硫包衣尿素中硫含量的高效液相色譜法分析

馬莉莉，朱露萍，何 蓉，謝 恒

(1.云南省農藥檢定所，云南 昆明 650034； 2.云南省化工產品質量監督檢驗站，云南 昆明 650228)

硫包衣尿素是由硫磺包裹顆粒尿素制成的一種包衣類緩釋肥料，可實現對尿素中氮的緩慢釋放，以供植物持續吸收利用。GB/T 29401-2020《硫包衣尿素》中根據硫的溶解特性，依次用水溶出水溶物，再用硫飽和的丙酮溶液溶出丙酮溶物，最后用二硫化碳溶解出全部的硫，通過減量法計算出硫含量[1]。該方法耗時較長，且二硫化碳極易揮發,對人體傷害大。采用高效液相色譜法測定農藥、中藥中硫含量均有報道[2-3]，但硫包衣尿素等肥料產品中硫含量的檢測罕見報道。本文在前人的基礎上加以改進，建立了采用液相色譜法進行硫包衣尿素中硫含量分析的檢測方法。

1 實驗部分

1.1 試劑和溶液

硫標樣：已知含量，純度99.0%(由北京勤誠亦信科技開發有限公司提供)；甲醇：色譜純，Merck；水：去離子水；四氫呋喃：分析純，國藥集團化學試劑有限公司；N,N-二甲基甲酰胺：分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器

液相色譜儀：Agilent LC 1260 II高效液相色譜儀，配備紫外可變波長檢測器(VWD)；色譜柱：ZORBAX SB-C18，250 mm×4.6 mm(i.d.),不銹鋼柱；過濾器：濾膜孔徑約為 0.45 μm；定量進樣管：5 μL；超聲波清洗器；電子天平：十萬分之一(Sartorius)、萬分之一(METTLER TOLEDO)。

1.3 色譜條件

流動相：甲醇，經 0.45 μm 濾膜過濾并進行脫氣；流速：1.0 mL/min；柱溫：25 ℃；檢測波長：264 nm；進樣體積：5 μL；保留時間：硫約 6.0 min。

上述操作參數是典型的，可根據實驗室具體情況作適當調整以獲得最佳的分離效果。典型的標樣和硫包衣尿素樣品中硫的液相色譜圖見圖1、圖2。

1.4 測試步驟

1.4.1 標樣儲備溶液的配制

稱取約 0.05 g(精確至 0.00001 g)硫標準品，置于 50 mL 容量瓶中，加入 5 mL N,N-二甲基甲酰胺，再加入四氫呋喃稀釋至刻度。超聲溶解 10 min，取出后冷卻至室溫，搖勻，以此溶液作為標準儲備溶液，備用。

1.4.2 標準工作溶液的配制

以標準儲備溶液作為基礎液，采用逐級稀釋法配制濃度依次為 1000 μg/mL、500 μg/mL、250 μg/mL、125 μg/mL、62.5 μg/mL 的標準工作溶液。

圖2 典型的硫包衣尿素中硫的液相色譜圖

1.4.3 標準工作曲線的繪制

待儀器預熱、基線穩定后，在1.3所述色譜操作條件下，按照硫濃度由低到高的順序依次將1.4.2硫標準工作溶液注入液相色譜中，進樣量位 5 μL，記錄峰面積。以色譜峰面積為縱坐標，對應的硫的質量濃度為橫坐標，繪制標準工作曲線。

1.4.4 試樣溶液的配制

取稱0.5～1 g(精確至 0.0001 g)硫包衣尿素試樣于 50 mL 容量瓶中，加入 5 mL N,N-二甲基甲酰胺，再加入四氫呋喃稀釋至刻度，超聲溶解 5 min，冷卻至室溫并搖勻，過濾后待用。

1.4.5 試樣溶液的測定

取 1.5 mL 待測液，按照1.3所述色譜條件進行檢測，記錄色譜峰面積，并根據標準工作曲線計算得到硫包衣尿素試樣中硫的質量濃度ρ。

1.5 計算

硫包衣尿素產品中硫含量w，以質量分數計，結果用%表示，按式(1)進行計算：

(1)

