农药分析总结

农药加工分析总结,分析篇,一、农药分析与残留分析的任务1、农药分析：对农药产品质量指标的控制分析。2、农药残留分析的任务研究农药环境作用的主要手段,第一节 农药分析与残留分析的任务与地位,第二节农药登记中对农药分析的要求,农药登记的类型：.新有效效成分（临时和正式）；.特殊有效成分；.新制剂；.相同产品；.分装产品；.新使用范围和使用方法；.特殊需要的农药登记。一、产品化学资料.产品标准：产品名称、基本物化参数、适用范围、产品的组成和外观、产品技术项目和指标、试验方法、产品的检验和验收、规格、标志、标签、包装和贮运、产品质量保证期.产品标准编制说明：制定标准的目的，制定标准的依据和工作概况、技术指标确定的依据、有效成分的检验方法、试验方法的详细说明及评价。.质量检验报告,第二章 农药理化性状分析 第一节 水分的测定卡尔费休法（Karl Fisher）是一种非水溶液氧化还原测定水分的化学元素分析方法,该法的原理是:以合适的溶剂溶解样品,加入已知滴定度的卡尔费休试剂(碘、二氧化硫、吡啶和甲醇组成的溶液）时，水将与I2、SO2、C5H5N进行定量反应。 I2+SO2+3C5H5N+H2O2C5H5NHI + C5H5NSO3 C5H5NSO3 + CH3OH C5H5NHSO4CH3 确定终点的办法常用“永停滴定法”I-2e- I2,第五节 悬浮率测定 悬浮率的测定是决定可湿性粉剂、微囊悬浮剂、水悬浮剂、水分散粒剂和悬浮种衣剂等多种剂型质量好坏的重要因素之一。基本原理：药剂在进入水中之后，服从托克斯定律，粒子下降的速度与其本身的密度和粒径的平方成正比。 在农药制剂加工中，影响粒子下降速度的主要原因 为粒径大小和粒谱的宽窄。分散剂的加入会有效阻止小颗粒聚结成大颗粒。,第六节 细度测定细度通常用筛析法测定，即以能否通过某一孔径的标准筛目来表示其粒子大小。一般有干筛和湿筛两种方法。 湿筛法：称20克样品置于500mL烧杯中，加入300mL自来水，用玻璃棒搅拌23min，使其呈悬浊状。然后全部倒至筛上，再用水清洗烧杯，洗水也倒至筛中，直至烧杯底部的粗颗粒全部洗至筛中为止。然后用内径9 10mm的橡皮管导出的自来水冲洗筛上的残余物，水流速为4 5L/min。橡皮管末端出水口保持与筛缘平齐为度。在筛洗过程中，保持水流对准筛上的残余物，使其能充分洗涤，一直洗到通过筛的水清亮透明，没有明显的悬浮物存在为止。把残余物冲至筛之一角，并转至恒重的蒸发皿中，将蒸发皿中的水分加热至近干，再置于烘箱内在适当的温度下烘干，冷却，称至恒重。 细度百分含量X(m-m1)/m 100% 式中： m粉剂样品的重量，（g）； m1筛上残余物的重量，（g）。,plantchemprotCompany Logo,茨维特实验（动画m4-1-1.swf）,展示分离模拟过程,1906年，茨维特利用不同色素在活性碳酸钙与石油醚的共同作用之下在玻璃柱中呈现出不同的运行速度，能使其达到彼此分离.,茨维特在他的原始论文中，把上述分离方法叫做色谱法(chromatography)。,在柱中出现的有颜色的色带叫做色谱图(chromatogram)。,填充CaCO3的玻璃柱管叫做色谱柱(column)。,具有大表面积的CaCO3固体颗粒称为固定相(stationary phase)。,推动被分离的组分（色素）流过固定相的惰性流体（上述实验用的是石油醚）称为流动相(mobile phase)。,色谱分析法实质上是一种物理化学分离方法，即利用不同物质在两相（固定相和流动相）中具有不同的分配系数（或吸附系数），当两相作相对运动时，这些物质在两相中反复多次分配（即组分在两相之间进行反复多次的吸附、脱附或溶解、挥发过程）从而使各物质得到完全分离。,1按两相分子的聚集状态分类： 流动相 固定相 类型,色谱法的分类,2按操作方式分类：,第三章 有效成分分析经典方法,第一节 薄层色谱法一、薄层色谱法原理 薄层色谱法的原理按作用方式分为吸附、分配、离子交换及凝胶色谱法等。