（分析化学专业论文）含硫蔬菜中多种农药残留的分析方法研究.pdf

原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研 究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人 或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者： 日期：砂声年r 月2 0 日 学位论文使用授权声明 本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。 根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部 门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州 大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学 位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑 州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。 学位做懈覆嫡 日期小年r 月日 摘要 l8 9712 摘要 随着农业的快速发展，农药的使用量大大增加，由于农药残留引起的各种 问题也越来越引起人们的重视。农药残留检测经过提取、净化、检测和数据处 理几个步骤，残留农药在动物植物体内等基质中浓度很低，必须先用溶剂将其 从样品中提取出来，然后净化除去干扰物质，再浓缩进行仪器分析检测，最后 计算得出样品中农药的残留量。 葱蒜等百合科蔬菜中含有大量的含硫化合物，其成分复杂分离困难，在对 这些蔬菜进行农药残留检测时产生严重干扰。本论文根据百合科蔬菜中含硫化 合物产生的特点，在样品处理前提前加入磷酸破坏蒜氨酸酶的活性，去除了硫 化物的干扰，然后用乙腈做提取溶剂，匀浆法提取，凝胶渗透色谱净化，并建 立了4 0 多种农药的气相色谱和气相色谱一质谱联用的检测方法。具体的研究内 容和结果如下： 1 对磷酸条件和样品绞碎方式进行优化，建立了加入磷酸对蒜氨酸酶进行 灭活的方法。实验结果表明，在l o o g 蔬菜样品中加入5 0 m l 浓度为3 0 的磷酸 时灭活效果最好，样品的绞碎程度不同不会影响处理效果。然后考察了有机磷、 有机氯和拟除虫菊酯类农药标准样品在酸性环境下的稳定性，结果农药损失很 少，完全可以满足农药残留分析检测要求。 2 对提取条件、浓缩条件和凝胶渗透色谱的净化条件进行逐步优化，并建 立了葱蒜类蔬菜中1 0 种拟除虫菊酯类农药、1 4 种有机氯农药的气相色谱一电子 捕获检测器检测方法和1 6 种有机磷农药的气相色谱一火焰光度检测器检测方法。 根据实验结果选择了乙腈为提取溶剂，匀浆法提取，电热板上直接进行挥干， 凝胶渗透色谱收集8 - - - 1 4 m i n 的流出液。进行了洋葱和大蒜中农药的添加回收实 验，拟除虫菊酯类和有机氯农药的回收率全部在7 2 - - 1 2 5 之间，最低检出限 为0 1 - - 4 7 p 。g k g ，有机磷农药的回收率全部在7 0 - 1 1 5 之间，最低检出限为 o 2 2 7 “刚岖，完全符合农药多残留分析的技术要求。 3 对气相色谱一质谱联用的检测条件进行优化，根据农药标准样品和大蒜 空白样品图谱，确定了4 3 种农药的特征离子，采用电子轰击电离源，选择离子 检测方式，建立了大蒜中1 0 种拟除虫菊酯类农药、1 4 种有机氯农药、1 9 种有 机磷农药的气相色谱一质谱联用的检测方法。进行了大蒜中农药的添加回收实 摘要 验，4 3 种农药在给定的条件下能够很好的分离，回收率全部在6 5 - 1 1 5 之间， 最低检出限为0 5 - - 一9 o p g k g ，完全符合农药多残留检测的技术要求。 关键词：含硫蔬菜；农药多残留；凝胶渗透色谱；气相色谱；气相色谱一质谱 i i a b s t r a c t a b s t r a c t t h ec o n s u m p t i o no fp e s t i c i d ei s i n c r e a s i n gd a yb y d a yi nc o m p a n yw i t h a g r i c u l t u r a ld e v e l o p m e n t m o r ep e o p l ep a ya t t e n t i o nt oa l lk i n d so fp r o b l e mw h i c h a rec a u s e db yp e s t i c i d er e s i d u e s t h ea 1 1 a 1 如c a lm e t h o do fp e s t i c i d er e s i d u e si n c l u d e