（应用化学专业论文）气相色谱质谱联用法（GCMS）测定农药残留的研究.pdf

青岛科技人学研究生学位论义 气相色谱一质谱联用法 ( g c m s ) 测定农药残留的研究 摘要 利用气相色谱质谱联用仪( g c m s ) 分别研究了蔬菜、水 果和土壤中农药残留的分析方法。 蔬菜、水果中的农药残留分析主要包括有机氯、有机磷、氨 基甲酸酯和拟除虫菊酯的多残留分析和以氟草烟、吡虫啉为代表 的须衍生化的单残留分析。 采用选择离子气相色谱一质谱联用( s i m g c m s ) 法结合固 相萃取( s p e ) 前处理技术，依据保留时间和特征离子丰度比， 对农药进行确证，外标法定量，建立了蔬菜、水果中农药多残留 的5 种分析方法。其中4 8 种农药多残留分析，3 0 种有机磷多残 留分析方法的改进，4 种农药多残留分析方法的改进均采用程序 升温，分析时间为3 6m i n 以内：5 种农药快速分析法与8 种拟除 虫菊酯多残留采用快速程序升温法，分析时间在13 5 0m i n 之内。 农药多残留的检出限为：2 0 1o 。4 g g 2 0 1o 。“g g 一， 添加回收率为7 0 l2 0 ，相对标准偏差 l0 。 采用乙腈提取，甲醇、浓硫酸甲酯化，结合气一质联用，建 立了氟草烟的分析方法，检出限为： 1 4 10 3 ug g ，添加回 收率为8 2 8 6 ，相对标准偏差 2 0 。采用固相萃取结合选 择离子一气相色谱一质谱联用建立了吡虫啉的分析方法，检出限为： 6 3 1o 刁g g ，添加回收率为8 0 8 9 ，相对标准偏差 气相色瞒质谱联用法( g c 、m s ) 测定农药残留的研究 5 5 。 采用风干缩分过筛，振荡提取前处理技术结合气一质联用， 研究了土壤中农药多残留的分析方法。 以上8 神分析方法所需时f a j 均在4 0m i n 之内，使用有机溶 剂少，快速简单，且回收率和相对标准偏差均符合农残分析要求， 适用于常规实验室的日常分析。 关键词：气相色谱一质谱联用农药残留蔬菜水果土壤 青岛科技大学研究生学位论文 s t u d yo nd e t e r m i n a t i o nf o r p e s t i c i d er e s i d u e su t i l i z i n g g a sc h r o m a t a g r a p h y m a s s s p e c t r o m e t r y ( g c m s ) m e t h o d a b s t r a c t t h i s p a p e r d e s c r i b esam e t h o df o r t h ed e t e r m i n a t i o no f p e s t i c i d e r e s i d u esi n v e g e t a b l es ，f r u i t s a n ds o i l u t i l i z i n gg a s c hr o m a t o g r a p h y m a s ss p e c t r o m e t r ym e t h o d p e s t i c i d er e s i d u ea n a l y s i si nv e g e t a b l e s & f r u i t si n c l u d e st h e m u l t i r e s i d u e a n a l ys is o f o r g a n o c h l o r i n e s ，o r g a n o p h os p h o r us ， c a r b a m a t e sa n dp y r e t hr o i d sa n dt h em o n o r e s i d u ea n a l y s iso ft h o s e t h a tn e e d sd e r i v a t i o ns u c ha sf l u r o x y p y ra n di m i d a c l o p r i de t c a n a l y s i s i s p e r f o r m e db yg a s - c h r o m a t a gr a p h y w i t hm as s s p e c t r o m e t r i cd e t e c t i o n ( g c m s ) a n ds e l e c t e di o nm o n i t or i n g ( s 1 m ) m o d ea n ds o l i dp h a s ee x t r a c t i o n ( s p e ) p r e t r e a t m e n t p a s t i c i d e sa r e p os i t i v e l y c o n f ir m e db yr e t e n t i o nt i m e sa n dc h a r a c t e r is t i ci o n r a t i os5a n a l y s ism e t h o d sf o rt h ed e t e r m i n a