英国365集团官网LC3500液相色谱测定水质中的磺酰脲类农药的残留

方案概述

前言:

磺酰脲类农药由杜邦公司最早发现,是除草剂进入超高效时期的标志,全球销售额常年位居除草剂品类第二,2015年全球销售额达20.19亿美元,占除草剂市场份额8.5%。属于弱酸性化合物,核心结构由芳香基、磺酰脲桥、杂环三部分组成,取代基的微小变化会显著影响生物活性和选择性,通过抑制杂草体内的乙酰乳酸合成酶(ALS/AHAS),阻断缬氨酸、异亮氨酸等支链氨基酸的生物合成,抑制细胞分裂,使杂草生长点坏死、全株枯死,对作物安全,磺酰脲类农药水溶性极强,易通过土壤迁移进入地下水,常规饮用水处理中仅不到10%可通过混凝沉降去除;活性炭吸附去除率50%~70%,加氯消毒虽可降解母体,但会生成结构稳定的含杂环降解产物,具有潜在生态毒性,在复杂天然水样中仍可能有残留。因此地表水、地下水、工业废水等水体中磺酰脲类农药检测可参考HJ 1018-2019《水质 磺酰脲类农药的测定 高效液相色谱法》,覆盖烟嘧磺隆、苄嘧磺隆等10种常见品种。

关键词:高效液相色谱法、磺酰脲类农药、地表水、农药残留

 

1.仪器设备及试剂

1.1 液相串联质谱配置清单

表1 仪器配置清单表

序号

名称

数量

1

LC3500液相色谱系统

1台

2

P3500B 二元高压恒流泵

1台

3

CT3500 柱温箱

1台

4

AS3500 超高效自动进样器

1台

5

SmartLab CDS 2.0色谱工作站

1套

6

C18 5 μm 4.6x250 mm

1个

 

1.2 试剂及标准品清单

表2 试剂及标品清单表

序列

试剂及标准品

纯度

1

乙腈

LC级

2

磷酸

AR

 

1.3 实验材料及辅助设备

超声波清洗机;

涡旋混合器;

固相萃取装置;

氮吹仪。

 

2.实验方法

2.1 溶液配置

2.1.1 直接进样

分别取适量磺酰脲类农药标准贮备液,用水逐级稀释制备至少5个浓度点的标准系列,各组分质量浓度分别为0.050mg/L、0.100 mg/L、0.500mg/L、2.00 mg/L、10.0mg/L。由低浓度到高浓度依次进样,以标准系列溶液中目标化合物的质量浓度为横坐标,对应的峰高或峰面积为纵坐标,建立校准曲线。

2.1.2 固相萃取

分别取适量磺酰脲类农药标准贮备液,用乙腈溶液逐级稀释制备至少5个浓度点的标准系列,各组分质量浓度分别为0.100 mg/L、0.500mg/L、2.00mg/L、5.00 mg/L、10.0 mg/L。由低浓度到高浓度依次进样,以标准系列溶液中目标化合物的质量浓度为横坐标,对应的峰高或峰面积为纵坐标,建立校准曲线。

 

2.2 样本前处理

2.2.1 直接进样

水样经滤膜过滤后,置于2ml样品瓶中,待测。

2.2.2 固相萃取法

2.2.2.1 柱活化

将固相萃取柱固定在固相萃取装置上。用5ml甲醇以约2ml/min的流速通过固相萃取柱,待填料将要暴露到空气之前,向柱上加10ml水,待水剩约2ml时,关闭阀门。

2.2.2.2 富集

量取250ml样品置于三角瓶中,用磷酸调节pH至3~6。以约2ml/min的流速通过活化后的固相萃取柱,样品完全富集后,继续抽吸5min或用氮气吹扫,使萃取柱干燥。然后加入15ml甲醇洗脱,洗脱液收集到浓缩瓶中。将浓缩瓶置于氮吹仪上60°C浓缩至近干,再用乙腈溶液溶解并定容至1.0ml,用滤膜过滤到样品瓶中,待测。

 

2.3 空白试样的制备

用实验用水代替样品,按照与试样制备(2.2)相同步骤进行空白试样的制备。

 

2.4 实验条件

2.4.1色谱方法条件

色谱柱:C18 4.6*250mm 5μm

流动相:A:乙腈;B 0.02%磷酸

流速:1.0 mL/min

柱温:40 ℃

检测波长:230nm

进样体积:直接进样为50.0μl,固相萃取为20.0μl。

表3 梯度洗脱程序

时间(Time)

