0.004～0.016 mg/kg，但无明显降解规律，2012年J9Z38在土壤中的降解半衰期为9.4 d。表5列出了35 d实验期间内的日均最低和最高温度、日均降水量和日均日照时间。从表5可见，2011年的日均降水量远多于2012年，这可能是导致溴氰虫酰胺在辣椒和土壤中降解2011年比2012年快的原因。溴氰虫酰胺在辣椒中降解半衰期比Dong等＼[6＼]报道黄瓜（2.2 d）和西红柿（2.8 d）， Sun等＼[8＼]报道小白菜（2.9～6.4 d）， 赵坤霞等＼[9＼]报道葱（1.3～2.5 d）的降解半衰期长；溴氰虫酰胺在土壤中降解半衰期与Dong等＼[6＼]报道土壤（9.5 d）和Sun等＼[7＼]报道土壤（8.7～18.2 d）相似，比赵等＼[16＼]报道在葱中降解半衰期（2.6～4.3 d）长，这些可能与蔬菜的品种、试验地的土壤、气候条件、施药、采样等因素有关。

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AbstractAn analytical method based on ultra performance liquid chromatographytandem mass spectrometry was developed for the determination of cyantraniliprole and its main metabolite J9Z38 residues in pepper and soil. The fate of cyantraniliprole and J9Z38 in pepper and soil was also evaluated. The target compounds were extracted with acetonitrile， cleaned up by C18 cartridge， and further analyzed by gradient ultra performance liquid chromatographytandem mass spectrometry with electrospray ionization in positive mode （ESI+） using a UPLC BEH C18 Column. The method was validated using fortified pepper and soil. Intraday mean recoveries of cyantraniliprole and J9Z38 at three spiked levels （0.01， 0.10 and 1.00 mg/kg） ranged from 88.6% to 105.7% with relative standard deviations of 3.8%-15.1%. Interday mean recoveries of cyantraniliprole and J9Z38 were found between 91.4% and 105.3% with relative standard deviations of 4.9%-12.3% at three spiked levels. Limits of quantification （LOQs） of cyantraniliprole and J9Z38 were 0.1 and 0.2 μg/kg， respectively. Linear calibration functions with correlation coefficients of r>0.9992 were obtained in the concentration range of 2.0-128.0 μg/L. This method was applied to the analysis of cyantraniliprole and J9Z38 residues in real pepper and soil samples selected from field. The results of the residue dynamic experiment showed that the halflife of cyantraniliprole ranged from 9.2 to 11.2 days in pepper and from 9.2 to 20.8 days in soil. While， the residues of J9Z38 in pepper were below LOQ， and the halflife of J9Z38 in soil was 9.4 days. The degradation speed of cyantraniliprole increased with the increase of the precipitation.

KeywordsCyantraniliprole； J9Z38； Pepper； Residue； Ultra performance liquid chromatographytandem mass spectrometry