草甘膦母液中含磷副产物及无机阴离子检测方案(离子色谱仪)

29001woThermo Fisher Scientific，San Jose， CA USA is ISO Certified.SCIENTIFICPart of Thermo Fisher Scientific 胡忠阳叶明立潘广文张婷婷钟乃飞赛默飞世尔科技(中国)有限公司 Key words： ion chromatogramphy (IC ) ； glyphosate； phosphonic by-products； inorganic anions 引言 草甘膦(英文通用名称Glyphosate)是一种高效、低毒、广谱灭生性除草剂，主要应用于转基因作物领域。20世纪90年代以来，转基因抗草甘膦作物如大豆、玉米等的创制和大面积种植，使全球对草甘膦的需求持续增加。氯乙酸-甘氨酸路线合成草甘膦是我国企业普遍采用的模式，但存在收率不高、产品杂质和副产物多的弱点，研究者也在不断的研究改造草甘膦合成路线。 关于在环境草甘膦的分析研究，利用气相色谱法、高效液相色谱法和分光光度法等已有大量的报道12-3，但报道主要集中在草甘膦组份及其在环境中代谢物的残留分析。在草甘膦的生产工艺改造研究中需要对草甘膦及相关杂质、副产物进行监测，关于能够同时测定这些产物的分析方法还鲜有报道。草甘膦因其结构的特点，极性很大，几乎不溶于有机溶剂，而极易溶于水，在水中解离呈阴离子状态。离子色谱法是测定阴离子的首选方法④，采用离子色谱法测定草甘膦的研究已有报道首。本文利用草甘膦母液性质的特点，采用离子色谱法，建立了一种同时测定草甘膦及其生产工艺中产生的副产物和杂质离子的分析方法，具有很好的应用前景。 测试条件 仪器： ICS-2100离子色谱仪(Thermofisher公司)， 淋洗液：KOH梯度淋洗，0.0-15.0min，2-15mmol/L；15.0-27.0min， 15-40mmol/L；27.0-32.0min，2mmol/L； 流速：1.0mL/min； 定量环：25pL； 抑制器： ASRS 300(4mm)，自循环抑制模式，电流99mA； 检测方式：抑制型电导。 样品前处理 精密移取样品1.0mL，用去离子水稀释200倍，充分溶解混匀。稀释后的样品经过0.22pm尼龙滤膜过滤，滤液上机分析。 结果和讨论 色谱柱的选择及淋洗液梯度条件优化 由于在阴离子分析柱上，诸如磷酸根、草甘膦和增甘膦在色谱柱上有很强的保留，难以洗脱。因此，若采用等浓度淋洗很难一次将各种含磷化合物与杂质无机阴离子分离开来。本文选用了适合于KOH淋洗液使用的阴离子交换柱： lonPac AS18和lonPacAS11-HC两根色谱柱。经过实验发现，若采用AS18色谱柱，亚磷酸易受碳酸盐峰的影响，且甲基草甘磷、草甘磷和磷酸根要实现完全分分比较困难。最终选择了lonPacAS11-HC分析柱配合AG11-HC保护柱，以优化后的梯度淋洗条件，实现了含磷化合物与杂质阴离子的完全分离，并不存在常见阴离子如氟离子、亚硝酸根及硝酸根的干扰(色谱图见图1)，最终选择的色谱条件为：淋洗液KOH梯度淋洗，0.0-15.0min， 2-15mmol/L； 15.0-27.0min， 15-40mmol/L；27.0-32.0min， 2mmol/L. 图1.混合标准溶液色谱图 1.F：0.5mg/L， 2.CI：1.0mg/L， 3.NO2： 2.0mg/L，4.HMPA：2.0mg/L， 5.NO：2.5mg/L， 6.PO：：2.0mg/L， 7.SO：2.5mg/L， 8.Methyl glyphosate：5.0mg/L，9.Gly：10.0mg/L， 10.PO：2.5mg/L， 11.Glyphosine：10.0mg/L 将含有草甘膦、甲基草甘膦、六甲基磷酰三胺、增甘膦、亚磷酸、磷酸、CI和SO的混合标准溶液按选定的色谱条件进行分析，连续进样8次，考察其检测的重现性。结果见表1。 表1.方法的重现性 检测成份 RSD(n=8) 保留时间 峰面积 峰高 Chloride 0.34% 0.061% 0.075% HMPA 0.18% 0.185% 0.212% Phosphite 0.12% 0.180% 0.322% Sulfate 0.4% 0.152% 0.407% Methyl gly. 0.12% 0.294% 0.186% Glyphosate 0.10% 0.374% 0.355% Phosphate 0.09% 0.476% 0.736% Glyphosine 0.88% 1.428 % 1.488% 将1000pg/mL的标准储备液用二次去离子水稀释成各种所需浓度，配制成一系列的混合标准溶液，按选定的节色谱条件依次进样分析，绘制标准曲线，所得标准曲线的线性方程、相关系数及各待测成份的方法检出限(以信噪比S/N=3计)等结果见表2。 实际样品分析及加标回收 按选定的样品制备的方法，对草甘膦生产工艺中的母液样品进行处理，按选定的色谱条件分别测定了其主要成分草甘膦和工艺中产生的含磷副产物甲基草甘膦、六甲基磷酰三胺、增甘膦、亚磷酸、磷酸等，以及CI和SO等无机阴离子的含量。