（分析化学专业论文）荧光探针法测定有机磷农药残留及应用研究.pdf

摘要 自有机氯农药被禁用以来，有机磷农药成为我国使用量最大的农药。有机磷农药能 有效地控制害虫、杂草及细菌的生长，提高农业产量，但广泛使用中的有机磷农药品种 属于高毒性农药，大量使用会造成许多潜在危害，如污染环境、食品污染等，从而引起 人畜中毒现象。要预防和处理有机磷农药引起的环境、食品污染等问题，最有效的策略 就是及时、准确检测有机磷农药。 传统的有机磷农药残留检测方法有薄层色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法及生 物测定法等。上述方法存在样品前处理过程繁琐、消耗试剂、耗时长等缺点，无法实现 快速、绿色检测的需要。与之相比，荧光分析法具有灵敏度高、试剂用量少、方法简便 等优点，在环境监测领域显示出其独特的优越性。近年来荧光染料与生物大分子结合后 的荧光特性、动力学特征、电化学特征等倍受关注，并以此为基础建立了分析方法。荧 光探针技术最大的特点是具有高度的灵敏性和极宽的动态响应范围，因此，进一步建立 高灵敏度、低检测限的荧光探针定量测定有机磷农药残留的方法具有重要意义。 本论文主要包括以下几个方面的内容： 1 概述了有机磷农药及其使用状况和危害，综述了国内外有机磷农药残留检测技 术，共引用文献1 6 1 篇。 2 探索了几种测定有机磷农药残留的荧光探针法：p h = 6 2 0 时，有机磷农药的 加入对4 ，5 二溴荧光素( r ) 溴化十六烷基三甲基铵( c t m a b ) 体系具有荧光猝灭作用，且 荧光强度降低程度与有机磷农药的加入量呈良好的线性关系，据此建立了测定有机磷农 药残留总量的新方法。p h = 6 o o 时，p h o x i m 的加入使水溶性荧光素( s f ) 溴化十六 烷基三甲基铵( c t m a b ) 体系的荧光强度降低，且荧光强度降低程度与p h o x i m 的加入量 呈良好的线性关系，据此建立了测定p h o x i m 残留量的新方法。该方法具有很高的选择 性。p h = 6 4 0 时，有机磷农药的加入对碱性藏花红( s t ) 十二烷基苯磺酸钠( s d b s ) 体系具有荧光猝灭作用，且荧光强度降低程度与有机磷农药的加入量呈良好的线性关 系，据此建立了测定有机磷农药残留总量的新方法。p h = 6 2 0 时，一定浓度的阳离 子染料吡咯g z y 溶液( p r y ) 和- - 定浓度的阴离子表面活性十二烷基苯磺酸( s d b s ) 形成聚 体，加入有机磷农药后荧光强度降低，且荧光强度降低程度与有机磷农药的加入量呈良 好的线性关系，因此该聚体可作为荧光探针对有机磷农药残留总量进行测定。 3 开展有机磷农药与荧光探针相互作用机理研究。研究了染料、染料与有机磷农药、 染料与表面活性剂以及染料、表面活性剂和有机磷农药的荧光光谱和紫外光谱，并对其 相互作用机理进行初步探讨。 关键词：荧光探针法，染料，表面活性剂，有机磷农药残留量 a b s t r a c t s i n c eo r g a n o c h l o d n ep e s t i c i d e sw e r ef o r b i d d e n , o r g a n o p h o s p h o r u sp e s t i c i d e sh a v eb e c o m et h e b i g g e s tc o n s u m p t i o np e s t i c i d e si no u rc o u n t r y a l t h o u g ho r g a n o p h o s p h o r u sp e s t i c i d e sc a l le f f e c t i v e l y c o n t r o lt h eg r o w t ho fh a r m f u li n s e c t , t h ew e e da n db a c t e r i u mt or a i s e st h ea g r i c u l t u r a lo u t p u t , t h ee x t e n s i v e u s eo fo r g a n o p h o s p h o r u sp e s t i c i d e sa r ch i i g ht o x i c i t yp e s t i o d e s t h em a s s i v e1 硌eo fo r g a n o p h o s p h o r u s p e s t i c i d e sw i l lc a u s eal o to fp o t e n t i a ld a n g e rs u c h 勰e n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o na n df o o dp o l l u t i o n ，a n dc a u s e t h eh u m a na n da n i m a l st ob ep o i s o n e d t op r e v e n ta n dd e a lw i t ht h ep r o b