农药分析中主要使用吸附薄层色谱。 吸附色谱法：利用样本中各组分的理化性质不同，它们在吸附剂（或固定相）上被吸附或解吸附的作用力大小不同，在随展开剂由原点向预定的前沿移动时，各组分在两相间反复进行吸附和解吸附过程，吸附强的成分难于被展开剂解吸下来，移动速度较小，吸附弱的成分较易被展开剂解吸附，移动速度大。移动速度的差别，使各成分达到分离。,二、操作技术薄层色谱法的操作程序为 制板、活化、点样、展开、显色、定性和溶出。,特点：操作简单、效果比纸上色谱法要好。显色后斑点集中并且可以定量分析（与薄层扫描仪配套）。试样量少，几微克到几百微克。可以为高效液相色谱选择合适的固定相。,溶剂（展开剂）选择,溶剂（展开剂）选择： 展开剂也被称为溶剂系统、流动相或洗脱剂，是薄层色谱法中用作流动相的液体。展开剂的选择必须根据被分离物质与所选用的吸附剂性质这两者结合起来加以考虑 一般情况下用用混合溶剂剂调节极性。 弱极性溶剂：石油醚、烃、卤烃 中等极性：乙醚、丙酮、醇、乙酸乙酯 强极性 ： 水、酸,二、氧化还原滴定法 要求： （1）反应能定量地完成；（2）反应速度快；（3）有较简便可靠的方法确定等当点。（一）磺量法：利用I2的氧化性和I的还原性进行滴定的方法。 I2+2e 2I-,A黄原酸钾,设计实验方案,现有50%多菌灵可湿性粉剂，存放一定时间后发现包装已破损，为了确定该产品是否可以使用，对其进行有效成分分析。,称取一定量50%多菌灵可湿性粉剂样品，用一定体积的溶剂提取有效成分，取一定体积的提取液在GF254硅胶薄层板上点样，展开，紫外灯下显色，刮下多菌灵斑点或条带，用乙醇溶出。根据样液中多菌灵的含量情况，选定与样液含量相近的标准工作溶液。在286 nm波长下对标准工作溶液和样液分别进行测定。试样中多菌灵含量： X（%）（从曲线上查到的多菌灵含量 分取倍数系数（前处理回收率的倒数）/制剂取样量 100,第一节 概 述,气相色谱法（GC）是英国生物化学家马丁等人在研究液液分配色谱的基础上，于1952年创立的一种极有效的分离方法，它可分析和分离复杂的多组分混合物。目前由于使用了高效能的色谱柱，高灵敏度的检测器及微处理机，使得气相色谱法成为一种分析速度快、灵敏度高、应用范围广的分析方法。,气相色谱法的特点：三高一快一广,1.高选择性选择性检测器2.高效能在很短的时间内就能分离测定性质极为复杂的混合物3. 高灵敏度分离微量、痕量组分用高灵敏度的检测器可测出样品中10 -11 10-13 g组分；样品用量少：,4.分析速度快样品准备好后，几分钟几十分钟即可,5. 应用范围广,在柱温条件下有一定蒸气压且稳定性好的样品都能测定，只要在 196 450 温度范围内有27 1330 Pa蒸气压且不分解的物质原则上都能测定，不论它是气体、液体和固体。 对于挥发性低和受热易分解的物质，若能通过化学衍生方法使其转化为挥发性大、热稳定性好的衍生物，同样可用气相色谱分离和分析。 GC 主要用于分离和定量，可广泛应用在环保、临床、药物、农药、食品、污染物等方面的测定,气相色谱法又可分为:气固色谱（GSC） 气液色谱（GLC）：,气固色谱：是用多孔性固体为固定相，分离的对象主要是一些永久性的气体和低沸点的化合物.气液色谱：固定相是用高沸点的有机物涂渍在惰性载体上由于可供选择的固定液种类多，故选择性较好，应用亦广泛。,第二节 基本原理,原理：利用样品中各组分在色谱中的吸附力或溶解度不同，也就是利用各组分在色谱柱中气相和固定相中的分配系数不同来达到各组分的分离。,二、进样系统 进样装置和汽化室,汽化室：可控温度为50500，一般比柱温高3070 ,1、进样装置液体：0.5、1、5、10、25、50 L (一般进样0.110 L）气体：0.255 mL 注射器或六通阀 (一般进样0.110 mL）,2. 