二氯喹啉酸農藥中鹽的鑒別方案研究

徐成辰，呂 霞，楊淑嫻，吳 晗

（江蘇省農產品質量檢驗測試中心，南京 210036）

江蘇是水稻大省，近年稻田雜草發生面積呈逐年擴大趨勢，目前稻田雜草發生面積達12.72萬hm2，占水稻種植面積的80%以上，防治面積達19.32萬hm2。稗草是江蘇省稻田雜草優勢草種，發生范圍廣，危害損失大，抗藥性上升快[1]。二氯喹啉酸一直被廣泛應用于防治稻田稗草，其產品質量直接關系到水稻安全生產。

二氯喹啉酸生產廠家眾多，市場抽檢結果表明部分產品中混有二氯喹啉酸鹽。二氯喹啉酸鹽是二氯喹啉酸與堿中和反應的產物，兩者在理化性質、劑型開發、應用技術[2-3]、藥效[3]、殘留狀態乃至抗藥性等方面均有區別。在二氯喹啉酸產品中擅自添加二氯喹啉酸鹽，存在生產安全風險隱患，造成了一系列藥害事故。2012年，不法商人以購進的二氯喹啉酸鈉鹽為原料生產二氯喹啉酸可濕性粉劑并銷售，造成泰興稻田藥害面積達400多hm2，相關人員被追究刑事責任。農藥產品脫離登記管理而進入田間施用，各種潛在風險極大。二氯喹啉酸的田間施用對產品質量以及施用方法要求很高，多年來各種因素造成的二氯喹啉酸藥害事故頻頻發生[4-6]。因為二氯喹啉酸和二氯喹啉酸鹽在理化性質、劑型開發、應用技術、藥效殘留等各方面均存在著差異，若企業不經過登記管理的各項安全試驗評價而擅自添加二氯喹啉酸鹽，無疑增大了藥劑的施用風險。

《農藥登記資料要求》明確規定：若有效成分以某種鹽的形式存在時，產品名稱、質量分數以實際存在形式表示，同時應標注有效部分和配對反離子含量。含有二氯喹啉酸鹽的二氯喹啉酸產品，未在產品名稱和標準中標明鈉離子的存在和含量，明顯違反要求。目前也沒有任何二氯喹啉酸鹽劑型取得登記（或取得登記證但未體現鹽的特征），因此這類產品就可能涉及未登記生產甚至假農藥的問題。

目前還沒有關于二氯喹啉酸產品中二氯喹啉酸鹽的鑒別方法報道，本研究建立了3種實驗室鑒別方法，涵蓋初步判別、含量檢測以及離子定性定量等應用場景，3種方法組成一整套鑒別方案，為市場監管和實驗室檢測提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

二氯喹啉酸標準品（質量分數≥98.0%），上海市農藥研究所有限公司；二氯喹啉酸可濕性粉劑，二氯喹啉酸農藥產品市場抽檢過程中的樣品。

1.2 儀器與試劑

Agilent-1100高效液相色譜儀配二極管陣列紫外檢測器及色譜工作站，美國安捷倫科技有限公司；AQ-IC離子色譜儀配電導檢測器，賽默飛世爾科技（中國）有限公司；AS3120B超聲清洗機，天津奧特賽恩斯儀器有限公司；針筒過濾器，0.45μm濾膜，密理博（中國）有限公司。

乙腈（色譜純）、甲醇（色譜純），德國默克公司；甲基磺酸（優級純），國藥集團化學試劑有限公司；氯化鈉標準品（質量分數≥99.0%），上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.3 含量鑒別法

1.3.1 液相色譜操作條件

色譜柱：Zorbax SB-C18不銹鋼色譜柱（150 mm×4.6 mm，5μm）；流動相：甲醇-0.1%磷酸水溶液（60∶40，V/V）；流動相流速：1.0 mL/min；柱溫：30℃；檢測波長：238 nm；進樣體積：5μL。

1.3.2 配制二氯喹啉酸標準品溶液

準確稱取二氯喹啉酸標準品0.04 g（精確至0.000 01 g），添加適量甲醇充分超聲，使之完全溶解，冷卻至室溫，在100 mL容量瓶中用甲醇定容至刻度線，搖勻。

1.3.3 配制試樣溶液

準確稱取二氯喹啉酸可濕性粉劑（精確至0.000 1 g）2份0.04 g的，分別添加至乙腈、甲醇中充分超聲，冷卻恢復至室溫，在100 mL容量瓶中分別用乙腈、甲醇定容至刻度線，搖勻并用0.45μm過濾器過濾。