l e m sw h i c hw a sc a u s e db yo r g a n i c p h o s p h o r u sp e s t i c i d e ，t h em o s te f f e c t i v e t a c t i ci st om e a s u r eo r g a n o p h o s p h o r u sp e s t i c i d ei nt i m ea n d a c c u r a t e l y t h et r a d i t i o n a ld e t e c t i o nm e t h o d so fr e s i d u e so fo r g a n o p h o s p h o r u sp e s t i c i d e sa r et h i n - l a y e r d 嘲a t o g m p h 弘g a sc h r o m a t o g r a p h y , h i g h - p e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h ya n dt h eb i o l o g i c a l m e a s u r i n gm e t h o da n ds oo n s h o r t c o m i n g so ft h ea b o v em e t h o d s a r es a m p l e sh a n d l i n gc o u r s et e d i o u s l x h i g hr e a g e n tc o n s u m i n ga n dt i m ec o n s u m i n g ，s ot h e s em e t h o d sc a nn o ta c h i e v e df a s ta n dg r e e nd e t e c t i o n n e e d i nc o n t r a s t , t h ef l u o r e s c e n c ea n a l y t i ca p p r o a c hd e m o n s t r a t e si t su n i q u es u p e r i o r i t yi nt h ef i e l do f e n v i r o n m e n t a lm o n i t o r i n gw h i c hh a sa d v a n t a g eo fh i g hs e n s i t i v i t y , l o wr e a g e n tu s ea n ds i m p l ea n d c o n v e n i e n tm e t h o d i nr e c e n ty e a r s ，t h ef l u o r e s c e n c ec h a r a c t e r i s t i c ，t h ed y n a m i cc h a r a c t e r i s t i c sa n dt h e e l e c t r o c h e m i c a lc h a r a c t e r i s t i c sh a v eb e e nr e s e a r c h e da f t e rt h ef l u o r e s c e n c ed y e s t u f fb i n dt ob i o l o g i c a l m a c r o m o l e c u l e a n db a s e do nt h i s ，s o m en e wa n a l y t i c a lm e t h o d sa r em a d e t h eg r e a t e s tc h a r a c t e r i s t i co f t h ef l u o r e s c e n c ep r o b et e c h n o l o g yi si t sh i g h - l e v e ls e n s i t i v i t ya n de x t r e m e l yw i d ed y n a m i cr e s p o n s er a n g e s oi t i ss i g n i f i c a n tt os e tu pn e wf l u o r e s c e n c ep r o b ew i t hh i g hs e n s i t i v i t ya n dl o wd e t e c t i o nl i m i tt o d e t e r m i n et h er e s i d u e so fo r g a n o p h o s p h o r u sp e s t i c i d e sq u a n t i t a t i v e l y t h em a i n l yc o n t e n to f t h i sp a p e ri n c l u d e st h r e ep a r t s ： 1 。