e x t r a c t i o n , c l e a n i n gu p ，d e t e c t i o na n dd a t ap r o c e s s i n g t h er e s i d u a lp e s t i c i d e si n a n i m a la n dp l a n ti sv e r yl o w s ow em u s te x t r a c tt h e mw i t hs o l v e n tf r o mt h es a m p l e a tf i r s t , c l e a nu pt oe l i m i n a t ei n t e r f e r i n gs u b s t a n c e ，t h e nd e t e c tb yi n s t r u m e n t ，a tl a s t , c o u n tt h ep e s t i c i d er e s i d u a ld a t ei ns a m p l e t h e r ea r eal o to fs u l f u rc o m p o u n d si na l l i u mp l a n t s t h e s ec o m p o u n d sa r e d i f f i c u l tt oe l i m i n a t ea n db r o u g h ts e v e r ei n t e r f e r e n c e sw h e nw ed e t e c tt h ep e s t i c i d e r e s i d u e t h ep a p e rb a s eo l lt h ec h a r a c t e ro fs u l f u rc o m p o u n d si na l l i u mp l a n t s w e c o u l dd e s t r o y a c t i v i t yo fa l l i i n a s eb yp h o s p h o r i ca c i d ，i no r d e rt oe l i m i n a t e i n t e r f e r e n c e so fs u l f u rc o m p o u n d t h ep e s t i c i d er e s i d u e si na l l i u mp l a n t sw e r e e x t r a c t e dw i t ha e e t o n i t r i l ea n d b yh o m o g e n a t e ，c l e a n e db yg 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 ，t h e nt h ep e s t i c i d er e s i d u e sw e r ed e t e c t e db yg a sc h r o m a t o g r a p h y a n dg 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 r y t h ed e t a i l e dc o n t e n ta n dr e s u l ti n r e s e a r c ha r ea sf o l l o w s ： 1 b e c a u s ep h o s p h o r i ca c i dc o u l dd e s t r o ya c t i v i t yo fa l l i i n a s e ，t h ec o n d i t i o no f p h o s p h o r i ca c i dh a db e e ns t u d i e d t h ed i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o na n dv o l u m el e v e l so f p h o s p h o r i ca c i dw e r ep u ti nlo o gs a m p l e sa n dt h ev e g e t a b l e sw e r ec u tu p b yd i f f e r e n t w a y s t h e nt h es a m p l e sw e r ee x t r a c t e dw i t ha c e t o n i t r i l ea n db yh o m o g e n a t e ，c l e a n e d b yg e lp e r m e a t i o nc h r o m a t o g r a p h y ，d e t e c t e db yg a sc h r o m a t o g r a