式中：

X為試樣中硫的質量分數，%；ρ為根據標準工作曲線計算得到的硫的質量濃度，μg/mL；m為試樣的質量，g。

兩次平行測定結果的絕對差值應不大于0.3%。

2 結果與討論

2.1 色譜條件選擇

2.1.1 提取溶劑的選擇

硫微溶于醇、醚，易溶于二硫化碳，不溶于水。通過實驗，發現乙醇、甲醇僅能使硫部分溶解，四氫呋喃作為萃取時的常用溶劑能夠使硫完全溶解，且該溶劑能與水、醇、醚等多種有機溶劑相互混溶，因此采用四氫呋喃作為提取溶劑。

2.1.2 色譜柱的選擇

為了獲得最佳的色譜條件，分別選用ZORBAX SB-C18[250 mm×4.6 mm(i.d.)、150 mm×4.6 mm(i.d.)]及ZORBAX Eclipse Plus C18[250 mm×4.6 mm(i.d.)]等色譜柱進行分析，發現ZORBAX Eclipse Plus C18[250 mm×4.6 mm(i.d.)]保留時間較長，ZORBAX SB-C18[150 mm×4.6 mm(i.d.)]上硫分離效果均不理想， 采用ZORBAX SB-C18[250 mm×4.6 mm(i.d.)]色譜柱進行分析，能夠基線分離、峰形良好且保留時間適中。

2.1.3 流動相的選擇

在色譜分析過程中，既要保證其他組份不會對硫的測定產生干擾，能夠完全分離，同時應盡可能縮短檢測時間。本文分別以甲醇體系、甲醇和水體系對樣品中硫進行分離，其中甲醇和水(體積比90∶10)為流動相時，保留時間15～20 min，以甲醇為流動相，保留時間5～10 min。以甲醇作為流動相，峰形良好且保留時間適中，故選擇甲醇作為流動相。

2.1.4 吸收波長的選擇

分別對空白溶劑和標準溶液在200～400 nm 波長范圍進行掃描，通過試驗，空白溶劑在 264 nm 處吸收較小，而硫在 264 nm 處有較大吸收，該波長下既能夠保證硫有足夠大的色譜響應，同時，試樣雜質及試劑響應較小，因此選擇在 264 nm 處進行定量分析。

2.2 標準工作曲線的測定

準確稱取硫標樣 0.05012 g，置于 50 mL 容量瓶中，用四氫呋喃溶解后作為標準儲備溶液。按1.4.2分別配制不同濃度的的硫標準工作溶液。在1.3典型的色譜操作條件下對硫進行分析檢測，以色譜峰面積作為縱坐標，硫的質量濃度作為橫坐標，得到硫線性關系為y=5.9191x-14.5429，其線性相關系數為0.9999。

2.3 精密度的測定

對同一硫包衣尿素試樣，按1.4中的測試步驟，在1.3所述的色譜條件下平行測定硫含量7次，硫標準偏差為0.11%，變異系數為0.46%(見表1)。

表1 精密度實驗結果

2.4 準確度的測定

檢測方法的準確度通常般采用加標回收率進行評價。在已知硫含量的硫包衣尿素樣品中分別加入不同質量的硫標準品，同樣，按1.3所述色譜條件及1.4中的測試步驟進行檢測，得到硫的回收率在97.2% ～102.4 %，平均回收率為99.5%(見表2)，說明該方法準確度較好。

表2 準確度實驗結果

2.5 不同測定方法結果比較

分別采用液相色譜法和GB/T 29401-2020《硫包衣尿素》中方法進行硫包衣尿素中硫含量的測定，檢測結果見表3。可以看出，兩種方法檢測結果一致，可以作為硫包衣尿素中硫含量的檢測方法。

表3 兩種方法實驗結果比較

3 結論

綜上所述，本文采用ZORBAX SB-C18[250 mm×4.6 mm(i.d.)]不銹鋼色譜柱，以甲醇為流動相，在 264 nm 紫外吸收處對硫包衣尿素中硫進行測定，精密度好，準確度高，操作簡便。同時，通過與GB/T 29401-2020《硫包衣尿素》中方法進行對比，檢測結果無顯著性差異，極大提高了分析檢測效率，且不使用二硫化碳等毒性較大有機溶劑，是一種理想的測定硫包衣尿素中硫的分析方法。