i nt h i sp a p e r , t h eo r g a n o p h o s p h o r u sp e s t i c i d e s ，i t sp r e s e n tu s es i t u a t i o na n dh a r mw e r es u m m e dl l p d e t e c t i o nt e c h n o l o g yo fo r g a n o p h o s p h o r u sp e s t i c i d e sr e s i d u e sw e r er e v i e w e di nd e t a i l s 1 6 1r e f e r e n c e s w e 赡c i t e di nt h i sp a p e r 2 s e v e r a lk i n d so fn e wf l u o r e s c e n c ep r o b e sf o rd e t e r m i n i n gr e s i d u e so fo r g a n o p h o s p h o r u sp e s t i c i d e s i i i h a v eb e e ne x p l o r e d ：a tp h6 2 0 ，t h ef l u o r e s c e n c ei n t e n s i t yo fr - c t m a bi sd c c l i n e do b v i o u s l ya r e r a d d i n go r g a n o p h o s p h o r u sp e s t i c i d e sa n dt h er e d u c e df l u o r e s c e n c ei n t e n s i t yi sp r o p o r t i o n a lt ot h e c o n c e n t r a t i o no fo r g a n o p h o s p h o r u sp e s t i c i d e s b a s e do nt h i s ，an e wf a s ta n ds i m p l em e t h o df o r d e t e r m i n a t i o no ft h eo r g a n o p h o s p h o r u sp e s t i c i d e st o t a l - r e s i d u e sw a sd e v e l o p e d a tp h6 0 0 ，t h e f l u o r e s c e n c ei n t e n s i t yo fs f - c t m a bi sd e c l i n e do b v i o u s l ya f t e ra d d i n gp h o x i ma n dt h er e d u c e d f l u o r e s c e n c ei n t e n s i t yi sp r o p o r t i o n a lt ot h ec o n c e n t r a t i o no fp h o x i m b a s e do l lt h i s ，an e wf a s ta n ds i m p l e m e t h o df o rd e t e r m i n a t i o no ft h ep h o x i mr e s i d u e sw a sd e v e l o p e d t h i sm e t h o dh a st h eh i g hs e l e c t i v i t y a t p h6 4 0 ，t h ef l u o r e s c e n c ei n t e n s i t yo fs t s d b di s d e c l i n e do b v i o u s l ya f l e ra d d i n go r g a n o p h o s p h o r u s p e s t i c i d e sa n dt h er e d u c e df l u o r e s c e n c ei n t e n s i t yi sp r o p o r t i o n a lt ot h ec o n c e n t r a t i o no fo r g a n o p h o s p h o r u s p e s t i c i d e s b a s e do nt h i s ，an e wf a s ta n ds i m p l em e t h o df o rd e t e r m i n a t i o no ft h eo r g a n o p h o s p h o r u s p e s t i c i d e st o t a l - r e s i d u e sw a sd e v e l o p e d a tp h6 2 0 ，ac e r t a i nc o n c e n t r a t i o no fp y r o n i n ey ( p r y ) c a n b i n dt oac e r t a i nc o n c e n t r