汽化室 样品在汽化室汽化，并很快被带入色谱柱,三、分离系统 把混合物样品中各组分进行分离的装置,分离系统由色谱柱组成，它是色谱仪的核心部件，其作用是分离样品。色谱柱主要有两类：填充柱和毛细管柱。 （1）填充柱 填充柱由不锈钢, 玻璃或聚四氟乙烯等材料制成，内装固定相，一般内径为26 mm，长15m。填充柱的形状有U型和螺旋型二种。柱内填充固定相，制作简单，柱容量大，操作方便，分离效果足够高，n在102103之间，应用普遍。,四、控制温度系统,在气相色谱测定中，温度是重要的指标，它直接影响色谱柱的选择分离、检测器的灵敏度和稳定性。控制温度主要指对色谱柱炉，汽化室，检测器三处的温度控制。色谱柱的温度控制方式有恒温和程序升温二种。对于沸点范围很宽的混合物，往往采用程序升温法进行分析。程序升温指在一个分析周期内柱温随时间由低温向高温作线性或非线性变化，以达到用最短时间获得最佳分离的目的。,五、检测和数据处理系统,样品经色谱柱分离后，各成分按保留时间不同，顺序地随载气进入检测器，把进入的组分按时间及其浓度或质量的变化，转化成易于测量的电信号，经过必要的放大传递给记录仪或计算机，最后得到该混合样品的色谱流出曲线及定性和定量信息。,常用固体吸附剂主要有强极性的硅胶，弱极性的氧化铝，非极性的活性炭和特殊作用的分子筛等。使用时，可根据它们对各种气体的吸附能力不同，选择最合适的吸附剂 .主要用来分析永久性气体和一些低沸点物质,一固体固定相,高分子多孔小球由苯乙烯或乙基乙烯基等单体与交联剂二乙烯苯交联共聚而成。化学键合固定相由一些化学试剂与硅胶表面的硅醇基经化学键合而成。,二、气液色谱固定相,载体(担体)和固定液组成气液色谱固定相 1. 载体(担体)承担固定液的惰性物质,（l）对载体的要求 具有足够大的表面积和良好的孔穴结构，使固定液与试样的接触面较大，能均匀地分布成一薄膜，但载体表面积不宜太大，否则犹如吸附剂，易造成峰拖尾；表面呈化学惰性，没有吸附性或吸附性很弱，更不能与被测物起反应；热稳定性好；形状规则，粒度均匀，具有一定机械强度。,（2）载体类型 大致可分为硅藻土和非硅藻土两类。硅藻土载体是目前气相色谱中常用的一种载体，它是由单细胞海藻骨架组成，主要成分是二氧化硅和少量无机盐，根据制造方法不同，又分为:,红色硅藻土载体和白色硅藻土载体,红色载体和白色载体,红色载体: 是将硅藻土与粘合剂在900煅烧后，破碎过筛而得，因铁生成氧化铁呈红色，故称红色载体，其特点是表面孔穴密集、孔径较小、比表面积较大。对强极性化合物吸附性和催化性较强，如醇、胺、酸等极性化合物会因吸附而产生严重拖尾。因此它适宜于分析非极性或弱极性物质。国产：6201，201，301等 白色载体: 是将硅藻土与20的碳酸钠（助熔剂）混合煅烧而成，它呈白色、比表面积较小、吸附性和催化性弱，适宜于分析各种极性化合物。国产：101，102系列，英国和美国的Chromosorb系列等,非硅藻土载体有有机玻璃微球，聚四氟乙烯，高分子多孔微球载体等。这类载体常用于特殊分析，用于极性样品和强腐蚀性物质HF、Cl2等分析。但由于表面非浸润性，其柱效低。,（3）载体的表面处理(去活性处理）硅藻土载体表面不是完全惰性的，具有活性中心。如硅醇基或含有矿物杂,质，如氧化铝、铁等，使色谱峰产生拖尾。因此，使用前要进行化学处理，以改进孔隙结构，屏蔽活性中心。处理方法有酸洗、碱洗、硅烷化及添加减尾剂等。,（i）酸洗：用36molL-1盐酸浸煮载体、过滤，水洗至中性。甲醇淋洗，脱水烘干。可除去无机盐，Fe,Al等金属氧化物。适用于分析酸性物质。（ii）碱洗：用5%或10%NaOH的甲醇溶液回流或浸泡，然后用水、甲醇洗至中性，除去氧化铝，用于分析碱性物质。,(iii)硅烷化：用硅烷化试剂与载体表面硅醇基反应，使生成硅烷醚，以除去表面氢键作用力。如：,常用硅烷化试剂有二甲基二氯硅烷（DMCS），六甲基二硅烷胺（HMDS）等。,（2）组分分子与固定液间的作用力,在气相色谱中，载气是情性的，且组分在气相中浓度很低，组分分子间作用力很小，可忽略。