（安全技术及工程专业论文）农产品中多农药残留液相色谱串联质谱分析方法的研究.pdf

a b s t r a c t t h ep e s t i c i d e sw e r el a s t i n g l ys l a t h e r e d ，w h i c hh a r m e dt h ee c o l o g i c a le n v i r o n m e n ta n d h e a l t ho fh u m a nb e i n g s m o r ea n dm o r ec r i t e r i ao fd e l e t e r i o u ss u b s t a n c e sw e r ec o n s t i t u t e dt o g u a r a n t e et h es e c u r i t yo ff o o d s ，w h i c hs p u r r e dt h ep r o d u c t i o na n du s eo fm o r en e wp e s t i c i d e s t h e r e f o r e ，t h e r eo f t e na r cm u l t i r e s i d u eo fp e s t i c i d e si np r o d u c e ，a n dt h em e t h o d so fa n a l y s i s d e v e l o p e df r o mo n e k i n do fp e s t i c i d et om u l t i - k i n d s am e t h o do fm u l t i - r e s i d u ea n a l y s i so fp e s t i c i d e si np r o d u c eb ym e a n so fl c m s m sw a s s t u d i e d t h ep e s t i c i d e sw e r ee x t r a c t e db ya c e t o n i t r i l eu s i n gah o m o g e n i z e r t h ee x t r a c tw a s s e p a r a t e d ，c o n c e n t r a t e da n dd e t e c t e db yl c - m s m s t h em e t h o d so fd i f f e r e n tp r e - t r e a t m e n tw e r ea p p l i e dt od i f f e r e n tk i n d so fp r o d u c e f o rt h e s a m p l ei nw h i c hp i g m e n ta n do i la r cf e w , i tw a sp u r i f i e du s i n gs p ec o l u m np a c k e dw i t h f l o r i s i la n dc o n c e n t r a t e db yr o t a t i n ge v a p o r a t i o n ；f o rp r o d u c ea st e aw h o s ep i g m e n ti s a b u n d a n t ，a f t e re x t r a c t e db ya c e t o n i t r i l e ，i tw a sp u r i f i e du s i n gc o l u m no n ep a c k e dw i t h c a r b o n - n h 2a n dt h eo t h e rp a c k e dw i t hf l o r i s o li nt a n d e m t h e ni tw a sp u r i f i e da n dd e t e c t e d f o rs o y b e a nw h o s eo i li sr i c h ，i ts h o u l db ee x t r a c t e db yh e x a n ea f t e re x t r a c t i o na n db e f o r e p u r i f i e du s i n gc o l u m np a c k e dw i t hf l o r i s i lt or e m o v et h ei n t e r f e r e n t s b yo p t i m i z i n gt h ed e t e c t i o ns y s t e m ，t h eo p t i m i z e ds e t t i n g so fe a c hp e s t i c i d ew a sf i x e d , s u c ha sc o n ev o l t a g e ，c o l l i s i o ne n e r g y , p r e c u r s o ri o n ，p r o d u c ti o na n dr e