a t i o no fa n i o n i cs u r f a c t a n td o d e c y lb e n z e n es u l f o n a t e ( s d b s ) t of o r map o l y m e r t h ef l u o r e s c e n c ei n t e n s i t yo ft h ep o l y m e ri sd e c l i n e do b v i o u s l ya r e ra d d i n go r g a n o p h o s p h o r u sp e s t i c i d e s a n dt h er e d u c e df l u o r e s c e n c ei n t e n s i t yi sp r o p o r t i o n a lt ot h ec o n c e n t r a t i o no fo r g a n o p h o s p h o r u sp e s t i c i d e s b a s e do nt h i s ，an e wf a s ta n ds i m p l em e t h o df o rd e t e r m i n a t i o no ft h eo r g a n o p h o s p h o m sp e s t i c i d e s t o t a l - r e s i d u e sw a sd e v e l o p e d 3 s t u d yf o rt h ei n t e r a c t i o nt h e o r yb e t w e e no r g a n o p h o s p h o r u s a n df l u o r e s c e n c ep r o b e t h e f l u o r e s c e n c es p e c t r aa n dt h ea b s o r p t i o ns p e c t r ao fd y e ，t h ec o m p l e xo fd y ea n do r g a n o p h o s p h o r u s ，t h e c o m p l e xo fd y ea n ds u r f a c t a n ta n dt h ec o m p l e xo fd y e ，s u r f a c t a n ta n do r g a n o p h o s p h o r u sw e r es t u d i e d t h e r e a c t i o nm e c h a n i s m so ft h e mw e r ea n a l y z e dp r e l i m i n a r i l y k e yw r o d s ：f l u o r e s c e n c ep r o b et e c h n o l o g y , d y e ，s u r f a c t a n t , r e s i d u eo fo r g a n o p h o s p h o r u sp e s t i c i d e w 独创性声明及关于论文使用授权的说明 独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已 经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得河南师范大学或其他教育机构的学位或证书 所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示了谢意。 签名：j 虹日期上扯 关于论文使用授权的说明 本人完全了解河南师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权河南师 范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 签名：骐导师签名： 垂乏量亟一日期：1 2 边卜 第一章绪论 第一章绪论 1 1 有机磷农药残留分析的意义 1 1 1 有机磷农药及其使用状况 在世界人口不断增长的今天，粮食需求越来越趋于紧张。估计到2 0 2 0 年，世界粮 食需求量将由2 0 0 0 年的1 9 0 4 亿吨增长至2 4 8 7 亿吨，但耕地却有增无减【1 1 。同时，当 前在农业生产中遭受病虫草等危害的情况也年年总有发生过。据统计【2 】每年全世界因 受病虫草害儿减少的粮食产量，约占粮食总量的3 0 左右。农药在粮食增产方面发挥着 极为重要的作用，可以说如果停止使用农药等化学品，全世界就会有上亿人面临着饥饿 的威胁，今后在相当长的时期内，农药将是实现粮食产量增加的重要措施之一。 世界农药产量自1 9 8 5 年以后维持在2 0 0 - 2 5 0 万吨。我国自1 9 9 0 年开始，农药产量 位于世界第二位，并且由1 9 9 1 年的2 5 3 万吨增加到1 9 9 9 年的4 2 6 万吨【3 1 。