Методика определения остаточных количеств иодосульфурон-метил-натрия в воде, почве, зерне и соломе зерновых колосовых культур, зеленой массе и зерне кукурузы методом высокоэффективной жидкостной хроматографии

Основные положения [51]

Принцип метода

Метод основан на определении иодосульфурон-метил-натрия с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) на обращенной фазе с ультрафиолетовым детектором после извлечения препарата из воды хлористым метиленом, из почвы и растительного материала водным ацетоном, очистки экстрактов перераспределением в системе несмешива- ющихся растворителей и на колонке с силикагелем.

Количественное определение проводится методом абсолютной калибровки.

Избирательность метода

В предлагаемых условиях метод специфичен в присутствии пестицидов, применяемых в интенсивной технологии выращивания зерновых культур и кукурузы.

Метрологическая характеристика метода

Таблица 1. Метрологические параметры метода

Реактивы, растворы, материалы

Иодосульфурон-метил-натрий с содержанием д.в. 98,0 % («АгрЭво», Германия)

Ацетон, ч.д.а. ГОСТ 2603-79

Ацетонитрил, ч. ТУ 6-09-3534-82

Вода бидистиллированная ГОСТ 7602-72

Гексан, ч. ТУ 6-09-3375-78

Калия перманганат, х.ч. ГОСТ 20490-75

Калий углекислый, х.ч. ГОСТ 4221 -76

Кальция хлорид, х.ч. ГОСТ 4161-77

Кислота ортофосфорная, х.ч. ГОСТ 6552-80

Кислота серная, х.ч. ГОСТ 4204-77

Натрий фосфорнокислый, двузамегценный, ч.д.а. ГОСТ 11773-76 Натрия гидроксид, х.ч. ГОСТ 11078-78

Натрия сульфат, безводный, х.ч. ГОСТ 4166-76

Натрия хлорид, х.ч. ГОСТ 4233-77

Спирт метиловый, х.ч. ГОСТ 6995-77

Фосфора пентоксид, ч. МРТУ 6-09-5759-69

Хлороформ, ч. ГОСТ 20015-74

Подвижная фаза для ВЭЖХ: смесь ацетонитрил — метанол—0,005 М ортофосфорная кислота (38 : 2 : 60, по объему)

Силикагель для колоночной хроматографии марки Л (40—100 мкм) (Хемапол, Чехия) или аналогичный

Элюент № 1 для колоночной хроматографии: смесь гексан—ацетон (8 : 2, по объему)

Элюент № 2 для колоночной хроматографии: смесь гексан—ацетон (7 : 3, по объему)

Стекловата Хлопковая вата

Фильтры бумажные «синяя лента» ТУ 6-09-1678-77

Приборы, аппаратура, посуда

Жидкостный хроматограф с ультрафиолетовым детектором фирмы Altex (США) или аналогичный Хроматографическая колонка стальная, длиной 15 см, внутренним диаметром 4 мм, заполненная Диасорбом 130—С8Т илиДиасфером 100—С18 (АО БиоХимМак)

Шприц для ввода образцов в жидкостный хроматограф

Весы аналитические типа ВЛ Р-200 ГОСТ 19401 -74

Водоструйный насос ГОСТ 10696-75

Встряхиватель механический ТУ 64-1-1081-73

Иономер ЭВ-74 ГОСТ 22261 -76

или аналогичный

Мельница электрическая лабораторная ТУ 46-22-236-79

или аналогичная

Ротационный испаритель, тип ИР-1М ТУ 25-11-917-76

Сито с диаметром отверстий 1 мм

Воронка Бюхнера ГОСТ9147-80Е

Воронки делительные, вместимостью 100, 250 мл ГОСТ 25336-82Е Воронки для фильтрования стеклянные ГОСТ 8613-75

Колба Бунзена ГОСТ 5614-75

Колбы грушевидные, вместимостью 50 и 100 мл ГОСТ 25336-82 Колбы круглодонные на шлифе, вместимостью 100, 250 и 500 мл ГОСТ 9737-70

Колбы конические с притертыми пробками,

вместимостью 250 мл ГОСТ 25336-82

Колбы мерные, вместимостью 25, 50, 100 и 1000 мл ГОСТ 1770-74 Пипетки мерные, вместимостью 1, 2, 5 и 10 мл ГОСТ 20292-74Е Пробирки градуированные с притертыми

пробками, вместимостью 5 и 10 мл ГОСТ 10515-75

Стаканы химические, емкостью 500 и 1000 мл ГОСТ 25336-82Е

Цилиндры мерные, вместимостью 50, 100, 250 и 500 мл ГОСТ 1770-74

Отбор проб

Отбор проб производится в соответствии с «Унифицированными правилами отбора проб сельскохозяйственной продукции, продуктов питания и объектов окружающей среды для определения микроколичеств пестицидов» (№ 2051 -79 от 21.08.79).