t i o n0 fm u l t i p e s t i c i d e r e s i d u esi n v e g e t a b l e s & f r u i t sa r ed es c r i b e di n t h is p a p e r p r o g r a m m e dt e m p e r a t u r e i su s e di nt h em e t h o do f4 8 m u l t i - p es t i c i d er e s i d u e sa n a l y s i s ，i m p r o v e d3 0or g a n o p h o s p h o r u s m u l t i 一 r es i d u esa n a l y s i sa n di m p r o v e d4m u l t i - r e s i d u e sa n a l ys i s a n a l y s i sp r o c e s so ft h ea b o v e3m e t h o d sn e e ds1 es st h a n3 6m i n1 t 气相已谱质潜联用法( g c m s ) 测定农药赋留的研究 t a k esl e s st h a n l3 5 0n l i nf o rt h ea n a l y s i sm e t h o do f5p e s t i c i d e s r e s i d u ea n d8p y r e t h r o i d sm u l t i r e s i d u e su n d e rq u i c kpr o g r a m m e d t e m p er a t u r e t h el i m i to fd e t e c t i o n ( l o d ) i s2 0 10 。4 g g 1 2 0 1 0 2 g g t h es p i k e dr e c o v e r yi s7 0 1 2 0 ，a n dt h e r e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i e l lf r s d ) i sl e s st h a nlo 。 f l u r o x y d y rw a se x t r a c t e db ya c e t o n i t r i l ea n d es t e r i f i e d b y m e t h a n e la l l dc o n c e n t r a t e ds u l f u r i ca c i da n dd e t e c t e d b y s i m g c m s t h el o di s1 4 xlo 。j 掣g 。g t h es p i k e dr e c o v e r y is8 2 8 6 ，a n dt h er s disl e s st h a n2 0 d e t e r m i n a t i o no f i m i d a c i o p r i du t ij i z e ds o i i dp h a s ee x t r a c t i o n ( s p e 、p r e t r e a r m e n ta n d s i m - g c m sa n a l ys is ，a n dt h el o dis6 3 1 0 。zg g t h e s p i k e dr e c o v e r yis8 0 8 9 ，a n dt h er s di sl e s st h a n5 5 。 a n a l y s i sm e t h o df ort h ed e t er m i n a t i o no fm u l t i p e s t i c i d e r e s i d u e si ns o i lw a sd e s cr i b e dw i t he x t r a c t i o np r e t r e a t m e n ta n d g c m sa n a l y s is t h es p i k e dr e c o v e r yis8 3 11 2 ，a n dt h e r s di sl e s st h a n2 0 。 i t isl es st h a n4 0r a i n f o r t h e a n a l y s i sm e t h o d si n t r o a u c e d a b e v e t h e ya i lh a v et h ec h a r a c t e r is t i co fs h o r t t i m e ，s i m p l e ，a n d u s i n g1 e s ss o l v e n t ，c o r r e c t i o no fq u a l i f i c a t i o na n dq u a n t i t i t i o de t c t h es p i k e dr e c o v e r ya n dr s df i tf o rt h es t a n d a r do fp e s t i c i d e a n a l y s i s i tiss u i t a b l ef o rt h ed a i l ya n a l y s i so fn o r m a ll a b o r a t o r y k e yw o r d s ：g c m s p e s t i c i d e r e s i d u e v e g e t a b l e s f r u j t s s o i l 青岛科技大学研究生学位论文 中国是世界上最早使用农药防治农作物有害生物的国家之一，至今已 有2 0 0 0 多年历史。