我国的农药 生产使用经历了2 0 世纪5 0 年代的砷、铅、汞制剂已于上世纪7 0 年代起就停止使用； 自8 0 年代有机氯农药由于化学性质稳定，残留时间长，脂溶性强，且利用率较低，给 土壤和农业环境造成严重污染等原因被停用以后，各类取代农药便得到快速发展，其中 最主要的就是有机磷农药( o r g a n o p h o s p h o r o u sp e s t i c i d e s ，简称o p p s ) 。 有机磷农药是含有c p 键或c 0 p c s p c - n p 键的有机化合物，属有机磷酸酯类 化合物，其化学结构如下图所示： 彳1 彩 式中r l 、r 2 多为甲氧基( c h 3 0 ) 或乙氧基( c 2 h 5 0 ) ，r 3 通常为烷氧基、苯氧基或其它更为 复杂的取代基团。大部分有机磷农药不溶于水，而溶于有机溶剂，在中性和酸性条件下 稳定，不易水解，在碱性条件下易水解而失效。它们的毒性依赖于其结构和功能团。例 如，含有p = o 键( 如敌百虫) 的毒性通常比含有p = s 键( 如马拉硫磷) 的毒性大。有机磷农 药的作用机制：主要是抑制昆虫体内神经组织中乙酰胆碱酯酶( a c h e ) 的活性、破坏神经 冲动的正常传导，引起一系列神经系统中毒症状，直至死亡。目前世界上有机磷农药的 荧光探针法测定有机磷农药残留及应用研究 品种已有数百种，常用的1 0 0 种左右，产量约7 0 余万吨，占农药总量的1 3 ；我国的有 机磷农药也有2 0 0 余种，其中常用的有3 0 余种，产量则占全国农药总量的一半以上【2 1 。 如对硫磷、氧乐果、敌敌畏、马拉硫磷、辛硫磷、甲拌磷、久效磷、甲胺磷、敌百虫、 乐果、甲基1 6 0 5 、谷硫磷等。有机磷农药按化学结构可分为以下四类：磷酸酯类( 敌 敌畏、磷胺、敌百虫等) ；硫代磷酸酯类( 杀螟松、辛硫磷、对硫磷、内吸磷等) ；二 硫代磷酸酯类( 乐果、伏杀磷等) ；氨基磷酸酯类( 甲胺磷、乙酰甲胺磷等) ：按用途可 分为杀虫剂、杀菌剂、除草剂等。 有机磷农药主要用作杀虫剂，尤其是在我国的杀虫剂领域中，有机磷农药更是有着 举足轻重的地位。世界有机磷类杀虫剂的产量占整个杀虫剂产量的1 3 以上，年销售额 在3 0 亿美元以上，而我国的杀虫剂产量则占整个杀虫剂总量的7 0 以上【2 】。有机磷杀 虫剂具有以下几个特点：药效高，杀虫广谱。如对硫磷、马拉硫磷有突出的广谱杀虫 作用。化学结构变化无穷，品种数量大。已研制出具有不同特点的多个品种，可适应 多方面的使用要求。如敌敌畏、辛硫磷等持效期短，适用于随时收获的果树、蔬菜、茶 叶等作物；如甲拌磷持效期长的品种，适用于种子处理和防治害虫。一些品种具有内 吸性，施药方便，有利于保护益虫和昆虫天敌。高效低毒品种大批出现替代了高毒品 种，或是通过对高毒品种剂型的改变而使高毒品种低毒化，如甲拌磷制成颗粒剂。化 学性质不稳定，易水解、氧化、热分解，容易在自然条件下或动植物体内讲解，按照规 定使用一般不会对农、畜产品造成高残留，不易污染环境及在高等动植物体内累积。 大多数品种对作物安全，不产生药害。与有机氯农药、拟除虫菊酯类杀虫剂相比，害 虫对有机磷杀虫剂的抗药性发展缓慢。绝大多数品种在碱性条件下易分解。 1 1 2 有机磷农药残留的危害 科技是把双刃剑，它在给人类社会带来高度的物质文明和社会繁荣的同时，也给人 类和环境带来了种种潜在的负面问题，并使人类和环境为此付出了高昂的甚至是不可弥 补的代价。有机磷农药的广泛使用就是这方面的例子。有机磷农药的广泛大量使用，一 方面给农业生产的飞速发展提供了有力的保障，另一方面，也给人类的生存环境造成了 一定的污染，给人类的生存带来了不利的影响和危害。 为了防治病虫草害，人们把农药撤入农田、森林、草原，而这些农药直接撒在防治 对象上的数量比例很小。以杀虫剂为例，落在害虫上的农药还不到用量的1 ，有 1 0 , - 2 0 会落到作物上，对于中、后期生长的谷类作物和蔬菜，则会有高达6 0 的农 2 第一章绪论 药落到作物上，其余的农药通过各种方式向环境扩散，对大气、水体和土壤造成了严重 的污染。有研究表明，有机磷农药在土壤中的残留量一般占施药量的2 0 - 7 0 ，如对 硫磷为4 5 ，伏杀硫磷为8 0 n 。大量事实证明，农药残留物与土壤的结合可使残留物 暂时避免分解或矿化，但仍可因微生物、物理或化学因素而释放出来。长期储存于土壤 中的残留农药一旦被活化后突然释放出来将产生难以预计的有害效应，如引起后茬作物 危害和粮食污染；对土壤动物、微生物的影响；进入水域，造成大面积水域污染，直接 威胁人体健康等等。大气中残留农药的浓度虽然很低，但在如此巨大的空间范围内，农 药的污染仍不容忽视。据报道，英国每年随雨水降落在地面或水体的农药量可达4 0 吨， 在农药使用地区及附近的降雨中，农药浓度高达7 3 2 1 0 1 l g l t 5 1 。 长期大量施用有机磷农药，可能对生态系统的结构和功能产生严重危害，使生物种 群退化，威胁生物多样性。如使用对硫磷防治蚜虫时，食虫瓢虫、草蛉、食蚜蝇等被大 量杀死，这些有益昆虫恢复生长的时间比蚜虫长，因而导致施药后蚜虫的再次大发生。 在无天敌的情况下，人类只好增加农药的用量和研究开发新的农药，导致农药污染的恶 性循环。长期施用杀虫剂或除草剂的农田中，各类昆虫及土壤表层的微生物，特别是栖 息在特殊落叶、落枝上的昆虫及微生物几乎完全被消灭，要恢复到从前的状态也需要较 长的时间。