流动相A(%)

流动相B(%)

0

20

80

10~22

35

65

27~32

40

60

35~45

45

55

50~55

90

10

60~70

20

80

注:50min~55min用于清洗色谱柱,清洗时间可根据实际样品的复杂程度进行调整。60min~70min为色谱柱的平衡时间。

 

3.实验结果

3.1 空白

图1 空白色谱图

 

3.2 线性范围

3.2.2 直接进样

 

 

图2 酰磺尿类农药各化合物线性结果(直接进样)

表4 酰磺尿类农药各化合物线性范围表(直接进样)

待测物质

线性范围

线性相关系数R

烟嘧磺隆

0.05—10.0mg/L

0.99997

噻吩磺隆

0.99999

甲磺隆

0.99999

甲嘧磺隆

0.99999

醚苯磺隆

0.99998

氯磺隆

0.99999

胺苯磺隆

0.99998

苄嘧磺隆

0.99998

吡嘧磺隆

0.99998

氯嘧磺隆

0.99999

 

3.2.2 固相萃取

图3 磺酰尿类农药各化合物线性结果(固相萃取)

表5 磺酰尿类农药各化合物线性范围表(固相萃取)

待测物质

线性范围

线性相关系数R

烟嘧磺隆

0.1—10.0mg/L

0.99996

噻吩磺隆

0.99996

甲磺隆

0.99996

甲嘧磺隆

0.99972

醚苯磺隆

0.99997

氯磺隆

0.99996

胺苯磺隆

0.99996

苄嘧磺隆

0.99996

吡嘧磺隆

0.99996

氯嘧磺隆

0.99996

 

3.3 重复性

3.3.1 直接进样法

图4 磺酰脲类农药标准品重复性色谱图(直接进样 n=6)

表6 磺酰脲类农药标准品重复性色谱参数表(直接进样 n=6)

序号

样品名称

保留时间(min)

峰面积(mAU.S)

1

 

 

烟嘧磺隆2mg/L

14.100

167.984

2

14.100

168.244

3

14.125

167.576

4

14.117

168.355

5

14.067

167.852

6

14.058

167.707

平均

 

14.095

167.953

SD

 

0.027

0.303

RSD(%)

 

0.190

0.181

序号

样品名称

保留时间(min)

峰面积(mAU*s)

1

噻吩磺隆2mg/L

18.125

232.976

2

18.125

232.183

3

18.158

232.326

4

18.158

232.231

5

18.067

231.171

6

18.050

231.274

平均

 

18.114

232.027

SD

 

0.046

0.686

RSD(%)

 

0.252

0.296

序号

样品名称

保留时间(min)

峰面积(mAU*s)

1

甲磺隆2mg/L

20.250

301.960

2

20.250

303.137

3

20.275

301.909

4

20.283

302.836

5

20.175

301.553

6

20.142

302.041

平均

 

20.229

302.239

SD

 

0.057

0.610

RSD(%)

 

0.283

0.202

序号

样品名称

保留时间(min)

峰面积(mAU*s)

1

甲嘧磺隆2mg/L

22.083

291.661

2

22.092

291.332

3

22.117

292.104

4

22.125

292.332

5

22.000

291.811

6

21.967

291.377

平均

 

22.064

291.770

SD

 

0.065

0.397

RSD(%)

 

0.295

0.136

序号

样品名称

保留时间(min)

峰面积(mAU*s)

1

醚苯磺隆2mg/L

23.175

277.076

2

23.175

277.485

3

23.208

277.547

4

23.217

277.286

5

23.083

277.645

6

23.033

276.790

平均

 

23.148

277.305

SD

 

0.074

0.324

RSD(%)

 

0.319

0.117

序号

样品名称

保留时间(min)

峰面积(mAU*s)

1

氯磺隆2mg/L

23.908

316.916

2

23.908

317.870

3

23.942

317.996

4

23.958

317.394

5

23.817

317.667

6

23.767

317.009

平均

 

23.883

317.475

SD

 

0.075

0.447

RSD(%)

 

0.314

0.141

序号

样品名称

保留时间(min)

峰面积(mAU*s)

1

胺苯磺隆2mg/L

26.275

401.959

2

26.275

402.739

3

26.308

403.336

4

26.325

402.884

5

26.158

401.908

6

26.108

401.736

平均

 