Отобранные пробы зерна и соломы подсушивают до стандартной влажности и хранят в стеклянной или полиэтиленовой таре в холодильнике при температуре не выше 4 °С не более трех месяцев. Зеленую массу хранят при температуре 0—4 °С в течение суток. Для длительного хранения пробы замораживают и хранят при температуре —18 °С.

Пробы воды хранят при температуре не выше 4 °С в течение 2 дней, при температуре —18 °С в течение месяца.

Пробы почвы высушивают при комнатной температуре в отсутствие прямого солнечного света до воздушно-сухого состояния и хранят в темном сосуде не более трех месяцев.

Перед анализом зерно и солому размалывают на мельнице, сухую почву просеивают через сито с отверстиями диаметром 1 мм, а зеленую массу измельчают ножницами.

Подготовка к определению

Подготовка и очистка реактивов и растворителей

Органические растворители перед началом работы очищают, сушат и перегоняют в соответствии с типовыми методиками. Гексан и хлороформ встряхивают с небольшими порциями концентрированной серной кислоты до тех пор, пока свежая порция кислоты не перестанет окрашиваться. Затем гексан последовательно промывают водой, 2%-ным раствором гидроксида натрия и снова водой, после чего его сушат над гидроксидом натрия и перегоняют. Хлороформ промывают водой, сушат над хлористым кальцием и перегоняют. Ацетонитрил сушат над пентоксидом фосфора и перегоняют; отогнанный растворитель повторно перегоняют над углекислым калием. Ацетон перегоняют над перманганатом калия и поташом (на 1 л ацетона 10 г КМп0₄ и 2 г К₂С0₃).

Силикагель встряхивают с двойным объемом ацетона и суспензию фильтруют на воронке Бюхнера через бумажный фильтр. Силикагель на фильтре промывают 1,5 объема ацетона и затем высушивают при температуре 130 °С в течение 2 ч.

Приготовление 2 М и 0,005 М растворов ортофосфорной кислоты Для получения 2 М раствора Н3РО4 отмеряют 137 мл 85,6%-ной ортофосфорной кислоты, переносят в мерную колбу емкостью 1000 мл, добавляют 500—600 мл бидистиллированной воды, перемешивают и доводят объем водой до метки.

Для получения 0,005 М раствора Н₃Р0₄ отбирают 2,5 мл приготовленного 2 М раствора ортофосфорной кислоты, переносят в колбу емкостью 1000 мл, добавляют бидистиллированную воду до метки и перемешивают.

Приготовление фосфатного буферного раствора (pH 10)

В химическом стакане в 400 мл воды растворяют 1,42 г безводного Na₂HP0₄ и 40 г NaCl и доводят pH раствора до 10 путем добавления по каплям 1 н. раствора гидроксида натрия, при перемешивании. Щелочность раствора контролируют с помощью иономера.

Подготовка подвижной фазы для ВЭЖХ

При подготовке подвижной фазы для анализа иодосульфурон-метил- натрия отмеряют 380 мл ацетонитрила и 20 мл метанола, переносят в колбу на 1000 мл, добавляют 520 мл 0,005 М ортофосфорной кислоты, перемешивают, фильтруют, дегазируют.

Кондиционирование колонки

Промыть колонку для ВЭЖХ 20 мл смеси ацетонитрил—вода (1 : 1, по объему), а затем подвижной фазой в течение 30 мин при скорости подачи растворителя 1 мл/мин. Включить детектор и подождать стабилизации базовой линии (5—15 мин).

Приготовление стандартных растворов

Основной стандартный раствор иодосульфурон-метил-натрия с содержанием 100 мкг/мл готовят растворением 10,2 мг препарата, содержащего 98% д.в., в ацетонитриле в мерной колбе на 100 мл. Раствор хранят в холодильнике при температуре — 12 °С не более 10 дней.

