敌草快及敌草快二氯盐中2,2'-二联吡啶的高效液相色谱分析方法研究

2024-01-10刘贝妮王志伟吴晗徐成辰

世界农药 2023年12期

刘贝妮，王志伟，吴晗，徐成辰

(江苏省农产品质量检验测试中心，南京 210036)

敌草快(diquat dibromide)和敌草快二氯盐(diquat dichloride)属于非选择性触杀型除草剂[1]，其中，敌草快是目前全球第三大灭生性除草剂，对恶性阔叶杂草见效快。随着全球多地禁用百草枯，敌草快已成为催枯方面的主要替代品种。敌草快二氯盐具有轻微的传导性，可迅速被绿色植物组织吸收，同样对阔叶杂草具有优异的防治效果，还可用作种子植物的干燥剂和棉花、马铃薯等多种作物的催枯剂[2-3]，且收获的种子更加清洁、损失较少。

2,2'-二联吡啶既是敌草快和敌草快二氯盐生产过程中的主要中间体，同时也是主要有害杂质，有强烈致突变、致畸等毒性，FAO 标准和国家行业标准均限定2,2'-二联吡啶的含量不得高于0.075%，因此其含量值直接关系到我国敌草快和敌草快二氯盐产品的质量安全以及国际竞争力[4]。市场抽检结果显示，现行气相色谱法检测2,2'-二联吡啶“误超标”现象严重，难以适应于敌草快和敌草快二氯盐生产工艺的发展要求。基于此，本文开发了一种适用于敌草快及敌草快二氯盐中2,2'-二联吡啶测定的高效液相色谱通用方法。

1 材料与方法

1.1 试剂和溶液

甲醇，色谱纯(德国默克公司)；水，新蒸二次蒸馏水；磷酸二氢钾，分析纯(国药集团化学试剂有限公司)；2,2'-二联吡啶标样，质量分数99.0%(上海阿拉丁生化科技股份有限公司)；40%敌草快母药、20%敌草快水剂(山东绿霸化工股份有限公司)；42%敌草快二氯盐母药、20%敌草快二氯盐可溶液剂(南京红太阳生物化学有限责任公司)。

磷酸二氢钾溶液：称取13.6 g 磷酸二氢钾，溶于1 000 mL 水中，摇匀备用。

1.2 仪器

Agilent 1290 型高效液相色谱仪配可变波长紫外检测器(美国安捷伦科技有限公司)；AS3120B 超声波清洗器(天津奥特赛恩斯仪器有限公司)；过滤器：0.45 μm 滤膜(默克密理博公司)；XP-205 梅特勒十万分之一自动分析天平[梅特勒－托利多仪器(上海)有限公司]。

1.3 液相色谱操作条件

色谱柱：XDB-C18不锈钢柱(250 mm×4.6 mm，5 μm)；流动相：甲醇+磷酸二氢钾溶液=50+50(体积比)；柱温：室温(温度变化不大于2 ℃)；检测波长：284 nm；流速：1.5 mL/min；进样体积：5 μL。在该色谱条件下2,2'-二联吡啶的保留时间约为4.6 min，其高效液相色谱图见图1。

图1 标样及样品中2,2'-二联吡啶色谱图

1.4 测定步骤

1.4.1 标样溶液的配制

称取2,2'-二联吡啶标样0.1 g(精确至0.000 1 g)于50 mL 容量瓶中，用甲醇定容，超声波振荡5 min，冷却至室温，摇匀。用移液管移取5 mL 上述溶液于100 mL 容量瓶中，用甲醇稀释至刻度，摇匀，以0.45 μm滤膜过滤。

1.4.2 试样溶液的配制

称取试样10 g(精确至0.000 1 g)于100 mL 容量瓶中，用甲醇定容，超声波振荡5 min，冷却至室温，摇匀，以0.45 μm 滤膜过滤。

1.4.3 测定

按照1.3 节中色谱条件，待仪器稳定后，连续进样2,2'-二联吡啶标样溶液，当相邻2 针峰面积相对变化小于1.2%时，按标样溶液、试样溶液、试样溶液、标样溶液的顺序进样分析。

