农药提取与净化

精品文档 1欢迎下载 第一部分蔬菜农药残留的提取第一部分蔬菜农药残留的提取 一一 分析样品的提取分析样品的提取 1 1 分析样品的分类分析样品的分类 分析样品是指实验室中 用于分析测定并提供某种样品残留数据的那一部分样品 所以 分析的样品要求必须是均匀且具有代表性均匀且具有代表性的 在处理比较陌生的样品 尽可能参考相关文献报道的方法制备 这样可以减少许多困扰 由于样品中的物质和结构的差异 使得样品的提取 尤其是浓缩提取的净化 一般将样品分为三类 中等和高含水量的样品 根和鳞茎类蔬菜 胡萝卜 洋葱 夜绿素含量最低的蔬菜和水果 仁果 核果 浆果和柑橘 叶绿素含量高的作物 叶菜和豆菜 干燥品 油脂类 2 2 农药残留条件的选择农药残留条件的选择 提取就是将残留在样品中的多种农药 采用合适的有机溶剂和方法 将其分离出来 以 供净化后测定 这是农药分析非常关键的一步 提取效果的好坏 一方面决定于溶剂的选择 另一方面和提取的方法也有密切的关系 在选择提取溶剂时 既要注意到溶剂本身的性质 又要结合农药的特性及样品的状况 在选用提取方法时也要考虑上述情况 溶剂的选择溶剂的选择 在农药分析中几乎不单独采用非极性溶剂 通常是与极性溶剂混合使用或只采用极性溶 剂 主要溶剂的极性强弱如下 水 乙腈 甲醇 醋酸 乙醇 异丙醇 丙酮 二恶烷 四氢呋喃 甲基乙基甲酮 苯酚 正丁醇 乙酸乙酯 乙醚 硝基甲烷 二氯甲烷 氯仿 苯 甲苯 二甲苯 四氯化碳 二硫化碳 环己烷 正 己烷 正庚烷 煤油 在农药分析中应用最广的溶剂为石油醚 丙酮 二氯甲烷和乙酸乙酯等 农药的极性农药的极性 在提取样品中的农药残留时 农药本身的极性以及在提取溶剂中的溶解度 直接影响提 取效果 一般采用和农药极性相仿的提取溶剂 即 相似相溶 原理 选择具有广泛覆盖面 的溶剂作为农残提取溶剂 部分有机磷的极性强弱如下 氧化乐果 敌百虫 敌敌畏 马拉流磷 倍硫磷 甲基对硫磷 对硫磷 甲拌磷 溴硫磷 辛硫磷 样品的状况样品的状况 样品的特点和状态 在提取时也必须认真考虑 在 AOAC 美国分析化学家协会 中将样 品分为脂肪性和非脂肪性两大类 脂肪含量大于 10 为脂肪样品 小于 10 则为非脂肪性样品 脂肪性大的样品 需要先提取脂肪 而后测定脂肪中的农药残留量 非脂肪性的样品又分为 精品文档 2欢迎下载 含水样品和干品两大类 前者的水分含量 75 后者为干的或低水分样品 含水分样品又分 含糖多少分类 含糖 5 以下 含糖 15 30 等几种 如下表示 脂肪 干品 低糖 中糖 状态 非脂肪 含水样品 高糖 不同现状的样品 必须采用不同的提取溶剂 在谷物 茶叶一类水分低的样品中 不同提 取溶剂的提取效率的差异最为突出 即便采用极性溶剂也不能完全提取 必须采用含水 20 40 的溶剂或预先向试样中加入等量的水之后再行提取 土壤是个比较特殊的样品 是农 药污染最大的受害者 许多农药较强的与土壤耦合 比动植物组织的提取更困难 土壤的水 分 有机质 极性化合物以及其他因素的不同对农药的结合也不同 一般粘土高沙土低 3 3 农药残留的提取和纯化 净化 农药残留的提取和纯化 净化 在农药残留分析中 提取溶剂必须适用于具有不同含量的水分 油脂 糖分和物质的基 质中 提取出具有各种极性的化合物 为了提供合适的条件 使残留物从样品中转移到提取 溶液中 例如土壤 粮食等干燥样品用一种或多种混合溶剂浸泡 经震荡或索氏提取 中 高含水量的样品 需在高速捣碎机中 在一种或混合溶剂的存在下加以粉碎 在通常情况下 蔬菜和水果用匀浆机或组织捣碎机提取 1 1 初步提取溶剂的体系初步提取溶剂的体系 丙酮提取法 用于含多糖类样品中农药的提取 