(Z/E)-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯气相色谱分析方法研究

王立新,梁风建,于国宏,王海利,张新刚,张晓慷,郝泽生,王滢秀,徐玉梅,张思聪,蒋爱忠,丛云波,韩金涛,刘明,江忠萍*

(1.山东省费县农业技术推广中心,山东 费县 273400;2.山东土地集团(费县)有限公司,山东 费县 273400;3.山东省化学农药重点实验室 山东省农药科学研究院,山东 济南 250033;4.山东爱树生物科技发展有限公司,山东 东营 257000)

梨小食心虫(Grapholitha molesta Busck)是一种世界性果树害虫,又名梨小蛀果蛾、东方果蠹蛾,简称梨小,属鳞翅目卷叶蛾科,主要为害桃、梨、苹果、山楂、杏等果树。梨小食心虫性信息素于1965年George等[1]从梨小雌蛾的腹部分离得到,1969年Roefofs等[2]鉴定其结构为(Z)-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯和(Z)-8-十二碳烯-1-醇的混合物,后来发现(E)-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯也是其活性成分之一[3],研究结果表明梨小食心虫性信息素对梨小食心虫有良好引诱效果[4-8],且在Z/E物质的量比为95∶5时引诱活性最佳[9-10]。目前,利用梨小食心虫性信息素防治桃树、梨树等果树中梨小食心虫危害已成为国外常规技术,国内也广泛应用[11-12]。

梨小食心虫性信息素的有效成分是(Z/E)-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯,分子式:C14H26O2,其化学结构式如下:

目前,有关(Z/E)-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯含量的分析方法,尚未见公开的报道,本文正是利用了气相色谱法对(Z/E)-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯进行定量分析。实验结果表明该方法具有操作简便、快速、准确、分离效果好等特点,其精密度和准确度均能达到定量分析的要求,可以作为企业生产过程质量控制和质检机构质量检测的参考方法。

1 仪器与材料

1.1 试剂

乙酸乙酯,色谱纯;硝基苯,分析纯;(Z/E)-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯标准品,已知准确质量分数93%;(Z/E)-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯试样为实验室提供。

1.2 仪器

Agilent 7890 B气相色谱仪,具有氢火焰离子化检测器和自动进样器,安捷伦open LAB色谱工作站;HP-5毛细管柱,30 m×0.25 mm×0.25 μm;移液枪,Brand,500～5 000 μL。

1.3 气相色谱操作条件

进样口:温度220 ℃,分流比30∶1;柱温箱:100 ℃保持1 min,速率20 ℃/min升至250 ℃,保持5 min,柱流量1 mL/min;检测器:250 ℃,空气流量400 mL/min,氢气流量40 mL/min,尾吹气流量30 mL/min;进样量5 μL。内标物保留时间为4.833 min,E-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯保留时间为9.123 min,Z-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯保留时间为9.234 min,色谱图见图1、2。

图1 (Z/E)-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯与内标物色谱图

图2 (Z/E)-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯色谱图

以上选用的气相色谱操作条件为典型操作参数,实验者可根据不同仪器特点,对以上操作参数作适当调整以期获得最佳结果。

1.4 溶液配制

1.4.1 内标溶液

准确称取硝基苯0.500 0 g(精确至0.000 1 g)于25 mL容量瓶中,用乙酸乙酯稀释至刻度,溶解并摇匀。

1.4.2 标准溶液和试样溶液

分别准确称取(Z/E)-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯标样和试样0.060 0 g(精确至0.000 1 g)于10 mL容量瓶中,用移液枪分别准确加入3.0 mL内标溶液,用乙酸乙酯稀释至刻度,溶解并摇匀。

1.5 测定

在1.3所述操作条件下,待气相色谱仪基线和压力稳定后,按照内标定量的方法,依次注入数针(Z/E)-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯标准溶液,确保相邻两针(Z/E)-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯标样峰面积与内标物峰面积之比相对变化小于1.5%,按照标样、试样、试样、标样的顺序进样测定。

1.6 计算

将测得的2针试样和试样前后2针标样中(Z/E)-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯峰面积与内标物峰面积的比值分别平均。其中,(Z/E)-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯峰面积取Z构型和E构型峰面积总和进行计算。试样的质量分数ci(%),按下式计算:

式中:As——标样中(Z/E)-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯峰面积的平均值;

Ai——试样中(Z/E)-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯与峰面积的平均值;

Ao——标样(试样)中内标物硝基苯的峰面积;

ms——标样质量,g;

mi——试样质量,g;

cs——标样中(Z/E)-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯的质量分数,%。

2 实验结果与讨论

2.1 气相色谱分析条件的选择

(Z/E)-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯结构中出现一个不能自由旋转的官能团C=C双键,使之存在顺反异构体,顺式(Z)构型占主要比例。在实验过程中,选用了常用的HP-5毛细管柱进行分离,在程序升温条件下,发现Z构型和E构型分离度为3.2,能实现完全分离,并且峰形对称。故选择HP-5柱,柱温以20 ℃/min的速率从100 ℃升至250 ℃。

2.2 内标物的选择

实验过程中选择了邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯和硝基苯做内标物进行对比,发现酯类与(Z/E)-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯的出峰时间有重合,而硝基苯与(Z/E)-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯能完全分开,出峰时间也相近,并且不与被测物质反应,故选择硝基苯做内标物。

2.3 分析方法线性相关性测定

称取5份不同质量的标样,于10 mL容量瓶中,用移液枪分别加入3.0 mL内标溶液,用乙酸乙酯稀释至刻度,摇匀。在上述色谱条件下进行分析,绘制标准曲线(表1、图3)。图中横坐标为(Z/E)-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯标样与内标物的质量比值(ms/mo),纵坐标为(Z/E)-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯与内标物峰面积比值(As/Ao),得到线性方程为y=1.214 1x-0.007 2,线性相关系数为0.999 4。

表1 分析方法的线性相关性结果

图3 线性关系图

2.4 方法精密度测定

在同一样品中称取5个试样,在上述色谱操作条件下进行分析。分析结果表明该方法测得的标准偏差为0.002 5,变异系数为0.69%(表2)。

表2 分析方法的精密度结果

2.5 方法准确度测定

准确称取5个试样(已知准确含量),分别准确加入0.01 g(精确至0.000 1 g)标样。然后在上述色谱操作条件下进行分析(表3),分析结果表明该方法测得(Z/E)-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯的平均回收率为99.39%。

表3 分析方法的准确度结果

3 结论

建立了一种用气相色谱内标法测定梨小食心虫性信息素有效成分(Z/E)-8-十二碳烯-1-醇乙酸酯的定量分析方法。采用安捷伦HP-5毛细管柱进行分离,硝基苯作内标物,在柱温100 ℃保持1 min,速率20 ℃/min升至250 ℃,保持5 min,检测器温度250 ℃的色谱条件下,内标物、Z构型与E构型均可以实现良好分离。该分析方法的线性相关系数为0.999 4,标准偏差为0.002 5,平均回收率为99.39%。结果表明,该方法准确、快速,适用于梨小食心虫性信息素有效成分的测定。