t e n t i o nt i m e t o a n a l y z es o m ep r o d u c es a m p l eu s i n gt h i sm e t h o d ，t h el i m i to fd e t e c t i o ni s1 0 肛g k g ，t h el i m i t o fq u a n t i f i c a t i o ni s1 0 g k g - 2 5 陬g k g , t h ea v e r a g er e c o v e r i e sv a r i e df r o m7 0 1 2 0 a tt h e 5 0 n g m ll e v e la n dt h er e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o nw e r el e s st h a n1 5 i tw a sp r o v e dt h a tt h e v e r a c i t y , s e n s i t i v i t ya n dp r e c i s i o nc a nm e e tt h ed e m a n d so f t h ea n a l y s i so fp e s t i c i d er e s i d u e s t h i sm e t h o di nw h i c ht h ee x t r a c t i n ga n dp u r i f y i n gm e t h o d sa n dt h es e t t i n g so fl c m s m s w e r et h es a m ef o rd i f f e r e n tp e s t i c i d e s ，w h i c hc a nr e d u c et h et i m ea n dc o s t ，p r o m o t et h e e f f i c i e n c ya n dh a sn i c e t yo fc o n f i r m a t i o n ，a c t u a l i z e dt h eq u i c ka n de x a c ta n a l y s i so fp e s t i c i d e r e s i d u e s k e yw o r d s ：l c - m s m s ；p e s t i c i d e ；m u l t i - r e s i d u ea n a l y s i s ；p r o d u c e 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取 得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津理工大学或 其他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。 学位论文作者签名：帚陔签字日期：2 司年他月 ，r 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 叁盗墨墨盘堂有关保留、使用学位论文 的规定。特授权墨盗墨墨盘堂 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，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编， 以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复本和电子 文件。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：划芳 签字日期：词年2 月f 日签嚣尊孔 导师签名：x 彳 种啪：坷年1 月日 第一章绪论 1 。1 引言 第一章绪论 农药是指用于预防消灭或控制危害农业、林业的瘸虫、草及其它有害生物以及有目 的调节植物、昆虫生长的化学合成或者来源予生物、其它天然物质或者几种物质的混合 物及其制剂。农药残留是指农药使用后残存在生物体、农副产品和环境中的微量农药原 体、有毒代谢物、降勰物和杂质的总称瓣l 。农药残嫠主要是赉直接施药弓| 起的，也可以 吸收环境中的农药绒通过食物链富集造成。 目前，全世界实际生产和使用的农药品种有上千树，丽存在予食品当中的农药残翻 主要有以下几类1 2 j ：有机氯类农药，有机磷类农药，拟除虫菊酯类农药，氨基甲酸酯类 农药。 有机氯类农药是一类较晕使用的农药，幽予其高残留性、赢生物富集性和高危害性， 造成了生态环境和农畜产品有机氯农药的严蘸污染。它对食物污染与残留很普遍，特刖 是在动物性食品以及蔬菜和水果中含量较高。有机氯农药随食晶进入机体中，其脂溶性 较高，主要分布在脂肪组织以及含脂肪较高的组织器官，例如肝脏中，并在这些部位富 积而导致毒性作用。有机氯农药大多可以诱导肝细胞微粒体氧化酶类，从而改体内某些 生亿反应过程。研究表明，此类农药能雩| 超基嚣突变褥导致癌症。 