МУК 4.1.1432-03. 4.1. Методы контроля. Химические факторы. Определение остаточных количеств Римсульфурона в клубнях картофеля методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Методические указания

(утв. Минздравом России 24.06.2003)

24 июня 2003 года

4.1 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ КОЛИЧЕСТВ РИМСУЛЬФУРОНА В КЛУБНЯХ КАРТОФЕЛЯ МЕТОДОМ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

30 июня 2003 года

1. Подготовлены: Федеральным научным центром гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана (чл.-корр. РАМН, проф. В.Н. Ракитский, проф. Т.В. Юдина); Московской сельскохозяйственной академией им. К.А. Тимирязева (проф. В.А. Калинин, к.х.н. Довгилевич А.В.); при участии Департамента госсанэпиднадзора Минздрава России (А.П. Веселов). Разработчики методики указаны в конце.

2. Рекомендованы к утверждению Комиссией по госсанэпиднормированию при Минздраве России.

3. Утверждены Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации, Первым заместителем Министра здравоохранения Российской Федерации, академиком РАМН Г.Г. Онищенко 24 июня 2003 г.

4. Введены впервые.

1. Вводная часть

Фирма-производитель: Дюпон.

Торговое название: Титус.

Название действующего вещества по ИСО: Римсульфурон.

Название действующего вещества по ИЮПАК: 1-(4,6-диметок-сипиримидин-2-ил)-3-(3-этилсульфонил-2-пиридилсульфонил) мочевина.

Структурная формула <*>:

<*> Не приводится.

Эмпирическая формула: С14Н17N5O7S2. М.м. 431,4.

Химически чистый Римсульфурон представляет собой белый кристаллический порошок без запаха.

Температура плавления: 176 — 178 °C. -3

Давление паров 1,7 x 10 мПа (при 25 °C).

Коэффициент распределения октанол — вода: Kow logP = 0,288 (pH 5) — 1,47 (pH 7).

Растворимость в воде (мг/л, 25 °C): 135 (pH 5), 7300 (pH 7), 5560 (pH 9).

Растворимость в органических растворителях (г/л, при 20 °C): ацетон — 14,8, ацетонитрил — 17,2, этилацетат — 2,85, гексан < 0,01, метанол — 1,55, хлористый метилен — 35,5, N,N-диметилформамид — 241,0.

Константа диссоциации рКа (при 25 °C) — 4,0.

Стабилен при температуре 55 °C. Гидролизуется в водных растворах: DT50 — 4,6 дней (pH 5), 7,2 дня (pH 7), 0,3 дня (pH 9).

Римсульфурон быстро разлагается в почве. Подвергается, главным образом, химическому гидролизу и в очень малой мере микробиологической деградации. Скорость деградации зависит от pH; DT50 в почве составляет 10 — 20 дней (в лабораторных условиях).

В устойчивых растениях быстро разлагается до нетоксичных компонентов (DT50 в кукурузе — 6 ч).

Краткая токсикологическая характеристика.

Римсульфурон относится к малоопасным соединениям по острой оральной (ЛД50 для крыс составляет более 5000 мг/кг) и дермальной (ЛД50 для кроликов более 2000 мг/кг) токсичности и умеренно опасным веществам по ингаляционной (ЛК50 для крыс (4 ч) более 5,4 мг/л) токсичности. Не вызывает покраснения кожи, слабо раздражает слизистую оболочку глаз. Не проявляет тератогенных и мутагенных свойств.

В России установлены следующие гигиенические нормативы для Римсульфурона:

ДСД — 0,02 мг/кг массы тела человека;

ОДК в почве — 0,03 мг/кг;

МДУ (мг/кг): кукуруза, картофель — 0,01.

Область применения препарата.

Римсульфурон — гербицид системного действия, проникающий через корни и листья растений и ингибирующий биосинтез изолейцина и валина. Рекомендуется как послевсходовый гербицид для подавления однолетних и многолетних злаковых и некоторых широколистных сорняков на посевах кукурузы. Также используется на посадках картофеля и томатов. Хорошо подавляет развитие чувствительных к нему сорняков при норме расхода 15 г д.в./га.

2. Методика определения остаточных количеств Римсульфурона в клубнях картофеля методом высокоэффективной жидкостной хроматографии

2.1. Основные положения

2.1.1 Принцип метода

Методика основана на определении Римсульфурона методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с использованием ультрафиолетового детектора после его экстракции из образцов органическим растворителем, очистки экстракта путем перераспределения между двумя несмешивающимися органическими растворителями и на концентрирующих патронах на основе силикагеля (Диапак-Амин). Идентификация веществ проводится по времени удерживания, а количественное определение методом абсолютной калибровки.

