農藥制劑中異硫氰酸烯丙酯氣相色譜分析方法

朱 峰, 廖國會, 張海艷, 宋邦燕, 陳湘燕, 秦立新,于寧波, 姜 婷, 陳明貴, 陳才俊

(貴州省農業科學院植物保護研究所, 貴陽 550006)

異硫氰酸烯丙酯(allyl isothiocyanate, AITC)是辣根素的主要成分,為廣泛存在于辣根Armoraciarusticana、芥菜Brassicajuncea和山葵Eutremayunnanense等十字花科蔬菜中的天然含硫次生代謝物,對土傳病害、線蟲及雜草等具有良好的抑制作用[1-3]。異硫氰酸烯丙酯在農藥方面有很大應用潛力,目前在我國有4個農藥登記證號,其中2個母藥,1個水乳劑和1個可溶液劑,但是對其質量控制方面研究報道較少。在異硫氰酸烯丙酯檢測方面,已建立了血漿[4]、水體[5]等基質中液相色譜分析方法,以及白芥子油中異硫氰酸烯丙酯分析方法[6]。對揮發性農藥產品的檢測是研究熱點[7],也是市場監管的重要基礎。方法簡單快速是決定揮發性農藥準確定量的重要因素[8],對于異硫氰酸烯丙酯的檢測,目前建立了異硫氰酸烯丙酯母藥的液相色譜分析方法[9],而不同農藥制劑中異硫氰酸烯丙酯的分析方法未見報道。氣相色譜法廣泛用于農藥產品質量的檢測分析,具有良好的分離和定量效果,廣泛應用于檢測機構及農藥生產企業的日常檢測工作,是揮發性農藥的重要分析手段[10]。為此,本文采用氣相色譜法對異硫氰酸烯丙酯可溶液劑和水乳劑的含量進行分析,建立具有較好分離效果及較好的準確度和精密度的檢測方法,以滿足異硫氰酸烯丙酯定量分析的要求,為異硫氰酸烯丙酯可溶液劑和水乳劑質量控制,以及該產品氣相色譜分析方法標準的建立提供參考。

1 材料與方法

1.1 試劑

丙酮和無水乙醇均為分析純;癸烷,99%;異辛醇,99%;異辛烷,99%;乙酸乙酯,99%;癸醇,99%;壬烷,99%;異硫氰酸烯丙酯標樣,98.2%;17%異硫氰酸烯丙酯可溶液劑(SL)和30%異硫氰酸烯丙酯水乳劑(EW),委托貴州省無公害植物保護工程技術研究中心配制。

1.2 儀器

Agilent GC 8890氣相色譜儀(氫火焰離子化檢測器),安捷倫公司;十萬分之一電子天平,梅特勒XSR105;0.45 μm濾膜,比克曼公司。

1.3 氣相色譜操作條件

色譜柱:HP-5毛細管柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm);氫火焰離子化檢測器(flame ionization detector,FID);氣化室溫度180℃;柱室溫度70℃;檢測器室溫度180℃;載氣1.5 mL/min;氫氣35 mL/min;空氣400 mL/min;分流比30∶1;進樣體積1 μL。

1.4 測定步驟

1.4.1內標溶液的配制

稱取癸烷1.5 g(精確至0.01 g)于500 mL容量瓶中,用丙酮溶解并稀釋至刻度,搖勻。

1.4.2標準溶液的配制

稱取0.03 g(精確至0.000 01 g)異硫氰酸烯丙酯標準品于10 mL容量瓶中,加入5 mL內標溶液,用丙酮稀釋至刻度,搖勻。

1.4.3待測樣品溶液的配制

稱取含0.03 g(精確至0.000 01 g)異硫氰酸烯丙酯的制劑樣品于10 mL容量瓶中,加入2 mL無水乙醇使之完全溶解后加入5 mL內標溶液,用丙酮稀釋至刻度,搖勻。

1.4.4測定

在上述操作條件下,待儀器穩定之后,在所建立的色譜分析條件下,在相鄰兩針樣品的峰面積變化小于1.2%后,按照標準品溶液、試樣溶液、試樣溶液、標準品溶液的順序進樣檢測。計算異硫氰酸烯丙酯可溶液劑和水乳劑中有效成分的含量。

1.4.5計算

將測得的兩針試樣溶液以及試樣前后兩針標樣溶液中異硫氰酸烯丙酯峰面積分別進行平均。試樣中異硫氰酸烯丙酯有效成分含量按公式(1)計算:

(1)

式中:ω和ω1和分別為標樣和待測樣品中異硫氰酸烯丙酯的質量分數,以百分數表示;r1和r2分別為標樣溶液和樣品溶液中異硫氰酸烯丙酯與內標物峰面積比的平均值;m1和m2分別為標樣和待測樣品的質量,單位為克(g)。

方法回收率R按公式(2)進行計算:

(2)