有机磷类农药是属于磷酯酸或硫代磷酸酯类化合物，其分子结构中含有多种有机官 能团，大多数有机磷农药性质不稳定，容易光解，碱解和水解等，是在世界范豳内广泛 应用并有着极为重要地位的，具有高活性显在环境中低钱留等特点。但是，大多数霄枫 磷农药为高毒或剧毒农药，对哺乳动物急性毒性大，常因使用不当、保管运输不慎等污 染食品与环境，造成入畜急性中毒。对食品的污染主要表现在植物性食品中，水果和蔬 菜等含芳香物质的植物最易吸收有机磷，且残留较高。有机磷农药为本神经毒素，可竞 争性的抑制乙酞胆碱酯酶的活性，导致神经传导递质己酞胆碱的积累，从而引起中楸神 经中毒，表现出一系列的中毒症状。 拟除虫菊酯类农药近年发展较快的农药。该农药是模拟天然菊酯类的化学结构而合 成的有棍化合物，在水中溶解较小，可溶于多种有机溶蠢| j 。在酸性条件下比较稳定，在 碱性介质中易分解。这类农药多为中低毒杀虫剂，在环境中分解快，具有广谱，高效， 低毒，低残留的特点目日玎i f 广泛被应用于蔬菜、农作物生产。尽管拟除虫菊酯类在作物 中降解速度快，残鼹低，翅是，对于食品仍然存在j 弧霞污染的可能性，作为食品丽食藤 时仍然是不安全的。拟除虫菊酯类农药属于中楸神经毒物，中毒者可出现头痛，呼吸困 难，呕吐等症状，该农药还具有致突作用。 氨基甲酸酯类农药为氨基甲酸的n 甲基取代酯类，在水中溶解度低，可溶于多数 有机溶剂中。在碱性条件下易水解，加热可加速其水解。氨基酸甲酯类农药虽然已克服 了有机氯的高残留翻有视磷农药的唰药性的缺点，但在农业生产中麓蠲焉，仍可污染食 品，导致农药残留，进入人体后也产生较大的毒性，引起食物中毒。 据联合国粮农组织调查，全世界每年被瘸虫害夺去的谷物收成为2 0 4 0 ，由此 第一章绪论 造成的经济损失达1 2 0 0 亿美元。为了对付瘸虫害，每年全世界要生产农药2 0 0 多万吨， 其中主要是化学合成农药，化学合成农药对于保证粮食生产和推动农业的发展做出了不 可磨灭的燹献。在工业发达豳家，旌用化学农药所挽回的粮食损失占总产量的3 0 一3 5 。 中国农作物病虫草害常年发生，受害面积大约2 亿公顷，每年需要生产和使用化学合成 农药2 5 力吨( 有效成分) 。如果不使用农药，每年农作物产量将因病虫害损失3 0 l 右i j j 。 农药对保证粮食生产和推动农业的发展徽出了不簿蘑灭的贡献，但是长期火藿地使 用化学农药，会对生态环境和人类身体健康造成危害。近年来幽于大量使用有机物农药， 全世界农药中毒人数越来越多，农药残留对食品安全性以及人类健康负面作用同盏显露 出来】。为加强对食品的农药残箭的监测，世界各国政府部门4 i 断出台新规定，制定的 标准也越来越严格，增加了受检的农药钱留种类，降低了多种农药钱斛成分的鼹大检出 壁，如欧援对我国漤目的果蔬类农产品提出的最高残留限量要求的农药为1 2 4 种，荚臻 对农产品提出的最高限量要求的农药为3 0 0 多种【5 l 。越来越多的有害物质残留限鞋标准， 正成为国际间食晶、农产品贸易的绿色壁垒。丽与此同时，也促使人们不断研究毒性低， 残留时间短的新型农药，这些农药的不断出现，使得农药钱粼分析断l 晒着更大的挑战。 农产品、食品中农药残留量一般在p p m p p b 范围内1 6 1 ，而目要求在复杂的基质中对 嚣标他合物进行准确的定性或定量分析，因此要求分概方法灵敏凄赢、特异性强。现在 农药新品种同益增多，新的农药不断用于农业生产，因此农产品中常常含有多种农药残 鹤组分，农药残留分析方法也逐渐由单一种类农药多残留分析向多品种农药多残留分析 发展。另外，研究表明，有些农药经过代谢分解，会产生更娶毒性的物质，因此对农药 的代谢物、降解物以及轭合物的残尉分析也应给二于极大的关注。由于基质复杂，干扰物 质多，对农产品样品中的农药残罄分析不麓巍接进行测定，必须对样晶进行静处理彳能 测定。高效快速的样品制备与前处理方法和检测技术己成为农药残留研究的热点| 7 l 。近 年来新的分析方法，特别是多种类型农药的多残留分析方法、同种类农药的多残赠分析 方法等都有了缀大的进展1 8 9 1 。 农药多残留分析技术是农药残尉分析的一个重要分支，代表着当代农药残帮分析的 一种新的发展方向。多农药残留分析方法分为两类：类是选择性多残留分析，用于分 析同一类农药中的不同成分；另一类是多类多残留分析，用予分析不同种类农药中的不 同成分。色谱技术因其高分离效能，成为多农药残留分析的主要方法；色谱质谱联用 技术因其能同时定挂和定量分析及质谱检测器的通蔫性，丽广泛应用予不露种类、不同 成分的多农药残留检测；光谱技术具有分析快速简单的特点；近年来也被用于多农约残 鼷检测；在色谱光谱联用仪器出现藤：研究者歹l ：始尝试用色谱光谱联用技术枪测多农 药残留。 1 。2 多农药残留检测的发展 1 2 1 我国多农药残留检测的主要国标 我国的农药钱留分析技术始于2 0 世纪5 0 年代，而2 0 世纪9 0 年代初彳歼始多残留分析 方法的研究和应用，之后相继推出了一系列因家标准。初期多为同种农药不同成分的多 2 第一章绪沦 残嫠分板，如g b 5 0 0 9 1 6 1 2 0 0 3 ，主要用于测定动物性食品中有机磷农药多组分残留量： g b 5 0 0 9 1 6 3 2 0 0 3 ，采用高效液相色谱法测定动物性食品中氨基甲酸酯类农药多组分残 戤。