Рабочие стандартные растворы с концентрациями 0,025; 0,05; 0,125 и 0,25 мкг/мл готовят из основного стандартного раствора иодосульфурон- метил-натрия соответствующим последовательным разбавлением подвижной фазой для ВЭЖХ непосредственно в день проведения анализа. Раствор хранят в холодильнике не более 3 дней.

При изучении полноты открывания иодосульфурон-метил-натрия в модельных матрицах используются ацетоновые растворы вещества.

Построение градуировочного графика

Для построения градуировочного графика в инжектор хроматографа вводят по 100 мкл рабочего стандартного раствора иодосульфурон-метил- натрия с концентрацией 0,025, 0,05, 0,125 и 0,25 мкг/мл. Осуществляют не менее 5 параллельных измерений и находят среднее значение высоты хроматографического пика для каждой концентрации. Строят градуировочный график зависимости высоты хроматографического пика в мм от концентрации препарата в растворе в мкг/мл.

Подготовка колонки с силикагелем для очистки экстракта

В нижнюю часть стеклянной колонки длиной 25 см и внутренним диаметром 1,0 см вставляют тампон из стекловаты, закрывают кран и вносят суспензию 5 г силикагеля в 20 мл гексана. Дают растворителю стечь до верхнего края сорбента и помещают на него слой безводного сульфата натрия высотой 1 см. Колонку промывают 30 мл элюента № 2 (смесь гексан - ацетон, 7:3) и затем 60 мл элюента № 1 (смесь гексан—ацетон, 8 : 2) со скоростью 1—2 капли в секунду.

Проверка хроматографического поведения иодосульфурон-метил-натрия на колонке с силикагелем

В круглодонную колбу емкостью 10 мл отбирают 0,1 мл стандартного раствора иодосульфурон-метил-натрия с концентрацией 100 мкг/мл, отдувают растворитель потоком теплого воздуха, остаток растворяют в 2—3 мл элюента № 1 и наносят на подготовленную колонку. Промывают колонку 30 мл элюента, а затем 60 мл элюента № 2 со скоростью 1 —2 капли в секунду. Отбирают фракции по 5 мл каждая, упаривают досуха, остаток растворяют в 5 мл подвижной фазы для ВЭЖХ и анализируют на содержание иодосульфурон-метил-натрия, как описано ниже.

Фракции, содержащие иодосульфурон-метил-натрий, объединяют и вновь анализируют. Рассчитывают содержание вещества в элюате, определяют полноту смывания с колонки и необходимый для очистки объем элюента.

Примечание. Профиль вымывания иодосульфурон-метил-натрия может меняться при использовании новой партии сорбента и растворителей.

Описание определения

Экстракция

Вода. К образцу предварительно отфильтрованной воды объемом 100 мл добавляют 1,18 г Na2HPC>4 х IHjO и перемешивают до растворения соли. Полученный раствор переносят в делительную воронку емкостью 250 мл, промывают трижды хлороформом порциями по 20 мл, который отбрасывают. Водную фазу подкисляют 2 М ортофосфорной кислотой до pH 3 (контролируя его значения на иономере), переносят в делительную воронку и трижды экстрагируют иодосульфурон-метил-натрий хлороформом (30 мл + 20 мл х 2). Объединенную органическую фазу пропускают через слой хлопковой ваты (1 см) и упаривают на роторном испарителе досуха при температуре 40 °С. Сухой остаток растворяют в 4 мл подвижной фазы для ВЭЖХ, как описано выше, и анализируют на содержание иодосульфу- рон-метил-натрия.

Почва. Навеску (20 г) воздушно-сухой почвы помешают в коническую колбу емкостью 250 мл, приливают 100 мл 90%-ного водного ацетона и суспензию перемешивают в течение 1 ч на аппарате для встряхивания. Суспензию фильтруют под вакуумом на воронке Бюхнера через бумажный фильтр. Почву еще раз экстрагируют 50 мл 90%-ного водного ацетона при встряхивании в течение 30 мин. Из объединенного экстракта отбирают аликвоту раствора (около 70 мл), эквивалентную 10 г почвы. Дальнейшую очистку проводят, как описано ниже.

