離子色譜法鑒別檢測(cè)草甘膦鹽類除草劑

顧愛國(guó)　包素萍　王莉　孫長(zhǎng)恩　武中平　朱利利

摘要：建立了草甘膦鹽類除草劑的鑒別檢測(cè)方法。以5 mmol/L甲磺酸-水溶液為流動(dòng)相，用CS 12A離子色譜柱（含CG 12A保護(hù)柱）以及電導(dǎo)檢測(cè)器對(duì)草甘膦鹽的陽(yáng)離子進(jìn)行鑒別檢測(cè)。該方法的線性相關(guān)系數(shù)為0.999 7～0999 9，標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于0.1，變異系數(shù)均小于1.6%，平均回收率為100.1%～101.6%。該方法精密、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便易行，可用于鑒別檢測(cè)草甘膦鹽類除草劑的有效成分。

關(guān)鍵詞：草甘膦鹽；離子色譜；鑒別；測(cè)定；除草劑

中圖分類號(hào)：O657.7+5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1002-1302（2015）10-0374-03

草甘膦（glyphosate）為慢性內(nèi)吸傳導(dǎo)型廣譜滅生性除草劑，最早由美國(guó)孟山都公司開發(fā)，到20世紀(jì)80年代已經(jīng)成為世界除草劑的重要品種。草甘膦作為一種高效、低毒、廣譜滅生性除草劑，多年來經(jīng)久不衰，目前尚無替代品種[1-4]。美國(guó)和中國(guó)是全球草甘膦的兩大生產(chǎn)主體，目前國(guó)內(nèi)外企業(yè)在我國(guó)已登記的原藥及相關(guān)制劑產(chǎn)品包括草甘膦及其各種鹽類，制劑有水劑、可溶性粉（粒）劑。原藥基本是草甘膦原藥，含量在95%以上，制劑產(chǎn)品以草甘膦異丙胺鹽、銨鹽為主，以及少量鉀鹽、極少的鈉鹽及二甲胺鹽。草甘膦在水中溶解度很小，一般不直接使用。為了增加其溶解性，提高藥效，制劑中草甘膦以各種鹽的形式存在。草甘膦異丙胺鹽、銨鹽、鉀鹽等鹽類以及草甘膦，其除草活性基團(tuán)相同，但不同鹽的植物吸收過程存在差異，從而對(duì)藥效產(chǎn)生影響。我國(guó)農(nóng)業(yè)部有關(guān)數(shù)據(jù)表明，草甘膦鹽活性由低到高依次為草甘膦二甲胺鹽<草甘膦鈉鹽<草甘膦銨鹽<草甘膦異丙胺鹽<草甘膦鉀鹽?，F(xiàn)已登記的草甘膦制劑產(chǎn)品中，以異丙胺鹽、銨鹽居多。有關(guān)草甘膦原藥、水劑以及可溶性粉（粒）劑的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，均采用高效液相色譜法檢測(cè)其中草甘膦陰離子含量[5-7]（以草甘膦計(jì)），但是不能區(qū)別各種鹽型。上述不同種類的草甘膦鹽成分生產(chǎn)的制劑在藥效和生產(chǎn)成本上均有較大差異，部分廠家利用這種檢測(cè)方法的漏洞，導(dǎo)致市售的草甘膦制劑產(chǎn)品中草甘膦鹽的實(shí)際含量與產(chǎn)品明示不符合的情況較多。本研究建立了一種離子色譜分析方法，可以同時(shí)鑒別并檢測(cè)草甘膦制劑中的多種陽(yáng)離子含量，并結(jié)合相應(yīng)的國(guó)標(biāo)方法檢測(cè)出其中草甘膦陰離子含量，以期對(duì)產(chǎn)品明示的草甘膦制劑的真實(shí)鹽型進(jìn)行鑒別，并得出其中草甘膦鹽的實(shí)際含量。

1 材料與方法

1.1 儀器

DIONEX ICS 2000型離子色譜儀，配有變色龍 6.80工作站、AS-40自動(dòng)進(jìn)樣器、EG-40自動(dòng)淋洗發(fā)生器、CSRS-ULTRAⅡ 4 mm自再生抑制器、DS型電導(dǎo)檢測(cè)器，以及Ion Pac CG 12A型保護(hù)柱（4 mm×50 mm）和Ion Pac CS 12A 型陽(yáng)離子柱（4 mm×250 mm）。Millipore型超純水制備系統(tǒng)。萬(wàn)分之一電子天平。超聲波清洗器。