在液相中，由于组分浓度低，组分之间的作用力也可忽略。主要存在的作用力是组分与固定液分子间的作用力，这种作用力反映了组分在固定液中的热力学性质。作用力大的组分，由于溶解度大，分配系数大。,（2）组分分子与固定液间的作用力,这种分子间作用力是一种较弱的分子间的吸引力，它不像分子内的化学键那么强。 它包括定向力、诱导力、色散力和氢键4种作用力。前三种统称范德华力。而氢键力则与它们有所不同，是一种特殊的范德华力。,（3）固定液的选择,对固定液的选择并没有规律性可循。一般可按“相似相溶”原则来选择。在应用时，应按实际情况而定。（i）分离非极性物质：一般选用非极性固定液，这时试样中各组分按沸点次序流出，沸点低的先流出，沸点高的后流出。（ii）分离极性物质：选用极性固定液，试样中各组分按极性次序分离，极性小的先流出。极性大的后流出。,（iii）分离非极性和极性混合物：一般选用极性固定液，这时非极性组分先流出，极性组分后流出。（vi）分离能形成氢键的试样：一般选用极性或氢键型固定液。试样中各组分按与固定液分子间形成氢键能力大小先后流出，不易形成氢键的先流出，最易形成氢键的后流出。（v）复杂的难分离物质：可选用两种或两种以上混合固定液。 对于样品极性情况未知的，一般用最常用的几种固定液做试验。,第六节 气相色谱检测器,气相色谱检测器是把载气里被分离的各组分的浓度或质量转换成电信号的装置。目前检测器的种类多达数十种。根据检测原理的不同，可将其分为浓度型检测器和质量型检测器两种： （l）浓度型检测器 测量的是载气中某组分浓度瞬间的变化，即检测器的响应值和组分的浓度成正比。如热导检测器和电子捕获检测器。 （2）质量型检测器 测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化，即检测器的响应值和单位时间内进入检测器某组分的量成正比。如火焰离子化检测器和火焰光度检测器等。,检测限某组分产生的响应信号为二倍于噪声信号时，单位时间（单位：S）或单位体积（单位：mL）通过检测器的量。 敏感度D表示为 D =2RN/S D越小，检测器越敏感，检测器的检测能力越强，所需样品量越少。,一个优良的检测器应具：灵敏度高，线性范围宽，响应迅速，稳定性好。通用性检测器要求适用范围广；选择性检测器要求选择性好。,一、热导检测器（thermal conductivity detector, TCD） 热导检测器是通用型检测器。几乎对所有物质都有响应。 由于结构简单，性能稳定，通用性好，而且线性范围宽，价格便宜，因此是应用最广，最成熟的一种检测器。其主要缺点是灵敏度较低。,热导池检测器检测原理是基于不同的物质有不同的导热系数。参比臂和测量臂与固定电阻组成惠斯登电桥。热导检测器电桥线路示意图：,2. 热导池检测原理,未进样时： （无信号输出） R1=R2 R参=R测 R参R1 R测R2 R参= R测,进样后： （输出信号） R参 R测,3影响热导检测器灵敏度的因素 （l）桥电流 桥电流增加，使钨丝温度提高，钨丝和热导池体的温差加大，气体就容易将热量传出去，灵敏度就提高。 响应值与工作电流的三次方成正比。所以，增大电流有利于提高灵敏度，但电流太大会影响钨丝寿命。一般桥电流控制在100200 mA左右（N2作载气时为100150mA，H2作载气时150200mA为宜）。,（2）池体温度： 池体温度必须高于柱温，以防止组分蒸气冷凝造成降低灵敏度。此外，池体温度升高，热丝电阻率下降，也会降低灵敏度，因此检测池温度不宜过高。 （3）载气种类 载气与试样的导热系数相差愈大，则灵敏度愈高。一般物质导热系数较小，故选择导热系数大的H2或Ne作载气有利于灵敏度提高。如用N2作载气时，有些试样（如甲烷）的导热系数比它大就会出现倒峰。,1. 