（农药学专业论文）农药残留超声波动态提取方法研究.pdf

摘要 本文利用组装的农药残留超声波动态提取装置，进行了以下三个方面的研 究：( 1 ) 提取条件的比较优化：静态提取时间、动态提取流速、动态提取时间、 提取溶剂、样品管放置方式等对提取结果的影响。( 2 ) 动态超声波提取方法的建 立与评价；( 3 ) 动态超声波提取方法的应用：大米中有机磷农药超声波动态提取 方法的适用性研究。主要研究结果如下： 1 动态超声波静态提取时间的比较：选取0 m i n 、2 m i n 、4 m i n 、6 r a i n 、8 m i n 五个静态提取时间，用丙酮各提取2 0 m l 。得到的农药回收率分别为 5 8 3 9 1 7 5 2 7 9 2 o 7 1 2 11 8 3 7 3 9 l1 5 2 7 3 1 9 7 5 ： 因此优化后的静态提取时间为4 m i n 。 2 动态超声波动态提取流速的比较：选取1 m l m i n 、2 m l m i n 、3 m l m i n 、 4 m l m i n 、5 m l m i n 五个动态提取流速，用丙酮各提取2 0 m l 。得到的农药回收 率分别7 3 4 9 9 1 ，7 1 2 11 5 0 ，8 8 1 1 0 0 7 ，8 9 7 1 1 0 2 ， 8 4 9 0 0 , - 1 0 6 5 ：因此优化后的动态提取流速为4 m l m i n 。 3 动态超声波动态提取时间的比较：在静态提取4 r a i n 之后，动态提取流速 4 m l m i n 的状态下，选取动态提取2 m i n ，4 m i n ，6 m i n ，+ 8 r a i n ，1 0 m i n 。得到的农 药回收率分别4 6 6 6 6 。4 ，7 6 8 1 0 2 o ，8 1 5 1 0 0 9 ，8 6 6 0 0 , - 1 0 8 1 ， 8 4 9 0 0 1 0 4 8 ；因此优化后的动态提取时间为8 m l m i n 。 4 动态超声波提取溶剂的比较：在静态提取4 m i n 之后，动态提取流速 4 m l m i n ，动态提取8 m i n 的状态下，选取丙酮，丙酮石油醚( v v = 1 ：1 ) ，乙酸 乙酯作为提取剂。得到的农药回收率分别8 6 6 0 o , , 1 0 8 1 ，8 2 7 0 o , , 1 0 1 2 ， 8 4 0 1 1 2 1 ；因此优化后的提取剂选用丙酮。 5 动态超声波样品管放置方式的比较：在静态提取4 m i n 之后，动态提取流速 4 m l m i n ，动态提取8 m i n ，丙酮作为提取剂的状态下，将样品管竖立于超声波发生 器中和样品管平放于超声波发牛器中。得到的农药回收率分别为6 6 2 0 o - - - 1 0 5 5 ， 8 6 6 1 0 8 1 ；因此优化后的提取方式选用平方式。 6 。在适用性方面，对香菇，大米，茶叶，土壤四种基质做高、中、低( 1 m g k g 、 o 1 m g k g 和o 0 5 m g k g ) _ 三个浓度添加回收试验，1 7 种农药在土壤中添加浓度 在o 0 5m g k g 水平的回收率在6 0 9 1 1 5 4 之间，r s d 在1 6 3 6 2 之间；添加 浓度在0 1m g k g 水平的回收率在7 3 3 - - 9 8 7 之间，r s d 在1 6 - 3 5 1 之间；添 加浓度在1m g k g 水平的回收率在9 8 3 l1 9 5 之间，r s d 在1 9 9 7 之间。 1 7 种农药在香菇中添加浓度在o 0 5m g k g 水平的回收率在6 1 7 1 0 9 1 之 间，r s d 在2 0 1 9 3 之间：添加浓度在0 1m g k g 水平的回收率在7 4 5 1 0 8 9 之间，r s d 在4 6 - - 2 2 5 之间；添加浓度在1m g k g 水平的回收率在 7 6 1 - 9 8 8 之间，r s d 在3 6 1 1 1 之间。1 7 种农药在茶叶中添加浓度在0 0 5 m g k g 水平的回收率在6 4 7 - 9 1 9 之间，r s d 在7 4 - - 2 1 5 之间；添加浓度在 o 1m g k g 水平的回收率在6 2 3 - - 9 1 6 之间，r s d 在3 7 2 0 8 之间；添加浓度 在1m g k g 水平的回收率在6 1 6 , - - - 8 9 5 之间，r s d 在1 5 1 5 0 之间。 其中茶叶回收率偏低，可能与其糖分及色素含量较高有关系。可见，对香菇、 土壤、大米，检测结果并没有明显差异。因此本实验方法具有较好的适用性。 17 种农药的最低检出浓度在o 0 11 8 m g k g 0 0 3 5 9 m g k g 之间。通过使用该 方法，确证其完全可以分析检测香菇，大米，茶叶和土壤等实际样品中的农药残 留量。 