Зеленая масса, зерно, солома. Навеску (25 г) измельченной зеленой массы кукурузы переносят в коническую колбу емкостью 250 мл, приливают 100 мл смеси ацетон—вода (9 : 1, по объему) и перемешивают в течение 1 ч на аппарате для встряхивания. Суспензию фильтруют под вакуумом на воронке Бюхнера через бумажный фильтр. Растительный материал повторно экстрагируют 100 мл смеси ацетон—вода (9 :1) при встряхивании в течение 30 мин. Из объединенного экстракта отбирают аликвоту раствора (около 38 мл), эквивалентную 5 г растительной ткани. Дальнейшую очистку проводят, как описано ниже.

Навеску размолотого зерна (20 г) или соломы (5 г) помешают в коническую колбу емкостью 250 мл, приливают 100 мл 90%-ного водного ацетона и суспензию перемешивают в течение 1 ч на аппарате для встряхивания. Суспензию фильтруют под вакуумом на воронке Бюхнера через бумажный фильтр. Растительный материал повторно экстрагируют 70 мл 90%-ного водного ацетона при встряхивании в течение 30 мин. Из объединенного экстракта муки или соломы отбирают аликвоту раствора (около 80 мл), эквивалентную соответственно 10 г зерна или 2,5 г соломы. Дальнейшую очистку проводят, как описано ниже.

Очистка экстрактов

Отобранные аликвоты растительного и почвенного экстрактов упаривают до объема 5—7 мл на роторном испарителе при температуре 40 °С. К оставшемуся водному раствору добавляют 30 мл фосфатного буферного раствора с pH 10, при необходимости доводят pH раствора до 10 с помощью

1 н. раствора гидроксида натрия. Колбу помешают в баню с ледяной водой (температура 5—7 °С) на 20 мин. Охлажденный раствор быстро фильтруют через неплотный бумажный фильтр в делительную воронку вместимостью 200 мл и промывают его тремя порциями хлороформа по 20 мл. Органическую фазу отбрасывают. Водную фазу переносят в химический стакан, подкисляют 2 М ортофосфорной кислотой до pH 3, контролируя кислотность раствора с помощью иономера. Раствор переносят в делительную воронку и трижды экстрагируют иодосульфурон-метил-натрий хлороформом (30 мл + 20 мл х 2). Объединенную органическую фазу пропускают через слой хлопковой ваты (1 см) и упаривают на роторном испарителе досуха при температуре 40 °С.

Очистка на колонке с силикагелем

Остаток в колбе, полученный при упаривании очищенных экстрактов зеленой массы, зерна, соломы и почвы, с помощью 3 мл элюента № 1 (смесь гексан—ацетон, 8 : 2) количественно переносят в подготовленную хроматографическую колонку. Дают растворителю стечь до верхнего края сорбента и колонку промывают 30 мл элюента № 1, которые отбрасывают. Иодосульфурон-метил-натрий элюируют 50 мл элюента № 2 (смесь гексан-ацетон, 7 : 3) в круглодонную колбу емкостью 100 мл и раствор упаривают досуха на роторном испарителе при температуре 40 °С. Сухой остаток экстрактов зерна и почвы растворяют в 4 мл, соломы — в 5 мл, зеленой массы и зерна кукурузы — соответственно в 10 и 8 мл подвижной фазы для ВЭЖХ и анализируют на содержание иодосульфурон-метил-натрия.

Примечание. При использовании новой партии сорбента или растворителей проводится проверка хроматографического поведения иодосульфурон-метил-натрия на колонке с силикагелем.

Условия хроматографирования

Жидкостный хроматограф с ультрафиолетовым детектором фирмы Altex (США).

Хроматографическая колонка стальная (15 см х 4 мм), заполненная Диа- сорбом 130-С8Т (7 мкм).

Подвижная фаза: ацетонитрил — метанол — 0,005 М ортофосфорная кислота (38 : 2 : 60, по объему).

Скорость потока элюента: 1 мл/мин.

Температура колонки: комнатная.

Рабочая длина волны: 233 нм.

Чувствительность: 0,01 ед. абсорбции на шкалу.

Объем вводимой пробы: 100 мкл.

Время удерживания иодосульфурон-метил-натрия: 10,5 мин.

Линейный диапазон детектирования: 2,5—25 нг.

Альтернативная неподвижная фаза: Диасфер 100-С 18 (6 мкм).