同时，我圈还制定了不同种类多组分农药残嫠检测国标，如g b t 1 7 3 3 1 1 9 9 8 、 g b 厂r 1 7 3 3 2 - 1 9 9 8 、g b 5 0 0 9 - 1 4 5 2 0 0 3 、g b 5 0 0 9 1 4 6 2 0 0 3 ，用于食品中有机磷、氨基甲酸 酯两类农药及有机氯、拟除虫菊酯两类农药的多钱留i 阿l u , t 枪测。2 0 0 5 年2 月4 r ，国家质 量监督检验检疫总蜀和篷家标准纯管理委员会发蠢了g b t1 9 6 4 8 2 0 0 5 和g b t1 9 6 4 9 - 2 0 0 5 ，并于2 0 0 5 年8 月l 同实施。这两个国家标准均采用色谱质谱联用技术，实现了有 机磷、有机氯、氨基甲酸醮、拟除虫菊酯4 大类农药残罄的同时检测，为目i 酉我国最新 的多农药残留榆测图家标准l l 姨1 。由于色谱技术只适用于实验室检测，在制定多农药媛 留色谱检测方法的同时，利用生物技术研制的速测法也得到了重视。如 g b t 5 0 0 9 1 9 9 2 0 0 3 中的速测卡法臻| 5 片法) 和酶搠制率法( 分光光度法，可用于快速榆测 蔬菜中有机磷和氨基甲酸酯两类农药高剂量残留，是农药残尉现场检测的主要方法，也 是色谱检测方法的重要补充1 1 2 j 。随着我国经济、科技的不断发展，多残留检测技术也得 到了快速发展，与发达困家的差距在不断缩小。1 9 9 7 年，我醚出农业部环保所、农业环 境监测总站( 天津) 引进了加州食品农业部的m r s m 法；并在9 种蔬菜、水果t 进行了6 0 种4 类农药的添加回收率测定。n 2 0 0 5 年，我图已发裱了4 0 0 多种农药同时快速筛选检测 的国家标准l l o 1 l i 。 。2 。2 国外多农药残留检测技术 目前，多农药残留系统检测方法已成为欧、美等发达固家官方实验室的同常检测技 术。英国中央科学实验室( c s l ) 建立了1 0 4 种农药残嫠壁| 司时检测的方法；加潮食品农避 部所属的分析化学中心丌发的多农药残留快速扫描方法，适用于新鲜蔬菜、水果( 高水 分、低脂肪类) 样品巾4 大类( 有机磷、有机氯、拟除虫菊酯、氨基峰l 酸酯) 2 0 0 多种未知农 药残留的快速测定；美国食品药品监督管理局农药分析手册中的多残静分析方法可同时 检澳s j 3 0 0 多种农药：德国科学研究协会建立了3 2 0 种农药残留的多残留枪测方法1 1 3 i 。 有关农药多残鼷分析的研究，国内矫进行了大量的研究，麸国内外酶研究情况来看， 农药多残留分析方面已取得了相当快的发展，并且继续向深度和广度方面发展。 1 。3 样品前处理方法及技术 农药残蛩分析是对复杂混合物中痕量组分的分析，它既需要精细微跫的分离富集手 段，又需要高灵敏度的痕量检测技术。残留分析大致可分为样晶采集、样晶静处理、分 析测定、数据处理与报告结果几个步骤。统计结果表明，上述几个步骤中，各步所需时 间占全部分析时闻的吾分比分别为样品采集6 。o ，样品翦处理6 l 。0 ，分析测定、数据 处理与报告3 3 0 6 1 j 。因此有入说：“选择个合适的日矿处理方法，等于完成了分析工 作的一半。恰如其分地道出了样品莳处理的重要性。样品d i f 处理的基本目的是要尽可 能地除去与待测物同时存在的杂质，最大限度地傈留圈标分祈物，从而降低检测限，提 高方法的灵敏度，保证分析结果的准确可靠【1 5 j 。 第一。章绪论 样品前处理过程一般包括样品的提取、净化、浓缩、衍生等步骤。提取是指使用适 当的溶剂将待测物连同样品基质从样品中转移到易于净化和分析的状念：净化是指将待 测物与提取液中的干扰物质分离：浓缩是指采用适当的方法减少一些在常用检测器上没 有响应的痕量组分的溶液体积，使它的浓度达到响应值的浓度：衍生是通过化学反应将 样品中难于分析检测的目标化合物定量地转化成另一种易于分析检测的化合物，通过对 后者的分析检测来对目标化合物进行定性和定量分析。由于被测样品组成的复杂性及不 同农药品种理化性质( 如极性强弱、沸点高低、溶解度大小等) 的差异，农药残留分析必 须根据不同样品的基质和不同目标分析物的性质采用不同的自，j 处理方法。 1 3 1 经典的样品前处理技术及其特点 经典的样品前处理方法多达几十种，常用的提取方法有浸渍法、漂洗法、振荡法、 匀浆法、索氏提取法、消化法、超声波提取法等。净化方法有液一液分配、吸附柱层析、 磺化法、凝结沉淀法等。浓缩方法有自然挥发法、吹扫蒸馏法、真空旋转蒸发法等。 常规前处理方法的主要缺点是：( 1 ) 劳动强度大，提取净化过程繁琐，耗费时问长。 ( 2 ) 手工操作居多，样品容易损失，引进误差的机会增多，工作效率低。( 3 ) 消耗大量的 有机溶剂( 如液一液萃取、索氏提取等) ，容易对操作人员健康造成危害，污染环境。到 了9 0 年代以后，样品萃取净化技术有了较快发展，出现了许多新的样品自订处理技术， 如固相萃取法、凝胶渗透色谱法及超临界流体萃取法等。这些方法与传统方法相比，具 有溶剂用量少，操作容易，目标物损失少等优点，得到了广泛的应用i l 6 。7 j 。 1 3 2 样品前处理新技术及其特点 1 3 2 1 固相萃取技术及特点 固相萃取技术( s o l i dp h a s ee x t r a c t i o n ，s p e ) 是一种基于液相色谱分离机制的样品日，j 处理方法。