式中:R為回收率,單位為百分率(%);a、b和c分別為加標樣品中待測組分的實測值,待測樣品中待測組分的理論質量和添加的標樣質量,單位為克(g)。

2 結果與分析

2.1 內標的選擇

根據異硫氰酸烯丙酯物化性質,使用丙酮作為溶劑溶解樣品,色譜柱選擇常用的HP-5非極性毛細管色譜柱。用內標法對異硫氰酸烯丙酯進行定量分析需要選擇一個合適的內標。本試驗測試了異辛醇、異辛烷、乙酸乙酯、癸醇、壬烷、癸烷等為內標的效果,用異辛醇、異辛烷、乙酸乙酯為內標時,內標出峰太快并且不能與樣品中的雜質完全分離;以壬烷做內標時,異硫氰酸烯丙酯可溶液劑中有效成分與內標保留時間相隔比較近(圖1d);癸醇為內標時,異硫氰酸烯丙酯與內標保留時間相隔長;以癸烷為內標時,有效成分與內標物能很好地分離,不受雜質的干擾,而且峰形對稱,分析時間較短,提高了工作效率。異硫氰酸烯丙酯保留時間約4.7 min,癸烷保留時間約8.2 min(圖1a～1c)。綜上表明,在上述色譜操作條件下,采用癸烷作為異硫氰酸烯丙酯定量分析的內標最合適。

圖1 異硫氰酸烯丙酯氣相色譜圖Fig.1 Gas chromatogram of allyl isothiocyanate

2.2 方法的線性范圍測定

按1.4.2標樣溶液的制備方法,配制5個不同濃度的異硫氰酸烯丙酯溶液,分別標記為STD1至STD5。在上述操作條件下,待儀器穩定后,按照STD1至STD5的順序測定每個溶液中異硫氰酸烯丙酯的峰面積,取兩次測定的平均值(表1)。以異硫氰酸烯丙酯質量濃度和峰面積結果分別為橫坐標和縱坐標繪制標準曲線,結果表明,當異硫氰酸烯丙酯與內標物質量比在0.695 7～3.518 5(異硫氰酸烯丙酯質量濃度1 029.1～5 204.6 mg/L)時,相應的異硫氰酸烯丙酯與內標物峰面積比呈現良好的線性關系(圖2),計算得到回歸方程為y=0.509 5x+0.000 8,相關系數r=1.000 0,完全可以滿足定量分析的要求。本方法中異硫氰酸烯丙酯標樣的質量濃度為3 327.0 mg/L(進樣體積1 μL)。

表1 異硫氰酸烯丙酯分析方法線性范圍的測定1)

圖2 異硫氰酸烯丙酯與內標物峰面積比與質量比線性關系Fig.2 Linear relationship between peak area ratio and mass ratio of allyl isothiocyanate and internal standard

2.3 方法精密度測定

按1.4.3試樣溶液的制備方法配制5個異硫氰酸烯丙酯可溶液劑和5個異硫氰酸烯丙酯水乳劑的樣品溶液用于測定方法的精密度。結果顯示,5個可溶液劑重復樣品的標準偏差為0.01%,變異系數為0.05%(表2); 5個水乳劑重復樣品的標準偏差為0.18%,變異系數為0.62%(表3)。

表2 異硫氰酸烯丙酯可溶液劑分析方法精密度試驗結果

表3 異硫氰酸烯丙酯水乳劑分析方法精密度試驗結果

2.4 方法準確度測定

分別稱取含0.015 g(精確至0.000 01 g)異硫氰酸烯丙酯的異硫氰酸烯丙酯可溶液劑和水乳劑,分別置于10 mL容量瓶中,加入異硫氰酸烯丙酯標樣0.015 g(精確至0.000 01 g),采用1.4.4分析方法,按照公式(2)計算得到異硫氰酸烯丙酯的平均回收率分別為99.01%(表4)和100.85%(表5)。

表4 異硫氰酸烯丙酯可溶液劑分析方法準確度試驗結果

表5 異硫氰酸烯丙酯水乳劑分析方法準確度試驗結果

3 結論與討論

試驗結果表明,采用HP-5毛細管柱時,得到了很好的分離效果。在內標篩選方面,壬烷和癸烷均可用為內標,但壬烷有效成分與內標保留時間相隔比較近,選用癸烷與異硫氰酸烯丙酯分離效果較好。在進行樣品檢測時,每做一個樣節約15 min,提高了效率。由于異硫氰酸烯丙酯有很強的揮發性,在稱取樣品時,由于樣品瓶中量很少,有一定的損失,因此,在進行室內檢測時應控制檢測室溫度。在稱取好樣品后,立即加入2 mL溶劑,減少樣品損失。利用所建立的氣相色譜分析方法對異硫氰酸烯丙酯可溶液劑和異硫氰酸烯丙酯水乳劑進行定量分析,該方法的平均回收率分別為99.01%、100.85%,具有較高的準確度和精密度,線性關系良好,符合《農藥產品質量分析方法確認指南》[11]的要求,并且操作簡便、快速,是異硫氰酸烯丙酯可溶液劑和異硫氰酸烯丙酯水乳劑產品進行質量檢測的理想方法。