据报道，昆虫减少已危及到植物的繁殖，因为很多植物繁殖时需要昆虫传花 授粉。最近英国某些地区已出现了这种危机，英国原有蝴蝶5 6 种，如今已有7 种灭绝， 5 种濒危，有些植物由于没有蝴蝶来传花授粉而减产或绝收。我国某些地区的果园由于 大量使用了有机磷农药，使生活于其中的蜜蜂、蝴蝶等昆虫被大批的杀死，果树花期由 于缺少传花授粉的媒介，坐果率大大降低【6 】。而大量昆虫遭杀灭后，许多鸟类失去食物 来源，导致种群衰亡。麻雀在四川的消失，正是由于近2 0 年来四川农耕区普遍滥用有 机磷等农药所带来的严重恶果。 滥用有机磷农药不仅使生态环境受到污染，造成的经济损失逐年增加，更严重的是 危害了人类的身体健康，极有可能造成中毒事故。据统计，我国因农药中毒的人数占世 界同类事故中毒人数的5 0 ，平均每年发生农药中毒人数约l o x l 0 4 人，死亡1 o x l 0 4 人 【7 1 。且近2 0 年来发生的农药中毒事故大多集中于有机磷和氨基甲酸酯等高毒杀虫剂，尤 其以甲胺磷、乐果、氧乐果、对硫磷、甲基对硫磷、水胺硫磷、呋喃丹等居多。据广东 省有关部门的统计，仅蔬菜残留有机磷农药食物中毒项，每年超过1 0 0 0 宗。1 9 9 9 2 0 0 1 年，对广西7 个主要城市的蔬菜市场的2 1 个蔬菜品种进行的分析表明，有近5 0 的样 3 荧光探针法测定有机磷农药残留及应用研究 品中有机磷检测呈阳性反应【8 】。可见，有机磷的污染带有普遍性，而且与人们的身体健 康有密切关系，需要引起足够的重视。 如果有机磷农药在人体内的存在超过了正常人的最大耐受限量，将会导致机体正常 生理功能的紊乱和失调，引起病理改变和中毒危害。如果污染较轻，往往有头痛、头昏、 无力、恶心、精神差等一般性表现；当农药污染较重，进入体内的农药量较多时会出现 明显的不适，如乏力、呕吐、腹泻、肌颤、心慌等表现。严重者可出现全身抽搐、昏迷、 心力衰竭等表现，甚至引起死亡【9 】。有机磷农药在人体内的蓄积，还会通过胚胎和人乳 传给下一代，殃及子孙后代的健康。有机磷农药造成的人畜伤亡已成为亟需解决的社会 问题。为此，必须寻找高效、安全的降解有机磷农药的新技术路线。 1 2 有机磷农药残留检测技术的国内外现状 根据分析过程，环境样品中有机磷农药的测定可分为样品的前处理和分析测试两个 方面。其中，前处理又包括提取和净化两个过程，即从样品中将农药分离出来和从提取 液中去除干扰物质，分析测试则是测定提取液中的待分析组份含量。样品的前处理程序 是分析样品的先决条件和关键环节，也是实现农药残留快速检测的主要瓶颈，它在很大 程度上决定了分析结果的代表性和可靠性。 1 2 1 有机磷农药的提取分离方法 提取就是将残留在试样中的农药，采取适当的溶剂和方法，从试样中分离出来经净 化后进行测定，这是农药残留分析操作中很关键的第一步。应根据样品和待测农药的种 类，采取合适的溶剂和方法进行提取，以达到尽量完全提取出待测农药，而随之提取出 的干扰物要尽量少。另外，在提取效果好的前提下要求方法简便、快捷和试剂消耗尽可 能少。 由于农药性质和样品质地的不同，采取的提取方法也不尽相同，传统的提取方法有： 浸渍法、漂洗法、匀浆法、震荡法、消化法、超声法和索氏提取法 1 0 - 1 5 】等。一般来说， 浸渍法、漂洗法和震荡法的突出特点是简便、快速、高效和易于净化。匀浆法、消化法、 超声法和索氏提取法的主要优点是提取完全，缺陷是干扰物质多【1 6 1 。上个世纪9 0 年代 以来，一些新的样品前处理技术不断被引入农药残留分析中，这些新技术的共同特点是： 节省时间，减轻劳动强度，节省溶剂，减少样品用量，有较高的提取效率和自动化水平。 目前，已报道或己被广泛应用的新技术主要有：固相萃取( s p e ) 、固相微萃取( s p m e ) 、 4 第一章绪论 超临界流体提取( s f e ) 等【l 他引。 ( 1 ) 浸渍、漂洗法 浸渍、漂洗法是将样品直接浸入溶剂中，其对附着在样本表面的农药残留有很好的 提取效果。这种方法对叶类样品中非内吸性农药的测定效果很好【2 9 1 。如小麦中的沙螟硫 磷可采用浸渍法提取o o ，鲜人参中六六六的提取【3 1 】也可采用这种方法。这种方法操作简 便，但消耗溶剂较多，而且耗时较长。 ( 2 ) 振荡法 震荡法也是较常用的方法，将装有试样和提取溶剂的具塞容器放在震荡器上，进行 往返震荡或旋转震荡，使容器中的提取溶剂与试样充分地混合，以深入到样品组织的内 部提取农药残留。该法操作简便，提取效果好，对于包括易挥发，易热分解的农药残留 在内的所有种类的样品，都能采用震荡提取法。通常震荡3 0m i n lh ，震荡后需过滤。 如藏红花阎等中成药中六六六的提取，白芍中敌百虫的提取【3 3 】，蔬菜中有机氯、有机磷 残留的提取【矧等都可采用震荡法。 ( 3 ) 匀浆、捣碎法 匀浆、捣碎法也是常用的一种提取农药残留的方法。将试样与提取溶剂一起装入组 织捣碎机中，通过高速旋转的搅拌刮刀进行掺合，使溶剂浸入组织，与其中的农药残留 有充分的接触机会，农药残留被提取出来。其提取效率高，适用于多种试样中多种农药 残留的提取，但需要注意的是试样经捣碎和匀浆处理后如果发生乳化现象或形成胶状而 难以过滤时，需要进行离心处理。