姚先燕,楊 斌
(廣安利爾化學有限公司,四川廣安 638500)
草銨膦屬磷酸類除草劑,施藥后短時間內(nèi)植物體內(nèi)銨代謝陷于紊亂,細胞毒劑銨離子在植物體內(nèi)積累,與此同時,光合作用被嚴重抑制,達到除草目 的[1]。草銨膦是目前廣泛使用的有機磷類廣譜觸殺型除草劑,其具有內(nèi)吸附作用不強、活性高、吸收好、低毒、環(huán)境兼容性好等特點,被稱為強極性農(nóng)藥[2-3]。草銨膦又名草銨膦銨鹽,化學名稱為2-氨基-4{羥基(甲基)膦?;∷徜@,其結構中含有磷酸鹽、氨基、羥基、是極性強的兩性化合物,分子結構不存在共軛雙鍵,缺少發(fā)色和熒光基團特性,其分子量小,極性大易溶于水,不溶于有機溶劑。直接進行檢測時存在儀器干擾大的問題,目前報道的關于草銨膦分析方法較多,有高效液相色譜方法[4-5]、柱前衍生液相色譜法[6-9]、柱后衍生液相色譜法[10]、液相色譜質(zhì)譜連用法[11-13]及離子色譜法[14-16]等。本文采用氯甲酸-9-芴基甲酯(FMOC-Cl)作為衍生試劑,其介質(zhì)與草銨膦的水溶性相匹配,反應過程簡單,F(xiàn)MOC-Cl在堿性環(huán)境下,F(xiàn)MOC-基團取代目標化合物氮原子上的氫原子,生成了在檢測儀器上具有強響應的衍生化合物FMOC-R(衍生化反應如圖1所示),利用高效液相色譜對衍生后的草銨膦進行檢測。從而能夠檢測微量以及痕量的草銨膦殘留量,滿足草銨膦樣品含量檢測要求。從而建立起一種快速、高效、準確、靈敏的測定草銨膦的分析方法。
圖1 草銨膦和FMOC-Cl反應方程式
儀器:Agilent 1260 infinity ‖、超聲波清洗器;試劑:乙腈、甲醇(均為色譜純)、草銨膦標樣、實驗室一級水、85%磷酸(分析純)、氫氧化鈉(分析純)、硼酸(分析純)衍生試劑:2mg/mL FMOC-Cl(氯甲酸-9-芴基甲酯)乙腈溶液;硼酸溶液:0.4mol/L(24.72g硼酸+1 000mL水,溶解后用40%NaOH溶液調(diào)pH至8.5);稀釋劑:衍生試劑+水=1+1(V+V)
色譜柱:Diamonsil Plus 5μm C18,150×4.6mm; 波長:206nm;柱溫:35℃;
流動相:乙腈+甲醇+1.8g/L磷酸水溶液=25+25+ 50(V+V+V);流速:1.3mL/min;進樣量:5μm;保留時間:草銨膦約5.0min;
標樣溶液配制:準確稱取0.05g(精確至0.0001g)草銨膦標樣于50mL容量瓶中,用硼酸溶液溶解并定容,用移液管準確吸取5mL此溶液于50mL容量瓶,用稀釋劑稀釋并超聲反應1min后,定容至刻度線。
試樣溶液配制:準確稱取約含草銨膦0.05g(精確至0.0001g)試樣于50mL容量瓶中,用硼酸溶液溶解并定容,用移液管準確吸取5mL此溶液于50mL容量瓶,以后同標樣溶液制備。
在1.2色譜操作條件下,待色譜儀穩(wěn)定后,先進數(shù)針標準溶液,直至相鄰兩針相對響應值變化不大于1.5%時,按標準溶液、樣品溶液、樣品溶液、標準溶液順序進樣。色譜圖見圖2
圖2 草銨膦標樣高效液相色譜圖1.草銨膦主峰;2.剩余衍生試劑水解峰(FMOC-OH);3.衍生試劑與氨根反應峰(FMOC-NH4)
將測得的2針樣品溶液以及前后2針標準溶液中草銨膦峰面積進行平均,試樣中草銨膦含量X(%)按下式計算:
式中:A1為標樣溶液中草銨膦峰面積的平均值;A2為試樣溶液中草銨膦峰面積的平均值;M2為試樣的質(zhì)量,g;M1為標樣的質(zhì)量,g;P為標樣中草銨膦的質(zhì)量分數(shù),%
檢測波長的選擇:通過二級管陣列檢測器對草銨膦標樣溶液進行光譜數(shù)據(jù)采集,得到了草銨膦從200~310nm的吸收光譜圖,如圖3所示,草銨膦206nm處有較好的吸收,故選擇206nm為檢測波長。
圖3 草銨膦紫外吸收光譜視圖
根據(jù)化合物和Fmoc衍生試劑的特點,首先考察了乙腈、甲醇和純水的比例,對草銨膦在C18柱上的保留時間及分離效果的影響。結果顯示:在此條件下,草銨膦出峰時間太早且雜質(zhì)峰無法分離;后續(xù)在流動相中添加一定量的磷酸,改變純水的pH,隨著流動相中純水的pH逐漸降低,化合物與衍生試劑反應所產(chǎn)生的峰也逐漸分離,經(jīng)過試驗得出當純水溶液的pH為2.0,乙腈、甲醇、磷酸水溶液的比例為25+25+50(V+V+V),流速為1.3mL/min時,有效成分與雜質(zhì)能夠得到很好的分離,并且也能有效地減少分析時間。
準確稱取草銨膦標樣0.05g(精確至0.0001g),置于50mL容量瓶中,用硼酸溶液溶解并定容至刻度線,吸取1mL、3mL、5mL、7mL、9mL此溶液于50mL容量瓶,按1.3操作步驟進行衍生。在上述色譜條件下進行分析,以草銨膦濃度為橫坐標,峰面積為縱坐標繪制標準曲線,草銨膦線性方程式為y=47.895x+66.7,相關系數(shù)r為0.9999。如圖4所示。
圖4 草銨膦線性關系圖
以3倍噪音為檢測線,以10倍噪音為定量限。測得檢測限為0.067μg/mL,定量限為0.205μg/mL
分別對不同含量的三個樣品按1.3操作步驟進行5次平行測定,測定結果為樣品1標準偏差為0.03,變異系數(shù)為0.17%,樣品2標準偏差為0.02,變異系數(shù)為0.09%,樣品3標準偏差為0.02,變異系數(shù)為 0.02%.如表1所示。
表1 精密度測定結果
在已知含量的三個樣品中分別加入一定量的標準樣品,在上述色譜條件下進行分析,測定得出樣品1的平均回收率為99.93%,樣品2的平均回收率為99.61%,樣品3平均回收率為99.39%。如表2所示。
表2 分析方法的準確度試驗結果
將處理好的衍生溶液在室溫下放置不同時間,在1.2色譜條件下測定峰面積變化,如表3所示。
時間 0h 4h 8h 12h 24h峰面積 5 338.008 5 338.834 5 336.113 5 337.676 5 337.132
表3 放置時間對草銨膦衍生溶液的影響
從表3看出,草銨膦衍生溶液的峰面積變化波動<1%,表明衍生物至少在24h內(nèi)穩(wěn)定
衍生試劑與草銨膦反應的充分程度不僅影響色譜分析的重現(xiàn)性,而且影響衍生產(chǎn)物的檢測限,為保證衍生反應完全,考察了不同衍生反應時間對峰面積的影響,如表4所示。
表4 衍生時間對草銨膦衍生產(chǎn)物的影響
從表4看出,草銨膦衍生產(chǎn)物的峰面積變化波動<1%,據(jù)此認為在1min的反應時間內(nèi)草銨膦已完成與衍生試劑的反應。因此,本方法最終選擇的反應時間為1min。
本方法適用于各種草銨膦微量以及痕量的樣品檢測,具有較好的準確度和精密度,線性關系良好;能使有效成分與雜質(zhì)能夠得到很好的分離,并且也能有效地減少分析時間;衍生產(chǎn)物穩(wěn)定,允許24h上機分析;衍生反應時間快,在1min內(nèi)衍生試劑便能完全反應。