p h y e l e c t r o n c a p t u r ed e t e c t o r t h er e s u l t so ft h i sr e s e a r c hi n d i c a t e dt h a ta d d i n g5 0 m l3 0 p h o s p h o r i ca c i di nlo o gs a m p l e sw a sb e t t e ra n dh o wt oc u tu ps a m p l e sh a dr i o e f f e c t t h es t a b i l i t 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 s ，o r g a n o c h l o r i n ep e s t i c i d ea n d p y r e t h r o i dp e s t i c i d e sh a db e e ns t u d i e d al i t t l eo fp e s t i c i d e sh a db e e nl o s t , s o p r e t r e a t r n e n t 、析t 1 1p h o s p h o r i ca c i dc o u l db ea p p l i e dt oa n a l y z ep e s t i c i d er e s i d u e si n a l l i u mp l a n t s i i i 2 e x t r a c t i o nm e t h o d ，e x t r a c t i o ns o l v e n t , e v a p o r a t e dm e t h o da n dc o l l e c t i o nt i m e o f g e lp e r m e a t i o nc h r o m a t o g r a p h y h a db e e no p t i m i z e d t h em e t h o d so fg a s c h r o m a t o g r a p h y e l e c t r o nc a p t u r ed e t e c t o ra n dg a sc h r o m a t o g r a p h y f l a m e p h o t o m e t r i cd e t e c t o r d e t e c t i o nh a db e e nd e v e l o p e d a c c o r d i n gt ot h er e s u l t , a c e t o n i t r i l ea n dh o m o g e n a t ew a ss e l e c t e d ，s o l v e n tw a se v a p o r a t e do ne l e c t r i ch o t p l a t e ，g e lp e r m e a t i o nc h r o m a t o g r a p h yc o l l e c t i o nt i m ew a s8 1 4 m i n 叩1 er e c o v e r i e s o f1 0p y r e t h r o i dp e s t i c i d e s ，1 4o r g a n o c h l o r i n ep e s t i c i d e sa n d1 6o 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 i na l l i u mp l a n t sw e r eo b t a i n e d t h e p y r e t h r o i dp e s t i c i d e a n d o r g a n o c h l o r i n ep e s t i c i d er e c o v e r i e sr a n g e d7 2 - - _ ，12 5 a n dl i m i t so fd e t e c t i o nw e r e b e t w e e no 1 - 4 7l x g k g 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 er e c o v e r i e sr a n g e d7 0 1 15 a n dl i m i t so fd e t e c t i o nw e r eb e t w e e n0 2 2 7 “g k g n l em e t h o dw a ss u i t a b l e t oa n a l y z em u l t i - p e s t i c i d er e s i d u e si na l l i