关键词：超声波动态提取，农药残留，有机磷农药，大米，茶叶，香菇，土壤 a b s t r a c t 1 1 1m i sp a p e r ，t h ed y n a m i cu s eo fu l t r a s o n i cd e v i c e sw e r ee x t r a c t i o no ft h et h r e e r e s e a r c h ，c o m p a r i s o no fd i f f e r e n te x t r a c t i o nc o n d i t i o n s ：( 1 ) c o m p a r i s o no fd i f f e r e n t s t a t i ce x t r a c t i o nt i m e ，c o m p a r i s o no fd i f f e r e n td y n a m i ce x t r a c t i o nr a t e ，c o m p a r i s o n o fd i f f e r e n td y n a m i ce x t r a c t i o nt i m e ，c o m p a r i s o no fd i f f e r e n ts o l v e n te x t r a c t i o n ， c o m p a r i s o no fd i f f e r e n ts a m p l et u b ep l a c e dw a y ( 2 ) t h ee s t a b l i s h m e n ta n d e v a l u a t i o no fd y n a m i cu l t r a s o u n de x t r a c t i o nm e t h o d s ：t h ee s t a b l i s h m e n to fe x t r a c t i o n m e t h o d s ，c o m p a r i s o no ft r a d i t i o n a lm e t h o d so fu l t r a s o u n de x t r a c t i o n ( 3 ) t h e a p p l i c a t i o n o f d y n a m i c u l t r a s o n i ce x t r a c t i o nm e t h o d ：t h e a p p l i c a t i o n o f o r g a n o p h o s p h o r u sp e s t i c i d e si nr i c e ；t h ea p p l i c 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 i n s o i l ；t h ea p p l i c a t i o no fo r g a n o p h o s p h o m sp e s t i c i d e si nm u s h r o o m s ；t h e a p p l i c 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 si n t e a 1 1 1 eo p t i m i z a t i o no fd y n a m i c u l t r a s o u n de x t r a c t i o nm e t h o d si nt h ef o l l o w i n ga r e a s ： 1 c o m p a r i s o no fd i f f e r e n ts t a t i ce x t r a c t i o nt i m e ：s e l e c t0 m i n ，2 m i n ，4 m i n ，6 m i n ， 8 m i nf i v eo fs t a t i ce x t r a c t i o nt i m e ，w i t ht h ea c e t o n ee x t r a c t2 0 m l t h er e c o v e r i e s w e r e5 8 3 t o9 1 7 ，5 2 7 t o9 2 o ，7 1 2 t o1 1 8 3 ，7 3 9 t o l l 5 2 ，7 3 1 t o 9 7 5 s oo p t i m i z e ds t a t i ce x t r a c t i o nt i m ei s4 m i n 2 c o m p a r i s o no fd i f f e r e n td y n a m i ce x t r a c t i o nr a t e ：s e l e c tl m l m i n ，2 m l m i n ， 3 m l m i n ，4 m l m i n ，5 m l m i nf l o wr a t eo ff i v ed y n a m i ce x t r a c t i o n ，w i m t h e a c e t o n ee x t r a c t2 0 m l t h er e c o v e r i e sw e r e7 3 4 t o9 9 1 ，7 1 2 t o l1 5 0 ，8 8 1 t o10 0 