2.1.2 Метрологическая характеристика метода

Метрологическая характеристика метода представлена в табл. 1 и 2.

Таблица 1

МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДА

Таблица 2

(5 ПОВТОРНОСТЕЙ ДЛЯ КАЖДОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ)

2.1.3 Избирательность метода

В предлагаемых условиях метод специфичен в присутствии пестицидов, применяемых при выращивании картофеля.

2.2. Реактивы, растворы, материалы и оборудование

2.2.1 Реактивы, материалы и растворы

Римсульфурон, аналитический стандарт с содержанием д.в. 98,8%, фирма Дюпон

Ацетонитрил                                ТУ 6-09-3534-87
Вода бидистиллированная, деионизированная  ГОСТ 7602-72
Гексан, ч                                  ТУ 6-09-3375-78

Гелий, осч Калий марганцово-кислый, чда ГОСТ 20490-75 Кислота ортофосфорная, хч ГОСТ 6552-80 Кислота уксусная, ледяная ГОСТ 61-75 Натрий серно-кислый, безводный, хч ГОСТ 4166-76 Натрий хлористый, хч ГОСТ 4233-77 Натрия гидроокись, хч ГОСТ 4328-77 Подвижная фаза для ВЭЖХ: ацетонитрил — 400 мл, 0,1%-ный водный раствор ортофосфорной кислоты — 600 мл ТУ 4215-002-05451931-94 Концентрирующие патроны Диапак-Амин (0,6 г), Диапак С Фильтры бумажные, «красная лента» ТУ-6-09-1678-86 Хлороформ, ч ГОСТ 20015-74 Этиловый эфир уксусной кислоты ГОСТ 22300-76 Фильтры для очистки растворителей, диаметром 20 мм с отверстиями пор 20 мкм, фирма Уотерс

2.2.2 Приборы и оборудование

Алонж прямой с отводом для вакуума для работы с концентрирующими патронами Диапак-Амин Ванна ультразвуковая Весы аналитические ВЛА-200 или аналогичные ГОСТ 34104-80Е Весы лабораторные общего назначения, с ГОСТ 19491-74 наибольшим пределом взвешивания до 500 г и пределом допустимой погрешности +/- 0,038 г Воронки делительные на 250 и 500 мл ГОСТ 25336-82Е Воронки конические стеклянные диаметром ГОСТ 25336-82Е 50 — 60 мм Встряхиватель механический или аналогичный ТУ 64-673М Колбы конические плоскодонные на 250 и ГОСТ 9737-70 500 мл Колбы мерные на 25, 50 и 100 мл ГОСТ 1770-74 Колонка хроматографическая стальная, длиной 250 мм, внутренним диаметром 4,6 мм, Symmetry Shield RP 18, зернением 5 мкм Концентраторы грушевидные и круглодонные, объемом 50, 100 и 250 мл, КТУ-100-14/19 ГОСТ 10394-75 Микрошприц для жидкостного хроматографа на 50 — 100 мкл Насос водоструйный ГОСТ 10696-75 Пипетки мерные на 0,2; 1,0; 2,0; и 5,0 мл ГОСТ 20292-74 Ротационный вакуумный испаритель ИР-1М

или аналогичный                            ТУ 25-11-917-74
Стаканы стеклянные на 100 - 500 мл         ГОСТ 25366-80Е

Хроматограф жидкостный «Уотерс 510» с ультрафиолетовым детектором с изменяемой длиной волны и чувствительностью не ниже 0,005 единицы адсорбции на шкалу или другой аналогичного типа

2.3. Подготовка к определению

2.3.1 Подготовка и кондиционирование колонки для жидкостной хроматографии

Колонку Symmetry Shield RP 18 устанавливают в термостате хроматографа и стабилизируют при температуре 25 °C и скорости потока подвижной фазы 1 мл/мин. в течение 3 — 4 ч.

2.3.2 Подготовка растворителей

Перед началом эксперимента проверяют чистоту гексана, этилацетата и хлороформа. Для этого досуха упаривают на ротационном вакуумном испарителе 100 мл растворителя, добавляют в концентратор 2 мл ацетонитрила, тщательно обмывают стенки концентратора и хроматографируют при 230 нм. При недостаточной чистоте растворителей проводят их очистку.