再用二氯甲烷经液 液分配转入二氯甲烷 中 在有机磷和有机氯多残留分析中已经广泛使用 乙腈提取法 适用于一些农药 但若是水溶的农药时 采用二氯甲烷进行液 液分配 丙酮 正已烷混剂 用于非极性化合物 极性有机磷和有机氯农药及其性代谢产物 此外 也有报道采用乙腈 二氯甲烷 乙腈 氯仿 丙酮 二氯甲烷 丙酮 石油醚 对于谷物 秸秆 茶 土壤等干燥样品 添加一倍水量后或用含水溶液提取 提取率比 直接用极性溶剂要高得多 2 2 初步提取液的纯化 净化 初步提取液的纯化 净化 液 液分配净化法 液 液分配是一种常用的净化方法 基本原理是分配规律 根据农药 与杂质在不同溶剂中溶解度的差别 常用一种非极性溶剂和极性溶剂对来进行分配 如 丙 酮 已烷 乙腈 乙烷 石油醚 丙酮 二氯甲烷 二甲基甲酰胺 已烷等 农药与脂肪 蜡 质 色素等一起被正已烷提取后 再用一种极性溶剂 如乙腈与其共同振摇 使农药与脂肪 蜡质 色素完全分开 这样农药大部分被乙腈所提取 经几次提取 农药几乎可以完全与脂 肪等杂质分离 从而达到净化的目的 弗罗里硅土柱层析方法 弗罗里硅土柱层析净化方法在农药残留分析中已有广泛应用 而在多残留分析中常用极性不同的溶剂体系 把各种农药淋洗入不同的洗提馏分中 使农药 精品文档 3欢迎下载 得到分组分离 MILLS 等提出的淋洗体系为 A B C3 种极性依次增大的体系 A 液 二氯甲 烷 正已烷 1 4 B 液 二氯甲烷 乙腈 正已烷 50 0 35 49 65 C 液 二氯甲 烷 乙腈 正已烷 50 1 5 48 5 THEIR 的用石油醚 二氯甲烷 4 1 石油醚 二氯甲 烷 3 3 二氯甲烷 甲醇 19 1 的淋洗体系 分离水果和蔬菜中的一些磷酸酯 有机氯 甲基氨基甲酸酯 苯基氨基甲酸酯和脲类农药 黄士忠等研究采用二氯甲烷 石油醚 丙酮 6 3 1 预淋及二氯甲烷 石油醚 丙 酮 6 3 5 0 5 淋洗 分离了土壤和粮食中 10 种有机氮 回收率 81 103 4 4 农药残留的提取操作方法 农药残留的提取操作方法 震荡法震荡法 将样品和溶剂装入具塞容器 具塞锥形瓶 放在震荡机上 进行往返震荡或 旋转震荡 定时开塞放气 组织捣碎提取法组织捣碎提取法 将样品和溶剂装入组织捣碎机中 通过高速旋转的刀具掺合 使溶剂 侵入样品组织中 与其残留农药充分接触 使残留农药提取出来 本法提取效率高 适用范 围广 每次提取时间 3 5 分钟 提取次数 1 2 次 索氏提取法索氏提取法 将样品装入和提取器匹配的滤纸包好 然后用合适的溶剂反复提取 回流液 一定要浸泡整个试样 本方法适用于干品 如谷物 干果 脱水蔬菜 茶叶 干饲料等 消化法消化法 酸 碱消化法 条件是农药在酸 碱中稳定 其它方法 超声波法 浸渍法 洗脱法等等 5 5 农药残留的净化技术 农药残留的净化技术 在样品的提取液中 除了农药残留外 还有色素 油脂或其他天然物质 在测定前须去 除这些干扰物质 这就是净化 由于农药种类不同 采用的检测器也不同 各种检测器对净化液程度的要求也互不相同 ECD 放射源易受污染 对净化要求高 FPD 对净化要求不高 采用简单的方法净化就可以了 液 液分配 在一组织不相溶的溶剂对中 溶解某一溶质成分 这种溶质以一定比例分配 在溶剂的两相中 在两相溶剂中的分配比称为分配系数 如此反复分配 便可使不同的物质 组分得到分离 从而达到净化的目的 分配时溶剂体积及提取次数 必须根据 P 值进行计算 P 值指在一组等容积互不相溶的溶剂对 溶质以一定比例分配在溶剂的两相中 该比值即为 该物质对该组溶剂的 P 值 1 乳化的解决 溶液分配过程中 往往会出现乳化现象 如不很好的解决 会影响分析 