7 ，8 9 7 t o1 10 2 ，8 4 9 t o10 6 5 ，s oo p t i m i z e df o rd y n a m i ce x t r a c t i o n f l o wi s4 m l m i n 3 c o m p a r i s o no fd i f f e r e n td y n a m i cu l t r a s o u n dd y n a m i ce x t r a c t i o nt i m e ：s t a t i c e x t r a c t i o na f t e r4 m i n ，s e td y n a m i ce x t r a c t i o nf l o w4 m l m i n ，s e l e c tt h ed y n a m i c e x t r a c t i o no f2 m i n ，4 m i n ，6 m i n ，8 m i n ，10 r a i n ，t h er e c o v e r i e sw e r e 4 6 6 t o6 6 4 ， 7 6 8 t o1 0 2 0 ，8 1 5 t o1 0 0 9 ，8 6 6 t o1 0 8 1 ，8 5 o t o1 0 4 8 ，s o ， o p t i m i z e df o rd y n a m i ce x t r a c t i o nt i m e8 m l m i n 4 c o m p a r i s o no fd i f f e r e n ts o l v e n te x t r a c t i o n ：d y n a m i ce x t r a c t e d8 m i n ，s t a t i c e x t r a c t i o na f t e r4 m i n ，s e td y n a m i ce x t r a c t i o nf l o w4 m l m i n ，s e l e c ta c e t o n e ，t h e a c e t o n e p e t r o l e u me t h e r v = 1 ：1 ) ，e t h y la c e t a t ea sas o l v e n te x t r a c t i o n ，t 1 1 e p e s t i c i d er e c o v e r i e sw e r e8 6 6 t o10 8 1 ，8 2 7 t o10 1 。2 ，8 4 0 t 01 1 2 1 ，s o ， o p t i m i z a t i o no ft h ee x t r a c t i o na g e n ta f t e rt h es e l e c t i o no fa c e t o n e 5 c o m p a r i s o no fd i f f e r e n tp l a c e dw a y o fs a m p l et u b e ：d y n a m i ce x t r a c t e d8 m i n ， s t a t i ce x t r a c t i o na f t e r4 m i n ，s e td y n a m i ce x t r a c t i o nf l o w4 m l m i n ，a c e t o n e 船a s o l v e n te x t r a c t i o n ，s a m p l e sw i l lb ee r e c t e di nt h ep o s s e s s i o no fu l t r a s o n i cw a t e rb a t h t a n ka n ds a m p l et u b e si n s t e a do fh o r i z o n t a lo n e si nt h eu l t r a s o n i cw a t e rb a t ht a n k t h e r e c o v e r i e sw e r e6 6 2 t o1 0 5 5 ，8 6 6 t o1 0 8 1 ，s o ，t h eo p t i m i z e de x t r a c t i o n m e t h o d - w a y s e l e c t i o n 。 