離子色譜法鑒別檢測草甘膦鹽類除草劑

顧愛國　包素萍　王莉　孫長恩　武中平　朱利利

摘要：建立了草甘膦鹽類除草劑的鑒別檢測方法。以5 mmol/L甲磺酸-水溶液為流動相，用CS 12A離子色譜柱（含CG 12A保護柱）以及電導檢測器對草甘膦鹽的陽離子進行鑒別檢測。該方法的線性相關系數為0.999 7～0999 9，標準偏差均小于0.1，變異系數均小于1.6%，平均回收率為100.1%～101.6%。該方法精密、準確、簡便易行，可用于鑒別檢測草甘膦鹽類除草劑的有效成分。

關鍵詞：草甘膦鹽；離子色譜；鑒別；測定；除草劑

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

草甘膦（glyphosate）為慢性內吸傳導型廣譜滅生性除草劑，最早由美國孟山都公司開發，到20世紀80年代已經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，多年來經久不衰，目前尚無替代品種[1-4]。美國和中國是全球草甘膦的兩大生產主體，目前國內外企業在我國已登記的原藥及相關制劑產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，其除草活性基團相同，但不同鹽的植物吸收過程存在差異，從而對藥效產生影響。我國農業部有關數據表明，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。現已登記的草甘膦制劑產品中，以異丙胺鹽、銨鹽居多。有關草甘膦原藥、水劑以及可溶性粉（粒）劑的國家標準中，均采用高效液相色譜法檢測其中草甘膦陰離子含量[5-7]（以草甘膦計），但是不能區別各種鹽型。上述不同種類的草甘膦鹽成分生產的制劑在藥效和生產成本上均有較大差異，部分廠家利用這種檢測方法的漏洞，導致市售的草甘膦制劑產品中草甘膦鹽的實際含量與產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，可以同時鑒別并檢測草甘膦制劑中的多種陽離子含量，并結合相應的國標方法檢測出其中草甘膦陰離子含量，以期對產品明示的草甘膦制劑的真實鹽型進行鑒別，并得出其中草甘膦鹽的實際含量。

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自動進樣器、EG-40自動淋洗發生器、CSRS-ULTRAⅡ 4 mm自再生抑制器、DS型電導檢測器，以及Ion Pac CG 12A型保護柱（4 mm×50 mm）和Ion Pac CS 12A 型陽離子柱（4 mm×250 mm）。Millipore型超純水制備系統。萬分之一電子天平。超聲波清洗器。

1.2 試劑和溶液

草甘膦標準品（含量≥99.0%），國家農藥中心（沈陽提供）；異丙胺（IPA）標準品，分析純（含量≥99.5%）；氯化銨標準品，分析純（含量≥99.5%）；氯化鈉標準品，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照樣，均由江蘇好收成韋恩農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督抽查、工商市場抽查等的檢驗樣品；EluGen.EGC ⅡMSA罐（DIONEX）；超純水（電導率為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 ℃；進樣體積25 μL；保留時間：Na+約7.9 min；NH+4 約 9.5 min；異丙胺約11.3 min；停止時間：20 min。標樣和試樣色譜圖見圖1、圖2、圖3、圖4。

1.4 測定步驟

1.4.1 標樣溶液的配制 分別稱取氯化鈉、氯化銨、異丙胺標準品約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 測定和計算 在上述色譜條件下進樣分析。將測得2針試樣溶液及試樣前后2針標樣溶液中的陽離子峰面積分別進行平均，試樣中NH+4、異丙胺、Na+的質量分數X（%）按下式計算：

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為標樣溶液中氯化銨、IPA或氯化鈉標樣質量，g；m2為樣品溶液中試樣質量，g；P為標樣中氯化銨、IPA或氯化鈉含量，%；M1為氯化銨、IPA或氯化鈉的摩爾質量，g/mol；M為NH+4、IPA或Na+的摩爾質量，g/mol；n為氯化銨、IPA或氯化鈉標樣的稀釋因子。

2 結果與分析

2.1 色譜操作條件的選擇

2.1.1 流動相的選擇 選擇250 mm×4 mm CS 12A陽離子交換分析柱進行試驗，以甲磺酸-水系統作為流動相，分別試驗了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。結果表明，MSA濃度越高，NH+4、異丙胺以及Na+的保留時間越短，在保證所檢測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 線性相關性試驗 配制一系列不同質量濃度的NH+4、異丙胺、Na+ 標樣溶液，在上述色譜操作條件下，順序進樣分析。由表1可見，本方法在NH+4、異丙胺、Na+ 測試濃度范圍內線性關系良好，分別以NH+4、異丙胺、Na+ 的質量濃度為橫坐標，對應組分測得的峰面積為縱坐標作圖，可得到NH+4、異丙胺、Na+測定的線性關系圖。峰面積與NH+4、異丙胺（IPA）、Na+ 質量濃度的線性方程及相關系數分別為：

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 對3個草甘膦制劑樣品分別進行5次重復測定，結果表明，標準偏差均小于0.1，變異系數均小于1.6%（表2）。

2.1.4 準確度試驗 用已知NH+4、異丙胺、Na+含量的草甘膦水劑與含上述陽離子的標樣，配制5個NH+4、異丙胺、Na+含量不同的試樣，在穩定的上述色譜條件下進行測定，將測得的NH+4、異丙胺、Na+含量與其理論含量進行比較。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 鑒別測定草甘膦制劑中陽離子組分標樣的選擇 草甘膦的有效成分是膦酸甘氨酸，易和堿金屬、氨或有機胺反應，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堿或有機堿均以摩爾比1 ∶ 1反應成鹽，以草甘膦酸為計量基準。事實上，草甘膦酸是三元酸，由于參與反應的無機堿或有機堿量的不同，可能會形成鹽的混合物，很難得到以摩爾比1 ∶ 1反應生成的草甘膦鹽標準物質。因此采用有準確含量和計量基準的一些待測陽離子的鹽和異丙胺作為試驗用標樣，即異丙胺、氯化銨、氯化鈉。因為氯化銨、氯化鈉有較強的吸濕性，因此要注意在干燥器中保存，稱樣過程中防止吸濕。而異丙胺的揮發性很強，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 通過上述方法測定后，若樣品中檢出的陽離子為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應的草甘膦鹽，并通過此檢測結果與產品明示的草甘膦鹽型相對照，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，采用高效液相色譜法按照相應的國家標準測定制劑中草甘膦的含量[1-3]。并按照下式計算產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（表4）。

把采用上述離子色譜法測出的樣品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。

然后將X1和X2進行比較：若X1X2，則說明在草甘膦和無機堿或有機堿反應時，草甘膦為過量組分，計算草甘膦鹽含量應以無機堿或有機堿的陽離子為計量基準，試樣中的實際草甘膦鹽含量為X2；若X1=X2，則說明在草甘膦和無機堿或有機堿反應時，草甘膦與無機堿或有機堿為等摩爾反應，試樣中的實際草甘膦鹽含量為X1或X2。

3 結論

利用離子色譜法能夠鑒別檢測草甘膦異丙胺鹽、草甘膦銨鹽、草甘膦鈉鹽制劑中的有效成分與產品明示是否相符。采用本方法可以為有關主管部門、檢驗機構以及企業、消費者提供針對草甘膦鹽類制劑產品的檢測和技術服務。

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