采用捣碎法提取的例子很多，比如吴玉杰等3 5 1 用这种 方法处理荞头样品并测定了其中甲胺磷的残留量；潘灿平等【3 6 j 用捣碎、匀浆处理法测定 了黄瓜、番茄和青椒样品样品中的1 5 种有机磷农药；张莹等测定了茶叶中多种有机磷农 药残留量；王莹等【3 7 】测定了蔬菜中多种农药残留等等。 ( 4 ) 消化法 样本中加消化液，加热使样本消化，再用溶剂将待测农药提取出来。这种方法多用 于不易匀浆、不易捣碎的动物组织样本。如李攻科等【1 5 】用微波消解气相色谱法测定了鱼 肉中的有机氯农药。 ( 5 ) 索氏提取法( s o x h e l t ) 索氏提取是利用溶剂回流及虹吸原理，使样品连续不断地被纯溶剂萃取，既节约溶 剂，萃取效率又高，是经典提取法，该方法操作简便，但提取时间长，引入的干扰物质 5 荧光探针法测定有机磷农药残留及应用研究 较多。采用该方法时还应考虑被测农药的热稳定性，要求待测农药应在热溶剂中多次回 流不会分解，通常适用于谷物及其制品、干果、脱水蔬菜、茶叶、干饲料等样品，可用 于提取六六六、滴滴涕、狄氏剂等多种有机氯农药、一些有机磷农药和氨基甲酸酯类农 药等。如张友松等【1 1 】以丙酮作提取剂测定了杀菌剂曝菌灵在香菇上残留量。周长征等提 取细辛道地药材中的有机氯农药【3 引，王元鸿等【3 9 】提取人参中有机氯农药，均采用了此法。 ( 6 ) 超声波提取法 自从1 9 2 8 年首次发现超声波有加速甲基硫酸水解和亚硫酸还原碘酸钾的作用以后， 超声技术广泛应用于医疗、农药等领域，在食品分析中，超声波主要用于强化提取过程。 超声提取法是利用超声波增大物质分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，增加扩散速 度，缩短提取时间的浸渍提取方法。超声波提取法最大的优点是提取时间短、温度较低、 回收率高。样品粉碎后加入提取剂，在超声波仪中提取数十秒或数分钟即可完成，是一 种快速高效的提取方法。提取溶剂既可选用单一有机溶剂，如用丙酮提取金银花中的多 菌灵【柏1 ，也可选用混合溶剂，如高天兵等用石油醚和丙酮混合溶剂提取中药材、成药中 有机磷农药【4 1 1 ，李庆等【4 2 】采用丙酮和水的混合溶剂提取西洋参中六六六、滴滴涕。 ( 7 ) 加速溶剂提取法 加速溶剂提取法( a c c e l e r a t e ds o l v e n te x t r a c t i o n ，a s e ) 是一种全新的处理固体和半固 体样品的方法，首次发表于1 9 9 5 年，它是高n ( 5 0 c 2 0 0 。c ) 及加压( 1 0 2 1 3 6 a t m ) 条件下的 有机溶剂提取法【4 3 1 。温度高于1 0 0 c 的溶剂穿透力强且溶解力大，加快分析物从基体解 吸进入溶剂；加压使溶剂保持液态，用少量溶剂可快速提取固体样品中的分析物。样品 密封在高压不锈钢提取舱内，经过起始的加热过程，样品在静态下与加压的溶剂相互作 用一段时间，然后用压缩氮气将提取液吹扫至收集瓶中，每个样品的提取全过程约 1 5 m i n 。如m a s i d u a l 用a s e 系统提取食品中的氨基甲酸酯类农药，温度1 0 0 ，压力 1 3 6 a t m ，提取2 0 m i n ，8 种食品中的几种农药残留的回收率7 0 1 0 0 ，相对标准偏差 1 0 1 4 4 1 。 a s e 的突出优点是有机溶剂用量少、提取速度快和回收率高，已成为样品前处理最 佳方式之一，并被美国e p a ( 环保局) 选定为推荐的标准方法( e p a 3 5 4 5 ) ，己被广泛应用于 环境、药物、食品和高聚物等样品的前处理，特别是农药残留量的分析。 ( 8 ) 固相萃取和固相微萃取 固相萃取( s p e ) 是2 0 世纪8 0 年代后期发展起来的一种样品预处理技术，由液固色谱 6 第一章绪论 和柱液相色谱技术结合发展起来的。它是用固体物质作为萃取( 吸附) 剂从样品中提取某 些组分的方法，是利用吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附，与样品的基质和干扰化 合物分离，然后再用洗脱液洗脱，达到分离或者富集目标化合物的目的 4 5 - 4 7 1 。固相萃取 与传统液液萃取法相比，它不需大量溶剂，处理过程不会产生乳化现象，且具有分离效 果好，回收率高，操作简便，省时、省力等优势，因而应用广泛。吴小毛等【4 8 巧3 】用固相 萃取技术处理样品，测定了蔬菜、水果等食品中多种有机氯、有机磷农药等残留量。任 晋等【剐建立了饮用水中痕量除草剂的s p e l c m s 联机测试方法，仅用4 5m i n 就可完成水 样中7 种除草剂的分析。其他应用固相萃取处理样品的例子还有周芳等f 5 5 弼l 处理水样、 冯翠玲等 6 4 1 处理血浆、朱九生【6 5 - 6 6 1 等处理土壤、h a i b 等【6 7 - 6 9 等处理烟草及一些中药材等 植物样品。 固相微萃取( s m p e ) 是利用待测物在基体和萃取相间的非均相平衡，使待测组分扩散 吸附到石英纤维表面的固定相涂层，待吸附平衡后，再与气相色谱( g c ) 或( h p l c ) 联用以 分离和测定待测组分。