6 o nt h ea p p l i c a b i l i t y ，f o rm u s h r o o m s ，r i c e ，t e aa n ds o i lt oa d dt h r e e c o n c e n t r a t i o n ( 1m g k g ，o 1m g k ga n do 0 5 m g k g ) r e c o v e r yt e s t ，17p e s t i c i d e si nt h e s o i lc o n c e n t r a t i o n si nt h eo 0 5m g k gl e v e li nt h er e c o v e r yr a t eo f6 0 9 t o115 4 b e t w e e n ，r s d1 6 t o3 6 2 b e t w e e n ；a d di nt h ec o n c e n t r a t i o no fo 1m g k gl e v e l i nt h er e c o v e r yr a t eo f7 3 3 9 8 7 b e t w e e n ，r s d1 6 t o3 5 1 b e t w e e n ；a d di n t h ec o n c e n t r a t i o no f1m g k gl e v e li nt h er e c o v e r yr a t eo f9 8 3 t o1 19 5 b e t w e e n ， r s da t1 9 t o9 7 17p e s t i c i d e si nt h ec o n c e n t r a t i o ni nt h em u s h r o o m sa d d0 0 5m g k gl e v e li nt h e r e c o v e r yr a t eo f 6 1 7 t o1 0 9 1 b e t w e e n ，r s d2 0 t o1 9 3 b e t w e e n ；a d di nt h e c o n c e n t r a t i o no f0 1m g k gl e v e li nt h er e c o v e r yr a t eo f7 4 5 1 0 8 9 b e t w e e n ， r s da t4 6 t o2 2 5 b e t w e e n ；a d di nt h ec o n c e n t r a t i o no f1m g k gl e v e li nt h e r e c o v e r yr a t eo f7 6 1 t 09 8 8 b e t w e e n r s d3 6 t o1 1 1 b e t w e e n 1 7 p e s t i c i d e si nt h ec o n c e n t r a t i o ni nt h et e al e a v e st oa d d0 0 5m g k gl e v e li nt h e r e c o v e r yr a t eo f6 4 7 t o9 1 9 b e t w e e n ，r s da t7 4 t o2 1 5 b e t w e e n ；a d di n t h ec o n c e n t r a t i o no f0 1m g k gl e v e li nt h er e c o v e r yr a t eo f6 2 3 9 1 6 b e t w e e n ， r s d3 7 t o2 0 8 b e t w e e n ；a d di nt h ec o n c e n t r a t i o no f1m g k gl e v e li nt h e r e c o v e r yr a t eo f6 1 6 t o8 9 5 b e t w e e n ，r s d1 5 t o15 o b e t w e e n m a yb er e l a t e dt os u g a ra n dh i g hp i g m e n tc o n t e n tr e l a t e dc a nb es e e n ， m u s h r o o m s ，s o i l ，r i c e ，t e s tr e s u l t sa n dn os i g n i f i c a n td i f f e r e n c e ，t h e r e f o r e ，t h i s m e t h o dh a sg o o da p p l i c a b i l i t y 17p e s t i c i d e sd e t e c t e di nt h el o w e s tc o n c e n t r a t i o ni n b e t w e e n0 0tl8 m g k 咖0 35 9 m g k g ，t oe s t a b l i s ht h a ti tc a l ld e t e c ta n a l y s i so ft h e m u s h r o o m s ，r i c e ，t e al e a v e sa n ds o i ls a m p l e sa n ds oo nt h ea c t u a la m o u n to fp e s t i c i d e r e s i d u e s k e yw o r d s ：d y n a m i c u l t r a s o n i c e x t r a c t i o n ，p e s t i c i d er e s i d u e s ，o r g a n i c p h o s p h o r u s ，m u s h r o o m s ，r i c e ，t e a ，s