Время удерживания иодосульфурон-метил-натрия: около 12 мин. Образцы, дающие пики, большие, чем стандартный раствор с концентрацией 0,25 мкг/мл, разбавляют подвижной фазой для ВЭЖХ.

Обработка результатов анализа

Содержание иодосульфурон-метил-натрия рассчитывают методом абсолютной калибровки по формуле

где X— содержание иодосульфурон-метил-натрия, мг/дм³, мг/кг; Н — высота пика образца, мм; Но — высота пика стандарта, мм; Л — концентрация стандартного раствора иодосульфурон-метил-натрия, мкг/мл; V — объем экстракта, подготовленного для хроматографирования, мл; m — масса или объем анализируемой части образца, г или мл (для воды — 100 мл; для почвы и зерна — 10 г; для зеленой массы — 5 г; для соломы — 2,5 г).

Требования техники безопасности

Необходимо соблюдать общепринятые правила безопасности при работе с органическими растворителями, токсичными веществами, электронагревательными приборами.

Контроль погрешности измерений

Оперативный контроль погрешности и воспроизводимости измерений осуществляется в соответствии с рекомендациями МИ 2335-95. ГСИ «Внутренний контроль качества результатов количественного химического анализа».

Разработчики

Назарова Т. А., к. б. н.; МикитюкО. Д., к. б. н.; Дубовая Л. В.; Макеев А. М., к. б. н. (ВНИИФ).

ВНИИ фитопатологии, Московская обл.

Калинин В. А., к. с.-х. н.; Довгилевич А. В., к. х. н. (МСХА).

Московская сельскохозяйственная академия им. К. А. Тимирязева, кафедра химических средств защиты растений.

Определение остаточных количеств амидосульфурона в воде, почве, зерне и соломе зерновых колосовых культур, зерне и зеленой массе кукурузы методом высокоэффективной жидкостной хроматографии [54]

Методические указания МУК 4.1.1215-03

Вводная часть

Фирма-производитель: AgrEvo (Германия).

Торговое название: ГРОДИЛ (СЕКАТОР).

Название действующего вещества по номенклатуре ИСО: амидосульфу- рон (Ное 075032).

Название действующего вещества по номенклатуре ИЮПАК: 3-(4,6-ди- метокси пиримидин-2-ил)- 1-(N-метил-N-метилсул ьфониламиносульфо- нил)мочевины.

Структурная формула:

Эмпирическая формула: C9H15N5O7S2.

Молекулярная масса: 369,41.

Тонкий порошок белого цвета, частично агломерированный в мелкие комки, со слабокисловатым запахом.

Температура плавления: 158—163 °С.

Давление пара при 20 °С: 1,3 • 10~⁵ Па.

Хорошо растворим в дихлорметане (6,9 г/л), ацетоне (8,1 г/л), этил- ацетате (3,0 г/л), малорастворим в метаноле (0,87 г/л), толуоле (0,256 г/л), изопропаноле (0,099 г/л), практически не растворим в гексане (0,001 г/л); растворимость в воде (в мг/л): 3,3 (pH 3), 9 (pH 5,8) и 13500 (pH 10).

Нестабилен в кислой среде. Период полураспада в воде при pH 5, 7, 9 составляет 34; 365; 365 дней соответственно.

Может присутствовать в воздухе рабочей зоны в виде аэрозоля.

Краткая токсикологическая характеристика:

острая пероральная токсичность: ЛД50 для мышей и крыс — более 5000 мг/кг, острая дермальная токсичность: ЛД50 для крыс — более 5000 мг/кг, острая ингаляционная токсичность: ЛК50 для крыс — более 1,8 мг/л воздуха.

Гигиенические нормативы:

ПДК в воде водоемов — 0,003 мг/дм;

ОДК в почве — 0,25 мг/кг;

МДУ в зерне хлебных злаков — 0,1 мг/кг;

ВМДУ в зерне кукурузы — 0,5 мг/кг.

Область применения препарата: Гродил (амидосульфурон) — послевсходо- вый гербицид на посевах зерновых (пшеницы, ячменя, ржи, овса, риса), а также льна и посадках картофеля. Препарат применяется от стадии 2—7 листьев культурного растения до стадии флангового листа, однократно в сезон. Рекомендуемые нормы расхода препарата — 30—60 гд.в./га, 200—400 л/га.