结果的准确性 加入饱和硫酸水溶液 由于溶液中有大量的硫酸钠离子存在 盐析作用可以使乳化 层破坏 也可以加入适量的氯化钠 加入一定量的硫酸水溶液 加入量由 10 毫升 20 毫升 30 毫升逐步增加 乳化可 以减轻或消除 此法只适用于对酸稳定的农药 采用高速离心 破坏乳化层 消除乳化现象 根据样品的情况添加 如蜂蜜和炼乳类 可以加草酸钾 茶叶类的可加入丙酮或甲 酸 含糖样品 可以加入丙酮 2 在多残留分析中常用极性不同的溶剂体系 把各种农药淋洗入不同的洗提馏分中 使 农药得到分组分离 然后测定 精品文档 4欢迎下载 MILLS 等提出的淋洗体系为 A B C3 种极性依次增大的体系 A 液 二氯甲烷 甲醇 19 1 的淋洗体系 分离水果和蔬菜中的一些磷酸酯 有机氯 甲基氨基甲酸脂 苯基氨 基甲酸脂和脲类农药 黄士忠等研究采用内径 1 5 厘米 长 18 厘米的玻璃层析柱 在柱底部填入少量玻璃棉 先装入 4 克无水硫酸钠 然后再将入 5 克处理过的弗罗里硅土 稍加打实 最上层加 4 克无 水硫酸钠 该柱先用 30 毫升二氯甲烷 石油醚 丙酮 6 3 1 预淋 待预淋液面进入上 层无水硫酸钠时 将待净化的浓缩液移入柱中 弃去收集的预淋液 待上液面接近上层无水 硫酸钠时 先用 50 毫升含 10 乙醚的石油醚淋 再用 120 毫升二氯甲烷 石油醚 丙酮 6 3 1 淋洗 控制流速 3 4 毫升 分 收集二次淋洗液 浓缩 定容 此法分离了土壤 和粮食中 10 种有机氮类农药 其回收率为 85 101 3 酸净化 是化学处理净化的一种方法 它可以有效去除脂肪 色素和杂质 此法只适 用于对酸稳定的农药 4 凝结净化法 根据一些有机磷和有机氮农药对净化要求不严格和偏酸性条件下稳定的 特点 采用凝结净化法进行净化 在含有 30 丙酮或乙腈提取液中加入 10 13 毫升的凝结液 20 克氯化铵和 85 磷酸 40 毫升溶于 400 毫升蒸馏水中配置 再稀释 5 倍 和 1 克助滤剂 振摇 15 20 次 静止 5 分钟 过滤 根据杂质和色素的含量 确定凝结的次数 在滤液中加 入适用氯化钠 防止乳化 用 50 3 毫升二氯甲烷萃取 3 次 合并有机相 浓缩 定容 5 其它 氧化铝层析法 活性炭和混合柱净化法等等 二 一般试剂的要求 纯化 活化和灭活二 一般试剂的要求 纯化 活化和灭活 1 水 取 100 毫升水 用 10 毫升石油醚提取 取 5 微升石油醚提取液 进行分析 在色 谱图上 除石油醚溶剂峰外 无其他杂质峰 2 中性氧化铝 层析用 在 550 灼烧 4 小时密封保存 用前于 130 烘 5 小时 储存 于干燥器中备用 3 弗罗里硅土 60 80 目 在 600 650 灼烧 3 小时 用前于 130 烘 5 小时 储存于干 燥器中备用 弗罗里硅土 Florisil 硅镁吸附剂 是一种合成的硅酸镁 具有很大的表面积 活化 3 小时以上 然后放在干燥器中避光保存 使用前最好再于 130 下活化过夜 至少加 热 5 小时 用玻璃盖瓶后于 130 处保存或者置于干燥器中 如在室温下保存 2 天后 需于 130 重新加热 加 2 水降活 按重量计 弗罗里硅土 既使用含有 30 二氯甲烷的已烷液作 为淋洗溶剂 可吸附 1 克油或脂肪 如用含有 10 二氯甲烷的已烷淋洗时 甚至可吸附 2 克 油或脂肪 弗罗里硅土活性的测定 通常认为 1 克硅酸镁将要吸附 100 毫克分子量为 200 的化合 物 则活性比较合适 选用月桂酸作为被吸附的物质 月桂酸分子量在 200 左右 是固体 比较容易提纯 易溶于已烷中 用酸碱滴定法可以直接测定 操作步骤如下 将 2 000 克弗罗里硅土放入 