u mv e g e t a b l e s 3 t h es e l e c t e di o no f4 3p e s t i c i d e sh a db e e nd e t e r m i n e db yc o m p a r i n gt h e p e s t i c i d es t a n d a r ds a m p l e sc k o m a t o g r a ma n dg a r l i cb l a n ks a m p l ec h r o m a t o g r a m t h em e t h o d so fe l e c t r o ni m p a c ti o n i z a t i o ns o u r c e - s e l e c t e di o nm o n i t o r i n gm o d e g a s c 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 r yd e t e c t i o nh a db e e nd e v e l o p e d t h er e c o v e r i e so f 1 0p y r e t h r o i dp e s t i c i d e s , 1 4o r g a n o c h l o r i n e p e s t i c i d e sa n d1 9o r g a n o p h o s p h o r u s p e s t i c i d e si ng a r l i cw e r eo b t a i n e d a l lp e s t i c i d er e c o v e r i e sr a n g e d6 5 - 1 15 a n d l i m i t so fd e t e c t i o nw e r eb e t w e e n0 5 - - 9 0 , g k g t h em e t h o dw a ss u i t a b l et oa n a l y z e m u l t i p e s t i c i d er e s i d u e si na u i u mv e g e t a b l e s 、 k e yw o r d s ：a l l i u mv e g e t a b l e s ，m u l t i p e s t i c i d er e s i d u e s ，g p c ，g c ，g c m s i v 目录 目录 第一章引言1 1 1 概述1 1 2 农药残留分析样品前处理技术2 1 2 1 固相萃取技术2 1 2 2 固相微萃取技术3 1 2 3 超临界流体萃取技术4 1 2 4 微波辅助萃取技术4 1 2 5 凝胶渗透色谱技术5 1 3 农药残留分析样品检测技术6 1 3 1 薄层色谱法6 1 3 2 气相色谱法6 1 3 3 气相色谱一质谱联用法7 1 3 4 高效液相色谱法8 1 3 5 免疫分析法8 1 3 6 生物传感器法9 1 4 论文研究的目的和意义9 1 5 沦文研究的内容1 0 第二章含硫蔬菜灭活条件的研究l l 2 1 前言1 1 2 2 实验部分1 2 2 2 1 实验仪器及试剂1 2 2 2 2 灭活条件的研究1 3 2 2 3 农药标准品在酸性条件下的稳定性1 4 2 3 结果与讨论1 5 2 3 1 磷酸浓度的影响1 5 v 目录 2 3 2 加入磷酸量的影响1 6 2 3 3 样品绞碎程度的影响1 6 2 3 4 农药标准品在酸性条件下的稳定性1 8 2 4 小结1 9 第三章凝胶渗透色谱一气相色谱法测定含硫蔬菜中的4 0 种农药残留 ：2 ( ) 3 1 前言2 0 3 2 实验部分2 0 3 2 1 实验仪器及试剂2 0 3 2 2 拟除虫菊酯类和有机氯农药残留的分析方法2 2 3 2 3 有机磷农药残留的分析方法2 3 3 3 结果与讨论2 4 3 3 1 提取条件的选择2 4 3 3 2 凝胶渗透色谱的收集条件2 5 3 3 3 浓缩方法的选择2 7 3 3 4 拟除虫菊酯类和有机氯农药残留的检测2 8 3 3 5 有机磷农药残留的检测3 2 3 4 小结3 6 第四章凝胶渗透色谱一气相色谱一质谱联用同时测定含硫蔬菜中的 4 3 种农药残留3 8 4 1 前言3 8 4 2 实验部分3 8 4 2 1 实验仪器及试剂3 8 4 2 2 实验方法3 9 4 3 结果与讨论4 1 4 3 1 色谱条件的选择4 l v i 目录 4 3 2 质谱条件的选择4 1 4 3 3 标准曲线4 4 4 3 4 方法的灵敏度4 4 4 3 5 方法的准确度和精密度4 6 4 4 小结4 8 第五章结论4 9 参考文献5 1 在学期间发表的学术论文与研究成果5 6 个人简历5 7 致谢5 8 v 第一章引言 第一章引言 1 1 概述 有害生物防治是农业生产中非常重要的环节，是保证增产增收的关键。