农药在保证农业丰收，促进高产、优质、高效现代化农 业的发展，以满足人们对农副产品的需求等方面所发挥的突出作用是众所 周知的。但是绝大多数农药是有毒的。科学试验结果表明，农药施于作物 上，1 0 2 0 的农药附着在作物体上，其他8 0 9 0 的农药散落到土 壤、水体及飘移到大气中。农作物还可以通过根和叶吸收、传导以及降南 等途径，将土壤、水、和大气中的一些农药再转移到体内。残留在环境中 和生物体内的微量农药，称作农药残留l 。 二十世纪九十年代以来，随着农业自动化程度的不断提高，新型高效 农药随之大量涌现，但由此引起的农药大量使用所造成的环境污染问题， 食品当中的农药残留问题，越来越受到各国政府和公众的关注。至2 0 0 0 年 同本厚生省对2 0 0 种农药制定了j 丘9 0 0 0 个最高残留限量。2 0 0 3 年7 月，欧 盟在原来3 2 0 f 十农药的基础上，又增加了1 1 0 种农药的最高残留限量【“。加 强对农药残留的监测和环境毒理研究，对于合理开发和正确使用农药，保 护生态环境，保护人类健康，避免和减少不必要的农业损失等，具有重要 的理论和实践意义。 目前，我国国标规定的农药残留检测方法主要为气相色谱法和液相色 谱法，检测器为单一检测器。气相色谱有电子捕获检测器( e c d ) 、氮磷检 测器( n p d ) 、火焰光度检测器( f p d ) ，液相色谱有紫外吸收检测器( l c u v ) ， 气相色谱一质谱联用法( g c m s ) 钡, u f g 农药残留的研究 荧光检测器( l c f l d ) ，检出个数少且易造成由基质干扰带来的假阳性，难 以满足目前对多残留检测的需要。而且前处理方法多为液液萃取，使用有 机溶剂多，对坏境易造成二次污染，检测一个化合物需要很长时间 i , 2 1 。 气相色谱一质谱联用仪( g c m s ) 的出现，则很好地解决了上述问题。 本论文研究了用气相色谱一质谱联用( g c m s ) 仪检测农药残留的 方法，辅助以固相萃取( s p e ) f i i 处理技术，对蔬菜、水果中有机磷、有 机氯、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯等的多残留和氟草烟、吡虫啉的单残留以 及土壤中的农药多残留的检测方法进行了研究，取得了比较理想的效果。 全论文主要由四部分组成：第一部分综述了农药残留概论以及当前先 进的前处理技术和检测方法；第二部分研究了蔬菜水果中农药多残留的检 测方法；第三部分研究了蔬菜水果中需衍生化的农药单残留检测方法；第 四部分研究了土壤中农药多残留的检测方法。最后总结了研究的结果及意 义。 青岛科披人学研究生学位论文 第一章文献综述 1 1 农药残留概论 1 1 1 农药残留( p e s t i c i d er e s i d u e ) 是指农药使用后残留在生物体、农副 产品和环境中的微量农药原体、有毒代谢物、降解物和杂质的总称。以 m g k g 一，, u g k g ，n g k g 一1 表示。 1 1 2 农药残留分析( p e s t i c i d er e s i d u ea n a l y s i s ) 是对待冽样品中微量农 药残留进行定性、定量分析，为新农药提供其在农作物上的残留动态和最 终残留，制定农药最大残留限量和合理使用准则，评价农药对农畜产品和 环境的安全性，为制定防止污染措施提供依据。它的特点为：目的物含 量低，样品中目的物仅以t g 、n g 甚至p g 、绝存在。目的物种类多，结 构差异大。样品种类多，干扰物成分各异。方法要求灵敏、准确、快 速、简便、成本低。对样品的静处理和仪器分析提出更高要求。 1 1 3 多残留分析( m u l t i - r e s i d u ea n a l y s i s ) 是对待测样品中多类多种农 药残留同时进行定性、定量分析。包括单种类农药的多残留分析( 有机磷、 有机氯) 、多种类农药的多残留分析、已知多残留分析、未知多残留分析 ( 快速扫描) 。 气相色谱一质谱联用 去( g c m s ) 测定农药残留的研究 1 2 当前农药残留先进前处理技术 食品中残留农药的分析检测是保证食品安全性的重要手段。残留农药 分析是复杂混合物中痕量组分的分析。现阶段，毛细管气相色谱和高效液 相色谱及其联用技术是残留农药分析的主要手段 5 1 。对农药的贱留分析， 国际上公认的最具权威的方法是国际官方分析化学家协会( a o a c ) 的方法 峥j 。