25 毫克标准磨口锥形瓶中 盖上铝箔 在 130 下加热过夜 加塞后冷却至室温 加 20 毫升月桂酸溶液 内含月桂酸 400 毫克 塞好后间歇地振荡 15 分钟 等吸附剂沉下后 吸取上清夜 10 0 毫升 移入 125 毫升锥形瓶中 吸取的上清夜中不 应带入弗罗里硅土 加入中性酒精 50 毫升和酚酞指示剂 3 滴 用 0 05N 氢氧化钠溶液滴定至 终点 称取 100 200 毫克月桂酸 在相同条件下 用 0 05N 氢氧化钠溶液进行滴定 精品文档 5欢迎下载 确定每毫升 0 05N 氢氧化钠溶液所相当的月桂酸毫克数 则每克弗罗里硅土所吸附的月 桂酸值按下式计算 每克弗罗里硅圭所吸附的月桂酸的毫克数 月桂酸值 200 滴定的 0 05N 氢氧化钠的毫 升数 每毫升 0 05N 氢氧化钠溶液所相当的月桂酸毫克数 4 硅胶 60 120 目 630 2 小时 冷却至 50 60 3 5 水振摇 密封保存 5 无水硫酸钠 分析纯 在 700 灼烧 4 小时 密封保存 6 脱脂棉 将脱脂棉发入大号索氏提取器中 加 4 丙酮 正已烷 在水浴上回流 4 小时 后 在通风橱内让其自行挥发干 7 溶剂 取 300 毫升溶剂 放入旋转蒸发器中浓缩近干 约 1 毫升 取 1 微升注入 GC 在色谱图上 除溶剂峰外 无其他杂质峰 提纯方法很复杂 建议直接购买农残级试剂 使用 石油醚沸程为 30 60 主要该 60 90 90 120 其主要成分为脂肪族烃类的混合物 丙 酮沸程为 55 57 乙酸乙酯沸程为 76 5 77 5 乙腈沸程为 81 82 可与水 醇和醚任 意混合 毒性很大 二氯甲烷 39 41 甲醇 64 66 三 提取效果的评价三 提取效果的评价 在实验室中 一般对提取方法的评价是通过添加回收实验通过添加回收实验来量化的 一般固定 净化 和 测定 条件 而变换前面的 提取 条件 来比较 提取 效果的 不足的是比真正的 提取率要高 还有一种完全提取法 采用与农药极性相似的提取溶剂 长时间索氏提取 然 后与选择的方法对比 如果两种方法的结果相近 则认为所采用的提取方法有效 采用同位素的化学性质一致性的原理 把农药分子中的原子换成放射性同位素 使农药 带上标记 此方法有直接了解提取的效果 国内使用不多 1 最低检出浓度 也叫最低检出限 表示用添加法能可靠地实际检测出待测农药的最低 含量 以 mg kg 最低检出浓度必须低于或等 MRL 值 以色谱法为例 最低检出浓度与最 小检出量 样本溶液定容体积 样本溶液进样体积 称样重量相关 以下式表示 最低检出 浓度 mg kg 最小检出量 mg 样本溶液定容体积 ml 样本溶夜进样体积 ul 称样质 量 g 根据检测目的衡量检测方法最低检出浓度是否符合要求 若为了与规定的最高残留量 MRL 值 比较 以判断被检样本残留量是否超标时 一般要求最低检出浓度低于最低检出浓度低于 MRLMRL 值一值一 个数量级 个数量级 1010 倍 即可 若规定的倍 即可 若规定的 MRLMRL 很低 小于或等于很低 小于或等于 0 05mg kg0 05mg kg 时 则最低检出浓度 时 则最低检出浓度 小于或等于小于或等于 MRLMRL 值即符合要求 最低检出浓度与规定的值即符合要求 最低检出浓度与规定的 MRLMRL 值的关系见下表 值的关系见下表 精品文档 6欢迎下载 最低检出浓度 mg kg 0 0010 0050 010 020 020 040 10 10 20 51 0 MRL 值 mg kg 0 0010 010 020 050 10 20 512510 2 回收率用添加法测定回收率 原则不添加浓度以接近待测样本的农药含量为宜 