1.3.4 進樣測定

按照1.3.1中色譜條件，連續進樣二氯喹啉酸標準品溶液，當相連2針峰面積的變化小于1.5%時，按標準品溶液、試樣溶液、試樣溶液、標準品溶液的順序，進樣并分析測定。

1.3.5 二氯喹啉酸含量的計算

將相連2針試樣溶液及其前后標準品溶液中的二氯喹啉酸峰面積分別算平均值，并按式（1）計算試樣中二氯喹啉酸的質量分數。

式中：m1、m2分別為二氯喹啉酸標準品和試樣的稱樣質量，g；F1、F2分別為二氯喹啉酸標準品和試樣溶液的峰面積平均值，mAU·min；w1為標準品中二氯喹啉酸質量分數，%。

1.4 離子色譜法

1.4.1 離子色譜操作條件

陽離子分析柱：250 mm×4.0 mm（i.d.）Dionex Ion Pac CS12A；淋洗液：甲基磺酸水溶液（c=12 mmol/L）；流速：1.0 mL/min；電導池溫度：35℃；柱溫：20℃；進樣體積：25μL；保留時間：鈉離子約5.9 min。

1.4.2 鈉離子標準品溶液的制備

在100 mL容量瓶中準確稱取氯化鈉標準品0.05 g（精確至0.000 1 g），用水定容搖勻。準確移取上述溶液1 mL于100 mL容量瓶中，用水定容搖勻，備用。

1.4.3 試樣溶液的制備

在100 mL容量瓶中準確稱取試樣0.05 g（精確至0.000 1 g），加入50 mL水，超聲振蕩10 min，冷卻至室溫，用水定容并搖勻過濾。

1.4.4 進樣測定

按1.4.1中離子色譜條件，連續進樣鈉離子標準品溶液，當相連2針峰面積的變化小于1.5%時，按標準品溶液、試樣溶液、試樣溶液、標準品溶液的順序，進樣并分析測定。

1.4.5 鈉離子含量的計算

將相連2針試樣溶液及其前后標準品溶液中的鈉離子峰面積分別算平均值，并按式（2）計算樣品中鈉離子的質量分數（wNa+）。

式中：A1、A2分別為試樣溶液和標準品溶液中鈉離子峰面積的平均值，mAU·min；m3為氯化鈉標準品的質量，g；w為氯化鈉標準品中氯化鈉的質量分數，%；m4為試樣的質量，g；M1為鈉離子的摩爾質量，22.99 g/mol；M2為氯化鈉的摩爾質量，58.44 g/mol。

2 結果與分析

2.1 外觀鑒別法

稱取含二氯喹啉酸0.2 g的二氯喹啉酸標準品、異常樣品二氯喹啉酸可濕性粉劑（精確至0.1 g），分別置于50 mL容量瓶中，用乙腈定容，超聲振蕩5 min，靜置觀察容器底部固體殘余物。利用二氯喹啉酸、二氯喹啉酸鹽在乙腈中溶解度差異進行快速鑒別。二氯喹啉酸標準品在乙腈中充分溶解，溶液稍渾濁，容器底部無明顯殘留物，而異常樣品二氯喹啉酸可濕性粉劑在容器底部出現很多不溶絮狀物。二氯喹啉酸標準品、二氯喹啉酸異常樣品在乙腈的溶解圖見圖1。

圖1 二氯喹啉酸標準品、二氯喹啉酸異常樣品在乙腈中溶解圖

乙腈溶解后可以根據上述外觀初步推測樣品中是否含有二氯喹啉酸鹽。在此基礎上進行一步求證，首先更換前處理溶劑，將乙腈替換為甲醇，其余試驗條件不變，結果為異常樣品溶液中沒有出現絮狀物，且按1.3進行測定，甲醇前處理的二氯喹啉酸含量比乙腈前處理大幅上升。據此可以明確這些樣品中含有二氯喹啉酸鹽，且推測樣品中的二氯喹啉酸的存在形式在乙腈中的溶解度不佳，而在甲醇中溶解度較高，在流動相的酸性條件下轉化為二氯喹啉酸，從而得以檢出。

2.2 含量鑒別法

為了在外觀鑒別的基礎上進一步的確證，將樣品二氯喹啉酸可濕性粉劑、二氯喹啉酸鹽可濕性粉劑分別用乙腈、甲醇前處理后，反復試驗的前處理，分別按1.3進行測定，測定結果見表1。