该法利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附，与样品中的基体和干 扰化合物分离，然后用沈脱液洗脱，从而达到分离与净化目标化合物的目的。其主要分 离模式有正相s p e ( 吸附剂极性大于洗脱液极性) 、反相s p e o 吸附剂极性小于洗脱液极 性) 、离子交换s p e 和吸附s p e 。常用的f 相吸附剂有硅酸镁，硅胶。反相s p e 采用化 学键合c 1 8 c 8 ，c n 等，其它还有聚二甲基硅氧烷，聚丙烯酸盐等聚合物。与l l e 等传 统分离富集方法相比，s p e 具有高回收率和富集倍数、有毒有机溶剂用量少、操作简便、 易与实现自动化等优点i l 引。 离线s p e 包括四大步骤：( 1 ) 活化，除去填料上杂质，并使疏水性填料溶剂化；( 2 ) 吸 附，使分析物尽量吸附于吸附剂上：( 3 ) 洗涤，以除去吸附于吸附剂上的杂质：( 4 ) 沈脱， 用合适溶剂尽可能完全的将分析物沈脱下来l l 圳。 固相萃取法s p e 小柱及沈脱溶剂的选择：固相萃取法中固相小柱的选择要根据实际 需要来选择。根据样品中不同的组分和沈脱量选择不同类型和大小的固相小柱。如果选 4 第一章绪论 择了吃实际需要容量小的固相小柱，刘会造成成分流失；反之，剃会造成浪费。固褶萃 取法固定相与从基体中萃取出的成分的关系见表1 1 。 表1 - 1 不同类型固相小柱的特点 s p e 洗脱溶剂的选择：根据样品中杂质和被测成分极陆的不同，所需洗脱溶剂也不 相同，正确的选择洗脱溶剂，对提离方法的回收率有搬大的作用。 袭1 - 2s p e 洗脱溶剂种类 正相矧定相溶寿| l 强度反稠黼定相 止己烷牙；水 异辛靛甲醇 甲苯弊丙酵 氯仿乙腈 二氯甲烷褥酮 四氢呋喃乙酸 乙醚乙醚 乙酸四氧呋哺 丙酮二氯甲烷 乙艚氯仿 异丙孵、，甲苯 甲醇 癸辛烷 水； 正己烷 对水样和其他液体祥品( 如牛奶、饮料、血浆、尿等) ，在选择合适的萃敬拣和洗脱 液及其他优化条件后，可萃取、富集、净化一步完成，然后直接进行气相色谱( g a s c h r o m a t o g r a m ，g c ) 或高效液相色谱( h p l c ) 分析。对固体样品s p e 主要用于净化。 提取仍须溶荆萃取，根据需要，净化时可以单柱使用，也町以多个柱审联使用。 s p e 既可用于复杂样品中微量或痕量目标化合物的提取，又可用予目标化合物净化 与富集，是冒酶残留分橱中样品彝蓍处理的主流技术之一。童美国w a t e r s 公司的s e p p a k 投放市场后，固相萃取法技术取得很大进步，各种c 8 、c 1 8 、腈摹、氨摹和其它特殊填 料的微柱相继得到应用【6 1 。刘丰茂、钱传范等1 2 0 】用i s o l u t e e n v 和s p e 柱对水中1 2 种 5 第一章绪论 农药进行固相萃取方法研究，水中添加浓度为l ，5 ，1 0 1 t g l 三个水平，其中l 1 种农药 的添加回收率为6 2 3 1 0 5 o ，只有克百威的回收率较低。刘长武等1 2 l j 用乙睛提取样 品，经s p e 柱净化浓缩，采用柱后衍生一荧光检测高效液相色谱法对蔬菜、水果中的氨 基甲酸酯类杀虫剂及其代谢产物进行多残留快速测定，整个分析过程只有l 1 5 小时， 标准添加回收率7 0 0 o - - 1 2 0 ，最低检测限0 0 0 4 2m g k g 0 0 1 0 6 m g k g 。刘永波等1 2 2 1 用乙 腈提取，用f l o r i s i l 固相萃取柱净化，采用g c m s 对蔬菜、水果中4 4 种有机氯和拟除 虫菊酯进行检测，添加凹收率在7 0 - - - 1 1 6 ，最低检出限为0 2 p p b 2 0 p p b 。 1 3 2 2 超i 临界流体萃取技术 所谓超临界流体是指处于临界温度和临界压力的高密度流体，这种流体介于气体和 液体之间，兼具二者的优点。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 n ，s f e ) 是 指利用处于超临界状态的流体作为溶剂，萃耿分离样品中待测组分的萃取方法1 2 引。 该法利用超临界流体既具有高渗透性又具备高溶解能力来分离固体和半固体样品 中的目标分析物。目前常用的超临界流体是c 0 2 1 6 】，其分子极性较小，可用于捉取非极 性或弱极性农药残留。对极性较强的组分，则需要在c 0 2 中加入适量的极性溶剂如甲醉、 乙醇等来调节其极性，或采用极性的超临界流体如n 2 0 ，n h 3 等。s f e 的样品用量少， 样品提取在低温下进行，避免了农药的损失及降解，大大提高了分析方法的可靠性，并 使得分析时间缩短，排除了有机溶剂的污染1 6 j 。s f e 能同时完成萃取和分离两步操作， 是当前发展最快的分析技术之一。王建华1 2 4 j j 每水果、蔬菜与无水硫酸镁混合，经s f e 提取后用g c 测定了样品中百菌清、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂残留量。