经过了多个实验室严格验证的这种经典方法可以分析水果和蔬菜中的 多种残留农药。但a o a c 方法的缺点是：方法复杂，操作烦琐：试剂消耗 量大；不能分析新开发的农药。参照国际标准，我国相应地发布了肓关农 药残留的国家标准，包括限量标准和测定方法【7 1 。世界各国都在不断加强 对食品的残留农药的监测工作，因此要求有更灵敏、更快速的分析方法。 其发展趋势包括：单一的传统实验室分析模式将被两步分析模式替代，即 首先利用免疫技术、生物传感器、手提式色谱或光谱仪进行现场监测，对 呈阳性的产品送实验室再迸一步确定。以色谱分离为主的实验室分析将更 多的使用选择性检测器，更多的使用先进的样品预处理技术。分析工作需 要高灵敏度的检测方法，重点将转向与生物组织成分很难区分的生物大分 子农药【8 1 。 由于人类对环境和食品质量要求越来越高。因此，对检测仪器的灵敏 度也提出了更高的要求。水样的般检测到i g k g “至in g 瞻“级水 平，检测到lp g k g “水平也时有报道，作物、饲料、壤及其它生物样 品一般在较低的lm g k g 。1 和1 , u g k g 。水平，新的食品残留检测下限必 须低于最大允许残留量。传统的波谱、色谱等理化分析手段难以适应9 0 年代农药残留分析的要求【9 j 。 近几年在农药残留分析领域所取得的重要进展或发展趋势主要有以 下方面：样品提取和净化方法的简单化、微型化和自动化，如固相萃取 ( s p e ) 、超临界流体萃取( s f z ) 、微波辅助萃取、样品固相分散萃取、自动 索氏萃取、吹扫蒸馏技术和免疫亲和色谱柱等，在定量分析上的新技术包 括现代光谱分析技术、现代波谱分析技术、波谱和色谱联用技术、免疫分 析技术和生物传感器等”o l 。 农药残留的提取、净化等样品前处理是农药残留分析的核心。传统的 农药残留色谱分析的前处理是采用溶剂提取一非极性溶剂再分配一层析 柱净化等步骤【l “。其提取方法有浸渍一振荡法、组织捣碎法、索氏提取法、 青岛科技人学研究生学位论文 消解法、超声波提取法等。在现代农药多残留分析中，样品的净化一一般较 少采用传统的液一液分配、柱层析，而多采用固相萃取( s p e ) 、吲相微 萃取( s p m e ) 、凝胶色谱( g p c ) 、基质固相分散萃取( m s p e ) 、超临 界流体萃取( s f e ) 等技术f ”1 。 1 2 1 固相萃取技术( s p e ) 固相萃取技术【1 克服了液一液萃取技术( l l e ) 及一般柱层析的缺点。 根据柱中填料可分为吸附型( 如硅胶、大孔吸附树脂等) 、分配型( c 8 、c l8 、 苯基柱等) 和离子交换型。根据待测农药性质，样品种类等选用合适的微 型柱和淋洗剂及其它优化条件后，可使萃取富集、净化一步完成。s h e p h e r d 等用c lr 柱萃取水中莠去津，用1 5h 可处理1 2 个样品，仅需1 0m l 水样，检 出灵敏度可达0 0 5 , u g k g 。h o l l a n d 等用c l8 柱筛选葡萄酒中7 4 种农药，方 法快速，重复性也好。 12 2 固相微萃取技术( s p m e ) 固相微萃取技术【”。1 1 是在2 0 世纪9 0 年代出现的一种新的农药残留萃 取技术。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。与液液萃取和固相 萃取相比，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。它是在固相萃取的基础上发展起来 的。其装置形如一注射器，通常采用涂有聚二甲基硅烷( p d m s ) 的纤维 末提取和浓缩待测物，其选择性可以通过改变涂渍材料或涂层厚度来调 节，在样品中加入盐，调节p h 值，提高某些待测物的回收率。故相微萃取 的萃取过程是一个平衡过程，萃取的平衡时间与搅拌速度、固定相的膜厚 以及被分析样品的分配常数、扩散系数、萃取温度有关。大分子质量的物 质比小分子质量的物质需更长的分析时间，当达到平衡后，固相微萃取方 法的灵敏度最高。 1 2 3 超临界流体提取( s f e ) 超临界流体本质上是处于临界温度以上的高密度气体，既具有气体粘 度小、扩散速度快、渗透力强的特点，又具有液体对样品溶解性能好，可 在较高温度下操作的特点。一般常用的是超临界c 0 2 。超 右界c 0 2 无毒， 气相乜谱一质普联用法( g c m s ) 测定农药残留的研究 分子极性比较小，可用于提取非极性或弱极性农药残留。也可以加入适量 极性调节剂，如甲醇等来调节其极性，据此可最大限度地提取不同极性的 农药残留而最低限度地减少杂质的提取。应用超临界流体可以对被分析样 品进行连续提取，提取效率高，可达到索氏提取器的提取水平，并且可以 通过调节温度、压力和添加适当极性调节剂来选择性提取某种目标分析 物。w h e e l e r 等用超临界c 0 2 提取土壤中”c 标记的利谷隆( l i n u r o n ) 和敌草 隆( d i u r o n ) ，只需3 5m i n ，回收率9 9 。而用溶剂提取需要3d 并消耗il 溶剂，回收率只有8 2 9 6 。