Спосіб визначення діючих речовин препарату “чинук, 20% т.к.с.”- імідаклоприду та бета-цифлутрину в протруєному насінні ріпаку

Спосіб стосується галузі аналітичної хімії пестицидів, аналізу їх вмісту в об'єктах навколишнього середовища. Спосіб може бути використаний для оцінки якості протруєння насіннєвого матеріалу. Переважна галузь використання - аналітична хімія пестицидів. Протруйник Чинук, 20% т.к.с. (ф."Байєр АГ", Німеччина) містить дві діючі речовини : імідаклоприд (І) та бетацифлутрин (II) у ваговому відношенні 1:1; використовується для обробки насіння олійної культури ріпаку з метою збереження культури від шкідливих організмів (хрестоцвітих блішок, квіткоїду, капустяної попелиці) з нормою витрати 20 л/т. І - Імідаклоприд - 1-[(6-хлоро-3-піридиніл)метил]-4,5-дигідро-N-нітро-1Н-імідазол-2-амін. Молекулярна формула: C9H10CIN5O 2 Структурна формула : Cl C H2 N NH NO2 N Молекулярна маса 255,66. II Бета-цифлутрин диметилциклопропанкарбоксилат. Молекулярна формула : C22H18CI2 FNO3 Структурна формула : O CI C CH CI CH CH C ціано-(4-фтор-3-феноксифеніл)-метил-3-(2,2-дихлор-вініл)-2,2 CN O CH O C H3C CH3 F Молекулярна маса 434,3. Відомі способи визначення імідаклоприду в яблуках; слива х; винограді; повітрі; виноградному, сливовому та яблучному соках; картоплі; огірках; томатах та томатному соку; воді; ґрунті;кукурудзі; соняшнику; оліях та хмелі методами тонкошарової (ТШХ) та високоефективної рідинної (ВЕРХ) хроматографії базуються на кількісній екстракції одним з екстрагентів (хлороформ, етанол, ацетон, 0,04% водний розчин натрію гідроксиду, розчин хлоридної кислоти); очистці різними способами (колоночна хроматографія, розподільна з використанням ацетонітрилу або хлороформу). Подальше визначення методом ТШХ передбачає використання : тонкошарових пластинок „Silufol”, „Сорбфіл”, „Алюфол”, „Кізельгель 60F 254”: рухомих фаз - гексан з ацетоном або бензол з ацетоном у різних співвідношеннях; проявляючих реагентів - орто-толідину або бромфенолового синього. Визначення методом ВЕРХ потребує використання складних приладів : рідинного хроматографа з фотометричним або УФ детектором[1-8]. Існуючі способи визначення бета-цифлутрину в повітрі; воді; гр унті; зерні ячменю; яблуках; картоплі; винограді та виноградному соку; капусті; озимій пшениці базуються на екстракції хлороформом або водним ацетоном; очистці через ацетонітрил. Визначення методом ТШХ проводять із застосуванням пластинок „Silufol”, „Сорбфіл”; р ухомих фаз : суміші гексану з ацетоном у різних співвідношеннях і суміші н-гексану з етилацетатом при двомірній хроматографії; проявляючого реагенту : аміакату срібла [9-11]. Однак відомі способи, вирішуючи завдання визначення кожної діючої речовини окремо, не вирішують завдання визначення імідаклоприду та бета-цифлутрину в одній наважці насіння ріпаку. Спосіб, який використовується як прототип, затверджений як офіційні методичні вказівки №107-98 від 01.06.98. по визначенню бета-цифлутрину у воді, грунті , зерні ячменю, яблуках, картоплі, ріпаку і ріпаковій олії хроматографічними методами. Спосіб базується на застосуванні методу газорідинної хроматографії. Спочатку наважку подрібненого насіння (5г) вміщують в плоскодонну колбу місткістю 100мл, приливають 50мл хлороформу і вміщують на апарат для струшування на 30 хвилин. Вміст колби фільтрують під вакуумом на лійці Бюхнера крізь паперовий фільтр „синя стрічка”. Повторюють вилучення бета-цифлутрину ще раз 25мл хлороформу протягом 15 хвилин. Залишок в колбі і на фільтрі промивають 20мл хлороформу і об'єднаний фільтрат випарюють на ротаційному випарнику при температурі водяної бані не вище 40°С в грушовидній колбі місткістю 100мл. Маслянистий залишок за допомогою ацетонітрилу, насиченого гексаном (10мл), переносять