防 治危害农作物的病虫害、杂草等的化学试剂统称农药。2 0 世纪4 0 年代，第一种 合成农药d d t 问世，从此开始了有机合成农药发展的新阶段，各种农药很快在 世界各地被广泛应用。农药的使用具有快速、高效、经济等特点，在很长一段 时间内没有其他手段可以完全代替农药的作用【。 。 农药的种类多种多样。按照来源区分，可分为生物源、矿物源和化学合成 三类；按化学结构区分，可分为有机类、无机类和生物农药，其中有机类包括 有机磷类、有机氯类、拟除虫菊酯类、氨基甲酸酯类等等。按功能区分，可分 为杀虫剂、杀菌剂、杀螨剂、除草剂及植物生长调节剂等等 2 1 。 农药可以提高农作物的产量和质量，同时也对环境及人体健康造成了严重 的危害。随着农业的快速发展，农药的使用量大大增加，农药残留问题随之而 来，农药引起的各种慢性毒害如致癌、致畸和致突变等对人类健康造成的影响 日益严重 3 1 。农药残留，是农药使用后一段时期内没有被分解而残留于农作物、 生物体、环境中的微量农药、有毒代谢物、降解物等的总称【4 】。农药残留直接通 过植物果实或者水到达人、畜体内，或通过环境、食物链最终传递到人体，引 起人和动物的急性或者慢性中毒【孓6 】。 近年来，由于食用受到农药严重污染的食品而急性中毒的事件屡屡发生， 不久前还发生了海南的毒豇豆事件，被检测出含有禁用农药水胺硫磷。有关实 验【7 j 还证实，用清水冲、开水烫或者洗洁精清洗，都难以彻底除去残留在蔬菜 上的超标农药。因此必须加强对食品中农药残留的检测，以确保广大群众的食 品安全。 由于食品的基质比较复杂，而且农药大多存在异构体、降解物和代谢物等， 不同农药的理化性质差别很大，又增加了农药残留分析的难度。测定食品中的 残留农药需经过提取、净化、浓缩、检测等诸多步骤。研究简单、快速且有效 的，具有高灵敏度、准确度、高选择性的多残留检测方法成为农药残留检测技 术的发展趋势【9 】。 第一章引言 1 2 农药残留分析样品前处理技术 农药残留检测包括样品前处理和样品测定两部分，样品前处理的好坏直接 影响分析的结果。食品农药残留分析的前处理过程就是痕量农药的提取和净化 过程。食品基质复杂，净化效果不好的样品中会存在的大量杂质，不仅干扰阻 碍残留农药的分析，影响仪器的分辨率和重现性，而且还有损坏仪器的危险。 通过样品前处理的方法除去这些杂质后，分析的重现性和准确度将大大提高。 同时前处理还能浓缩样品，使样品中含量非常低的待测组分达到仪器的最低检 测限【l o 】。因此，食品中农药多残留分析对样品前处理要求很高。首先，要求样 品前处理能从食品中把所有要测定的农药提取出来，并且得到较好的回收率和 精密度。其次，样品前处理能对样品有较好的净化效果，有效消除杂质干扰。 最后，样品前处理的步骤不能太多、太复杂【1 1 1 。 经典的样品前处理技术有索氏提取法，液液分配法等。这些技术所用的设。 备简单且价钱便宜，但是操作费时费力，还很容易引起实验误差，而且要使用 大量的有机溶剂，造成浪费并污染环境。2 0 世纪9 0 年代以后，样品净化技术飞 速发展，出现了很多新的前处理技术，如固相萃取法( s p e ) 、固相微萃取( s p m e ) 、 超临界流体萃取法( s f e ) 、微波辅助萃取( m a e ) 、凝胶渗透色谱法( g p c ) 等 等。这些方法不仅大大简化了前处理过程，而且比传统方法节省试剂、农药待 测物损失小、净化效果好【1 2 , 1 3 】。 1 2 1 固相萃取技术 固相萃取技术是一种以液相色谱理论为基础的分离、净化技术。实际上它 是利用固体吸附剂吸附液体样品中的目标化合物，使其与样品中的基质分离， 然后再用洗脱液进行解吸附，最终使目标化合物与样品中的干扰物分离【1 4 1 。根 据固相萃取柱所用填料不同，s p e 柱主要分为以下三种类型：正相萃取、反相萃 取和离子交换萃取。正相固相萃取柱中填料都是极性的，如硅胶、硅镁吸附剂、 氧化铝等，通常用来萃取极性化合物。反相固相萃取柱中填料通常是非极性或 者弱极性的，如c 8 和c 1 8 等，用来萃取弱极性到非极性的化合物。离子交换 型固相萃取柱中填料是带有电荷的离子交换树脂，如n h 2 ，可以萃取带电荷的 目标化合物【2 0 】。 固相萃取技术是在7 0 年代发展起来的一种相对较早的样品净化手段。早在 1 9 6 2 年的时候，a n t o n a h 等人就首次对该技术进行了研究，他们用氧化铝作为 2 第一章引言 吸附剂净化样品【1 5 】。1 9 8 0 年以后，国外研究人员将此项技术扩展，作为色谱法 分析农药残留的一种常用前处理方式。其后固相萃取技术因操作简单、溶剂用 量较少、对环境污染小、可对目标物进行富集等特点在食品分析、药物分析、 环境分析等领域得到广泛应用。f e m a n d e z 【1 6 1 用s p e 净化，液相色谱检测了蔬菜 和水果中1 3 种氨基甲酸酯类农药的残留。b l a s c o 2 3 】用s p e 净化，液相色谱检测 了蔬菜和水果中的杀菌剂含量。