邱月明等1 2 刘 介绍了一种用s f e 进行样品前处理，用吸附小柱进行富集和净化，g c e c d 测定粮谷和 茶叶中1 7 种有机氯农药钱留量的方法。结果显示，对于粮谷，回收率大于8 6 ；对于 茶叶，回收率大于8 1 。 1 3 2 3 基质固相分散萃取技术 基质固相分散萃取( m a t r i xs o l i d p h a s ed i s p e r s i o ne x t r a c t i o n ，m s p d e ) 技术的基本原 理是将涂渍有c 1 8 键合相或其它聚合物的担体作固相萃取材料与样品( 固念或液态) 一起 研磨，得到半于状念的混合物并将其作为填料装杜，然后用不同的溶剂淋洗柱子，将待 测物洗脱【2 引。一般情况下，萃取液可直接进行分析榆测。m s p d e 是在s p e 基础e 改进 后的样品自i 处理方法，它使样品的提取、过量、浓缩和净化等步骤一次完成，避免了液 一液分配时乳化现象的产生，可大大节约试剂、时问和人力，且不需要特殊仪器设备【2 7 j 。 杨容1 2 8 j 采用m s p d e h p l c 测定小麦、水稻中痕量呋喃月残留，平均回收率9 0 4 9 5 6 r s d 为1 0 0 旷3 5 。冯秀琼等采1 27 j 用m s p d e 进行样品预处理，g c f p d 测定中草药 中有机磷农药的残留，回收率一般之8 0 ，r s d 为1 0 1 3 4 ，最低检出浓度为 4 p p b 2 6 p p b 。 1 3 2 4 固相微萃取技术 固相微萃取( 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 ) 技术的基本原理是利用待测物在介 6 第一章绪论 质和萃取相间的非均相分配平衡，使待测组分扩散到石英纤维萃取头表面的固定相涂层 中，待分配平衡后，与g c 或h p l c 联用来分离和测定待测组分，适用于分析挥发性和 半挥发性有机物1 2 9 j 。取样、提取、浓缩、进样一步完成，全过程无需溶剂i 6 j ，但是萃 取涂层容易磨损，使用寿命有限1 2 引。谢文明等1 3 0 l 利用s p m e 对样品进行处理，对二t 壤 中滴滴涕和六六六等有机氯农药进行了多残留测定，方法相对标准偏差9 8 8 0 o 3 2 4 3 ， 线性范围可以达到三个数量级。 1 3 2 5 微波辅助萃取技术 微波辅助萃取( m i c r o w a v e a s s i s t e de x t r a c t i o n ，m a e ) 技术是利用微波卣接与待测物 作用，微波的激活作用导致样品机体内不同成分的反应差异，使待测物与机体快速分离， 并达到较高产率1 3 。即利用微波来强化溶剂的萃取效率，使被分析物从固体或半固体的 样品基质中溶解分离出来。m a e 具有高效、安全、快速、试剂用量少、易于自动化控 制等优点，适用于热稳定性物质如农药等的提取，并可同时进行多个样品的提取1 3 引。 m a e 中溶剂的选择非常重要，直接影响萃取结果。由于非极性溶剂介电常数小， 对微波透明或部分透明无法进行萃取分离。因此在微波萃取时，要求溶剂必须具有一定 的极性，对待测组分有较强的溶解能力，对后续测定的干扰较少，此外也应考虑溶剂沸 点因素。m a e 的最佳参数除了萃取溶剂外，还包括萃取设备、萃取温度及萃取时f b j 的 选择【33 。冯秀琼【3 4 1 等用m a e 萃取、g c 法测定了中草药中的1 4 种农药钱留。 1 3 2 6 加速溶剂萃取技术 加速溶剂萃取( 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 ) 技术是在高温和加压条件下，用 有机溶剂萃取固体或半固体样品的自动化方法【”i 。提取溶剂的选择与索氏提取法相同， 提取液需要净化才能检测i 1 6 1 ，其优点是有机溶剂用量少、方法快速、待测组分贮i 收率高 1 2 9 1 o 1 3 2 7 凝胶渗透色谱技术 凝胶渗透色谱( 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 ，g p c ) 法又称空| 日j 排阻色淆法，是基 于物质分子大小和形状不同，通过具有分子筛性质的固定相( 凝胶) 将物质进行分离。不 仅可用来分离和测定小分子物质，而且还可以分析具有相同化学性质但分子体积不同的 高分子同系物，其主要依据在于相对分子质量的差别。根据这种差别，通过g p c 可以 将农药与农药、农药与共提取物分开，从而使之得到分离和净化。该方法主要应用于农 药残留分析中脂类提取物与农药的分离，是含脂类食物样品农药残留分析的主要净化手 段1 6 j 。与吸附柱色谱等净化技术相比，凝胶渗透色谱技术具有净化容麓大、可重复使用、 适用范围广、使用自动化装置后净化时间缩短、简便、准确等优点1 36 。刘月i 、钱传范【3 7 用g p c 净化谷物中8 种有机磷和2 种有机氯杀虫剂，进行多钱留分析，标准添加回收 率8 1 7 4 1 0 1 6 0 之间，r s d 为0 6 - - - 1 2 5 3 。 1 3 2 8 免疫亲和色潜技术 7 第一章绪论 免疫亲和色谱( i m m u n o a f f i n i t yc h r o m a t o g r a p h y ，i a c ) 是一种将免疫反应与色谱分离 相结合的方法，它依据免疫反应的基本原理，利用色谱的差速迁移理沦，实现样品的分 离【3 6 1 。