在测得的样品中加入一定量的标准溶液，照同样方法测定了样品加标后的成份含量。样品测定结果及加标回收率见表3。 结论 草甘膦生产工艺中母液经去离子水稀释一定倍数溶解后，过0.22um尼龙滤膜过滤即可进样分析，前处理简单方便。采用AS11-HC高容量阴离子分离柱分析， KOH梯度淋洗、电导检测，可以很好的将草甘膦母溶液中的无机阴离子和草甘膦及含磷副产物分离开来。该方法准确性及重现性很好，应用于草甘膦生产工艺中各种产物的质量监测，具有较高的实用价值和应用前景，成功的为草甘膦质量控制及工艺改造研究建立了一种新的分析方法。 表2.方法的线性关系及检出限 检测离子 线性方程 r 线性范围 检出限 (pg/mL) (pg/L) (S/N=3) Chloride Y=0.2919X+0.0412 0.9999 0.1~20.0 2.0 HMPA Y=0.0807X-0.0327 0.9999 0.25~50.0 10.0 Phosphite Y=0.1355X-0.0083 0.9999 0.1~20.0 5.0 Sulfate Y=0.1980X-0.0249 0.9980 0.25~50.0 5.0 Methyl Gly. Y=0.0516X-0.0160 0.9993 0.1~20.0 10.0 Glyphosate Y=0.0517X-0.0185 0.9995 0.1~20.0 10.0 Phosphate Y=0.0856X-0.0131 0.9985 0.25~50.0 20.0 Glyphosine Y=0.0586X+0.0058 0.9999 0.25~50.0 25.0 Y：峰面积；X：浓度， pg/mL 表3.样品的测定结果及其加标回收率、精密度 被测离子 样品含量g/L 加标量g/L 检出量g/L 回收率% Chloride 72.71 50.0 120.51 95.6 HMPA 12.24 10.0 21.65 94.1 Phosphite 7.90 10.0 17.30 93.5 Sulfate 0.53 1.0 1.47 94.8 Methyl gly. 6.48 10.0 15.72 92.4 Glyphosate 6.85 10.0 16.77 99.2 Phosphate 0.53 1.0 1.51 97.8 Glyphosine 25.39 50.0 76.47 102.16 ( 参考文 献 ) ( [1] Su S Q. Chinese Journal of Pesticides (苏少泉.农药)，2005， 44(4)：145 ) ( [2 ] Cheng X M， Zhou M. Chinese journal of Chromatography (程雪 梅 ，周敏.色谱)，2004，22 (3) ： 288 ) ( [3] Claudia F ， Lincoln F ， Luiz H， e t a l . J ournal o f Chromatography A， 2008，1208：246 ) ( [4] Mou S F， Li u KN， Ding X J. Io n ChromatographyMethod and Application. 2 nd e d . Beijing：Chemical Industry Press (牟世芬，刘克纳，丁晓静. 离子色谱方法及应用.2版.北京：化学工业出版 社)，2005 ) ( [5] Ye M L， Hu Z Y， Pan G W. Chinese Journal of Analytical Chemistry (叶明立，胡忠阳，潘广文.分 析化学)，2011，29 (11)：151 ) thermoscientific.com ( C 2012 T h e rmo Fishe r Scie n tific Inc . Al l ri g hts reserved. All trademarks are the pro p erty of Thermo Fisher Scientific Inc. a nd i ts s ubsidiaries. Specifications， terms a nd p r icin g are subject to change. Not all products are available in all countries. Please consult your ) local sales representative for details. 上海 北京 免费服务热线：上海浦东新金桥路27号6号楼 北京东城区安定门东大街28号 8008105118邮编：201206 雍和大厦西楼F座7层702-715室 400 6505118电话：021-68654588 邮编：100007传真：021-64457830 电话：010-84193588传真：010-88370548