o i l 术语及略语英文全称 g n g m g k g m l g m l m l n h m l m i n g c m s f p d m r l l o d l o q s d c v r s d 术语及略语表 g r a m n a n o 目砌 m i l l i g r a m k i l o g r a m m i l l i l i t e r g r a m m i l l i l i t e r m i n u t e h o u r m i l l i l i t e rp e rm i n u t e g a sc h r o m a t o g r a p h y m a s ss p e c t r o m e t e r f l a m ep h o t o m e t r i cd e t e c t o r m a x i m u mr e s i d u el i m i t l i m i to fd e t e c t i o n l i m i to fq u a n t i f i c a t i o n s t a n d a r dd e v i a t i o n c o e f f i c i e n to fv a r i a t i o n r e l a t e ds t a n d a r dd e v i a t i o n 中文全称 克 纳克 毫克每千克 毫升 克每毫升 分钟 小时 毫升每分钟 气相色谱 质谱 火焰光度检测器点 最大残留限量 检测限 定量限 标准偏差 变异系数 相对标准偏差 独创性声明 本人声明所呈交的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己经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽农业大学或其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明 确的说明并表示了谢意。 研究生签名：时间：年 月日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解安徽农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存、汇编学位论文。同意安徽农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、 传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名： 第一导师签名： 时间：年月 日 时间：年月日 1 综述 食品中的农药残留对人类健康造成的负面影响越来越明显，人类食入被农药 污染的蔬菜食品后，残留在其中的农药会在人体内累积或富集，当富集到一定浓度 时，将造成人体急性或慢性中毒。因此，发展快速、可靠、灵敏的食品蔬菜农药残 留分析方法迫在眉睫。农药残留分析是一项对复杂混合物中痕量组分的分析技术， 它要求精细的微量操作手段，灵敏度高，特异性强。由于各类蔬菜食品样品组成成 分复杂，而且不同农药品种的理化性质存在较大差异，因而没有一种多组分残留分 析方法能够覆盖所有的农药品种。现代农药残留分析主要是多残留分析，回收率 高，重现性好，低检出限，操作简单易行。在农药残留测定之前，要有适合于各种蔬菜 食品和目标物化学性质的萃取、净化、浓缩等前处理步骤，这些前处理过程在分 析中起着决定的作用。蔬菜食品样品中农药提取、净化等前处理方法有其特殊性， 对于不同性质样品中的不同目标物需要采用不同的前处理技术。农药残留分析大 多采用有机溶剂提取目标分析物，但是溶剂提取主要存在下列问题：选择性差 提取时带进大量的共提物，需要进一步的分离净化；溶剂消耗大。一般一个样品 的前处理要耗费几百毫升溶剂，既浪费了溶剂又需要浓缩，费时，繁琐；溶剂毒性 大。很多溶剂如甲醇、二氯甲烷、乙腈等具有毒性，对操作人员健康不利，造成环 境污染。随着科学技术的进步，操作简便、具有选择性萃取的新技术、高灵敏度 的检测方法不断出现，如：超临界流体萃取( s f e ) 、固相萃取( s p e ) 、凝胶渗透色 谱法( g p c ) 、吹扫蒸馏、直接光谱分析、毛细管电泳( c e ) 、免疫分析技术( l a ) 等。 笔者在文中对农药残留分析样品前处理新技术的应用及检测技术的发展进展作 主要的综述。 1 1 农药残留分析的样品处理方法研究进展 农药残留分析样品的前处理包括提取与净化。提取是将样品中的农药溶解分 离出来的操作步骤，根据农药的性质、样品种类、实验条件，可选用的常规提取 方法有浸渍振荡法、索氏抽提法和超声波提取法。后者具有设备简单、操作方 便的优点。由于某些样品组成复杂，提取后往往还需经过净化步骤以达到待测物 与干扰杂质分离，净化的基本原理丰要为液一液作用、液一固作用、液一气作用 及化学反应。柱层析法是最常用的净化方法之一，层析柱填料一般为弗里罗硅土、 氧化铝以及活性碳。 经典的样品前处理方法如索氏提取、液液提取，由于进行多次重复操作往往 需要花费大量时间，同时涉及到使用会造成环境污染的大量有机溶剂。