у ділильну лійку місткістю 50мл, струшують вміст лійки протягом 3-х хвилин і після розшарування фаз збирають ацетонітрильний шар. Повторюють вилучення бета-цифлутрину ще раз 5мл ацетонітрилу, насиченого гексаном. Об'єднану ацетонітрильну фазу двічі промивають н-гексаном порціями по 5мл в ділильній лійці місткістю 50мл протягом 3-х хвилин кожний раз і гексановий шар відкидають. Потім ацетонітрильний екстракт випарюють на ротаційному випарнику при температурі водяної бані 60°С до об'єму 1мл, а потім струменем азоту або сухого повітря досуха. Сухий залишок розчиняють в 1 мл ацетону. Потім визначають бета-цифлутрин, використовуючи газорідинний хроматограф з детектором по захвату електронів. Відносна похибка методу складає 10,6% (P=0,95) [12]. Проте цей спосіб-прототип має ряд недоліків, а саме: 1. Визначається тільки одна діюча речовина. 2. Витрачається значна кількість часу на аналіз (8-10 етапів). 3. Для проведення аналізу необхідний складний прилад (газорідинний хроматограф з детектором по захвату електронів). В основу винаходу поставлено завдання створити експресний спосіб визначення двох діючих речовин (з високою точністю) за рахунок скорочення часу виконання робіт, знизити витрати на визначення вмісту діючи х речовин за рахунок зниження витрат реактивів, виключення з аналізу трудомістких підготовчих робіт та складної апаратури (газорідинного хроматографа). Поставлене завдання вирішується тим, що у запропонованому способі визначають імідаклоприд і бета цифлутрин одночасно в одній мікронаважці. Спосіб з використанням відомого методу ТШХ у винаході реалізується при використанні пластинок з тонким шаром адсорбенту, нанесеним на алюмінієву підложку „АРМСОРБ ТСХ-КСКГ-УФ”, які на відміну від ти х, що використовуються, містять адсорбент силікагель КСК і зв'язуючу речовину -крохмаль, а не Silpeari з крохмалем, СТХ-1ВЭ або СТХ-1 А з силіказолем, діатоміт з крохмалем або силіказолем і дають оптимальне розділення речовин; рухомої фази (елюенту), проявляючого реагенту. Ідентифікацію сполук проводять за величиною Rf, а кількісне визначення за формулою розрахунковим методом. Тут і далі терміном : - „величина Rf” позначена величина, що характеризує швидкість руху речовини в шарі адсорбенту і дорівнює відношенню відстаней від лінії нанесення (старту) розчинів до центру плями (зона локалізації речовини) до відстані від старту до лінії фронту розчинника; - „рухома фаза” („елюент”) - суміш органічних розчинників у певному об'ємному співвідношенні; - „проявляючий реагент” - реактив, що при взаємодії з діючою речовиною дає забарвлений продукт і дозволяє визначити зону її локалізації. Послідовне виконання нових суттєви х ознак у запропонованому способі, що включає: - взяття однієї мікронаважки 0,2г замість 5г; - використання тільки екстракції ацетоном замість екстракції та очистки з використанням багатьох різних розчинників; - визначення на тонкошарових пластинках діючих речовин одночасно в процесі одного аналізу замість визначення кожної окремо за різних умов; дозволило створити спосіб визначення діючих речовин протруйника Чинук, 20% т.к.с., який: 1) дозволяє визначати обидві діючі речовини в процесі одного аналізу; 2) є експресним і дозволяє скоротити більше, ніж вдвічі час виконання робіт (замість багатоетапного аналізу проводити аналіз з виключенням трудомістких підготовчих етапів); 3) має незначну відносну похибку, менше 7%; 4) простий у виконанні, не потребує складної апаратури (газорідинного хроматографа), великої витрати реактивів. Заявлений спосіб здійснюється таким чином: наважку протруєного насіння ріпаку (0,2г) екстрагують невеликим об'ємом розчинника (1мл) протягом 1 години. На тонкошарову пластинку наносять мікрооб’єми екстракту і стандартного розчину діючих