王睿,賀芳,李俊,周世陽
(1.貴州省檢測技術(shù)研究應(yīng)用中心,貴州 貴陽 550014;2.貴陽市白云區(qū)疾病預(yù)防控制中心,貴州 貴陽 550016)
3-異色酮,又叫 3-異色滿酮、3-異苯并二氫吡喃酮,CAS號4385-35-7,分子式C9H8O2,相對分子質(zhì)量148.16,熔點83 ℃,沸點130 ℃。其化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖1。
圖1 3-異色酮化學(xué)結(jié)構(gòu)式
甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑是目前全球銷量最高的保護性殺菌劑,是化學(xué)保護性殺菌劑中持效期最長的成分。該類殺菌劑內(nèi)吸活性好,具有低毒、高效、廣譜殺菌、環(huán)境友好等特點,是世界農(nóng)藥界繼三唑類殺菌劑后又一類極具發(fā)展?jié)摿褪袌龌盍Φ男滦娃r(nóng)用殺菌劑,主要產(chǎn)品有嘧菌酯、醚菌酯、肟菌酯、啶氧菌酯、吡唑醚菌酯、氟嘧菌酯等。隨著下游產(chǎn)品的市場需求量增加,3-異色酮又作為甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑活性基團的重要合成中間體原料,化工市場對3-異色酮的需求量也不斷增大[1-6]。當前,暫無相關(guān)標準和文獻對3-異色酮分析檢測方法進行報道,本試驗建立了一種對3-異色酮進行定量的高效液相色譜分析方法,簡單模擬了在環(huán)境中(土壤和水體中)檢測3-異色酮的基本處理方法,該方法操作簡單,擁有良好的分離效果和線性關(guān)系,且精密度和回收率均符合要求,適用于對3-異色酮進行環(huán)境安全性評價時的質(zhì)量分數(shù)測定,也適用于生產(chǎn)企業(yè)在中間體生產(chǎn)和反應(yīng)終端雜質(zhì)控制的質(zhì)量把關(guān)。
沃特世e2695型高效液相色譜儀,配置了可變波長的二級陣列管檢測器;Empower3色譜數(shù)據(jù)處理工作站;梅特勒-托利多ME204E型電子分析天平;默克-密理博純水儀;XW-80A漩渦混合器;Merck KGaA色譜純乙腈、Milli-Q超純水、3-異色酮標準物質(zhì)(純度≥ 99.1%)。
試驗水體基質(zhì):用1 L磨口棕色玻璃瓶采集水樣,采樣前經(jīng)嚴格清洗,并用熱風(fēng)吹干后置于潔凈的環(huán)境中冷卻待用。采樣時需將水樣注滿用錫箔紙封口。樣品運輸過程中置于加有冰塊的保溫桶中并確保冰塊不解凍。水樣帶回實驗室先用濾紙過濾去除水中大顆粒懸浮物及微生物,試驗分析前過0.45 μm濾膜,樣品置于4 ℃冰箱中存放,30天內(nèi)完成分析。
試驗土壤基質(zhì):用可以封口的布袋采集土樣,采樣前經(jīng)嚴格清洗,并用熱風(fēng)吹干后置于潔凈的環(huán)境中待用。土壤樣品采集于貴州省關(guān)嶺縣斷橋鎮(zhèn)半嶺村水稻田土壤,按照隨機布點法采集林地表層0~20 cm土壤,取10個點混合約2 kg,裝于可以封口的干凈布袋中,并與口袋內(nèi)外分別附上土壤采樣信息標簽。采集的土壤帶回實驗室后均勻平攤在干凈白布上,撿出石礫、枯枝落葉、樹根等雜物,置于干燥、陰涼、通風(fēng)的環(huán)境下自然風(fēng)干。將土樣研磨并過60目(0.25 mm)篩,制成粉末狀樣品,收集制備好的土壤置于1 L磨口棕色玻璃瓶內(nèi)保存。
流動相為乙腈-超純水(體積比70∶30),柱溫為 35 ℃,流速為 1.0 mL·min-1,進樣體積為 10 μL,檢測器波長為210 nm,色譜柱為島津GL Sciences Inertsil ODS-SP 250×4.6 mm,5 μm,3-異色酮保留時間約為3.6 min,典型色譜圖如圖2所示。
圖2 3-異色酮標樣色譜圖
1.3.1 標樣溶液的配制
精確稱取0.010 2 g 3-異色酮于100 mL的燒杯中,用少量乙腈溶解并少量多次洗滌燒杯并轉(zhuǎn)移至100 mL的容量瓶中,再用乙腈定容至刻度,配制成質(zhì)量濃度為 101.082 mg·L-1的 3-異色酮儲備液,置于室溫保存。
1.3.2 3-異色酮工作液的配制
用乙腈稀釋 1.3.1配制的 3-異色酮標樣溶液,分別配制質(zhì)量濃度為20.216、10.108、5.054、2.527、1.011、0.505 mg·L-1的 3-異色酮工作溶液。
1.3.3 樣品處理