但由 于待测样本中的农药残留量是未知的 因此 一般以该样本的最高的残留量 MRL 值 和方 法最低检出浓度 10 倍的浓度做添加浓度 若没有 MRL 值与最低检出浓度之间的浓度作为添加 浓度 即添加回收率试验必须选 3 个添加浓度 若没有 MRL 值参照时 以最低检出浓度和高 于最低检出浓度 10 倍的浓度做添加回收率 每一个浓度进行 3 次以上的重复试验 添加回收 率结果应以接近 100 为佳 但由于杂质干扰 操作误差等诸多因素的影响 实际结果会有很 大偏差 添加回收率 70 110 平均回收率 80 为满意结果 不同添加浓度要求回收率范围 如下 添加浓度 mg kg 回收率 0 180 110 0 01 0 170 110 0 001 0 0160 120 0 00150 120 3 相对标准偏差 RSD 或变异系数 是标准偏差在平均测定值中所占的百分率 也叫变 异系数 在进行添加回收率实验时 对同一浓度的回收率试验必须进行至少三次重复 平均 实验结果偏差与添加浓度相关 添加浓度愈低 允许偏差愈大 不同添加浓度回收率实验所 要求的相对标准偏差如下 添加浓度 mg kg 相对标准偏差 1 1010 25 0 1 125 50 0 01 0 150 100 4 确证实验 报告检测结果之前应需进行确证实验 以免做出错误结论 对待测农药进 行定性定量的方法有以下几种 1 改变测定条件或方法 如色谱法改用光谱法 2 改变检测器 3 改变色谱柱 4 薄层析法 5 衍生化法 6 气 质或液 质联用技术 7 生化测定技术 酶抑帛法 酶联免疫法 等 可根 据检测目的和待测农药种类以及实验室的仪器条件和技术专长等选择有效的确证方法 四 维护 1 进样口 进样隔垫 一般 30 50 个进样换一次 新隔垫用手拧紧至 C 形环不跟转 切勿用扳手 衬管 不分流 一般不用玻璃毛 不分流防止碎 一般一个月一次 用手拧 注意螺纹 不 用扳手 最后可用扳手适当拧紧 ALS 自动进样用筒形 人工进样为锥形 2 衬管 清洗石英衬管可用 5 的稀盐酸浸泡放置超声波清洗机超 20 分钟 然后用脱脂棉通几次 即可 注意要用蒸馏水多次冲洗 烘干 Liner 的去活化方法论 Liner 的玻璃管内部 如 无水质柄的棉花棒 则一般的塑胶枘的棉花棒则只可用肥皂水中刷洗 最后冲洗干净 干燥 后进行去活化的步骤 干燥后 Liner 先用玻璃吸管吸取甲醇冲洗 反覆数次 然后溶剂换成 精品文档 7欢迎下载 EA ethylacetate 乙酸乙酯 以玻璃吸管吸取冲洗 Liner 最后把溶剂换成 n hexane 正 已烷 重覆前面所述的步骤 要注意的是溶剂使用顺序不可以变动 将二氯二甲基矽烷和甲 苯以 1 9 的体积混合 并以表面皿加盖 需注意盛世装这个混合液的玻璃容器 本身也会与 前述的衬管示意图 黑条为 O 形圈混合液反应 故在使用后会有一段时间其容器内部会呈现 疏水性质 将前面以 n hexane 洗干净的 liner 放入其中 要注意在 liner 的管壁上绝对不可 以出现气泡 当所有的 liner 都放好后 盖上表玻璃 于通风厨中静默 1 2 小时 将反应完 成之 liner 取出 每次一支 其余的浸泡在反应剂中 绝对不要一次将所有的 liner 拿出来 暴露于空气中 先以 n hexane 是要洗掉未反应的二氯二甲基矽烷 而最后的甲醇是要和在 已经和玻璃表面反应的二氯二甲基矽烷 另外的确一个 CI 基反应 endcap 所以如果顺序 搞错的话是很凄惨的事情 上面的步骤结束后 可以将 liner 置于高温烘箱中 在 300 度 下烘一个晚上 隔天早上取出时 须于干燥皿或烘箱中降温 