26.242

402.427

SD

 

0.088

0.648

RSD(%)

 

0.334

0.161

序号

样品名称

保留时间(min)

峰面积(mAU*s)

1

苄嘧磺隆2mg/L

36.425

184.829

2

36.417

185.375

3

36.450

184.071

4

36.458

184.322

5

36.300

185.241

6

36.242

183.572

平均

 

36.382

184.568

SD

 

0.089

0.703

RSD(%)

 

0.245

0.381

序号

样品名称

保留时间(min)

峰面积(mAU*s)

1

吡嘧磺隆2mg/L

45.683

212.883

2

45.675

213.302

3

45.708

213.009

4

45.667

213.537

5

45.517

212.615

6

45.475

213.108

平均

 

45.621

213.076

SD

 

0.099

0.322

RSD(%)

 

0.216

0.151

序号

样品名称

保留时间(min)

峰面积(mAU*s)

1

氯嘧磺隆2mg/L

48.858

223.843

2

48.858

224.887

3

48.875

224.544

4

48.842

224.253

5

48.750

223.778

6

48.725

223.439

平均

 

48.818

224.124

SD

 

0.064

0.537

RSD(%)

 

0.131

0.240

 

3.3.2 固相萃取

图5 磺酰脲类农药标准品重复性色谱图(固相萃取 n=6)

表7 磺酰脲类农药标准品重复性色谱参数表(固相萃取 n=6)

序号

样品名称

保留时间(min)

峰面积(mAU*s)

1

 

 

烟嘧磺隆5mg/L

14.017

184.287

2

14.017

185.035

3

13.992

184.815

4

14.008

183.923

5

13.992

184.350

6

13.983

184.701

平均

 

14.002

184.518

SD

 

0.014

0.406

RSD(%)

 

0.103

0.220

序号

样品名称

保留时间(min)

峰面积(mAU*s)

1

噻吩磺隆2mg/L

18.025

259.871

2

18.025

258.945

3

17.983

259.450

4

18.000

258.955

5

17.983

259.172

6

17.967

259.138

平均

 

17.997

259.255

SD

 

0.024

0.353

RSD(%)

 

0.133

0.136

序号

样品名称

保留时间(min)

峰面积(mAU*s)

1

甲磺隆2mg/L

20.142

337.193

2

20.133

337.945

3

20.083

338.032

4

20.100

337.360

5

20.083

337.240

6

20.058

337.433

平均

 

20.100

337.534

SD

 

0.032

0.363

RSD(%)

 

0.160

0.108

序号

样品名称

保留时间(min)

峰面积(mAU*s)

1

甲嘧磺隆2mg/L

21.967

332.993

2

21.958

333.857

3

21.908

333.113

4

21.925

331.968

5

21.908

333.581

6

21.875

332.593

平均

 

21.924

333.018

SD

 

0.034

0.680

RSD(%)

 

0.157

0.204

序号

样品名称

保留时间(min)

峰面积(mAU*s)

1

醚苯磺隆2mg/L

23.042

310.010

2

23.042

310.635

3

22.975

310.011

4

22.992

309.371

5

22.975

310.072

6

22.942

310.048

平均

 

22.995

310.025

SD

 

0.040

0.401

RSD(%)

 

0.174

0.129

序号

样品名称

保留时间(min)

峰面积(mAU*s)

1

氯磺隆2mg/L

23.783

354.003

2

23.775

355.395

3

23.717

354.335

4

23.725

354.529

5

23.717

354.129

6

23.683

354.455

平均

 

23.733

354.474

SD

 

0.038

0.492

RSD(%)

 

0.161

0.139

序号

样品名称

保留时间(min)

峰面积(mAU*s)

1

胺苯磺隆2mg/L

26.133

451.178

2

26.133

449.844

3

26.058

449.863

4

26.075

448.969

5

26.067

449.628

6

26.017

451.431

平均

 

26.080

450.152

SD

 

0.045

0.953

RSD(%)

 

0.174

0.212

序号

样品名称

保留时间(min)

峰面积(mAU*s)

1

苄嘧磺隆2mg/L

36.317

207.403

2

36.300

207.368

3

36.233

206.743

4

36.233

206.866

5

36.225

207.823

6

36.192

206.899

平均

 

36.250

207.184

SD

 