由于被测 目标物质的浓度越来越低，稳定性随时空变化，给分析检测带来了一定困难。因 此急需发展简单、快速、有效的样品前处理方法。近年来发展较快的方法丰要有 超临界流体提取( 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 n ，s f e ) 、固相提取( s o l i dp h a s e e x t r a c t i o n ，s p e ) 法、固相微提取( s o l i d p h a s em i c r o e x t r a c t i o n ，s p m e ) ，微波辅助提 取( m i r 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 ) 、凝胶渗透色谱( g e lp e r m e a t i o n c h r o m a t o g r a p h y , g p c ) 、超声波( u l t r a s o n i ce x t r a c t i o n ，u s e ) 法、等。 1 1 i 加速溶剂萃取( a s e ) 加速溶剂萃取是一种在升高温度和压力条件下，增加物质的溶解度和溶质的 扩散效率，提高萃取效率的自动化方法。温度的升高能够打断溶剂与基质之间的 作用力，使被溶物快速从基质中解析出来。还能够降低溶剂的黏度，使之能更快 速地萃取。压力的升高能够使溶液的沸点增高。在较高温度下使溶剂保持液态， 同时使溶剂进人基质微孔。与基质更全面地接触。a s e 的运行过程是将常用的有 机溶剂由泵注人已填充样品的萃取池后，加温加压，数分钟后，萃取液由载气吹 人收集瓶中。与传统的萃取方法相比，a s e 更方便、快速、溶剂用量少、回收率 高，其重现性与传统的索氏萃取和超声萃取相当。还避免了索氏萃取溶剂用量大、 超声萃取所带来的多次清洗的问题，并能实现自动化控制。a s e 是一种全新的处 理固体和半固体样品的方法，可以萃取蔬菜、鱼肉、水果、茶叶和土壤中农药残 留。萃取的目标化合物包括有机氯、有机磷、拟除虫菊酯类农药等。朱雪梅等 用a s e 提取污染土壤中的有机氯农药，并与索氏提取法进行比较，结果表明a s e 对土壤中的滴滴涕的回收率明显高于索氏提取。对六六六的提取能力与索氏相 当，六六六、滴滴涕的检出率为1 0 0 1 2 j ；张桃英研究了a s e 对茶叶中六六六、 滴滴涕农药残留的提取效果，并与索氏提取法进行比较，结果表明，a s e 提取法 对茶叶中六六六、滴滴涕的提取效果比索氏提取好，回收率范围在8 9 6 1 0 8 6 ，用a s e 法萃取时间大大减少，溶剂的使用量也大大减少，多个样品萃取时刻 实行自动化控制，结果满意【3 】；a d o u 等用a s e 法测定梨、哈密瓜、马铃薯、甘蓝 中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯类等8 类2 8 种农药残留，样品捣碎后添加适量的 吸水剂其中大部分添加回收率 8 0 【4 j 。 1 1 2 超临界流体萃取( s f e ) 超临界流体萃取是近几年出现的一种以超临界流体作为流动相的新型的分 离技术。其原理是根据相似相溶原理，在高于临界温度和临界压力的条件下，利 用超临界流体的特性，从样品中萃取目标物，当恢复到常压和常温时，溶解在流 体中的成分立即以溶于吸收液的液体状态与气态分开，从而达到萃取目的。目前 2 被用于超临界流体的溶剂有乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、甲醇、乙醇、二氧化碳等 物质，其中c o ，是首选的萃取剂。其在低温下具有较强的萃取能力，对于热敏 感性强和复杂样品中微量组分萃取显示出它的高效、快速、后处理简单等特性。 s f e 过程中一般不用有机溶媒，从而减少对操作者和环境的危害。超临界c o 的 极性小，适宜非极性和极性小的物质的提取。若要提取极性大的成分。则可以加 人适宜的夹带剂( 如甲醇、乙醇和水等) ，以提高对萃取组分的选择性和溶解性。 s f e 技术目前逐步应用于提取植物样品、动物组织、果实、土壤等各种待测样品 中的杀虫剂、杀菌剂、除草剂等农药残留，比常规溶剂提取法方便、提取时间短， 节约9 0 以上有机溶剂，回收率较高，精密度也较好。s y n d e r 用s f e 与e p a 规定 的超声波提取法及索氏法比较，用此3 种方法提取土壤中6 种有机氯和6 种有机磷 农药。索氏法平均回收率9 4 7 ，r s d 4 4 7 ，溶剂用量3 0 0 m l ，耗时2 2 h ；超声 波法平均回收率9 3 1 ，r s d 7 4 2 ，溶剂1 2 0 m l ，耗时2 h ；s f e 平均回收率9 1 6 ，r s d 2 9 4 ，溶剂5 m l ，耗时l h ，优势明显【5 j ；j u h l e r 用s f e 技术研究牛肉中 的有机磷农药( o p p s ) 和非有机磷农药( n o p p s ) 及其混合物的残留量时，对c o 的 温度、压力、流量和提取时间对回收率的影响进行了考察，选择了适合不同样品、 不同农药类型的操作条件，获得较好的回收率和满意的检出限，并确定了适合几 种农药残留的联合分析的萃取条件，g c 色谱图中待检测峰附近无明显干扰【6 】； 邱月明等用s f e 萃取一气相色谱法测定了粮食和茶叶中1 7 种有机氯农药残留，并与 传统法比较，得出该法是一种快速高效的方法；王建华等也用该法对水果、蔬菜 中有机氯、有机磷农药残留进行了测定，结果比传统法快速、准确【7 】。 