国内在这个领域发展比较晚，但是也取得了不 错的研究成果。姜会书【l8 】用s p e 净化，气相色谱检测了食品中有机氯和有机磷 农药、蔬菜和水果中氨基甲酸酯类农药以及蔬菜中拟除虫菊酯类农药残留量。 孙静等【1 9 悃s p e 净化，气相色谱检测了环境样品和生物检材中的有机磷、氨基 甲酸酯和拟除虫菊酯三类农药。 固相萃取操作步骤主要包括活化柱子、加样、洗脱三个部分。一次可以净 化多少样品取决于萃取柱的尺寸及类型、待测组分与基质的浓度等等。与传统 的液液萃取法相比，固相萃取技术有很多优点：萃取方法简单易操作、很节省 溶剂、处理过程中不会出现乳化现象，一般只需要几分钟就可以完成净化，溶 剂用量也只有液液萃取法的十分之一左右。但是这种方法最大的缺点是净化后 待测物的回收率和方法精密度要比液一液萃取法低一些【2 1 1 。 1 2 2 固相微萃取技术 固相微萃取技术是在固相萃取技术的基础上发展起来的，加拿大的 p a w l i s z y n 教授和a r h t u r h e 教授在上个世纪8 0 年代末率先提出这种简便、自动、 一步完成、无溶剂的样品前提取技术瞄】。固相微萃取技术的原理在于表面涂有 高分子涂层的石英纤维可以伸入样品中对化合物分子进行萃取和预富集，达到 平衡后取出，在色谱上解吸附进样。固相微萃取的取样方式可分为三种：直接 法、膜方法和顶空法。直接法是将石英纤维直接伸入样品中进行萃取，主要用 来处理半挥发性的气体和液体样品。膜方法是指将石英纤维放在膜处理过的样 品中进行萃取，主要用于萃取难挥发的复杂样品i 乃j 。顶空法是指将石英纤维置 于样品的顶空中进行萃取，主要用于处理挥发性固体或者废水水样。 目前在农药残留检测中，固相微萃取技术主要应用于食品中有机磷、有机 氯和三嗪类几种农药的分析检测，其中大多数都是液体样品，如果汁、葡萄油 和蜂蜜( 用水稀释后进行分析) 2 4 1 。t s o u t s i 2 5 】等人比较了不同极性涂层的萃取 效果，利用s p m e 顶空进样方式检测了橄榄油样品中的9 种有机磷农药。魏立 3 第一章引言 青 2 6 】等人优化了s p m e 的萃取条件，用气相色谱质谱联用和气相色谱质谱一质 谱联用检测了环境样品中1 7 种有机磷杀虫剂。s p m e m s 的应用仍然处于发展 中，有关的报道极少， 固相微萃取技术主要的优点是分离能力好、简单、只需一步就可以完成、 成本低，提取物很干净还可以富集。和s p e 相比，不用担心吸附剂孔道阻塞问 题，而且完全不需要溶剂。但是达到平衡所需时间较长，最大的缺点是对样品 的定量分析非常复杂【2 7 】。 1 2 3 超临界流体萃取技术 在提取过程中，常常通过升高溶剂的温度来提高提取的效率。温度上升使 得分子扩散加速、溶解度增大，因此可以加快从基质中提取待测物的速度。超 临界流体萃取这种新型的提取方法正是基于这一点。超临界流体就是处于临界 温度和临界压力下的、介于气体和液体之间的一种高密度流体，超临界流体萃 取技术就是利用这种特殊流体作为溶剂来萃取样品中待测组分的方法l z 8 j 。在食 品分析中，通常选择二氧化碳( c 0 2 ) 为s f e 的萃取溶剂，因为c 0 2 的超临界 状态很容易达到，而且无毒、不易燃、很容易获得纯品【2 9 】。但是c 0 2 是非极性 的，只能提取非极性或弱极性的物质。如果要提取有机磷等极性农药时，则需 要加入合适的夹带剂( 如乙醇) ，来提高对极性化合物的溶解度和提取率。 由于超临界流体萃取技术有很多显著的特征，与传统提取方法相比更有优 势，在近几年逐渐引起了人们的注意。n u n e s t 3 0 】等人优化了s f e 的萃取条件，用 高效液相色谱法检测了马铃薯中的氨基甲酸酯类农药，并且用质谱进行确证。 邱明月 3 1 】等人以s f e 为提取手段，用气相色谱法检测了粮食和茶叶中的有机氯 农药。 与其他提取方法相比，s f e 的灵敏度一般，但是与气相色谱联用时回收率和 精确度非常高，而且简单省时、节约溶剂，从而可以减少对操作者危害和对环 境的污染。但是超临界流体萃取技术的成本很高，操作条件比较严格，限制了 这项技术在某些领域的发展。在农药残留分析中，s f e 与气相色谱电子捕获检测 器或氮磷检测器联用的报道比较多，与气相色谱质谱联用或者液相色谱质谱联 用的报道非常少，这可能成为将来食品分析的发展趋势【3 2 】。 1j2 4 微波辅助萃取技术 4 第一章引言 g a n z l e r 3 3 】等人在1 9 8 6 年利用微波对食品和饲料等固体物中的有机物进行 了萃取，率先提出了微波辅助萃取这种节省溶剂的样品前处理技术。由于极性 分子可以迅速吸收微波能量，微波辅助萃取技术利用了这一特性通过加热一些 极性溶剂达到萃取样品中目标化合物的目的。因此微波辅助萃取技术所用的溶 剂必须具有一定的极性，并且对待测组分有较强的溶解能力，还必须考虑到溶 剂的沸点等因素。