0.048

0.416

RSD(%)

 

0.133

0.201

序号

样品名称

保留时间(min)

峰面积(mAU*s)

1

吡嘧磺隆2mg/L

45.558

237.237

2

45.542

237.866

3

45.483

237.596

4

45.467

238.061

5

45.458

238.006

6

45.425

237.801

平均

 

45.489

237.761

SD

 

0.051

0.305

RSD(%)

 

0.113

0.128

序号

样品名称

保留时间(min)

峰面积(mAU*s)

1

氯嘧磺隆2mg/L

48.775

251.754

2

48.767

252.228

3

48.733

252.205

4

48.717

252.437

5

48.708

251.490

6

48.692

251.405

平均

 

48.732

251.920

SD

 

0.033

0.429

RSD(%)

 

0.068

0.170

 

3.4 样品

3.4.1 直接进样

图6 直接进样法样品色谱图

 

3.4.2 固相萃取

图7 固相萃取法样品色谱图

 

3.5 加标回收

3.5.1 直接进样

图8 直接进样样品加标回收色谱图(加标浓度 0.5mg/L)

表8 直接进样样品加标回收色谱参数表(加标浓度 0.5mg/L)

序号

化合物名

保留时间(min)

峰面积(mAU*s)

峰高(mAU)

理论塔板数

拖尾因子

分离度

样品量

加标

回收率

1

烟嘧磺隆

14.083

41.634

4.965

65550

1.057

14.613

0.502mg/L

100.4 %

2

噻吩磺隆

18.100

57.882

4.585

48215

0.990

5.913

0.503mg/L

100.6 %

3

甲磺隆

20.208

75.562

5.179

44440

0.991

4.516

0.504mg/L

100.8 %

4

甲嘧磺隆

22.050

72.737

4.418

41653

0.959

2.437

0.504mg/L

100.8 %

5

醚苯磺隆

23.133

68.520

3.961

40982

0.966

1.571

0.499mg/L

99.8 %

6

氯磺隆

23.867

78.765

4.355

40169

0.957

4.628

0.500mg/L

100 %

7

胺苯磺隆

26.225

101.214

4.887

37336

0.940

19.946

0.508mg/L

101.6 %

8

苄嘧磺隆

36.367

45.685

2.545

94172

0.934

17.434

0.497mg/L

99.4 %

9

吡嘧磺隆

45.608

52.520

2.375

96873

0.947

6.662

0.496mg/L

99.2 %

10

氯嘧磺隆

48.808

54.897

3.847

271681

0.935

n.a.

0.497mg/L

99.4 %

 

3.5.2 固相萃取

图9 固相萃取法样品加标回收色谱图(加标浓度 2.0mg/L)

表9 固相萃取法样品加标回收色谱参数表(加标浓度 2.0mg/L)

序号

化合物名

保留时间(min)

峰面积(mAU*s)

峰高(mAU)

理论塔板数

拖尾因子

分离度

样品量

加标

回收率

1

烟嘧磺隆

13.958

75.027

6.719

35583

0.927

11.703

2.022mg/L

101.1 %

2

噻吩磺隆

17.925

104.130

7.237

35245

0.961

5.124

1.992mg/L

99.6 %

3

甲磺隆

20.008

137.072

8.463

34428

0.953

4.008

2.011mg/L

100.5 %

4

甲嘧磺隆

21.817

132.041

7.473

34318

0.961

2.158

1.911mg/L

95.5 %

5

醚苯磺隆

22.867

126.625

6.716

33180

0.966

1.446

2.025mg/L

101.2 %

6

氯磺隆

23.600

141.386

7.351

34010

0.952

4.203

1.973mg/L

98.6 %

7

胺苯磺隆

25.917

187.580

8.408

30828

0.955

18.631

2.061mg/L

%

8

苄嘧磺隆

36.083

84.962

4.470

83018

0.939

8.084

2.031mg/L

101.5 %

9

吡嘧磺隆

45.308

97.804

4.430

97075

0.948

6.573

2.044mg/L

102.2 %

10

氯嘧磺隆

48.608

98.880

6.177

211780

0.911

n.a.