其基本过程是将抗体( 或抗原) 与惰性基质( 如珠状琼脂糖、键合相硅胶等) 偶联制 成固定相装柱。当含有待测组分的样品通过i a c 柱时，固定抗体( 或抗原) 选择性地与待 测物结合，其它不被识别的样本中的杂质经淋洗，不受阻碍地流出i a c 柱，然后在适当 条件下将抗原抗体复合物解离沈脱，从而选择性地提取与浓缩超微量的目标化合物。由 于i a c 是基于抗原抗体相互作用的专一性，从样品中选择性地提取净化目标分析物，能 够满足农药残留分析中的高分辨、高灵敏度、低检测限的要求，是一项颇具发展潜力的 样品前处理技术，它所具有的高选择性的净化和富集能力使得复杂繁琐的样品自，j 处理问 题变得简单化。 样品的前处理是农药残留分析过程中重要的步骤之一，它能保证测定结果的可靠， 减少对色谱柱和检测仪器的污染，提高检测效率。不同的自订处理技术有其各自的优缺点 和使用范围。在实际工作中应根据待测样品的种类和堆质。测定结果要求和榆测仪器的 不同，并结合实际条件选择合适的日i 处理方法。 1 4 多农药残留检测方法 色谱法仍是农药残留分析的常用方法，对于挥发性农药常用气相色谱法( g c ) 测定： 对于挥发性差、极性和热不稳定性的农药则采用l c 测定6 1 。目自，j 在农药钱留分析中使 用的方法g c 、高效液相色谱法( h p l c ) 、气相色谱质谱法( g c m s ) 、液相色谱质谱 法( l c m s ) 、薄层色谱法( t l c ) 、超临界流体色谱( s f c ) 法及毛细管电泳法( c e ) 和 酶免疫分析法( e i a ) 等。 1 4 1 薄层色谱法 薄层色谱法主要依据样品和标准样的相互对照的比移值r 1 值来定性，也可以采用 相对比移值r s 。来粗略定量。它常用硅胶和氧化铝做吸附剂，常用的展丌剂为环己烷：己 烷( 1 ：1 ) 、四氯化碳：乙酸乙酯( 8 ：2 ) 等。t l c 已被应用于蔬菜及植物中某些有机磷农 药残留的检出与定量测定，其最小榆出景、灵敏度和精密度都较理想，通常灵敏度可达 陷【3 引。这种方法简单、快速，可同时分析多个样品，多用于复杂混合物的分离和筛选。 8 0 年代发展起来的高效薄层色谱法( h p t l c ) 与扫描技术结合，更是一种易于建立和掌 握的半定量技术【6 j 。 1 4 2 超临界流体色谱 s f c 是以超临界流体为流动相的色谱方法，主要用于非极性或弱极性农药的分析。 s f c 可以使用g c 或h p l c 的检测器以及与m s 质谱、傅立叶变换红外光谱仪联用。毛 细管超临界流体色谱( c a p i l l a r ys u p e r - c r i t i c a le x t r a c t i o n ，c s f c ) 的进展，促进了s f c 的 进步。c s f c m s 是近年来发展的联用技术，主要用于大分子量、热不稳定的复杂混合 物分析，尤其对热不稳定的物质，采用c s f c m s 町较方便的分离榆测1 6 i 。 8 第一章绪论 1 4 3 毛细管电泳法 由于鼍细管电泳法具有分离效率高、快速、样品用量少等特点，近年来得到了迅速 发展，各种分离模式相继建立。毛纲管电泳与质谱联溺町用于谷物和其它基质中带电荷 基团的农药及其代谢物的贱留检测【6 i 。 1 4 4 酶免疫分析法( ela ) 酶免疫法是基予抗原抗体特异性识别和结合反应为基础的分析方法。分子量大的农 药，可直接作为抗原免疫动物，使其产生抗体。而小分子农药必有与载体蛋白结合，l 能刺激生物体产生网标物的特异性抗体。酶免疫分析是在农药残留检测中最为常用的方 法，其中又以酶联免疫( e li s a ) 研究的最多，这种方法安全、简便、灵敏度高，具有简 便快速、特异性强等优点p 。传统的e l i s a 法只用于水样的分析，现在，它已逐渐扩 展到其它基质中农药残留的分析。 1 4 。5 气相色谱法和气相色谱一质谱法 气相色谱法是以气体为流动相的色谱法。g c 常用于挥发住农药的检测，其有操作 简便、分柝速度快、分离效能高、灵敏度高以及应用广泛等特点。传统的g c 使用的足 填充桂，由于分析效率低，检测范圈窄，现在已逐渐被毛细管柱所取代，实现了分离大 量具有相似物化性质的农药1 2 9 1 。色谱柱的选择取决于待分离农药的性质。气相色醋的检 测器种类很多，共有3 0 多种。常用于食品中农药残鹧成分分离分析的检测器仍然是电 子捕获检测器( e c d ) 、火焰离子纯检测器( f i d ) 、火焰光度检测器( f p d ) 和氮磷检测器 ( n p d ) 等。e c d 是具有高选择性和高灵敏度的离子化检测器，其选择，降只对具有电负性 的物质有响应，尤其对卤代烃具有较高的昀应，近年来被认为是分析食照中有机氯农药 残留很好的检测器。孔祥虹等f 4 0 l 研究了对果蔬中1 7 种有机氯钱留农药的测定，方法榆 测限为o 5 牲k g 8 0 p 埏，回收率为8 0 7 l1 3 1 ；王一茹1 4 1 l 等采用双f p d 、双e c d 分别对新鲜蔬菜水暴中有机磷和有机氯、拟除虫菊醮类农药进行检测，其添棚鄹| 收率、 变异系数、最低检测限等各项指标完全达到技术要求。