而不要于空气中 这样你的 liner 会很快速的开始吸收水气 最后将 liner 置放于防潮箱中保存 反应的副产物是气态 HCL 要全程在抽气厨中操作 二氯二甲基矽烷会与空气中的水分反应 注意存放的条件 衬管填放硅烷化玻璃棉的作用及填放方法 作用 防止样品吸附 减小死体积 对极性 样品特别有效 也可以防止注射器针尖的歧视现象 加速样品气化 还可以避免颗粒物质堵 塞色谱柱 即一是样品汽化均匀 一是防止进样垫的残渣堵塞色谱柱 一般要放在衬管的中 间 这样用棉签 刚好扎在玻璃棉的上方 不可用针 防止划破硅烷化层 调换不同厂家和 型号的进样针时 玻璃棉可以放下一点 人工进样和自动进样选用的衬管也不一样 可心查 Agilent 易耗品手册 分流平板 棉球粘溶剂擦 注射针 每 2 3 天溶剂浸泡超声波清洗一次 3 老化 正常使用前 使用后 比使用温度高 30 1HR 新柱子使用前老化要长 基线稳定 4 检测器 检测器中 ELECROMETRE 放大镜不能关 FPD 点火时不插管 点火后插管 防止水损坏 FPD 用毕 取下 五 应用经验 1 浓缩时爆沸 可以调整真空度 水浴温度需考虑溶剂沸点 2 定容后 离心去除固形物 不影响结果 3 进样垫更换前一般会发生漏气 压力下降 标准样出现杂峰 4 衬管更换前一般会发生标准样峰丢失 5 日常测试 a GC 每日使用 则不必关机 检测器 150 不点火 b 使用标准混合溶 液进样 结果与前期比较 无误后 开始进样检测 6 助剂 活性炭 硅胶 硅藻土等 回收率 先将每个单品称重填入使用的层析柱中 约 5 6cm 单独计算回收率 然后按实际使用要求 填充助剂 再作回收率实验 回收 率可以不要求大于某个值 但一定要稳定 A300 克活性炭加 1 升盐酸 1mol L 煮沸 4 小时 抽滤 用无 C1 离子水洗至无 C1 离子 然后 120 烘干备用 每批助剂使用前要做添加回收 试验 90 以上且稳定 7 进样口温度与农药沸点和稳定性有关 8 载气恒流结果稳定性好 精品文档 8欢迎下载 9 开发方法 一定要 3 个梯度浓度比较 观察是否出峰及杂峰 10 FPD 尾吹气调整对溶剂峰 1 分钟附近的峰有影响 11 ECD 基线 200FPD20 正常 12 晚间进样口 100 FPD 不点火 ECD 正常 13 HP 5 可做磷氯 做氯的柱子 小 14 层析柱 0 8 10 15 磷丙酮洗针对氯正已烷洗针 16 每日进样 高于程序升温 30 运行 30 分钟 溶剂 1 标样 2 标样 溶剂 样品 溶剂 1 标样 2 标样峰面积相关 5 变异数 2 表示机器正常 计算 取两针结果最近的谱图 建立比较依据 NEWCALIBRATION 及 ADDLEVEL 17 新手做样 样品 2 分添标回收 2 分已知样品 1 分 18 使用一段时日后 峰消瘦或分离欠佳 进样口 端截去 20cm 更换衬管 在柱子最高温 度处保持 30 分钟烘烤 19 层析柱 前期洗液至填充物表面 加样液 流至填充物表面 加 2 3 次 ml 洗液 流至填充物表面 加足够多洗液 流至填充物表面 20 进样针每周清洗 1 2 次 放假前取下清洗 21 装卸进样针 22 柱子长度调整与实际一致 可调整载气实际流量 23 溶剂验证 将 25ml 溶剂浓缩 定容 1ml 24 定容技巧 将浓缩吹干的烧瓶 移入一定量的溶剂 荡洗 进样 25 升温慢 分离度大 流速慢 分离度大 26 磷 DB 210 升温 120 2 35 180 0 10 220 3 POSTRUN 后运行 用来吹扫柱 子 防止柱子吸附干扰物 氯 DB 1 升温 120 2 26 160 80 180 5 20 