特点：,灵敏度很高，比热导检测器的灵敏度高约103倍；检出限低；火焰离子化检测器能检测大多数含碳有机化合物； 死体积小，响应速度快，线性范围也宽，可达107以上；而且结构不复杂，操作简单，是目前应用最广泛的色谱检测器之一。 其主要缺点是不能检测永久性气体、水、一氧化碳、二氧化碳、氮的氧化物、硫化氢等物质。,检测器内腔有两个电极和筒状的放射源。放射源贴在阴极壁上，以不锈钢棒作正极，在两极施加直流或脉冲电压。放射源的射线将载气（N2或Ar）电离，产生次级电子和正离子，在电场作用下，电子向正极方向移动，形成恒定基流。当载气带有电负性溶质进入检测器时，电负性溶质就能捕获这些低能量的自由电子，形成稳定的负离子，使基流降低而产生负信号倒峰。最后，生成的负离子再与正离子碰撞形成中性分子排出。,2捕获机理,基流降低而产生负信号,形成恒定基流,四.火焰光度检测器(flame photometric detector, FPD),火焰光度检测器，又称硫磷检测器，它是一种对含磷、硫有机化合物具有高选择性和高灵敏度的质量型检测器，检出限可达10-12gS-1（对P）或10-11gS-1（对S）。这种检测器可用于大气中痕量硫化物以及农副产品，水中的毫微克级有机磷和有机硫农药残留量的测定。,1.高速：HPLC采用了高压输液设备，流速大增加，分析速度极快，只需数分钟；而经典方法靠重力加料，完成一次分析需数小时；2.高效：填充物颗粒极细且规则，固定相涂渍均匀，传质阻力小，因而柱效很高，可以在数分钟内完成数百种物质的分离；3.高灵敏度：检测器灵敏度极高：最小检测量：UV109g，荧光检测器1011g；4.自动化程度高。,第一节 概 述,一、高效液相色谱与经典液相色谱方法的比较,(2) 高压输液泵为了获得高柱效而使用粒度很小的固定相（10m），液体的流动相高速通过时，将产生很高的压力，因此高压、高速是高效液相色谱的特点之一。要求：密封性好，输液流量稳定无脉冲，可调范围宽、耐腐蚀。 机械往复式恒流泵（每分钟往复25100次）,(3)梯度洗脱装置,低压梯度:,一台高压泵, 通过比例调节阀,将两种或多种不同极性的溶剂按一定的比例抽入高压泵中混合。,(四) 液相色谱检测器,a. 紫外检测器 应用最广，对大部分有机化合物有响应。特点：灵敏度高；线形范围高；流通池可做的很小(容积 510L)；对流动相的流速和温度变化不敏感； 可变波长检测器：波长可选（190700nm），易于操作；可用于梯度洗脱。 在选择测定波长时注意：溶剂必须能让所选择的光透过，即所选波长不能小于溶剂的最低使用波长。,一、 液-固吸附色谱,固定相：固体吸附剂如硅胶、氧化铝等，较常使用的是510m的硅胶吸附剂。流动相：各种不同极性的一元或多元溶剂。基本原理：利用溶质分子占据固定相表面吸附活性中心能力的差异；对具有不同官能团的化合物和异构体有较高选择性。,二、 液-液分配色谱,基本原理：根据各待测在互不相溶的两溶液中的溶解度不同，因而具有不同的分配系数。在色谱柱中，随着流动相的移动，这种分配平衡需进行多次，造成各待测物的迁移速率不同，从而实现分离的过程。流动相：HPLC分析中，为防止固定相的流失，流动相和固定液应尽量不互溶，或者说二者的极性相差越大越好。因此，根据流动相与固定相极性的差别程度，可分为正相分配色谱（流动相极性小于固定相极性，极性小的先流出，适于极性组分分离）和反相分配色谱（流动相极性大于固定相极性，极性大的先流出，适于非极性组分分离）。,机械涂渍固定相：早期涂渍固定液，固定液流失，较少采用；化学键合固定相：通过化学反应将有机分子键合在载体表面所形成的柱填充剂，具有稳定、流失小、适于梯度淋洗等特点。这种固定相分离机理既不是简单的吸附，也不是单一的液液分配，而是二者兼而有之。,固定相：原则上，用于GC的固定相也可用于HPLC作固定相。但HPLC固定液易流失，因此常用的只有几种，按极性由高到低为：,-氧二丙腈（ODPN）、聚乙二醇（PEM）、三甲撑二醇（TMG）、十八烷（C18）、角鲨烷（SQ）。