1.2 試劑和溶液

草甘膦標(biāo)準(zhǔn)品（含量≥99.0%），國(guó)家農(nóng)藥中心（沈陽(yáng)提供）；異丙胺（IPA）標(biāo)準(zhǔn)品，分析純（含量≥99.5%）；氯化銨標(biāo)準(zhǔn)品，分析純（含量≥99.5%）；氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)品，分析純（含量≥995%）；草甘膦異丙胺鹽水劑、草甘膦銨鹽水劑、草甘膦銨鹽可溶粒劑對(duì)照樣，均由江蘇好收成韋恩農(nóng)化股份有限公司提供；草甘膦異丙胺鹽水劑、草甘膦銨鹽水劑、草甘膦銨鹽可溶粒劑試樣，來自筆者單位各類監(jiān)督抽查、工商市場(chǎng)抽查等的檢驗(yàn)樣品；EluGen.EGC ⅡMSA罐（DIONEX）；超純水（電導(dǎo)率為18.2 MΩ· cm）。

1.3 色譜操作條件

淋洗液：5 mmol/L MSA-水溶液；流速 1.2 mL/min；柱室溫度30 ℃；抑制器電流25 mA，抑制器溫度30 ℃；進(jìn)樣體積25 μL；保留時(shí)間：Na+約7.9 min；NH+4 約 9.5 min；異丙胺約11.3 min；停止時(shí)間：20 min。標(biāo)樣和試樣色譜圖見圖1、圖2、圖3、圖4。

1.4 測(cè)定步驟

1.4.1 標(biāo)樣溶液的配制 分別稱取氯化鈉、氯化銨、異丙胺標(biāo)準(zhǔn)品約0.1 g，置于100 mL容量瓶中，用超純水溶解并定容

后搖勻備用。移取上述溶液5 mL置于100 mL容量瓶中，用超純水溶解并定容，即為Na+、NH+4、異丙胺混合標(biāo)樣溶液。

1.4.2 樣品溶液的配制 稱取含草甘膦約0.010 ～0.015 g（精確至0.000 2 g）的草甘膦鹽制劑樣品于100 mL容量瓶中，用超純水溶解并定容后搖勻備用，即為樣品溶液。

1.4.3 測(cè)定和計(jì)算 在上述色譜條件下進(jìn)樣分析。將測(cè)得2針試樣溶液及試樣前后2針標(biāo)樣溶液中的陽(yáng)離子峰面積分別進(jìn)行平均，試樣中NH+4、異丙胺、Na+的質(zhì)量分?jǐn)?shù)X（%）按下式計(jì)算：

X=R2×m1×P×MR1×M1×m2×n

。

式中：X為試樣中NH+4、IPA 或Na+含量，%；R1為標(biāo)樣溶液中NH+4、IPA或Na+峰面積的平均值；R2為樣品溶液中NH+4、IPA或Na+峰面積的平均值；m1為標(biāo)樣溶液中氯化銨、IPA或氯化鈉標(biāo)樣質(zhì)量，g；m2為樣品溶液中試樣質(zhì)量，g；P為標(biāo)樣中氯化銨、IPA或氯化鈉含量，%；M1為氯化銨、IPA或氯化鈉的摩爾質(zhì)量，g/mol；M為NH+4、IPA或Na+的摩爾質(zhì)量，g/mol；n為氯化銨、IPA或氯化鈉標(biāo)樣的稀釋因子。

2 結(jié)果與分析

2.1 色譜操作條件的選擇

2.1.1 流動(dòng)相的選擇 選擇250 mm×4 mm CS 12A陽(yáng)離子交換分析柱進(jìn)行試驗(yàn)，以甲磺酸-水系統(tǒng)作為流動(dòng)相，分別試驗(yàn)了3、4、5、6、8 mmol/L MSA水溶液作為淋洗液分離分析草甘膦水劑及可溶性粒劑。結(jié)果表明，MSA濃度越高，NH+4、異丙胺以及Na+的保留時(shí)間越短，在保證所檢測(cè)離子得到良好分離的前提下，兼顧分析周期，最終確定的流動(dòng)相為淋洗液為5 mmol/L MSA水溶液，流速1 mL/min。endprint

2.1.2 線性相關(guān)性試驗(yàn) 配制一系列不同質(zhì)量濃度的NH+4、異丙胺、Na+ 標(biāo)樣溶液，在上述色譜操作條件下，順序進(jìn)樣分析。由表1可見，本方法在NH+4、異丙胺、Na+ 測(cè)試濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，分別以NH+4、異丙胺、Na+ 的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)組分測(cè)得的峰面積為縱坐標(biāo)作圖，可得到NH+4、異丙胺、Na+測(cè)定的線性關(guān)系圖。峰面積與NH+4、異丙胺（IPA）、Na+ 質(zhì)量濃度的線性方程及相關(guān)系數(shù)分別為：

y=0.132 1x+0.771 3，r=0.999 7；

y=0.085 8x+0.154 0，r=0.999 9；

y=0.241 0x+0.120 2，r=0.999 8。

2.1.3 精密度試驗(yàn) 對(duì)3個(gè)草甘膦制劑樣品分別進(jìn)行5次重復(fù)測(cè)定，結(jié)果表明，標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于0.1，變異系數(shù)均小于1.6%（表2）。