1.948mg/L

97.4 %

 

3.6 检出限

3.6.1直接进样

图10 直接进样法检出限色谱图(0.01mg/L)

表10 直接进样法检出限色谱参数表(0.01 mg/L)

序号

化合物名

保留时间(min)

峰面积(mAU*s)

峰高(mAU)

理论塔板数

拖尾因子

分离度

信噪比

检出限(mg/L)

1

烟嘧磺隆

14.067

1.403

0.094

53108

0.683

13.448

12.013

0.003

2

噻吩磺隆

18.058

1.154

0.087

42332

1.108

5.891

11.109

0.003

3

甲磺隆

20.183

1.128

0.088

47012

1.113

4.294

11.250

0.003

4

甲嘧磺隆

22.008

1.659

0.102

33635

1.587

2.456

12.988

0.002

5

醚苯磺隆

23.075

1.198

0.078

55712

1.049

1.724

9.912

0.003

6

氯磺隆

23.800

1.492

0.086

44325

0.979

4.839

10.910

0.003

7

胺苯磺隆

26.150

2.024

0.102

40207

0.990

19.029

13.049

0.002

8

苄嘧磺隆

36.250

0.854

0.050

71378

0.994

16.985

6.424

0.005

9

吡嘧磺隆

45.417

0.994

0.049

113381

1.388

6.962

6.196

0.005

10

氯嘧磺隆

48.808

0.834

0.050

199200

0.697

n.a.

6.422

0.005

 

3.6.2 固相萃取法

图11 固相萃取法检出限色谱图(0.05mg/L)

表11 固相萃取法检出限色谱参数表(0.05 mg/L)

序号

化合物名

保留时间(min)

峰面积(mAU*s)

峰高(mAU)

理论塔板数

拖尾因子

分离度

信噪比

检出限(μg/L)

1

烟嘧磺隆

13.975

1.803

0.154

30779

1.027

11.095

18.533

0.03

2

噻吩磺隆

17.958

2.260

0.161

32343

1.016

5.068

19.359

0.03

3

甲磺隆

20.075

3.273

0.203

33940

0.879

3.939

24.344

0.02

4

甲嘧磺隆

21.900

3.182

0.182

31864

1.261

2.140

21.87

0.03

5

醚苯磺隆

22.967

3.117

0.167

32954

1.022

1.382

20.02

0.03

6

氯磺隆

23.675

3.262

0.171

33327

0.947

4.113

20.595

0.03

7

胺苯磺隆

26.042

5.216

0.220

27158

1.019

18.447

26.365

0.02

8

苄嘧磺隆

36.200

1.754

0.104

95222

0.983

17.826

12.486

0.05

9

吡嘧磺隆

45.425

2.646

0.119

103140

1.047

6.806

14.237

0.04

10

氯嘧磺隆

48.692

2.403

0.158

244215

0.921

n.a.

18.955

0.03

 

4.结论

本次实验参考HJ 1018-2019《水质 磺酰脲类农药的测定 高效液相色谱法》,使用英国365集团官网LC3500液相色谱仪搭配二极管阵列检测器,进行10种磺酰脲类农药的测定。

由数据可得:

·目标峰峰型对称,理论塔板数高;

·直接进样法标准溶液系列浓度0.050mg/L~10.0mg/L线性相关系数>0.9999,固相萃取法标准溶液系列浓度0.050mg/L~10.0mg/L线性相关系数>0.9995,完全满足国标要求标准曲线的相关系数≥0.995;

·重复性好,直接进样、固相萃取法保留时间及峰面积RSD值均<0.5%,仪器精密度良好;

·本次检测地表水通过直接进样、固相萃取两种方式均未检出磺酰脲类农药残留;

·加标回收率高,样品损失少,前处理方法稳定,直接进样法样品中添加浓度为0.5mg/L的标准品,各标准品加标回收率为99%~101%,满足国标要求直接进样法基体加标回收率应在70%~130%之间的要求;固相萃取法样品中添加浓度为2.0mg/L的标准品,各标准品加标回收率为95%~102%,满足国标要求直接进样法基体加标回收率应在60%~130%之间的要求;

·直接进样法进样体积为50μL时,理论检出限为0.002~0.005mg/L;固相萃取法进样体积为20μL时,理论检出限为0.02~0.05μg/L;仪器灵敏度高、噪声低。满足国标要求采用直接进样,进样体积为50μl时,方法检出限为0.006mg/L~0.009mg/L;采用固相萃取,取样250ml,试样的定容体积为1.0ml,进样体积为20μl时,方法检出限为0.05μg/L~0.09μg/L。

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