土壤加標回收率樣品:稱取1.00 g制備好的土壤于25 mL的比色管中,分別向其中加入101.082、20.216、10.108 mg·L-1的 3-異色酮標樣溶液 1.0 mL,制成 3-異色酮質(zhì)量分數(shù)分別為 101.082、20.216、10.108 mg·kg-1的3種土壤加標樣品,每個質(zhì)量分數(shù)樣品均平行制作3份,同時做土壤空白試驗。加入乙腈定容至10 mL刻度線,漩渦混勻2 min,靜置待土壤全部沉于比色管底部,取 1~1.5 mL上清液過0.45 μm有機濾膜,在1.2液相色譜條件下進行測定。
水體加標回收率樣品:取水樣約8 mL于25 mL的比色管中,分別向其中加入 101.082、20.216、10.108 mg·L-1的3-異色酮標樣溶液1.0 mL,使用水定容至10 mL刻度線,振蕩混合均勻,每個質(zhì)量濃度樣品均平行制作3份,制成3-異色酮質(zhì)量濃度分別為 101.082、20.216、10.108 mg·L-1的水體加標樣品,同時做水體空白對照。取 1~1.5 mL溶液過0.45 μm水系濾膜,在1.2液相色譜條件下進行測定。
1.3.4 測定
選取0.505~20.216 mg·L-1的工作溶液用于制作校正曲線,質(zhì)量濃度為 1.011 mg·L-1的 3-異色酮標液用于儀器精密度實驗,0.505 mg·L-1的3-異色酮標液用于檢出限和定量限實驗。
1.3.5 計算
本方法采用外標法對3-異色酮進行定量計算,工作曲線公式為:
式中:y—色譜峰響應(yīng)的峰面積;
x—3-異色酮的質(zhì)量濃度,mg·L-1;
a—工作曲線的斜率;
b—工作曲線的截距。
根據(jù)3-異色酮的結(jié)構(gòu)式,使用二級陣列管檢測器將檢測波長調(diào)整為波長掃描范圍為190~400 nm,并對3-異色酮標樣進行3D譜圖掃描,確定在檢測波長210 nm下,3-異色酮有較大吸收和較高靈敏度且受到的干擾較少;為避開溶劑的截止波長可能對3-異色酮造成的干擾,故首選乙腈作為溶劑;選用GL Sciences ODS-SP柱,在1.2色譜條件下,得到3-異色酮峰型尖銳對稱,出峰時間點附近無干擾峰存在。
在1.2的液相色譜條件下,將1.3.2中的標準工作溶液重復(fù)分析3次,取平均值,分析結(jié)果見表1。由表1可以看出,當 3-異色酮在質(zhì)量濃度0.505~20.216 mg·L-1范圍時,質(zhì)量濃度與色譜峰面積成良好線性關(guān)系,得到3-異色酮的線性回歸方程為y=2.91×104x+9.34×103,線性相關(guān)系數(shù)R2為 0.999;以3-異色酮質(zhì)量濃度為橫坐標、峰面積為縱坐標繪制標準曲線,見圖3。
表1 線性相關(guān)性測定結(jié)果
圖3 3-異色酮線性關(guān)系曲線
取1.011 mg·L-1的3-異色酮工作溶液用于方法精密度試驗,在1.2的液相色譜條件下重復(fù)分析6次,分析結(jié)果見表2。RSD(保留時間)=0.1%,RSD(峰面積)=0.8%,滿足定性分析和定量分析的基本要求。
表2 分析方法的精密度測定結(jié)果
選取 0.505 mg·L-1的 3-異色酮工作溶液用于檢出限和定量限實驗,在1.2的液相色譜條件下平行分析6次,分析結(jié)果見表3。
表3 分析方法的精密度測定結(jié)果
由信噪比(S/N)計算出檢出限(LOD)和定量限(LOQ),6次分析平均結(jié)果的LOD為3.55×10-1mg·L-1,LOQ為 1.18 mg·L-1。
采取向空白基質(zhì)添加標準溶液的方法進行加標回收率試驗,取1.0 g按1.1處理好的土壤和水體基質(zhì),按照1.3.3進行土壤和水體的加標樣品處理,并在1.2的液相色譜條件下進行測定,分析結(jié)果見表4、表5。結(jié)果顯示,3種不同質(zhì)量濃度的3-異色酮在土壤中的加標回收率在84.2%~100.0%之間,回收率標準偏差小于3.159%;3種不同質(zhì)量濃度的3-異色酮在水體中的加標回收率在85.0%~93.9%之間,回收率準偏差小于3.620%,說明該方法有良好的準確度,滿足實驗要求。
表4 回收率試驗結(jié)果(土壤)
表5 回收率試驗結(jié)果(水體)
本試驗建立了甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑重要中間體3-異色酮的高效液相色譜分析方法,該方法操作簡單,擁有良好的分離效果和線性關(guān)系,且精密度和回收率均符合要求,適用于對3-異色酮進行環(huán)境安全性評價時的質(zhì)量分數(shù)測定,也適用于生產(chǎn)企業(yè)在中間體生產(chǎn)和反應(yīng)終端雜質(zhì)控制的質(zhì)量把關(guān)。