Гексан встряхивают с концентрированной серной кислотой, промывают бледно-розовым раствором марганцово-кислого калия до тех пор, пока раствор не перестанет обесцвечиваться, затем промывают водой, сушат над безводным хлористым кальцием и перегоняют (Гордон А., Форд Р. Спутник химика. Москва, 1976, с. 441).

Хлороформ встряхивают с концентрированной серной кислотой, промывают водой, сушат над безводным хлористым кальцием и перегоняют (Гордон А., Форд Р. Спутник химика. Москва, 1976, с. 443).

Этиловый эфир уксусной кислоты промывают равным объемом 5%-ного раствора соды, сушат над безводным хлористым кальцием (Беккер Г. и др. Органикум. Москва, 1979, с. 372), кипятят в течение 1 ч с прокаленным сульфатом магния и затем перегоняют.

Бидистиллят кипятят в течение 6 ч с марганцово-кислым калием, добавленным из расчета 1 г/л, и затем перегоняют.

Магний серно-кислый 7-водный прокаливают в течение 5 ч (до полного испарения воды).

2.3.3 Приготовление стандартных растворов

Взвешивают 100 мг Римсульфурона в мерной колбе объемом 100 мл. Навеску растворяют в ацетонитриле и доводят объем до метки ацетонитрилом (стандартный раствор с концентрацией Римсульфурона 1,0 мг/мл). Затем 10,0 мл стандартного раствора с концентрацией 1,0 мг/мл отбирают пипеткой в мерную колбу объемом 100 мл и доводят объем до метки ацетонитрилом при перемешивании (стандартный раствор с концентрацией Римсульфурона 100,0 мкг/мл). Стандартные растворы можно хранить в холодильнике в течение месяца. Для хроматографического исследования и внесения в контрольные образцы из стандартного раствора с концентрацией 100 мкг/мл методом последовательного разведения ацетонитрилом готовят растворы, содержащие по 5,0; 2,0; 1,0; 0,5; 0,2 и 0,1 мкг/мл Римсульфурона.

2.3.4 Приготовление растворов для проведения анализа

2.3.4.1 Приготовление 0,05 М фосфатного щелочного буфера с pH 9.

В мерную колбу объемом 1000 мл помещают 800 мл дистиллированной воды и растворяют в ней 8,75 г калия фосфорно-кислого двузамещенного и 100 г хлористого натрия, доводят pH по потенциометру до 9,0, используя 1 М раствор гидроксида натрия, после чего доводят раствор до метки дистиллированной водой.

2.3.4.2. Приготовление 0,1%-ного раствора уксусной кислоты в этилацетате.

В мерную колбу объемом 100 мл помещают 50 мл этилацетата и туда же добавляют 0,1 мл ледяной уксусной кислоты и доводят до метки этилацетатом, тщательно перемешивая. Раствор используют для элюирования Римсульфурона с концентрирующего патрона Диапак С.

2.3.4.3. Приготовление 2%-ного раствора уксусной кислоты в этилацетате.

В мерную колбу объемом 100 мл помещают 50 мл этилацетата и туда же добавляют 2,0 мл ледяной уксусной кислоты и доводят до метки этилацетатом, тщательно перемешивая. Раствор используют для элюирования Римсульфурона с концентрирующего патрона Диапак-Амин.

2.3.5 Приготовление растворов для жидкостной хроматографии

Для приготовления подвижной фазы используют свежеперегнанные ацетонитрил и очищенную воду.

2.3.5.1 Приготовление 0,1%-ного раствора ортофосфорной кислоты.

В мерную колбу объемом 1000 мл наливают 500 мл очищенной воды, добавляют туда 1 мл концентрированной ортофосфорной кислоты, перемешивают, доводят до метки очищенной водой и тщательно перемешивают.

2.3.5.2 Приготовление подвижной фазы для ВЭЖХ.

В плоскодонную колбу объемом 1 л помещают 400 мл ацетонитрила и 600 мл 0,1%-ного раствора ортофосфорной кислоты. Смесь тщательно перемешивают, пропускают через нее газообразный гелий со скоростью 20 мл/мин. в течение 5 мин., после чего помещают в ультразвуковую ванну для удаления растворенных газов на 1 мин. Полученный раствор используют в качестве подвижной фазы.