氮磷检测器是在氢火焰离子化检 测器上发展起来的一种专属性检测器，它对含n 或p 的有机化合物具有良好的选择性， 是测定有机磷和氨基甲酸酪等农药的常用检测器。氮磷检测器对于分析有机磷类农药有 着好的选择性和灵敏度，庄无忌等【4 2 1 用氮磷检测器分析了蔬菜内的2 2 种有机磷农药残 留，分离分析效采令人满意。苟会萍等l 用氮磷榆测器分拆了枸杞鲜果中七种农药的残 留，平均回收率为8 2 1 - - 1 0 5 9 ，相对标准偏差为0 4 1 7 1 5 6 ，线性范围在0 0 1 p g m l - 1 。0 1 t g m l 之| 珏j ，相关系数0 。9 9 9 4 0 。9 9 9 9 。 g c - m s 将气相色谱仪和质谱仪串联起来，成为联机使用的检测技术。它具有气相 色谱高分离性能，又具有质谱准确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，农药代澍物和降解物麓检测具有突出静优点，僵g c m s 对群晶的 极性和热稳定性有定要求，有时需要衍生化彳能枪测。谢文明等【3 0 】利用g c m s 对土 壤中滴滴涕和六六六等有机氯农药进行了多钱留测定，方法相对标准偏差 9 第一章绪论 9 8 8 0 0 3 2 4 3 ，线性范围可以达到三个数鼍级；刘永波掣2 2 l 采用g c m s 对蔬菜、水果 中4 4 种有机氯和拟除虫菊酯进行检测，添加回收率在7 0 l l6 ，最低榆出限为 0 2 2 0 p p b ；马晓东等l 用液液提取，层析柱净化，g c m s 分析大蒜中4 1 种常用杀虫 剂，其方法灵敏度、准确度及添加回收率均符合农药残留分析要求。g c m s 作为一种 新的分离分析方法要广泛用于农残分析中，在如何提高其检测信噪比，降低最低检测限 等方面仍然需要进一步的研究。 1 4 6 高效液相色谱法和液相色谱一质谱法 对于受热易分解或失去活性的物质，不能直接或不适合用g c ，因此许多样品只能 通过液相色谱的方法测定。据估计，g c 方法仪能解决2 0 左右有机物分析，而8 0 左 右的有机物可用h p l c 方法分析，h p l c 方法在分析工作中应片j 十分广泛。在农药钱留 分析中，通常使用c 8 及c 1 8 反相高效液相色谱法，而以硅胶、腈基、氨基为极性键合 相的色谱柱则用于特定的分析：短柱或小口径柱可提高分析速度【6 j 。h p l c 法常用于半 挥发性、非挥发性、极性以及热不稳定的农药残留分析，尤其是氨基甲酸酯类农药的检 测【6 l ，适用于分析酒及水中的农药而不适用于食品及饲料等i ”j 。王一茹等1 4 l j 采用h p l c 柱后衍生和双试剂系统荧光检测器对新鲜蔬菜水果中n 甲基氨基甲酸酯类农药进行检 测，其添加回收率、变异系数、最低检测限等各项指标完全达到技术要求：祁彦1 4 列对 大豆采用乙腈提取、正己烷液液分配、弗罗罩硅土填充柱净化、r p h p l c d a d 检测， 1 0 种磺酰脲类除草剂在0 1 1 0 0 9 9 m l 范围内线性良好，相关系数在0 9 9 9 6 0 9 9 9 7 ， 加标回收率为6 9 8 1 0 0 7 ，6 次测定结果的相对标准偏差为1 8 9 1 0 4 3 。 h p l c 与m s 联用研究起步予2 0 世纪7 0 年代，是随着质谱软电离和接口技术的发 展而出现的。目自i l c m s 中应用最广的接口有电喷雾接口( e s ) ，离子喷雾接口( 1 s ) 年u 大 气压离子接口( a p c i ) 。l c m s 主要用于大分子量、热不稳定的复杂混合物分析，尤其是 热不稳定的物质。祁彦【4 5 j 对大豆采用乙腈提取、正己烷液液分配、弗罗单硅土填允柱 净化、l c m s 检测，1 0 种磺酰脲类除草剂在o 0 2 5 1 0 p g m l 范围内线性良好，相关系 数在0 9 9 9 6 - 0 9 9 9 7 ，加标回收率为7 2 1 9 8 8 ，6 次测定结果的相对标准偏差为 0 9 0 7 7 4 ，各项指标均优于采用相同自订处理的h p l c d a d 检测方法。 g c 和h p l c 与m s 联用可以提高测定和分离能力，m s 是g c 的理想“榆测器”， 虽然m s 的灵敏度较e c d 的灵敏度低，但m s 可以提供样品的详细结构信息。h p l c m s 欲鉴定的化合物不受其是否具挥发性的限制，因此l c m s 比g c m s 的应用日订景更为广 泛【3 i l 。 1 5 农药残留检测方法的评价指标 在农药残留分析方法的建立过程中，必须对方法用一些指标来进行衡量，彳能对方 法的可靠性进行评估，知道方法足否可行。对农药残留分析方法进行评估的指标主要有 以下几个：方法的准确度、方法的精密度和方法的灵敏度。 l o 第一章绪论 1 5 1 方法的准确度 方法的准确度( a c c u r c y ) 指的是实验的测定值与真实值( t u r ev a l u e ) 的接近程度。 由于真实值往往无法直接进行测量，所以在农药残留检测中用样品的添加回收率 ( f o r t i f i e dr e c