微波辅助萃取技术中常用到的溶剂有：甲苯、甲醇、乙腈、 二氯乙烷等等【3 4 1 。 ， 2 0 年来，m a e 技术在食品分析领域得到了广泛的应用。p y l y p i wm j 等人应 用m a e 技术，检测了农作物中的二嗪磷、毒死蜱等多种农药残留。周围等 3 6 1 利用m a e 技术进行提取，气相色谱检测了中药材中多种拟除虫菊酯类农药，回 收率和方法检出限良好。郑孝华【3 7 】等人采用微波辅助萃取气相色谱质谱联用检 测了果肉中的多种拟除虫菊酯类农药残留，得到很好的结果。 与传统的样品前处理技术如液液萃取、振荡提取法相比，微波辅助萃取技 术具有快速、选择性好、试剂用量小和易于操作等优点，而且有利于萃取热稳 定性不好的物质，方便同时处理大量样品。但是这种方法只能使用极性溶剂， 而且萃取后需要进行过滤，所以无法与气相色谱等仪器联机实现自动化郾j 。 1 2 5 凝胶渗透色谱技术 凝胶渗透色谱技术是根据样品溶质分子大小不同来进行分离的一种色谱技 术。预处理样品通过多孔性凝胶固定相，然后使用溶剂进行淋洗，借助凝胶孔 径的大小，让样品中的大分子物质( 如油脂、色素、聚合物等) 先被洗脱出来、 小分子物质( 农药及污染物等) 后被洗脱出来。凝胶渗透色谱柱所使用的填充 凝胶种类很多，选择使用不同孔径和性能的凝胶决定了待测物的分离净化效果。 凝胶渗透色谱作为一种快速的前处理方法，几十年其应用范围不断扩大，近年 来已经成为农药残留分析中一种重要的分离、净化手段p 州。 上个世纪6 0 年代，凝胶渗透色谱技术实现了高分子聚合物的快速分离测定。 随着凝胶渗透色谱技术的不断发展，已经实现从进样到收集的全自动化。凝胶 渗透色谱技术在国外的应用已经非常普遍，l g t t u i n s t r a 等人 4 0 】用丙酮提取、 g p c 净化、气相色谱质谱联用检测，研究了农产品中的多种农药残留分析方法。 d m h o l s t e g e 等人【4 l 】使用正己烷乙酸乙酯( 6 0 ：4 0 ，v v ) 为流动相，用g p c 分离净化了4 3 种有机磷农药。国内近年来也逐渐开始将凝胶渗透色谱技术应用 5 第一章引言 在食品分析领域。于胜良等1 4 2 】以环已烷乙酸乙酯( 5 0 ：5 0 ，v v ) 为流动相，g - p c 净化，气相色谱串联质谱分析检测了蘑菇中的3 6 种农药残留。刘咏梅等【4 3 】以环 已烷二氯甲烷( 5 0 ：5 0 ，v v ) 作为流动相，o p c 净化，气相色谱氮磷检测器检测， 研究了糙米中5 0 种有机磷农药残留同时测定的方法。 凝胶渗透色谱技术是农药多残留分析中一种有效的净化方法，与吸附柱色 谱等净化技术相比，g p c 具有自动化程度高、一次净化量大、适用范围广、柱 子可以重复使用且寿命长等优点，而且净化结果好，方法的回收率、准确度高， 广泛适用于有机磷、有机氯、拟除虫菊酯类等农药的提取湖。 1 3 农药残留分析样品检测技术 目前农药残留分析检测中，最常用的是色谱法，包括气相色谱法( g - c ) 、高 效液相色谱法( h p l c ) 、气相色谱质谱联用技术( g c m s ) 、液相色谱质谱联用技 术( l c m s ) 。由于人们对农药污染日渐重视，就会希望用快速、简便的方法检测 出农药残留，因此一些传统简便的检测方法如光谱法仍会使用。同时，利用生 物体提取物质进行生化反应来判断是否有农药残留的生化检测技术，如免疫分 析法( i a ) 和生物传感器法( b s ) 在农药残留分析方面也得到了迅速发展。 1 3 1 薄层色谱法 薄层色谱法是以硅胶等固体吸附剂作为担体，以有机溶剂作为流动相的分 配型层析分离分析方法。薄层色谱法不需要特殊的仪器与试剂，简单容易操作， 快速灵活，可同时对多个样品进行分析。但是，这种方法灵敏度太低，近年来 已经很少使用，日常实验中多用在复杂混合物的分离和筛选上【4 5 1 。 1 3 2 气相色谱法 气相色谱法是以气体为流动相的色谱分析方法。传统的气相色谱主要使用填 充柱分离样品，分辨率低，检测范围窄。5 0 年代末期，毛细管柱气相色谱法开 始发展，并成为目前农药残留检测方向应用最普遍，发展最成熟的一种技术。 检测器对于农药残留分析来讲非常重要。气相色谱的检测器种类很多，农药残 留分析中经常用到的包括：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 ) 和氢火焰离子化检测器( f i d ) 。e c d 具有高选择性和高灵 敏度，广泛应用于有机氯、拟除虫菊酯、氨基甲酸酯类农药检测，f p d 仅用来 6 第一章引言 检测含硫、磷的农药残留，n p d 用于检测含氮、磷的农药残留。 对于容易汽化并且汽化后不易发生分解的农药，均可采用气相色谱法进行 检测。目前，气相色谱法可以检测7 0 以上的农药残留。k a u s h i k 等【4 6 j 利用g c 测定了中药、蔬菜、水果等中的三滤杀螨醇等7 种农药残留量。