很多农药及代啪物在植物体内成轭合状 态，即所谓的不可提取残留物，如2 ，4 一d 类除草剂的代谢物2 ，4 一二氯 酚在植物体内与糖结合成糖苷。过去用酸水解提取需6h ，而用超临界c 0 2 提取只需4 5m i n ( 样品中加少量酸) 。l a n c a s 超临界c 0 2 从水果中提取农药残 余物，与固一液萃取法相比具有更快速、更高选择性及更经济的优越性。 此外，超临界流体提耿液的样品可直接用于分析，因样品提取物可在室温 常压下自然挥发去溶剂( 超临界流体) ，免去样品浓缩过程和对后来分析的 干扰l3 1 。 12 4免疫亲和色谱柱 免疫亲和色谱柱是把抗体固定在适当的支持物上，利用抗体与抗原或 半抗原可逆的生物专一i 生- ) e e l 互作用来净化和富集分析物。它的特点 是具有 高度的选择性。该技术的关键是选择合适的支持物，合适的抗体和合适的 淋洗缓冲液。k i n 等用免疫亲和色谱柱净化和富集2 ，4 一d 、莠去津( a t r a z i n e ) 进行测定。 1 2 5吹扫蒸馏技术 实际上是一种动态顶空技术，在较高温度下，利用惰性气体( 如n 2 ) 进行吹扫蒸馏，使农药或其它有机物质先挥发，动物油脂或植物提取物保 留在分馏管的玻璃珠上，从而达到分离纯化技术。挥发的农药可被收集管 的弗罗里硅土吸附，用溶剂洗脱下来，经浓缩即可测定。 1 2 6基质固相分散萃取技术( m s p e ) 基质固相分散萃取技术是将涂有c 。8 等各种聚合物固定相的材料与被 测样品研磨，混匀后制成半固态后装柱淋洗。它无须进行传统的样品均化、 青岛科技大学研究生学位论文 提取、净化等过程。由于样品预处理步骤的简化，避免了样品均化、转溶 过程造成待测农药的损失。经后的淋洗液可再通过一次弗罗罩硅土柱进一 步净化。样品中常见的有机物，例如叶绿素、脂肪等被吸附。是一种简单 快速高效的净化方法，适用于各种分子结构和极性农药的提取净化，具有 较好的通用性和发展潜力，已在水果、蔬菜的农药残留的分析中得到了广 泛的应用ti ”。 1 2 7 加速溶剂萃取( a s e ) 加速溶剂萃取是在较高的温度( 5 0 2 0 0 ) 和压力( 1 0 0 0p s i 3 0 0 0p s i 或1 03m p a 2 0 6 m p a ) 下用溶剂萃取固体或半固体样品的前处 理方法。其基本原理是利用升高温度和压力，增加物质溶解度和溶质扩散 效率，提高萃取的效率。与传统萃取方式相比，具有如下的显著特点：快 速( 仅用1 2m i n 2 0m i n ) 、溶剂少( 15m l 4 5m l ) 、萃取效率高、可 实现全自动安全操作。a s e 是一种极具吸引力的样品前处理技术，可同时 使用4 种溶剂进行提取，已在食品、农业环境、药物、化工等方面得到了 广泛应用，并被美国国家环保局批准为e p a 3 5 4 5 号标准方法。 1 2 8 自动定量浓缩仪 食品农药残留分析时，无论采用何种标准，样品的蒸发浓缩都是个 重要环节；传统的蒸发浓缩方法存在转换样品繁琐、耗时长，处理过程中 伴有大量挥发性气体，自动化程度低以及定量不准确等缺点。自动定量浓 缩仪工作原理是将加热、旋转蒸发和真空的结合，具有以下功能：能浓 缩蒸发至指定最终体积( 1m l 、5m l 或1 0m l ) ；能实现容积的简单转 换：样品浓缩后，定量转移到指定容器中：能实现多种容积的转换； 定量浓缩和定量转移重现性好。 以上技术的共同优点是快速高效，节省时间，有机溶剂用量少，操作 简单，便于样品前处理自动化等优点，符合当前人们对农药残留分析的环 境友好、健康安全、高效经济的三大要求。 气相色谱一质谱联用法f g c m s l 测定农药残留的研究 1 3 当前农药残留先进的分析技术 1 3l直接光谱分析技术 近红外衰减全反射光谱和表面增强拉曼光谱( s e r s ) 使光谱分析的灵 敏度提高1 0 2 1 07 倍。尤其是( s e r s ) 光谱，具有高的表面检测灵敏度以及 易于获得全波段振动光谱等优点，因而在农药残留分析上得到了广泛应 用。其它的光谱技术，如激光拉曼光谱、共焦显微拉曼光谱等的出现，使 光谱分析的灵敏度、分辨率和测量的精确性有了更大程度的提高。 1 3 2 毛细管电泳( c e ) 毛细管电泳( c a p i l l a r ye l e t r o p h o r e s i s ) 是一种以高压电场为驱动力， 以毛细管为分离通道的液相分离技术，它是经典电泳技术和现代微柱技术 相结合产物。毛细管电泳的基本工作原理是以高压( 可达3 0k v ) 产生的 强电场为驱动力，以小内径的石英毛细管( 常用2 0 爿r l l 1 0 0 m ，有效 长度为2 0c m 1 0 0c m ) 为分离通道，根据各组分之阳j 电泳淌度或分配系 数的差异实现分离。根据样品组分在电泳介质中所受作用力的不同，毛细 管电泳可分为：毛细管区带电泳( c z e ) ，毛细管凝胶电泳( c g e ) ，胶束电动 力毛细管电泳( m e c c ) ，毛细管等电聚焦电泳( c l e f ) ，毛细管等速聚焦电泳 ( c i t p ) 干 i 毛细管电色谱( c e c ) 。多采用毛细管区带电泳( c z e ) 或胶柬电动 色谱( m e c c ) ) i , j 农药进行残留分析，对分离和检测两方面都是最好的选择 ”。