农药制剂中异硫氰酸烯丙酯气相色谱分析方法

朱 峰, 廖国会, 张海艳, 宋邦燕, 陈湘燕, 秦立新,于宁波, 姜 婷, 陈明贵, 陈才俊

(贵州省农业科学院植物保护研究所, 贵阳 550006)

异硫氰酸烯丙酯(allyl isothiocyanate, AITC)是辣根素的主要成分,为广泛存在于辣根Armoraciarusticana、芥菜Brassicajuncea和山葵Eutremayunnanense等十字花科蔬菜中的天然含硫次生代谢物,对土传病害、线虫及杂草等具有良好的抑制作用[1-3]。异硫氰酸烯丙酯在农药方面有很大应用潜力,目前在我国有4个农药登记证号,其中2个母药,1个水乳剂和1个可溶液剂,但是对其质量控制方面研究报道较少。在异硫氰酸烯丙酯检测方面,已建立了血浆[4]、水体[5]等基质中液相色谱分析方法,以及白芥子油中异硫氰酸烯丙酯分析方法[6]。对挥发性农药产品的检测是研究热点[7],也是市场监管的重要基础。方法简单快速是决定挥发性农药准确定量的重要因素[8],对于异硫氰酸烯丙酯的检测,目前建立了异硫氰酸烯丙酯母药的液相色谱分析方法[9],而不同农药制剂中异硫氰酸烯丙酯的分析方法未见报道。气相色谱法广泛用于农药产品质量的检测分析,具有良好的分离和定量效果,广泛应用于检测机构及农药生产企业的日常检测工作,是挥发性农药的重要分析手段[10]。为此,本文采用气相色谱法对异硫氰酸烯丙酯可溶液剂和水乳剂的含量进行分析,建立具有较好分离效果及较好的准确度和精密度的检测方法,以满足异硫氰酸烯丙酯定量分析的要求,为异硫氰酸烯丙酯可溶液剂和水乳剂质量控制,以及该产品气相色谱分析方法标准的建立提供参考。

1 材料与方法

1.1 试剂

丙酮和无水乙醇均为分析纯;癸烷,99%;异辛醇,99%;异辛烷,99%;乙酸乙酯,99%;癸醇,99%;壬烷,99%;异硫氰酸烯丙酯标样,98.2%;17%异硫氰酸烯丙酯可溶液剂(SL)和30%异硫氰酸烯丙酯水乳剂(EW),委托贵州省无公害植物保护工程技术研究中心配制。

1.2 仪器

Agilent GC 8890气相色谱仪(氢火焰离子化检测器),安捷伦公司;十万分之一电子天平,梅特勒XSR105;0.45 μm滤膜,比克曼公司。

1.3 气相色谱操作条件

色谱柱:HP-5毛细管柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm);氢火焰离子化检测器(flame ionization detector,FID);气化室温度180℃;柱室温度70℃;检测器室温度180℃;载气1.5 mL/min;氢气35 mL/min;空气400 mL/min;分流比30∶1;进样体积1 μL。

1.4 测定步骤

1.4.1内标溶液的配制

称取癸烷1.5 g(精确至0.01 g)于500 mL容量瓶中,用丙酮溶解并稀释至刻度,摇匀。

1.4.2标准溶液的配制

称取0.03 g(精确至0.000 01 g)异硫氰酸烯丙酯标准品于10 mL容量瓶中,加入5 mL内标溶液,用丙酮稀释至刻度,摇匀。

1.4.3待测样品溶液的配制

称取含0.03 g(精确至0.000 01 g)异硫氰酸烯丙酯的制剂样品于10 mL容量瓶中,加入2 mL无水乙醇使之完全溶解后加入5 mL内标溶液,用丙酮稀释至刻度,摇匀。

1.4.4测定

在上述操作条件下,待仪器稳定之后,在所建立的色谱分析条件下,在相邻两针样品的峰面积变化小于1.2%后,按照标准品溶液、试样溶液、试样溶液、标准品溶液的顺序进样检测。计算异硫氰酸烯丙酯可溶液剂和水乳剂中有效成分的含量。

1.4.5计算

将测得的两针试样溶液以及试样前后两针标样溶液中异硫氰酸烯丙酯峰面积分别进行平均。试样中异硫氰酸烯丙酯有效成分含量按公式(1)计算:

(1)

式中:ω和ω1和分别为标样和待测样品中异硫氰酸烯丙酯的质量分数,以百分数表示;r1和r2分别为标样溶液和样品溶液中异硫氰酸烯丙酯与内标物峰面积比的平均值;m1和m2分别为标样和待测样品的质量,单位为克(g)。

方法回收率R按公式(2)进行计算:

(2)