固相微萃取保留了固相萃取的大部分优点，又克服了固相萃取的 一些缺点，它将取样、萃取、富集分离和进样等程序结合为一体，特别适合于水样中挥 发性及半挥发性物质的分离富集【7 0 1 。与液液萃取和固相萃取相比，固相微萃取具有操 作时间短，样品量小，无需萃取溶剂，适用于分析挥发性与非挥发性物质，重现性好等 优点，而且它集采集、浓缩于一体，简单、方便、无溶剂，不会造成二次污染，是一种 有利于环保的很有应用前景的预处理方法。这方面的研究很多，如蔡亚岐等 7 0 】系统地介 绍了固相微萃取液相色谱联用技术的原理、特点、发展现状及其发展趋势，并对该技 术在样品前处理尤其是环境样品前处理中的应用作了较详细的综述：b e l t r a n 等【7 1 硼对固 相微萃取这种方法及其研究进展做了不同程度的研究，发表了综述性文章。介绍应用这 种方法的文献还有很多，杨云等测定了土壤中的扑草净，h w a n g 等【7 蛐2 】测定了中药及 其它食材中的农药残留量，报道最多的是用固相微萃取处理环境水样，测定其中的农药 残留量【8 3 - 8 引。 ( 9 ) 微波辅助萃取法( m a e ) 微波辅助萃取( m i c r o w a v ea s s i s t e de x t r a c t i o n ，m a e ) 是一种新型的少溶剂样品前处 理方法。它利用极性分子可迅速吸收微波能量的性质来加热乙醇、丙酮等极性溶剂或者 极性溶剂和非极性溶剂按一定比例混合的有机萃取剂，由于萃取罐是密封的，当萃取溶 剂加热时，由于萃取溶剂的挥发使罐内压力增加，压力的增加使得萃取溶剂的沸点也大 7 荧光探针法测定有机磷农药残留及应用研究 大增加，这样就提高了萃取温度。同时，由于密封，萃取溶剂也不会损失，也就减少了 萃取溶剂的用量。 微波辅助萃取用微波能量强化萃取效率，使固体或半固体试样的待测组分与基体有 效分离，同时不破坏待测组分的化合物状态。应用这种提取方法时对萃取溶剂、温度及 时间等参数的优化选择比较重要，直接影响到萃取效果。将样本粉碎后置于微波仪提取 器中，加溶剂，选择合适的提取功率和时间。其提取效果与震荡法相当，但所需时间大 大减少。冯秀琼等【8 9 】采用此法对金银花、枸杞、三七几种药材的1 4 种有机农药进行提取， 并与震荡法比较，提取效果基本相当，消耗溶剂量相同，但微波提取时间( 5m i n ) 仅为震 荡提取( 3h ) 的1 3 6 ，所以微波提取的优势是显而易见的。杨云等【7 8 , 9 0 - 9 2 处理了蔬菜、土 壤、水等样品，测定了其中的扑草净等农药残留量。干建松等【9 3 】综述了微波辅助提取技 术的机理、特点、设备以及其研究进展和发展前景。 ( 1 0 ) 超临界流体提取法( s f e ) 超临界流体( s u p e r c r i t i c a lf l u i ds c f ) 本质上是处于临界温度和临界压力的高密度流 体，它介于气体和液体之间，综合了气体和液体的优点，粘度小、扩散速度快、渗透力 强，对样品溶解性能好，可在低温下操作。 超临界流体萃取( s u p e r c r i t i c a lf l u i de x t r a c t i o ns f e ) 是指利用处于超临界状态的流体 为溶剂提取样品中待测组分的方法。食品工业中超临界流体作为溶剂从咖啡和茶中萃取 咖啡因有多年的历史，但直至2 0 世纪8 0 年代后期超临界流体色谱出现之后，超临界流体 萃取才应用于样品制备。 c 0 2 气体无毒、无味、不易燃，易制成纯品，价格低廉，临界条件适中( 7 4 4 8m p a ， 3 0 4 1 5k ) ，成为超临界萃取过程中最常用的超临界流体。在农药残留分析中，因为c 0 2 分子极性小，可用于提取非极性或弱极性农药。 超临界流体提取法可连续提取被分析样品，提取效果好，与索氏提取法的提取水平 相当，并可通过条件优化选择提取目标分析物，而且提取的样品可直接用于分析，免去 浓缩过程和对后来分析的干扰。姗e e l e 调超临界c 0 2 提取土壤中的利谷隆和敌草隆只需 3 5r a i n ，回收率达9 9 。很多在植物体内呈轭合状态的农药及其代谢物，即所谓不可提 取物，如2 ，4 d 类除草剂的代谢物，用超临界c 0 2 提取只需4 5m i n t 舛1 。 超临界流体萃取可与许多分析仪器离线或在线联用，在线联用能直接分析萃取的目 标物，提高灵敏度。目前有关超临界流体萃取技术的研究比较多，其应用多集中于蔬菜 8 第一章绪论 【9 5 1 、鱼肉蚓等食材 9 7 - 9 8 1 及药材【9 9 1 删中的残留农药提取。王欢等【1 0 1 - 1 蛔介绍了超临界流体 的应用、发展趋势及与其他技术联用的展望。 ( 11 ) 基质固相分散萃取技术( m s p d ) 基质固相分散萃取法( m a t r i xs o l i dd i s p e r s j o n ，m s p d ) 是类似于固相萃取的一种提 取、净化、富集技术。1 9 8 9 年由美国l o u i s i a n a 州立大学的b a r k e 教授首次提出并给予理 论解释，它是为了解决一些不能直接应用s p e 的动物组织样品而发展起来的。m s p d 技 术是将涂渍有c 1 8 、c 8 等比表面较大的各种聚合物担体的固相萃取材料与动物组织样品 一起研磨，得到半干状态的混合物