与色谱技术相比，毛细管电泳具有以下特点：( 1 ) 高效，每米理论 塔板数在1 0 3 以上，相比之下，高效液相色谱( h p l c ) 的柱效仅为几千到 几万。特别是对扩散系数小的生物大分子而言，其柱效要比h p l c 高得多。 ( 2 ) 快速，分析时间一般为十几分钟至几十分钟。( 3 ) 进样体积小，一 般只为n l 级。( 4 ) 测定成本低。( 5 ) 灵敏度高，采用紫外检测器，其检 测下限可达1 0 j 3t o o l l - l _ 1 0 。15 m o l l 一；采用激光诱导荧光检测器( l i f ) 其检测下限可达1 0 。1 9t o o l l l0 。2 1m o l l 一。( 6 ) 抗污染能力强，适用 范围广，而且对样品的预处理要求低。无机物、有机物、离子、和电中性 的分子等可用同根毛细管柱分离，仅仅需要改变背景缓冲液，而不需要 像色谱那样经常变换柱内固定相。k a m i a n s k y ”l 等运用c z e 分离出了浓度 为1 0 。9 t o o l l 。1 的季铵盐类除草剂，同类工作也在g a l c e r a n 的实验室罩进行 【2 0 】。b e n z 2 1 】和g a r r i s o n 对烷基取代芳酸盐除草剂进行衍生，结合m e k c ， 青岛科技大学研究生学位论文 采用激光诱导检测器进行c e 分离，进样4n l 时，检测限达到2 蟾。特别值 得提出的是d i n e l l i 2 2 ，2 3 】近年来开展的农药方面的c e 分离研究，他在测定 自来水中杀虫剂含量时，可做到定性分离0 1 g lp g 的甲磺隆 ( m e t s u l f u r 0 1 1 ) 和氯磺隆( c h l o r s u l f u r o n ) 。 1 3 3 超临界流体色谱( s f c ) 技术 超临界流体色谱( s f c ) 是以超临界流体作为色谱流动相的超临界流体 色谱，可以使用各种类型的较长色谱柱；可以在较低温度下分析分子量较 大、对热不稳定的化合物和极性较强的化合物，它综合利用了气相色谱和 高效液相色谱的优点，克服了各自的缺点，可以与大部分g c 和h p l c 的检 测器相连接，如f i d 、f p d 、n p d 以及m s 等联用。这样就极大地拓宽了其 应用范围，许多在g c 或h p l c 上需经过衍生化才能分析的农药，都可以用 s f c 直接测定，j o b l o s k a 年t l m u r u g a v e r l 等分别报道了用毛细管s f c m c n 0 定 有机氯及氨基酸酯类农药的残留。王建华【2 4 1 用超临界流体萃取结合气相色 谱研究了蔬菜水果中多种有机磷农药残留的方法，回收率达8 2 1 0 8 ， r s d 为4 6 1 l 。邱月明1 2 副介绍了用超临界流体萃取( s f e ) 进行样品 前处理，用吸附小柱进行富集和净化，气相色谱电子捕获检测器( g c e c d ) 测定粮谷和茶叶中1 7 种有机氯农药残留量的方法。 】3 4 免疫分析法( i a ) 免疫分析被列为9 0 年代优先研究、开发和利用的农药残留分析技术， 世界粮农组织( f a o ) 已向许多国家推荐此项技术，美国化学会将免疫分析 与气相色谱、液相色谱共同列为农药钱留分析的支柱技术。 免疫分析被称为使用抗体作为生物化学检测器的分析技术，它是基于 抗原特异性识别和结合反应为基础的分析方法。大分子量农药( 如苏云金 杆菌内毒素蛋白杆菌毒素等) 可以直接作抗原免疫脊椎动物，动物的免疫 系统对进入体内的异源大分子量物质发生保护性应答反映。小分子量农药 ( m w 25 0 0 ) 一般不具备免疫原性，不能刺激动物产生免疫反应。将农药小 分子以半抗原的形式通过一定碳链长度的连接分子与分子量大的载体( 一 般为蛋白质) 以共价键相偶联制备成人工抗原，以人工抗原免疫动物，使 动物的免疫系统发生反应，产生对该农药具特异性的活性物质f 免疫球蛋 白或称抗体) 来识别该农药分子并与之结合。这样结合反应不仅可在体内 气相色潜质漕联用法( g c - m s ) 测定农药残留的训f 究 进行，也可在体外进行，符合质量作用定律，这就是免疫分析的基础。通 过对半抗原或抗体进行标记( 酶、荧光物质、放射性同位素标记等1 ，利用 标记物的生理或物理或化学放大作用，对样品中特定的农药残留物进行定 性定量检测。 免疫分析具有特异性强、灵敏度高( 检测限可达lp g lp g ) 、方便快捷、 分析容量大、分析成本低、安全可靠等优点。在农药残留分析中用得最多 的是酶联免疫吸附测定法( e l i s a ) ，k u a f m a n 等先后综述了i a 在农药分析中 的研究和应用概况，以及美国官方机构对发展e l i s a 技术的态度和酶标试 剂盒应用于实践中的准则。g o h k 等用酶联免疫法测定土壤中的西玛津 ( s i m a z i n e ) 和莠去津( a t r a z i n e ) 检出浓度为1 5 g k 一。对于大分子量的极 性物质，如生物农药苏云金杆菌毒素蛋白等，免疫分析比常规生物测定和 理化分析更具有准确可靠、方便快捷的优点。 