蒋定国等【47 】用 g c n p d 测定了茶叶中3 7 种有机磷类、氨基甲酸酯类农药残留量，方法快速准 确、成本低。谢玉珍【4 8 】等用不同的提取、净化方法和检测条件对粮食中的溴氰 菊酯进行g c 分析，并对比研究结果，得出了明显优于国家标准的方法。潘玉香 等【4 9 】采用1 0 磷酸处理含硫蔬菜，建立了含硫蔬菜中多种有机氯和拟除虫菊酯 类农药残留的g c e c d 测定方法。 气相色谱法具有分离度好、选择性高、灵敏度高，分析快速、操作简便等 优点，而且应用范围广泛。使用气相色谱法分析农药多残留时，多种农药可以 同时进样，并且能够完全分离。同时配备高性能、高选择性的检测器，进行定 性定量分析，使分析结果更可靠。 1 3 3 气相色谱一质谱联用法 气相色谱质谱法是将气相色谱仪和质谱仪串联起来，成为整体使用的检测 技术，它具有气相色谱良好的分离能力和质谱准确鉴定化合物结构的能力，可 同时对待测物进行定性和定量检测。目前气相色谱质谱联用仪器中质谱部分主 要是四极杆质谱和离子阱质谱【5 0 】。 g c m s 技术可以同时对样品中上百种不同种类的农药残留进行快速扫描、 定性、定量分析，已成为农药多残留分析中越来越重要的方法。c l e s u e u r 等拉l j 用改良的q u e c h e r s 法制备样品，g c m s 法对洋葱样品中的1 4 0 种农药残留同 时进行检测分析，取得了很好的结果。z i l e ic h e n 等人【5 2 】用微波加热灭活大蒜样 品，s p e 净化，g c m s 检测，建立了大蒜中1 6 种除草剂的快速分析方法。s o n g s h u l i n g 等人【5 3 】用g p c 和s p e 净化，g c m s 同时检测了韭菜中的1 0 2 种杀虫剂， 回收率和检出限符合农残检测要求。王建华掣矧建立了以g p c 净化、g c m s 技 术快速检测花生中农药乙草胺残留量的方法。黄惠玲等【5 5 】采用s p e 净化， g c m s 选择离子模式和大体积进样技术对蔬菜水果中的1 7 种农药残留进行测 定，结果相对检出限降低了l - 2 个数量级。 气相色谱质谱联用技术在农药多残留和农药代谢物、降解物检测上具有突 出的优点。随着人们对农药残留问题的重视，各国制定了越来越低的农药残留 7 第一章引言 限量标准，目前g c m s 已经成为国外农药残留的标准分析方法。我国也颁布了 用g c m s 方法检测蔬菜水果中4 4 6 种农药多残留国家标准，但是相对而言，我 国农药残留分析的各种标准方法中g c m s 所占比例还比较少。因此在今后一段 时间内，继续研究农药残留的g c m s 分析方法仍具有重要意义5 6 1 。 1 3 4 高效液相色谱法 高效液相色谱技术也是一种传统的农药检测技术。目前农药残留分析最常 使用是紫外吸收检测器、荧光检测器、二极管阵列检测器。紫外吸收检测器的 优点是流量和温度对其影响小，缺点是只能检测对紫外有吸收的农药。荧光检 测器灵敏度高、选择性强，但是大部分农药本身并不发射荧光，衍生化处理也 很麻烦，这就限制了荧光检测器在农药分析中的发展。二极管阵列检测器可以 在分析过程中记录下所有的光谱信息，并能给出色谱所分离组分的三维图，二 极管阵列检测器的出现推动了高效液相色谱法在农药残留分析上的应用【5 7 】。 近年来，h p l c 技术已经成为农药残留检测的重要方法。a i v a l e n z u e l a 等 人【5 8 】用s p m e h p l c 方法检测了水果中的农药多残留，方法准确度和灵敏度高、 重现性好。李永新等人【5 9 】采用反相高效液相色谱法测定了黄瓜、白菜、苹果、 梨等蔬菜水果样品中的农药多残留，建立了简便快速的分析方法。 高效液相色谱技术可以对沸点高、热稳定性差、相对分子量大的农药进行 分离分析，如绝大部分的氨基甲酸酯类农药。h p l c 技术与g c 技术互相补充， 在食品分析领域得到越来越广泛的发展 6 0 l 。 1 3 5 免疫分析法 免疫分析法以抗原抗异性和结合反应为基础，将抗体作为生物化学检测器， 对化合物进行定性和定量分析。免疫分析方法种类很多，其中可以按标记方法 的不同分为：化学发光免疫分析、生物发光免疫分析、荧光标记免疫分析和酶 标记免疫分析等等。在食品农药残留检测分析中，酶标记免疫分析方法最为常 用。最早是l a n g a n e 等人在19 7 5 年成功地将酶标记免疫分析技术用于测定狄氏 剂残留量。从上世纪8 0 年代以来，酶标记免疫分析技术在农药检测中的应用日 益增多，检测手段主要是酶联免疫吸附分析 6 1 , 6 2 1 。 ” 免疫分析技术的优点是专一性强、灵敏度高、分析容量大，由于对样品前 处理净化的要求不高，所以操作简便快速且成本低。研发的试剂盒可以对现场 8 第一章引言 样品和大量样品的进行快速检测，而且其灵敏度也已经接近色谱分析法。但由 于受到农药种类多、抗体制备难度大等因素的限制，免疫分析技术也存在一定 的局限