,一、液相色谱固定相,1. 液-液分配 （1）薄壳型微珠填料 3040m的玻璃微球，表面附着一层厚度为12m的多孔硅胶。表面积小，柱容量底。,（2）全多孔微粒型填料 由氧化硅、氧化铝、硅藻土等制成的多孔球体；早期采用100m的大颗粒，表面涂渍固定液，性能不佳已不多见；现采用10m以下的小颗粒。 以上两种填料作为载体，涂以适当的固定液即可作为固定相。正相：, -氧二丙腈、聚乙二醇；反相：角鲨烷、氰乙基硅醇。,第四节 液相色谱固定相与流动相,（3）化学键合固定相,化学键合固定相: 目前应用最广、性能最佳的固定相； a. 硅氧碳键型： SiOC b. 硅氧硅碳键型：SiOSi C 稳定，耐水、耐光、耐有机溶剂，应用最广； c. 硅碳键型： SiC d. 硅氮键型： SiN,（1）传质快，表面无深凹陷，比一般液体固定相传质快；（2）寿命长，化学键合，无固定液流失，耐流动相冲击；耐水、耐光、耐有机溶剂，稳定； （4）选择性好，可键合不同官能团，提高选择性；（5）有利于梯度洗脱。,化学键合固定相的特点,常用溶剂的极性顺序煤油正庚烷正已烷环已烷CCl4苯乙醚CHCl3CH2Cl2二氧六烷四氢呋喃丙酮乙酸乙酯乙腈甲醇水,第一节 概 述,电泳在电解质溶液中，位于电场中的带电离子在电场力的作用下，以不同的速度向其所带电荷相反的电极方向迁移的现象，称之为电泳。由于不同离子所带电荷及性质的不同，迁移速率不同，可实现分离。,差速运动过程,一、概述,1937年，Tiselius(瑞典)将蛋白质混合液放在两段缓冲溶液之间，两端施以电压进行自由溶液电泳，第一次将人血清提取的蛋白质混合液分离出白蛋白和、球蛋白； 发现样品的迁移速度和方向由其电荷和淌度决定； 第一次的自由溶液电泳；第一台电泳仪； 1948年，获诺贝尔化学奖,二.经典电泳分析,利用电泳现象对某些化学或生物物质进行分离分析的方法和技术叫电泳法或电泳技术。 按形状分类：U型管电泳、柱状电泳、板电泳； 按载体分类：滤纸电泳、琼脂电泳、聚丙烯酰胺电泳、自由电泳； 传统电泳分析：操作烦琐，低电场强度下进行电泳，分离效率低，定量困难，无法与其他分析相比。 1981年，Jorgenson和Luckas，在75m内径石英毛细管内用高电压进行分离，并阐述了有关理论，创立了现代毛细管电泳技术。柱效高达40万/m，促进电泳技术发生了根本变革，迅速发展成为可与GC、HPLC相媲美的崭新的分离分析技术高效毛细管电泳。,三.高效毛细管电泳分析,高效毛细管电泳在技术上采取了两项重要改进： 一是采用了10200m 内径的石英毛细管, 二是采用了高达数千伏的电压。毛细管的采用使产生的热量能够较快散发，大大减小了温度效应，使电场电压可以很高。电压升高，电场推动力大，又可进一步使柱径变小，柱长增加。高效毛细管电泳的柱效远高于高效液相色谱，理论塔板数高达几十万块/米，特殊柱子可以达到数百万。,经典电泳技术和现代微柱分离技术相结合的产物,高效毛细管电泳的特点,1.高灵敏度 紫外检测器的检测限可达1101311015 mol/L。2.分析速度快、分离效率高 分离柱效：105107/m理论塔板数。3.取样量少 一般只需几个纳升的进样量。4.使用成本低，只需少量（数毫升）的流动相和价格相对低廉的毛细管5.应用范围极广 在以生物工程为代表的生命科学各领域中对多肽、蛋白质（包括酶、抗体），核酸、DNA的分离中得到了广泛的应用。其他如环境分析和农药检测等应用领域，目前也得到了迅速的发展。,一、电泳淌度,电泳是指带电离子在电场中的定向移动，不同离子具有不同的迁移速度，迁移速度与哪些因素有关？当带电离子以速度 在电场中移动时，受到大小相等、方向相反的电场推动力和平动摩擦阻力的作用。,电场力：Fe = qE 阻 力：F d= f故： qE = fq离子所带的有效电荷；E 电场强度；离子在电场中的迁移速度；f 平动摩擦系数 ( 对于球形离子： f =6r；r离子的表观液态动力学半径； 介质的粘度； ),所以，迁移速度：,（球形离子）,物质离子在电场中差速迁移是电泳分离的基础。