2.3.6 Построение калибровочного графика

Для построения калибровочного графика вводят в хроматограф последовательно 3 раза по 20 мкл каждого из стандартных растворов, содержащих Римсульфурон, с концентрациями 1,0; 0,5; 0,2 и 0,1 мкг/мл, измеряют площадь пиков, рассчитывают среднее значение площади пика для каждой концентрации и строят график зависимости площади пика от концентрации Римсульфурона.

2.3.7 Подготовка концентрирующего патрона Диапак-Амин (0,6 г) для очистки экстракта

Все процедуры происходят с использованием вакуума, скорость потока растворов через патрон не должна превышать 5 мл/мин.

Патрон Диапак-Амин устанавливают на алонж с отводом для вакуума, сверху в патрон вставляют шприц с разъемом типа Люер объемом не менее 10 мл (используют как емкость для элюентов).

Кондиционирование: концентрирующий патрон промывают 10 мл этилацетата. Элюат отбрасывают. Нельзя допускать высыхания поверхности концентрирующего патрона!

2.3.7.1. Проверка хроматографического поведения Римсульфурона на концентрирующем патроне Диапак-Амин.

Из стандартного раствора Римсульфурона в ацетонитриле, содержащего 1 мкг/мл, отбирают 2 мл, помещают в круглодонную колбу объемом 100 мл и упаривают на ротационном вакуумном испарителе досуха при температуре не выше 30 °C. Сухой остаток растворяют в 5 мл этилацетата, помещают на 30 с в ультразвуковую ванну, тщательно обмывают стенки концентратора и полученный раствор вносят на концентрирующий патрон. Затем в концентратор добавляют 5 мл этилацетата, обмывают стенки концентратора и полученный раствор также вносят на концентрирующий патрон. Элюат собирают в концентратор, упаривают досуха, сухой остаток растворяют в 2 мл ацетонитрила, помещают на 30 с в ультразвуковую ванну, тщательно обмывают стенки концентратора и хроматографируют. Концентратор тщательно обмывают 10 мл 0,1%-ной уксусной кислоты в этилацетате и смесь также вносят на концентрирующий патрон. Элюат собирают в концентратор, упаривают досуха, сухой остаток растворяют в 2 мл ацетонитрила, помещают на 30 с в ультразвуковую ванну, тщательно обмывают стенки концентратора и хроматографируют.

Римсульфурон элюируют с концентрирующего патрона 10 мл 2%-ной уксусной кислоты в этилацетате порциями по 5 мл, элюат после внесения каждой порции упаривают досуха на ротационном вакуумном испарителе при температуре не выше 30 °C. Остатки уксусной кислоты отдувают холодным воздухом. Сухой остаток растворяют в 2 мл ацетонитрила, помещают на 30 с в ультразвуковую ванну, тщательно обмывают стенки концентратора и хроматографируют. Определяют фракции, содержащие Римсульфурон, и объединяют их.

2.4. Отбор проб

Отбор проб производится в соответствии с «Унифицированными правилами отбора проб сельскохозяйственной продукции, пищевых продуктов и объектов окружающей среды для определения микроколичеств пестицидов» (N 2051-79 от 21.08.79). Отобранные пробы картофеля хранят в полиэтиленовой таре в морозильной камере при температуре -18 °C.

2.5. Описание определения

2.5.1 Клубни картофеля

Экстракция и предварительная очистка.

Образец измельченных клубней картофеля массой 20 г помещают в коническую колбу объемом 250 мл, прибавляют 50 мл ацетонитрила и экстрагируют на ультразвуковой ванне в течение 5 мин. и дополнительно 5 мин. на механическом встряхивателе. Экстракцию повторяют еще два раза, используя по 50 мл ацетонитрила и экстрагируя на ультразвуковой ванне 5 мин. и дополнительно 5 мин. на механическом встряхивателе. Экстракт фильтруют в делительную воронку объемом 500 мл через фильтр «красная лента». В ту же воронку добавляют 50 мл гексана и интенсивно встряхивают в течение 2 мин. После полного разделения фаз нижний ацетонитрильный слой собирают в химический стакан объемом 250 мл, а верхний гексановый слой отбрасывают.

Затем ацетонитрильный экстракт возвращают в делительную воронку и промывают еще раз 50 мл гексана. После полного разделения слоев нижний ацетонитрильный слой собирают в концентратор через ватный тампон, верхний гексановый слой отбрасывают. Ацетонитрильный экстракт упаривают до водного остатка при температуре не выше 30 °C.

