关注草甘膦除草剂

含草甘膦广谱除草剂因其出类拔萃除草效果，成为全球使用最多的化学除莠剂（除草剂），美国Monasanto公司把这种草甘膦除草剂称为世界最畅销的农药产品。草甘膦的除草作用是通过对转5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶（EPSPS酶）的阻滞实现的，阻断了高等植物体中经莽草酸途径将芳香族氨基酸-苯丙氨酸和酪氨酸合成为苯丙烷类化合物的生物合成途径。

含草甘膦的广谱除草剂在农业生产领域中有着广泛应用，例如在农田播种前清除杂草，或者在自家院落中清除杂草等。但草甘麟类除草剂也具有不同的毒性，在农田和家庭院落的农产品中产生农药残留，有害身体和环境健康。因此农药残留的监控就变得非常重要。

图1. 含有草甘膦的广谱除草剂是农业生产中常用的除草剂。

草甘膦和它的重要代谢物——氨甲基膦酸（AMPA）的检测分析通常都要利用HPLC-MS/MS法进行检测。这一方法的核心不是“复制”现有的检测方法，而是开发一种显著提高检测系统效率、灵敏度的自动化检测技术，尤其是通过一个浓缩步骤来提高检测精度。

从草甘膦的化合物及氨甲基膦酸的分子结构来看，它们都具有很高的极性，所以只能在特定条件下进行液相色谱分析。另外，按照DIN /DIS 214587标准中通过氯甲酸-9-芴基甲酯（FMOC-CL）的反应制成的衍生物也是如此。

HPLC-MS/MS检测步骤

首先，利用GERSTEL多功能进样器（MPS）确定标准溶液和衍生试剂的剂量。为了能够提高检测的灵敏度，方法采用了固相萃取技术（SPE），在自动进样器和HPLC系统之间使用Gerstel-Spexos萃取装置—Agilent 1290 UHPLC系统。与传统的SPE技术不同，Spexos萃取仪只需使用少量的洗脱液：每次洗脱液只需50mg，而传统SPE法需要100~1000mg。另外，Spexos萃取仪的最高工作压力可达200bar，从而可以对较大体积的样品进行纯化。

图2. 草甘膦和氨甲膦酸检测分析用的MPS-Spexos萃取仪和HPLC-MS/MS系统。

取样、纯化和洗脱之间的转换是完全自动化的、只需点击鼠标即可完成，就像整个取样准备过程一样简单、方便。这样样品前处理工作能够像“流水线”的生产方式那样准时完成待测样本的处理，保证了前后检测的连续性（Prepahead-功能）。在检测草甘膦和氨甲基膦酸（AMPA）时，使用的是Agilent公司的Triple-Quadrupol 6460质谱仪。草甘膦和氨甲膦酸（AMPA）的FMOC衍生物可以在负离子模式下被检测出来。

图3. 小麦样品处理后检测到的残留草甘膦（左）和氨甲膦酸（右）的色谱图（0.01mg/kg和0.1mg/kg）。

固相萃取和在线检测

Spexos萃取仪的进样过程是由MPS自动取样器自动完成的，它使用了Gerstel Maestro软件与Agilent化学工作站相结合的控制系统：

充填Spexos小柱；

甲醇的量为1ml；

用2ml去离子水冲洗萃取柱；

加入1000μl样品进行萃取，用1100μl去离子水冲洗萃取柱；

将Spexos萃取仪转换到MPS模式：准备洗脱后进入HPLC进行检测随后进行洗脱。

所有的步骤都是自动完成的，样品前处理需要25min。利用高效液相色谱-质谱（HPLC-MS/MS）检测不超过20min。

图4. 自动化结合FMOC-CL检测技术能够提高检测精度和灵敏度，从而提高整个检测过程的效率。

小结

利用本文介绍的MPS-Spexos萃取仪结合HPLC-MS/MS的检测方法，能够成功完成不同水质样本中草甘膦及其代谢物氨甲膦酸AMPA的准确检测。对一系列不同浓度的样品检测具有很好的线性，高达0.999，同时检出限LOQ达到10ng/L。在经过萃取的、小量的不同水样中都检测到了基质效应。重复性检测也得到了非常好的结果。

此外，正如实验室实践中所展示的那样，该方法不仅适合于水、食品、环境样品的检测，同时还适用于诸多其他样品的检测，如对茶、亚麻和玉米等样品中残留的草甘膦和氨甲膦酸进行选择性和高灵敏度的检测。

从应用的角度来看，MPS-Spexos萃取仪结合HPLC-MS/MS检测系统的应用也是很有潜力的，尤其是它能够实现样品浓缩、洗提和在线分析的任务。另外，由于使用的SPE小柱体积很小，还可以节约大量的洗脱液。

另外，值得一提的是：MPS自动萃取仪可以与许多其他设备配套使用：例如可以根据需要附加配备过滤器、离心机和浓缩设备。而所有的这些操作都只需在HPLC分析系统中输入相关的指令之后就可全自动地启动和执行了。

给草甘膦检测的建议

通常情况下，草甘膦及其重要代谢物氨甲膦酸AMPA的检测使用的是LC-MS/MS法。这是因为，从分子结构来看，他们都具有很高的极性，所以只能在特定条件下进行液相色谱分析。另外，按照DIN /DIS 214587[2]标准中通过氯甲酸-9-芴基甲酯（FMOC-CL）的反应制成的衍生物也是如此。

通过使制备取样的过程自动化并通过专用固体萃取方法进行萃取，可以明显提高草甘膦残留检测的效率和灵敏度。