1 1 3 固相萃取( s p e ) s p e 技术基于液一固相色谱理论，采用选择性吸附、选择性洗脱的方式对样 品进行富集、分离、纯化，是一种包括液相和固相的物理萃取过程；也可以将其 近似地看作一种简单的色谱过程。固相萃取过程分为吸附和洗脱2 个部分。在吸 附过程中。当溶液通过吸附剂时，由于吸附剂对目标物质的吸附力大于溶剂的吸 附力，因此目标物质被选择性地吸附在吸附剂上进行了富集。在此过程中由于共 吸附作用、吸附剂选择性等因素的存在，部分干扰物也会在吸附床上吸附。吸附 过程完成后就进入了洗脱阶段。“洗脱 是一种使保留在吸附剂上的物质从吸附 剂上去除的过程，通过加入一种对分离物的吸引大于吸附剂的物质来完成。在此 过程中，首先要选用适当的溶剂对吸附在吸附剂上的干扰物进行洗脱，然后再用 洗脱剂对目标物质进行洗脱，最终得到目标物质。与传统的液一液萃取方法相比， 固相萃取显著的优势体现在：提高样品处理量；大大减少溶剂的消耗和废物的产 生；回收率高，重现性好；极低的杂质干扰；无乳化现象；多种分离模式选择； 易于实现自动化。s p e 通常用于水样和不易或不挥发样品的农药残留萃取，但也 用于预先提取到溶液里的固体样品。陈剑刚等建立了水中多种拟除虫菊酯类农药 残留的s p e g c m s 联用检测方法。水样用c 1 8 固相萃取富集吸附水样中待测组 分，以石油醚+ 乙酸乙酯( 9 5 + 5 ) 洗脱；d b 5 毛细管柱分离。全扫描s c a n 定性确 认，选择离子监测s i m 模式进行定量。结果表明，该方法能同时分离测定水体中 6 f t 中拟除虫菊酯类农药。6 种农残组分的基体加标平均回收率为7 9 3 7 1 0 3 4 ， 方法的相对标准偏差为5 6 6 1 3 2 。水样浓缩25 0 0 倍液的最低检测限为 0 0 0 1 6 0 0 0 5 5 p g l t 8 】；赵维佳等用固相萃取1 次测定小青菜中8 种有机磷、有机 氯和拟除虫菊酯等农药( 敌敌畏、六六六、五氯硝基苯、甲基对硫磷、三唑酮、 滴滴滴、氰戊菊酯、溴氰菊酯) 的残留量。结果表明：8 种农药在4 0 m i n 内可得到 很好的分离。检测方法的线性相关系数r = 0 9 9 2 。回收率为7 0 8 7 - - - 8 5 8 5 ，最 低检测限为0 5 0 - - - 1 4 0 r t g k g t 圳。 1 。1 4 固相微萃取( s p m e ) 固相微萃取是根据吸附一解吸原理，由萃取头( 纤维) 吸附样品中挥发性或半 挥发性有机污染物，吸附一定时间后，取出萃取头，置于气相色谱( g c ) 或高效液 相色谱( h p l c ) 等仪器进样口，进行热解吸( 在g c ) 或溶解( 在h p l c ) 。s p m e 装置 类似普通样品注射器，由手柄和萃取头两部分组成。萃取头是1 根涂有不同固相 或吸附剂的熔融石英纤维。石英纤维接不锈钢针，外套细不锈钢管，纤维头可在 不锈钢管内伸缩。s p m e 技术包括吸附和解吸2 个过程，即样品中待测物在石英 纤维上的涂层与样品间扩散、吸附、浓缩的过程和浓缩的待测物脱附进入分析仪 器完成分析的过程。吸附过程中待测物在涂层与样品之间平衡分配，遵循相似相 溶原则，这一步丰要是物理吸附过程，解吸过程随s p m e 后续分离手段不同而不 同。对于气相色谱( g c ) ，萃取纤维直接插入进样1 3 进行热解吸。和其他传统技术。 如液液萃取( u e ) 相比，固相微萃取技术的显著优点是将萃取、浓缩2 个步骤和并 到1 个步骤中完成。操作简单、所需时间短、无需溶剂、用样量少、选择性强。 s p m e 的选择性、灵敏度可通过改变石英纤维表面固定液的类型、厚度、p h 、基 质种类、样品加热或冷却处理等因素来实现s p m e 技术由固相萃取技术( s p e ) 发展 而来。对目标化合物有较好的选择性，并且有较高的灵敏度。使用于微量、痕量 分析。到目前为止，s p m e 在农药残留分析上的应用7 0 以上集中于有机氯、有 机磷和三嗪类农药，6 0 以上集中于水环境样品，也有涉及土壤、生物及食品等 基质【4 】。魏立青等进行s p m e 条件的优化、筛选实验，建立了环境中有机磷杀虫 剂的快速检验方法。方法收集1 7 种有机磷杀虫剂，使用s p m e 并结合g c m s 、 g c m s m s 检验方法。结果最低检测浓度为0 0 1 1 0 0 p g m l ，在痕量范围o 。l 4 1 0 n g m l 内线性回归好。该方法简单、灵敏、迅速、可靠，应用效果理想l l o j ； z a m b o n i n 等人运用s p m e ，g c m s 研究土壤中三嗪类化合物的吸附系数。