從表1可以發現，二氯喹啉酸樣品用乙腈、甲醇前處理后二氯喹啉酸的實測值與標示值差別不大，而二氯喹啉酸鹽樣品用乙腈前處理測得二氯喹啉酸實測值明顯低于標示值和甲醇前處理的結果。因此，當產品用2種溶劑前處理后測定結果相差較大，結合外觀鑒別法，則檢測樣品中可能含有二氯喹啉酸鹽。需要注意的是，固體樣品可以直接用此法鑒別，含水液體樣品（懸浮劑等）需要將稱取的樣品干燥后再進行前處理試驗。

表1 樣品用乙腈、甲醇前處理后二氯喹啉含量實測值

2.3 離子色譜法

離子色譜法可以直接鑒定樣品中是否含有二氯喹啉酸反離子對以及反離子對品種和含量。將二氯喹啉酸鹽可濕性粉劑按1.4進行測定，鈉離子標準品、二氯喹啉酸鹽可濕性粉劑的離子色譜圖分別見圖2、圖3。從圖中可以看出，樣品二氯喹啉酸中含有鈉離子。二氯喹啉酸鹽中鈉離子測定結果見表2。結果表明，二氯喹啉酸鹽可濕性粉劑中含有大量的鈉離子，證明樣品含有二氯喹啉酸鈉鹽。

圖2 鈉離子標準品的離子色譜圖

圖3 二氯喹啉酸鹽可濕性粉劑離子色譜圖

表2 異常二氯喹啉酸可濕性粉劑中鈉離子含量測定結果

3 結 論

二氯喹啉酸、二氯喹啉酸鹽兩者在理化性質、劑型開發、應用技術、藥效、殘留狀態乃至抗藥性等方面均有區別。由于二氯喹啉酸鹽和二氯喹啉酸在水中溶解度存在差異。二氯喹啉酸通常通過粉碎的方式配制成可濕性粉劑、懸浮劑等劑型，而二氯喹啉酸鈉鹽能溶解于水，添加適量的可溶性填料即可配制成親水性的可溶粉劑或者可溶粒劑。前者為固體小顆粒（10μm）的形態，而后者以離子的形態被雜草葉片氣孔吸收。與前者相比，后者更易被吸收，起效更快[3]。從價格看，純度較高的二氯喹啉酸鹽單價并不低于二氯喹啉酸，因此市場上用“鹽”代“酸”的原因較為復雜，既有控制成本的可能，用二氯喹啉酸二次提純中間產物鹽[7]來代替二氯喹啉酸來配制農藥；也有可能是為了縮短見效期、減小抗性等，從而在二氯喹啉酸可濕性粉劑中添加高純度鹽。但不管出于何種因素，這樣的行為違反農藥登記的相關規定及要求，存在很多風險隱患，也曾造成相當大的損失。

為了配合監管需要，本研究開發出3種實驗室鑒別二氯喹啉酸和二氯喹啉酸鹽的方法，分別是：“外觀鑒別法”“含量鑒別法”和“離子色譜法”。“外觀鑒別法”快速簡便，可用于應急速測和實驗室初步判斷；“含量鑒別法”可以在外觀鑒別的基礎上進行進一步的確證，適用于大部分農藥實驗室檢測；“離子色譜法”準確性高，可以直接鑒別鹽的種類并進行反離子對定量，但需要實驗室配備離子色譜儀，對儀器條件要求較高。三者結合組成一整套鑒別方案，實驗室可以根據需求場景自行選擇適宜的鑒別方法。

根據相關研究，二氯喹啉酸鹽與二氯喹啉酸相比，在制劑安全性、藥效以及抗性問題等多方面有其優勢，前提是將其納入正常監管程序，確保其符合農藥登記的各方面要求。為規范二者生產和施用，針對行業現狀提出4點建議。第一，加大抽查力度，做好專項檢測。執法部門對含有二氯喹啉酸的可濕性粉劑加大監督抽檢力度，同時檢測機構配合做好專項鑒別方案，打擊違規添加二氯喹啉酸鹽的行為，做好風險防控工作。第二，規范二氯喹啉酸鹽農藥登記。按照農藥登記管理的要求，規范二氯喹啉酸鹽各劑型產品名稱并補充完善相關登記資料，特別是產品化學資料中需要補充配對反離子對的鑒別方法和含量，規范二氯喹啉酸鹽的生產登記工作。第三，舉一反三，排查類似農藥的登記和生產。以二氯喹啉酸為例，調研排查已登記農藥品種在生產過程中是否有類似情況，重點是酸堿類農藥，規范其衍生鹽的農藥登記和生產工作，掃除監管盲點。第四，鼓勵研發。針對二氯喹啉酸各類鹽與酸的差異性，鼓勵生產科研單位在劑型開發、生產工藝、應用技術、藥效、殘留以及抗藥性等方面深入研究，把風險消弭在源頭，同時也讓老產品煥發出新活力。