2.1.4 準(zhǔn)確度試驗(yàn) 用已知NH+4、異丙胺、Na+含量的草甘膦水劑與含上述陽(yáng)離子的標(biāo)樣，配制5個(gè)NH+4、異丙胺、Na+含量不同的試樣，在穩(wěn)定的上述色譜條件下進(jìn)行測(cè)定，將測(cè)得的NH+4、異丙胺、Na+含量與其理論含量進(jìn)行比較。由表3可見，NH+4、異丙胺、Na+的平均回收率分別為101.4%、100.1%、101.6。

2.1.5 鑒別測(cè)定草甘膦制劑中陽(yáng)離子組分標(biāo)樣的選擇 草甘膦的有效成分是膦酸甘氨酸，易和堿金屬、氨或有機(jī)胺反應(yīng)，形成各種鹽，所以草甘膦制劑中有效成分以各種鹽存在。理論上草甘膦酸和各種無機(jī)堿或有機(jī)堿均以摩爾比1 ∶ 1反應(yīng)成鹽，以草甘膦酸為計(jì)量基準(zhǔn)。事實(shí)上，草甘膦酸是三元酸，由于參與反應(yīng)的無機(jī)堿或有機(jī)堿量的不同，可能會(huì)形成鹽的混合物，很難得到以摩爾比1 ∶ 1反應(yīng)生成的草甘膦鹽標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。因此采用有準(zhǔn)確含量和計(jì)量基準(zhǔn)的一些待測(cè)陽(yáng)離子的鹽和異丙胺作為試驗(yàn)用標(biāo)樣，即異丙胺、氯化銨、氯化鈉。因?yàn)槁然@、氯化鈉有較強(qiáng)的吸濕性，因此要注意在干燥器中保存，稱樣過程中防止吸濕。而異丙胺的揮發(fā)性很強(qiáng)，因此不適宜用電子分析天平直接稱取，可在具塞容量瓶中先裝1/2體積的水，去皮后，取一定量異丙胺置于水中溶解后再稱量。

2.1.6 草甘膦制劑中草甘膦鹽型的鑒別及草甘膦鹽含量的確定

2.1.6.1 草甘膦制劑中草甘膦鹽型的鑒別 通過上述方法測(cè)定后，若樣品中檢出的陽(yáng)離子為NH+4、異丙胺、Na+中的任意一種，則可判斷該樣品中的有效成分為與之相對(duì)應(yīng)的草甘膦鹽，并通過此檢測(cè)結(jié)果與產(chǎn)品明示的草甘膦鹽型相對(duì)照，即可判斷有效成分與明示是否相符。

2.1.6.2 草甘膦制劑中草甘膦鹽含量的確定 在鑒定草甘膦制劑中草甘膦鹽型的同時(shí)，采用高效液相色譜法按照相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定制劑中草甘膦的含量[1-3]。并按照下式計(jì)算產(chǎn)品中的草甘膦鹽含量：

X1=k1×X0。

式中：X1為草甘膦鹽含量，%；X0為草甘膦含量，%；k1為草甘膦鹽與草甘膦的換算系數(shù)（表4）。

把采用上述離子色譜法測(cè)出的樣品NH+4、異丙胺 或Na+含量，通過下式按照摩爾比1 ∶ 1折算成草甘膦鹽含量：

X2=k2×X。

式中：X2為根據(jù)按試樣中NH+4、IPA或Na+含量按摩爾比1 ∶ 1折算出的草甘膦鹽含量，%；X為試樣中NH+4、IPA或Na+含量，%；k2為草甘膦鹽與NH+4、IPA或Na+的換算系數(shù)。

然后將X1和X2進(jìn)行比較：若X1X2，則說明在草甘膦和無機(jī)堿或有機(jī)堿反應(yīng)時(shí)，草甘膦為過量組分，計(jì)算草甘膦鹽含量應(yīng)以無機(jī)堿或有機(jī)堿的陽(yáng)離子為計(jì)量基準(zhǔn)，試樣中的實(shí)際草甘膦鹽含量為X2；若X1=X2，則說明在草甘膦和無機(jī)堿或有機(jī)堿反應(yīng)時(shí)，草甘膦與無機(jī)堿或有機(jī)堿為等摩爾反應(yīng)，試樣中的實(shí)際草甘膦鹽含量為X1或X2。

3 結(jié)論

利用離子色譜法能夠鑒別檢測(cè)草甘膦異丙胺鹽、草甘膦銨鹽、草甘膦鈉鹽制劑中的有效成分與產(chǎn)品明示是否相符。采用本方法可以為有關(guān)主管部門、檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)以及企業(yè)、消費(fèi)者提供針對(duì)草甘膦鹽類制劑產(chǎn)品的檢測(cè)和技術(shù)服務(wù)。

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