К водному остатку в концентраторе добавляют 100 мл фосфатного буфера (0,05 М К2НРО4, pH 9), тщательно обмывают стенки концентратора и раствор переносят в чистую делительную воронку. К раствору в делительной воронке добавляют 50 мл хлороформа и интенсивно встряхивают в течение 2 мин. После полного разделения фаз нижний слой (хлороформ) отбрасывают. Водный остаток в делительной воронке промывают еще раз 50 мл хлороформа, хлороформ отбрасывают, а водный остаток переносят в химический стакан емкостью 100 мл и подкисляют 0,1 М раствором фосфорной кислоты до pH 3,5 (по потенциометру).

Подкисленный водный раствор переносят в делительную воронку, добавляют туда же 50 мл гексана и интенсивно встряхивают в течение 2 мин. После полного разделения фаз нижний водный слой собирают в химический стакан объемом 100 мл, а гексан отбрасывают. Водный остаток возвращают в делительную воронку и промывают еще раз 50 мл гексана. Собирают в концентратор объемом 250 мл, пропуская через слой безводного сульфата натрия толщиной 1 см. Экстракцию повторяют еще двумя порциями ацетонитрила по 20 мл, экстракты объединяют и упаривают досуха при температуре не выше 30 °C.

Очистка экстракта.

Сухой остаток растворяют в 5 мл этилацетата, помещают на 30 с в ультразвуковую ванну, тщательно обмывают стенки концентратора и полученный раствор вносят на концентрирующий патрон. Затем в концентратор добавляют 5 мл этилацетата, обмывают стенки концентратора и полученный раствор также вносят на концентрирующий патрон. Концентратор тщательно обмывают 10 мл 0,1%-ной уксусной кислоты в этилацетате и смесь также вносят на концентрирующий патрон. Элюат отбрасывают.

Римсульфурон элюируют с концентрирующего патрона 10 мл 2%-ной уксусной кислоты в этилацетате, элюат упаривают досуха на ротационном вакуумном испарителе при температуре не выше 30 °C. Сухой остаток растворяют в 2 мл ацетонитрила, помещают на 5 с в ультразвуковую ванну, тщательно обмывая стенки колбы, и аликвоту 20 мкл вводят в хроматограф.

2.6. Условия хроматографирования и обработка результатов

2.6.1 Условия хроматографирования

Хроматограф «Waters» или другой с аналогичными характеристиками с ультрафиолетовым детектором с изменяемой длиной волны.

Колонка стальная Symmetry Shield RP 18, 4,6 мм x 25 см, зернением 5 мкм.

Предколонка Symmetry Shield RP 18, 4,6 мм x 2 см, зернением 5 мкм.

Время выхода Римсульфурона 9,24 — 9,81 мин.

Альтернативная колонка Symmetry Shield RP 18, 4,6 мм x 25 см, зернением 5 мкм.

Время выхода Римсульфурона 12,91 — 13,73 мин.

Температура колонки: 25 °C.

Подвижная фаза: ацетонитрил — 0,1% ортофосфорная кислота в соотношении 40:60.

Чувствительность 0,005 ед. оптической плотности на шкалу.

Объем вводимой пробы 20 мкл.

Линейный диапазон детектирования сохраняется в пределах 2 — 20 нг.

2.6.2 Обработка результатов анализа

Содержание Римсульфурона рассчитывают по формуле:

                       Sпр x A x V

X = ------------- x P, 100 x Sст x m

где:

X — содержание Римсульфурона в пробе, мг/кг или мг/л;

Scт — высота (площадь) пика стандарта, мм;

Sпр — высота (площадь) пика образца, мм;

A — концентрация стандартного раствора, мкг/мл;

V — объем экстракта, подготовленного для хроматографирования, мл;

m — масса анализируемого образца, г (мл);

P — содержание Римсульфурона в аналитическом стандарте, %.

3. Требования техники безопасности

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

4. Разработчики

Калинин В.А., профессор, канд. с.-х. наук, Довгилевич Е.В., канд. биол. наук, Калинина Т.С., канд. с.-х. наук, Довгилевич А.В., канд. хим. наук, Устименко Н.В., канд. биол. наук.

Московская сельскохозяйственная академия им. К.А. Тимирязева.

Учебно-научный консультационный центр «Агроэкология пестицидов и агрохимикатов». 127550, Москва, Тимирязевская ул., д. 53/1. Телефон: (095) 976-37-68, факс: (095) 976-43-26.