1 3 5 生物传感器( b i o s e n s o r a n d ) 生物传感器通常是指由种生物敏感部件与转换器紧密配合，对特定 种类化学物质具有选择性和可逆响应的分析装置。传感器的生物敏感层与 复杂样品中特定的目标分析物之间( 如酶与底物、抗体与抗原、外源凝集 素与糖、核酸与其互补片断之间) 的识别反应会产生一些物理化学信号( 如 光、热、声、质量、颜色、电化学等) 的变化，这些变化通过不同原理的 传感器( 如光敏管、压电装置、光极、热敏电阻、离子选择性电极等) 转 换成第二信号( 通常为电信号) ，经放大后显示或记录。按照生物功能区， 生物传感器包括酶传感器、组织传感器、微生物传感器等。 利用农药对靶标酶( 如乙酰胆碱酯酶) 活性的抑制作用研制酶传感器， 利用农药与特异性抗体结合反应特性研制免疫传感器，可用于对相应农药 残留进行快速定量定性检测。b e s o m b e s 干0 用一个生物传感器来检测矮壮素 ( c h l o r m e q u a t ) 、氯苯酚( c h l o r o p h e n 0 1 ) 、莠去滓( a t r a z i n e ) 农药，文献报道 可用反射光谱与免疫相结合制成的光学免疫传感器，用来检测莠去滓。 1 3 6 毛细管气相色谱法( c g c ) 毛细管气相色谱法 2 6 1 多采用非极性和弱极性毛细管柱( 如d b 】， d b 一5 ，d b 1 7 ，d b 3 5 等) 。为了提高灵敏度，采用大体积进样( l v i ) 、 直接样品导入( d s i ) 、高压进样( h p i ) 等不同的进样方式。其检测器 青岛科技入学研究生学位论文 般选用选择性检测器。常用的检测器有电子捕获检测器( e c d ) 、火焰光 度检测器( f p d ) 、氮磷检测器( n p d 、f p d 、t s d ) 等。e c d 特别适用 于有机氯、拟除虫菊酯等农药残留的分析。f p d 适用于有机磷、有机硫、 有机锡等农药残留的分析，而n p d 因其对n 和p 具有良好的选择性，常用于 有机磷和氨基甲酸酯的分析。 1 3 7 高压液相色谱技术( h p l c ) 高压液相色谱在农药多残留的分析中，通常使用c 8 及c 1 8 柱，以甲醇、 乙腈等极性有机溶剂作流动相，选用紫外吸收( u v d ) 、二极管阵列 ( p d a d ) 、荧光( f l d ) 等作为检测器【27 1 。由于流动相的组成、比例、 p h 值等可以灵活调节，因此，对某些农药残留的分析特别有用。 1 3 8 液相色谱一质谱联用技术( l c m s ) 现在，高效液相色谱( h p l c ) 及大气压电离质谱( a p 一m s ) 主要用末分析 低浓度( g l 1 ) 、难挥发、热不稳定和强极性农药，l c m s 先后产生四种 接口技术：热喷雾( t s p ) 、粒子束( e b ) 、电喷雾电离( e s i ) 、大气压化学电 离( a p c i ) 。d o e r 譬e 和b a j i e 用l c a p c i m s 分析了1 7 种农药，包括三嗪类， 氨基甲酸酯类，取代脲类除草剂和有机磷类杀虫剂，在全扫描状态下检测 限为o 8n g l on g ，选择离子检测限为o 0 l n g in g 。金星 2 8 1 利用 a p i c i d m s 对几种三嗪类、磺酰脲类除草剂及有机磷农药进行了。碎片谱 研究，同时将同相萃取( s p e ) 与h p l c e s i m s n 连结，利用c 18 小柱自动 富集环境水样中的微量酸性除草剂，水样体积仅需5 0m l ，检测限为1 0 n g l 一。潘元海 2 9j 等用h p l c a p c i m s 分析了水中痕量有机磷农药，包括 乙酰甲胺磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷、喹硫磷、二嗪农、辛硫磷，同时研 究了它们的分离条件，最小的检测量为0ln g 。 1 3 94 t 相色谱一质谱联用技术( g c m s ) 气质联用仪是分析仪器中较早实现联用技术的仪器，在所有联用技术 中气质联用发展最完善，应用最广泛p 。将气相色谱和质谱仪串联起来， 成为一个整机使用的检测技术。它既具有气相色谱高分离效能，又具备质 谱鉴定化合物结构的特点，可达到同时定性、定量的检测目的。用于农药 残留检测工作，特别是农药代谢物、降解物的检测和多残留检测，具有突 出的优点。g c m s 联用在环保领域检测许多种有机污染物，特别是一些较 气相色谱一质潜联用法( 6 c m s ) 测定农药贱留的研究 低浓度的有机化合物，如多氯联苯( p c b s ) 、二噫英( d i o x i n ) 等的标准方 法就规定用g c m s f ”】。g c m s 联用在农药残留检测特别是农药多残留检 测方面的应用也越来越广泛。j u l i ef i l l i o n p2 】用g c m s 结合选择离子扫描模 式，研究了蔬菜水果中1 9 1 种农药残留的分析方法，检测限根据农药的种 类而有所异同，主要分布在0 0 2 肛g m l 一o 2p g m l 。