式中:R为回收率,单位为百分率(%);a、b和c分别为加标样品中待测组分的实测值,待测样品中待测组分的理论质量和添加的标样质量,单位为克(g)。

2 结果与分析

2.1 内标的选择

根据异硫氰酸烯丙酯物化性质,使用丙酮作为溶剂溶解样品,色谱柱选择常用的HP-5非极性毛细管色谱柱。用内标法对异硫氰酸烯丙酯进行定量分析需要选择一个合适的内标。本试验测试了异辛醇、异辛烷、乙酸乙酯、癸醇、壬烷、癸烷等为内标的效果,用异辛醇、异辛烷、乙酸乙酯为内标时,内标出峰太快并且不能与样品中的杂质完全分离;以壬烷做内标时,异硫氰酸烯丙酯可溶液剂中有效成分与内标保留时间相隔比较近(图1d);癸醇为内标时,异硫氰酸烯丙酯与内标保留时间相隔长;以癸烷为内标时,有效成分与内标物能很好地分离,不受杂质的干扰,而且峰形对称,分析时间较短,提高了工作效率。异硫氰酸烯丙酯保留时间约4.7 min,癸烷保留时间约8.2 min(图1a～1c)。综上表明,在上述色谱操作条件下,采用癸烷作为异硫氰酸烯丙酯定量分析的内标最合适。

图1 异硫氰酸烯丙酯气相色谱图Fig.1 Gas chromatogram of allyl isothiocyanate

2.2 方法的线性范围测定

按1.4.2标样溶液的制备方法,配制5个不同浓度的异硫氰酸烯丙酯溶液,分别标记为STD1至STD5。在上述操作条件下,待仪器稳定后,按照STD1至STD5的顺序测定每个溶液中异硫氰酸烯丙酯的峰面积,取两次测定的平均值(表1)。以异硫氰酸烯丙酯质量浓度和峰面积结果分别为横坐标和纵坐标绘制标准曲线,结果表明,当异硫氰酸烯丙酯与内标物质量比在0.695 7～3.518 5(异硫氰酸烯丙酯质量浓度1 029.1～5 204.6 mg/L)时,相应的异硫氰酸烯丙酯与内标物峰面积比呈现良好的线性关系(图2),计算得到回归方程为y=0.509 5x+0.000 8,相关系数r=1.000 0,完全可以满足定量分析的要求。本方法中异硫氰酸烯丙酯标样的质量浓度为3 327.0 mg/L(进样体积1 μL)。

表1 异硫氰酸烯丙酯分析方法线性范围的测定1)

图2 异硫氰酸烯丙酯与内标物峰面积比与质量比线性关系Fig.2 Linear relationship between peak area ratio and mass ratio of allyl isothiocyanate and internal standard

2.3 方法精密度测定

按1.4.3试样溶液的制备方法配制5个异硫氰酸烯丙酯可溶液剂和5个异硫氰酸烯丙酯水乳剂的样品溶液用于测定方法的精密度。结果显示,5个可溶液剂重复样品的标准偏差为0.01%,变异系数为0.05%(表2); 5个水乳剂重复样品的标准偏差为0.18%,变异系数为0.62%(表3)。

表2 异硫氰酸烯丙酯可溶液剂分析方法精密度试验结果

表3 异硫氰酸烯丙酯水乳剂分析方法精密度试验结果

2.4 方法准确度测定

分别称取含0.015 g(精确至0.000 01 g)异硫氰酸烯丙酯的异硫氰酸烯丙酯可溶液剂和水乳剂,分别置于10 mL容量瓶中,加入异硫氰酸烯丙酯标样0.015 g(精确至0.000 01 g),采用1.4.4分析方法,按照公式(2)计算得到异硫氰酸烯丙酯的平均回收率分别为99.01%(表4)和100.85%(表5)。

表4 异硫氰酸烯丙酯可溶液剂分析方法准确度试验结果

表5 异硫氰酸烯丙酯水乳剂分析方法准确度试验结果

3 结论与讨论

试验结果表明,采用HP-5毛细管柱时,得到了很好的分离效果。在内标筛选方面,壬烷和癸烷均可用为内标,但壬烷有效成分与内标保留时间相隔比较近,选用癸烷与异硫氰酸烯丙酯分离效果较好。在进行样品检测时,每做一个样节约15 min,提高了效率。由于异硫氰酸烯丙酯有很强的挥发性,在称取样品时,由于样品瓶中量很少,有一定的损失,因此,在进行室内检测时应控制检测室温度。在称取好样品后,立即加入2 mL溶剂,减少样品损失。利用所建立的气相色谱分析方法对异硫氰酸烯丙酯可溶液剂和异硫氰酸烯丙酯水乳剂进行定量分析,该方法的平均回收率分别为99.01%、100.85%,具有较高的准确度和精密度,线性关系良好,符合《农药产品质量分析方法确认指南》[11]的要求,并且操作简便、快速,是异硫氰酸烯丙酯可溶液剂和异硫氰酸烯丙酯水乳剂产品进行质量检测的理想方法。