1.4.4 计算

将相连2 针试样溶液及其前后2 针标样溶液中的2,2'-二联吡啶峰面积分别进行平均，按下式计算试样中2,2'-二联吡啶的质量分数w1(%)：

式中：A1、A2分别为标样溶液和试样溶液中2,2'-二联吡啶峰面积的平均值；m1、m2分别为2,2'-二联吡啶标样和试样的质量(g)；w为标样中2,2'-二联吡啶的质量分数(%)。

2 结果分析

2.1 色谱条件的优化

2.1.1 检测波长的选择

2,2'-二联吡啶的紫外吸收光谱图如图2 所示。由图可知：2,2'-二联吡啶在284 nm 波长下有较大吸收，在该波长处灵敏度较高，干扰较少，故选择284 nm作为检测波长。

图2 2,2'-二联吡啶的紫外光谱图

2.1.2 流动相的选择

分别选择了甲醇与水、0.01 mol/L 磷酸二氢钾溶液、0.1 mol/L 磷酸二氢钾溶液作为流动相，结果发现，甲醇与0.1 mol/L磷酸二氢钾溶液作为流动相时，2,2'-二联吡啶色谱峰的峰形最好、峰拖尾最小，且分析时间较短，提高了工作效率。因此，最终选择甲醇+0.1 mol/L 磷酸二氢钾溶液作为流动相。

2.2 特异性测定

采用HPLC-DAD 峰纯度分析法鉴别2,2'-二联吡啶，得到峰纯度谱图(图3)。2,2'-二联吡啶标样、敌草快母药和敌草快二氯盐可溶液剂中的2,2'-二联吡啶HPLC-DAD 峰纯度均大于990，无其他杂质成分干扰，符合定量分析要求。

图3 标样及样品中2,2'-二联吡啶HPLC-DAD 峰纯度色谱图

2.3 方法线性关系的测定

称取2,2'-二联吡啶标样0.104 78 g (精确至0.000 01 g)，置于50 mL 容量瓶中，用甲醇定容，摇匀，作为母液。分别移取1、3、5、8、10 mL 母液于100 mL 容量瓶中，用甲醇定容，摇匀，配制成STD1~STD5 一系列质量浓度的标样溶液。按照1.3 节中色谱条件，测定溶液中2,2'-二联吡啶的峰面积，测定2 次取平均值。以质量浓度为横坐标，峰面积为纵坐标绘制标准曲线，并拟合线性回归方程。结果表明，2,2'-二联吡啶在20.746 4~207.464 4 mg/L 范围内显示出良好的线性相关性，其回归方程为y＝15.367x-53.773，线性相关系数R2＝0.999 5，满足定量分析要求。

2.4 方法精密度测定

按1.4.2 节试样溶液的制备方法分别配制5 个40%敌草快母药、20%敌草快水剂、42%敌草快二氯盐母药和20%敌草快二氯盐可溶液剂(测定2,2'-二联吡啶)溶液。以2.3 节中STD3 为标样溶液，按照1.4.3 节中的方法进行测定，结果见表1。

表1 精密度测定

40%敌草快母药、20%敌草快水剂、42%敌草快二氯盐母药、20%敌草快二氯盐可溶液剂中2,2'-二联吡啶质量分数测定结果的变异系数(CV)分别为2.79%、2.66%、2.07%、2.68%，而修改的Horwitz公式2(1-0.51ogC)×0.67 分别为4.34、4.69、4.29、4.32，CV 值均远小于公式计算值，表明2,2'-二联吡啶分析方法精密度的测定结果符合要求。

2.5 方法准确度测定

分别称取5 g(精确至0.000 01 g)40%敌草快母药、20%敌草快水剂、42%敌草快二氯盐母药和20%敌草快二氯盐可溶液剂于100 mL 容量瓶中，再加入2.3 节中2,2'-二联吡啶标样母液1 mL，分别按1.4.2 节中的方法配制5 个溶液。以2.3 节中STD3为标样溶液，按照1.4.3 节中的方法进行测定，结果见表2。40%敌草快母药、20%敌草快水剂、42%敌草快二氯盐母药和20%敌草快二氯盐可溶液剂平均回收率分别为108.84%、105.22%、113.22%和113.60%，表明此分析方法具有良好的准确度。