речовин. Хроматографують пластинку у р ухомій фазі (гексан + ацетон у об'ємних співвідношеннях 2:1) і після того як границя елюенту підніметься на 10 см, пластинку виймають з камери для хроматографування, сушать на повітрі до повного видалення розчинника. Для ідентифікації діючих речовин пластинку вміщують під лампу ультрафіолетового опромінення на 10 хвилин, потім обробляють 1% розчином нітрату срібла в ацетоні з аміаком і ще раз вміщують під лампу УФ на 3 хвилини. Імідаклоприд і бета-цифлутрин проявляються у вигляді темних плям на світлому фоні з Rf=0,19 і 0,85 відповідно. Приклад Наважку протруєного насіння ріпаку 0,2г вміщують у бюкс, приливають 1мл ацетону, щільно закривають притертою кришкою і проводять екстракцію на струшувані протягом однієї години. Дають екстракту відстоятися, зливають у мірну пробірку на 5мл, промивають пробу невеликою кількістю ацетону і знову зливають у пробірку, доводячи об'єм до 1мл. Готують стандартний розчин, який містить по 0,5мкг/мкл імідаклоприду та бетацифлутрину. На пластинці відмічають простим олівцем лінію старту на відстані 20мм від нижнього краю пластинки та лінію фронту на відстані 100мм від лінії старту. На старті наносять 1,0; 2,0; і 3,0мкл проби. Поруч наносять 0,5; 1,0; 2,0; 3,0мкл стандартного розчину , які містять відповідно по 0,25; 0,5; 1,0; 1,5мкг кожної діючої речовини. Визначення проводять в межах лінійної залежності площі зони локалізації речовини від їх кількості. Пластинку хроматографують і проявляють. Проявлені плями імідаклоприду і бета-цифлутрину копіюють на міліметровий папір і визначають їх пло щі, значення яких наведені в Таблиця 1. Таблиця 1 Залежність площ зон локалізації діючих речовин від їх кількості (стандартний розчин) Кількість діючих речовин, мкг Площа зон імідаклоприду, S мм 2 Площа зон бета-цифлутрину, S мм 2 0,25 6,3 6,9 0,5 8,6 9,3 1,0 12,8 14,3 1,5 17,2 19,2 Примітка. Відносна похибка 7% при n=5, Р=0,95. Розрахунок кількості діючих речовин проводять за відомою формулою Сх=С2-(С2–С1)(S2-S x)/(S2–S1), де Сх і S x - кількість і площа плями речовини, що визначається на пластинці, мкг, мм 2; С2, С1 і S2, S1 - кількість і площі відповідних плям стандартних розчинів з більшим і меншим вмістом діючої речовини. Нехай у 2 мкл проби визначені площі імідаклоприду і бета-цифлутрину становлять 10,1 і 11,5мм 2 відповідно. Розраховані кількості діючих речовин становлять для: імідаклоприду С х=0,8-(0,8-0,6)(11,0-10,1)/(11,0-9,3)=0,69 (мкг); бета-цифлутрину С х=0,8-(0,8-0,6)(12,4-11,5)/(12,4-10,4)=0,71 (мкг) Кількість діючих речовин в кг/т обробленого насіння розраховують за формулою: Cy=Cx/VxxP x, де Су- концентрація діючої речовини, що визначається (кг/т); Vx, Сх - об'єм екстракту, нанесений на пластинку та кількість діючої речовини, визначена в ньому (мкл, мкг); Pх - наважка 0,2 г. Підставивши значення наважки у формулу, одержуємо: Су=5хС х/Vx Розраховані за цією формулою концентрації діючих речовин становлять для: імідаклоприду С у=0,69/2 x0,2=1,73 (кг/т); бета-цифлутрину С у=0,71/2x0,2=1,78 (кг/т). Розраховані кількості діючих речовин відповідають нормі обробки 20л/т (по 2кг/т кожної діючої речовини). Отримані дані свідчать про високу точність визначення діючих речовин протруйника у протруєному насінні ріпаку відповідно до заявленого способу. Наведені дані підтверджують досягнення технічного результату при здійсненні заявленого методу. Джерела інформації: 1. Давидюк Е.И., Чмиль В.Д., Косовская Τ.Α. Методические указания по определению имидаклоприда в яблоках, сливах и винограде методом тонкослойной хроматографии» 135-99 от 02.02.99 // Сб.Ме тодические указания по определению микроколичеств пестицидов в пищевых продуктах, кормах и внешней среде.-К.- №30.2001.- С.63-69. 2. Мурашко С.В., Чмиль В.