淌度ep ：单位电场强度下的平均电泳速度。,淌度ep 表示物质电泳特性的参数,1.电渗流现象 当固体与液体接触时，固体表面由于某种原因带一种电荷，则因静电引力使其周围液体带有相反电荷，在液-固界面形成双电层，二者之间存在电位差。,当液体两端施加电压时，就会发生液体相对于固体表面的移动，这种液体相对于固体表面的移动的现象叫电渗现象。 电渗现象中整体移动着的液体叫电渗流（electroosmotic flow ，简称EOF）。,二、电渗现象与电渗流,HPCE中电渗流的方向,电渗流的方向取决于毛细管内表面电荷的性质： 内表面带负电荷，溶液带正电荷，电渗流流向阴极； 内表面带正电荷，溶液带负电荷，电渗流流向阳极； 石英毛细管；带负电荷，电渗流流向阴极；改变电渗流方向的方法： （1）毛细管改性 表面键合阳离子基团； （2）加电渗流反转剂 内充液中加入大量的阳离子表面活性剂，将使石英毛细管壁带正电荷，溶液表面带负电荷。电渗流流向阳极。,13:41:06,3. HPCE中电渗流的流形,电荷均匀分布，整体移动，电渗流的流动为平流，塞式流动（谱带展宽很小）； 液相色谱中的溶液流动为层流，抛物线流型，管壁处流速为零，管中心处的速度为平均速度的2倍（引起谱带展宽较大）。,5. HPCE中电渗流的作用,电渗流的速度约等于一般离子电泳速度的57倍； 各种电性离子在毛细管柱中的迁移速度为： + =电渗流 + +ef 阳离子运动方向与电渗流一致； - =电渗流 - -ef 阴离子运动方向与电渗流相反； 0 =电渗流 中性粒子运动方向与电渗流一致；（1）可一次完成阳离子、阴离子、中性粒子的分离；（2）改变电渗流的大小和方向可改变分离效率和选择性，如同改变LC中的流速；（3）电渗流的微小变化影响结果的重现性； 在HPCE中，控制电渗流非常重要。,而现在的结构测定，则采用现代仪器分析法，其优点是：省时、省力、省钱、快速、准确，样品消耗量是微克级的，甚至更少。它不仅可以研究分子的结构，而且还能探索到分子间各种集聚态的结构构型和构象的状况。,按量子力学，其关系为：,电磁波每秒振动v次，每振动一次前进 cm，二者的乘积即表示每秒传播的距离。微粒性：可用光量子的能量来描述：,该式表明：分子吸收电磁波，从低能级跃迁到高能级，其吸收光的频率与吸收能量的关系。由此可见，与E，v 成反比，即 ，v(每秒的振动次数)，E。,平动能 平动是分子整体的平移运动。平动能是各种分子运动能中最小的。由于平动没有偶极矩变化，不会产生光谱。核的自旋跃迁 自旋量子数（I）为1/2的核，如1H、13C等，在磁场中有两种自旋取向：一个能级高；一个能极低。低能极的核吸收电磁波跃迁到高能极时得到核磁共振谱。 转动能 分子围绕它的重心做转动时的能量叫做转动能。转动能极的分布也是量子化的。 转动能大于核自旋跃迁能而小于振动能。振动能 分子中原子离开其平衡位置做振动所需要的能量叫振动能。振动能极变化是量子化的、不连续的。振动能极大于转动能极，所以振动光谱中涵盖了转动光谱。能满足分子振动能量需要的是红外光，因此振动光谱也叫红外光谱。,电子能 电子 具有动能与位能。动能为电子运动的结果，位能是由电子与核的作用造成的。电子能极分布是量子化的，不连续。分子吸收特定波长的电磁波可以从电子基态跃迁到激发态，产生电子光谱。电子跃迁所需能量 E是上述几种跃迁中最大的。能满足电子跃迁能量需要的是紫外光，因此电子光谱也叫紫外光谱。,当某一波长的电磁波照射某有机物时，若能量恰好等于某状态的两个能级之差，分子就吸收光子，从低能级跃迁到较高能级。将不同波长与对应的吸光度做图。即可得到吸收光谱（absorption spectra).电子能级跃迁主要产生可见-紫外光谱；键振动能级跃迁主要产生红外光谱；自旋原子核的能级跃迁主要产生核磁共振谱。