并分 别对土壤沥出液中的6 种三嗪化合物进行定性、定量分析以及回收率计算，所得 结果与用溶剂萃取、h p l c u v 检测的结果相比，令人满意。实验中检出限都低 于l n g m l ：h w a n g 等对中草药中的有机氯杀虫剂的残留进行了分析。共测得1 9 种有机氯类杀虫剂。并用含1 8 种有机氯杀虫剂的混合标样作外标。五氯硝基苯作 内标进行定量分析。线性范围平均1 2 0 0 n g g 。检测限低于l n g 誊1 1 】。 1 1 5 凝胶渗透色谱( g p c ) 凝胶渗透色谱的原理基于体积排除的分离机理。当样品溶液加到净化柱上。 用溶剂淋洗。分子量大的脂肪、色素、蛋白质等先被淋洗出来，然后小分子物质 相继被淋洗出来。其基本组成为六通阀、净化柱、泵等；全自动型主要由样品进 样和收集系统、泵、分离柱、淋洗剂和计算机控制系统等组成。与通常使用的柱 层析区别主要是：柱层析是利用填充物、样品和淋洗剂之间极性的差别而达到分 离目的的。而g p c 贝u 是利用化合物中各组分分子大小不同而淋出顺序先后的不同 而达到分离目的的，淋洗溶剂的极性对分离的影响并不起决定作用。利用这一分 离原理，在对富含油脂、蛋白质、色素等样品进行净化时，可先考虑利用g p c 先将大分子的杂质去掉，再结合其他的净化方法进一步净化去掉小分子杂质。以 达到最终净化的目的g p c 技术作为一种样品净化的手段之一。在国外应用已较普 通，但在我国应用还不普遍，随着分析技术的发展，g p c 在农药残留前处理分离、 净化方面，尤其是对富含脂肪、色素等大分子的样品，具有明显的优势，如用于 牛奶、动物脂肪、食品蛋白、食用油、红辣椒等样品中农药残留的分离净化。农 业部农药检定所龚勇就油脂、农药和淋洗剂之间的关系进行了比较系统的研究。 结果表明同一种农药通过g p c 用不同的淋洗剂淋洗，其淋洗的范围变化不大，一 般相差在士5 m l 左右，说明淋洗溶剂的极性对分离的影响不大，油脂一般在7 0 - - 1 1 0 m l 淋出；农药一般在1 1 0 - - 1 7 0 m l 淋出居多；实验农药的回收率达9 4 1 0 4 。净化效果明显【1 2 】；刘咏梅等研究了同时检测糙米中5 0 种有机磷农药残留的 方法：用乙酸乙酯提取，凝胶渗透色谱净化，环已烷一二氯甲烷( 5 0 ：5 0 ，v v ) 作为流动相，气相色谱一氮磷检测器检测。方法检出限为0 0 0 1 0 0 8 9 m g k g ； 相对标准偏差为1 7 1 8 9 ；4 0 多种农药平均回收率在7 0 1 2 0 t 1 3 】。 1 1 6 超声波提取法及其在农残分析中的应用 早在2 0 世纪5 0 年代，人们就把超声波用于提取花生油和啤酒花中的苦味素、 鱼组织中的鱼油等。目前，超声波提取技术已广泛用于食品、药物、工业原材料、 农业环境等样品中有机组分或兀机组分的分离和提取【1 4 捌j 。超声波辅助提取用于 环境样品预处理主要集中在土壤、沉积物及污泥等样品中有机污染物的提取分离 上。被提取的有机污染物包括有机氯农药、多环芳烃、多氯联苯、苯、硝基苯、 有机锡化合物、除草剂、杀虫剂等【2 卜3 2 】。超声提取进行的工作涉及到提取前试样 的预处理、试样基质对提取的影响、提取参数及提取溶剂的选择、提取过程与后 续处理、超声提取与其它提取法的对比、超声提取与其它技术联用等。 1 1 6 1 超声波提取的特点 自从1 9 2 8 年首次发现超声波有加速二甲基硫酸水解和亚硫酸还原碘酸钾反 应的作用以来，超声化学及其技术的发展十分迅速，广泛应用于化学化工、医疗、 农药和食品加工等领域。超声化学就是利用超声波来加速物质的化学反应、或启 动新的反应途径、或改善其溶解、结晶分配等物理化学性能，以提高化学反应产 率、或获得新的化学反应物质、或提高物质的分离提取效率【3 3 1 。 超声波的频率为2 1 0 4 - - 1 0 9 h z 声波，在传播过程中超声波与媒质的相互作 用机制可分为热机制、机械( 力学) 机制和空化机制三种。热机制是指超声波在媒 质传播过程中，其振动能量不断被媒质吸收转变为热量而使媒质温度升高。当超 声波频率较低、媒质吸收系数较小、超声作用时间很短时，超声效应可归结为机 械机制，超声空化是聚集声能的一种方式m 制j 。足够强度的超声波通过液体时， 当声波负压半周期的声压幅值超过液体内部静压强时，媒质分子间的平均距离就 会增大到超过极限距离，从而破坏液体结构完整性，导致出现空穴( 微小气 泡) 【4 9 。”】。气泡在相继而来的声波正压相作用下压缩而崩灭，在崩灭瞬间产生极 短暂的强压力脉冲，气泡周围微小空间形成局部热点( 温度高达5 0 0 0 k ，压力可 达5 0 0 a t m ) ，持续数微秒之后随即冷却，冷却速率达1 0 9 刚s ，导致声致发光现象。 在食品分析方面，超声波丰要用于强化提取过程。经典的提取方法是针对某 种目标成分，选取正确的溶剂，如在提取过程中使用超声波，可大大促进溶剂提 取天然成分。超声波的机械机制使溶剂对细胞壁渗透力更大，强化细胞内外的质 量传输。同时也可破坏细胞的细胞壁，使细胞内含物更易释放。超声波空化可以 产生微冲流，能有效打破边界层，使扩散速度增加，从而使