Д., Зульфигаров О.С., Юрченко В.В., Литвин И.П. Методические указания по определению имидаклоприда в атмосферном воздухе хроматографическими методами № 154-99 от 02.03.99 // Сб.Методические указания по определению микроколичеств пестицидов в пищевых продукта х, кормах и внешней среде.-К.- №30.- 2001.- С.69-73. 3. Мурашко С.В., Михайлов B.C., Кузенко Н.М., Зварич Г.В. Методические указания по определению имидаклоприда в виноградном, сливовом и яблочном соках хроматографическими методами № 182-2000 от 13.01.2000 // Сб.Методические указания по определению микроколичеств пестицидов в пищевых продуктах, кормах и внешней среде.- К.- №30.- 2001.-С.74-79. 4. Мурашко С.В., Зварич Г.В. Методические указания по определению имидаклоприда в картофеле, огурцах, томатах и томатном соке хроматографическими методами №183-2000 от 13.01.2000 // Сб. Методические указания по определению микроколичеств пестицидов в пищевых продуктах, кормах и внешней среде.- К.- №30.2001.- С. 80-86. 5. Готлиб В.И. Методические указания по определению имидаклоприда в воде, почве, са харной свекле тонкослойной хроматографией №6154-91 от 29.07.91 // Сб.Методические указания по определению микроколичеств пестицидов в пищевых продуктах, кормах и внешней среде.- К.- №22(1).-1995.Ο. 72-77. 6. Чмиль В.Д., Давидюк Е.И., Зульфигаров О.С., Юрченко В.В., Косовская Τ.Α., Зварич Г.В. Методические указания по определению имидаклоприда в кукурузе, подсолнечнике и растительных маслах №96-98 // Сб.Методические указания по определению микроколичеств пестицидов в пищевых продукта х, кормах и внешней среде.- К.- №26.- 2001.- С. 179-184. 7. Чмиль В.Д., Давидюк Е.И., Зульфигаров О.С., Юрченко В.В., Косовская Τ.Α., Зварич Г.В. Методические указания по определению имидаклоприда в хмеле хроматографическими методами № 102-98 от 20.04.1998 // Сб.Методические указания по определению микроколичеств пестицидов в пищевых продукта х, кормах и внешней среде.- К.- №26.- 2001.- С. 185-190. 8. Готлиб В.И. Методические указания по определению концентрации имидаклоприда в воздухе рабочей зоны тонкослойной хроматографией №6272-91 от 29.07.1991 // Сб.Методические указания по определению микроколичеств пестицидов в пищевых продуктах, кормах и внешней среде.- К.- №22(2).-1995.Ο. 56-61. 9. Чмиль В.Д., Горцева Л.В., Кузнецова Β.Η., Шутова Т.В. Методические указания по определению бетацифлутрина в винограде и виноградном соке методом газожидкостной хроматографии (Дополнение к №108-88) №109-98 от 01.06.98 // Сб.Методические указания по определению микроколичеств пестицидов в пищевых продуктах, кормах и внешней среде.- К.- №31.- 2001.- С. 13-17. 10. Бублик Л.І., Ассасса (Цирень) В.Φ., Чергіна О.Д., Касян Л.М., Кр ук Л.С. Методичні вказівки із визначення бета-цифлутрину в гр унті, картоплі, капусті, озимій пшениці і ярому ячмені методами тонкошарової тагазорідинної хроматографії №232-01 від 05.02.2001 // Сб.Методические указания по определению микроколичеств пестицидов в пищевых продуктах, кормах и внешней среде.- К." №33.- 2001.- С. 5-9. 11. Чмиль В.Д., Горцева Л.В., Кузнецова Β.Η., Шугова Т.В. Методические указания по определению бетацифлутрина в атмосферном воздухе и воздухе рабочей зоны хроматографическими методами №108-98 от 01.06.98 // Сб.Методические указания по определению микроколичеств пестицидов в пищевых продуктах, кормах и внешней среде.- К." №32.- 2001.- С. 114-116. 12. Чмиль В.Д., Горцева Л.В., Кузнецова Β.Η., Шутова Т.В. Методические указания по определению бетацифлутрина в воде, почве, зерне ячменя, яблоках, картофеле, рапсе и рапсовом масле хроматографическими методами №107- 98 от 01.06.98 // Сб.Методические указания по определению микроколичеств пестицидов в пищевых продуктах, кормах и внешней среде. Κ.-№32.-2001.-С. 106-113.