,2、双原子分子的红外吸收频率,用经典力学方法把双原子分子的振动形式用两个刚性小球的弹簧振动来模拟，如下图所示:,该体系的基本振动频率的计算公式为：,双原子分子振动示意图,由上式可见，影响基本振动频率的直接因素是折合质量和化学键的力常数。,k:化学键的力常数； :折合质量,r,re,双原子分子的振动频率取决于化学键的力常数和原子的质量，化学键越强，相对原子质量越小，振动频率越高。 HCl 2892.4 cm-1 C=C 1683 cm-1 CH 2911.4 cm-1 CC 1190 cm-1 同类原子组成的化学键（折合质量相同），力常数大的，基本振动频率就大。由于氢的原子质量最小，故含氢原子单键的基本振动频率都出现在中红外的高频率区。,4、红外吸收强度,红外吸收的强度决定于跃迁的几率 跃迁几率 ab 2E02 E0- 红外电磁波的电场矢量； ab- 跃迁偶极矩，反映振动时偶极矩变化的大小； 红外吸收的强度决定于振动时偶极矩的变化，因此，分子中含有杂原子时，其红外谱峰一般较强。,偶极矩还与结构的对称性有关。对称性越强，偶极矩变化越小。对称性：端烯烃顺式烯烃105 强带 min 1/2的原子核 I=1 ：2H，14N I=3/2： 11B，35Cl，79Br，81Br I=5/2：17O，127I,这类原子核的核电荷分布可看作一个椭圆体，电荷分布不 均匀，共振吸收复杂，研究应用较少；3）1/2的原子核 1H，13C，19F，31P 原子核可看作核电荷均匀分布的球体，并象陀螺一样自旋，有磁矩产生，是核磁共振研究的主要对象，C，H也是有机化合物的主要组成元素。,一张谱图可以向我们提供关于有机分子结构的如下信息 1. 由吸收峰的组数，可以判断有几种不同类型的H核； 2. 由峰的强度（峰面积或积分曲线高度），可以判断各类H的相对数目； 3.由峰的裂分数目，可以判断相邻H核的数目； 4. 由峰的化学位移（值），可以判断各类型H所处的化学环境； 5. 由裂分峰的外形或偶合常数，可以判断哪种类型H是相邻的。,（二）化学位移 表明质子的类型即官能团 不同类型质子化学位移的基本范围： 烷基氢：02（R3CH） 烯丙基氢：23（X=CR-CHR2） 炔氢：1.53（RCCH） 与杂原子相邻：24.5（XCHR2 ） 烯氢：4.57（R2C=CHR） 芳氢：6.58（ArH） 醛氢：10 （RCHO） 羧酸：12 （RCOOH）,植物科学技术学院,,植物科学技术学院,1、农药残留(pesticide residue) 农药残留试验准则（NY/T7882004）农药使用后，在生物体、农产品及环境中残存的农药活性成分及其在性质上和数量上有毒理学意义的代谢（或降解、转化）产物，单位为mg/kg.农药残留研究的主体是农药原体及其代谢物、降解物和杂质；农药残留研究的基质是生物体、农副产品和环境；农药残留是有毒理学意义的微量物质。,第一节 基本概念,2、规范残留试验(supervised residue trials)指在良好农业生产规范（good agriculture practice, GAP）和良好的实验室规范（good laboratory practice, GLP）或相似条件下，为取得推荐使用的农药在可食用（或饲用）初级农产品和土壤中可能的最高残留量，以及这些农药在农产品、土壤（或水）中的降解动态而进行的试验。,根据某种农药在防治农作物病虫害时的实际使用情况，再按残留试验要求设计的试验，而防治对象的变化（甚至没有防治对象）并不影响试验方案的实施。,为农药登记、制定农产品中农药最大残留限量标准和制定农药合理使用准则，提供残留资料而设计进行的室外（或模拟）试验。,植物科学技术学院,,植物科学技术学院,4、最大残留限量（maximum residue limit,MRL）指在生产或保护商品过程中，按良好农业规范（GAP）使用农药后，允许农药在各种食品和动物饲料中或其表面残留的最大浓度。以每千克农畜产品中农