之间。王建1 3 3 】用 s i m g c m s 同时测定蔬菜中敌敌畏、甲胺磷、甲拌磷、氧乐果、甲基列硫 磷、克百威共六种杀虫剂的残留量并进行阳性确证，检出限为：2 0 x 1 0 “o m g k g 1 6 1 0 。8 m g k g 一，添加回收率为7 2 1 2 5 ，相对标准偏差 为6 7 2 0 。杨云 3 4 1 研究了用微波辅助萃取一g c m s 测定植物中的扑草 净，检出限为：2 2 1 0 。”n a g k g 一。 总之，随着各种新技术的应用，农药多残留分析方法日趋系统化、规 范化、并向小型化、自动化方向发展。同时，由于在线联用技术可避免样 品转移的损失，减少各种人为的偶然误差，因此，各种在线联用技术必将 使农药多残留分析发展的重点。 农药残留的分析关系到国计民生，意义重大。我们拟在这些方面开展 一些探讨性的工作。 青岛科技大学研究生学位论文 第二章气质联用法检测蔬菜、水果中 农药多残留分析方法的研究 2 1 蔬菜、水果中4 8 种农药多残留分析方法研究 摘要：介绍了蔬菜、水果中4 8 种农药的多残留扫描分析方法。采 用选择离子一气相色谱一质谱联用( s i m g c m s ) 方式结合固相萃取前处理 技术，依据保留时f 日j 和特征离子丰度比，对农药进行确证。此方法可以在 3 6 m i n 之内检测有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯等4 8 种农药， 并可同时定性和定量，可用于蔬菜、水果等多种作物的检测。根据检测农 药的异同，检出限在2 o 1 0 。4 , u g g 。6 0 1 旷2 g g 。 关键词：s i m g c m s ；农药；多残留扫描 2 1 1 引言 随着中国加入世界贸易组织，农产品市场的全球化以及消费者对农产 品关注程度的提高，农产品中农药残留问题越来越受到人们的关注。 由于蔬菜、水果使用要保证新鲜，蔬菜尤其是叶菜类，从其收割到上 市到市民食用期间只有较短时阳j ，发展快速、可靠和灵敏、实用的农残分 析技术无疑是控制农药残留，保证食用安全的基础。当前国家标准中均采 用气相色谱仪( g c ) 配用选择型检测器，如火焰光度检测器( f p d ) 、氮 磷检测器( n p d ) 、电子捕获检测器( e c d ) 等【3 0 ”j 。而这些检测器只能检 测某一类型的农药，难以用一种检测器将所需检测的所有组分全部检测出 来；此外，用g c f p d n p d e c d 时，只能依据其选择性和保留时1 _ 甘j 来鉴 定组分，不能同时确证，而蔬菜基质复杂，难免产生干扰影响【3 ”。针对以 上g c 分析农残时的缺陷，我们研究了用g c m s d 测定水果、蔬菜中常用 的有机磷、有机氯、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯类共4 8 种农药残留的分析 方法。结果表明，该方法检出限、回收率、精密度均能满足农残分析要求， 且具有时间短，检测准确的特点，非常适用于接受大量样品的常规实验室 日常分析。 气相色谱质谱联用法( g c - m s ) 测定农药残留的研究 2 1 2 实验部分 2 1 2 1 仪器与试剂 气质联机a g i l e n t6 8 9 0 g c 5 9 7 3 m s d 配g 1 7 0 1 b a 化学工作站( 美国 a g i l e n t 仪器有限公司) ；均质器i k a t 18b a s i c ( f - 州仪科实验室技术有限 公司) ；氮吹仪( 自制) ；六孔水浴锅；旋转蒸发仪r e 一5 2 a ( 上海亚荣生化 仪器厂) ；超声清洗器s b s 5 2 0 0 ( 必能信超声( 上海) 有限公司) ；食品加 工器：固相萃取柱a c c ub o n di if l o r i s i lc a r t r i d g e s ：10 0 0m g6m l ，( a g i l e n t t e c h n o l o g i e s ) ；微孔滤膜：o 4 5 m ( 上海市新亚净化器件厂+ ) ；电子天平 a e 一2 0 0 型( 感量o 0 0 0 1g ) ，( 瑞士梅特勒公司) 。 乙腈、丙酮、正己烷均为色谱纯试剂，浓缩2 0 0 倍后进g c ，检验应 无干扰峰：无水硫酸钠( a r ) ，5 5 0 6 0 0 烘4h ，放干燥器中冷却； 氯化钠( a r ) ，3 5 0 。c 烘6h ，放干燥器中冷却。 4 8 种农药标准物质：除霜霉威、甲霜灵购自德国s i g m a - a l d r i c h 公司外，其余4 6 种农药标准均购自国家标物中心和农业部环保科研所； 农药标准品分别用丙酮配制成适当浓度的储备液，储存于冰箱中，i 艋用前 用f 己烷稀释成适当浓度的混合标准液。 2 1 2 2 仪器分析条件 2 】2 2 1g c 条件 色谱柱：h p 5 m sp h e n y lm e t h y ls i l o x a n e5 二苯基9 5 二甲基硅氧 烷毛细管柱( 3 0 01 1 1x 0 2 5m mi d 0 2 5 口m ) ；载气