240 9 27 BEEP 打开 方法改变发出警告音 37 对某一确定的样品 怎样确定炉温汽化室和检测器的温度比如对甲醇和 DMF 的条件有 什么不同 单一的物质 可以看它的沸点是多少进样口应尽可能高于它的沸点 如 250 度而 炉温应低于进样口 如 280 度 以上所说为检测单体物质 恒温 另外还可以用程序升温 如 50 度 2 度 分钟 250 度保持 10 分钟 38 当改变空气与氢气比例时 比如将氢气流量调大 会对实验有什么影响 一般 氢气与空气比为一般 氢气与空气比为 1 81 8 与与 1 21 2 之间 否则灵敏度会下降之间 否则灵敏度会下降第一部分 固第一部分 固 体 半固体样品的提取方法体 半固体样品的提取方法 1 1 索氏提取法索氏提取法 自动索式提取自动索式提取 索氏提取法是一种经典萃取方法 在当前农药残留分析的样品制备中仍有着广泛的应用 美国环保署 EPA 将其作为萃取有机物的标准方法之一 EPA3540C 国标方法中也用索式提取法作为提取方法 由于是 经典的提取方法 其它样品制备方法一般都与其对比 用于评估方法的提取效率 索氏提取方法的主要优 精品文档 9欢迎下载 点是不需要使用特殊的仪器设备且操作方法简单易行 很多实验室都可以得以实现 使用成本较低 主要 的缺点是溶剂消耗量大 耗时也较长 需冷凝水等 索氏提取中玻璃材质的脂肪提取器是比较容易损坏的玻璃器皿之一 尤其是提取器外壁的虹吸回流管 很容易破损 在实验操作中应小心谨慎一些 决定索氏提取效率的因素除了提取溶剂之外 还有就是提取 溶剂的回流次数 在某种程度上可以说是提取时间 一般实验室中使用的水浴锅温度分布不是很均匀 提 取用的圆底烧瓶的瓶壁厚薄不一均会造成的回流速率的差异 一般在实验中水浴的温度不能过高以防止暴 沸造成目标物的损失 在索氏提取中 装样品一般都是用滤纸筒 不宜使用金属的筛筒 这会造成部分农药 目标物的分解 如 Fe 可能会造成某些有机氯农药分解 此外 应注意滤纸筒在装样之后与提取器的匹配 尤其须注意纸筒不能堵塞虹吸回流管 实验中所使用的索氏提取器不宜过大 否则溶剂蒸气到达提取器之 前由于环境空气的冷凝作用而减少 特别是冬天等环境温度较低的时候 从而减缓了提取效率 使得提取 耗时过长 由于索氏提取是一个相对开放的提取体系 因此在提取操作中还应注意防止产生污染 实验操作中最 好将冷凝管顶端进行覆盖 索氏提取管的清洗 一般可以用铬酸洗液进行清洗 去离子水 可以在使用前 多准备一些用正己烷萃取一下备用 在清洗干净 烘干或者风干 索氏提取中还有一种自动索氏提取法 AutomatedSoxhletExtractionMethod EPA3541 也有标准方法 相比与索氏提取 自动索氏提取法具有提取时间较快 操作自动化 溶剂可以回收等有点 由于该方法本 人没有使用过 因为只能根据资料简单陈述这些 2 2 振荡提取和组织捣碎法振荡提取和组织捣碎法 匀浆法匀浆法 振荡提取和组织捣碎法 匀浆法 这两种提取方法相对更为简单 一般对植物样品 食品 尤其是含 水量较高的新鲜样品 如蔬菜 水果等使用时较为方便简单 这两种方法也不需要特设的设备 普通的振 荡器 离心机 匀浆机等均可使用 这两种方法在很多农药残留分析的标准方法中均有使用 如 GB T5009 系列方法和日本的 JAP 肯定列 表检测方法 食品中残留农药兽药饲料添加剂检测方法 在这两种方法中 一般使用的提取溶剂以极性溶剂居多 标准方法中以使用乙腈居多 由于这些样品 中含水量一般都较高的 如果使用单一的非极性溶剂提取 由于疏水性强 浸润或渗透样品的能力有限 会造成提取效果的降低 振荡法和和组织捣碎法 匀浆法 以及后面提到的超声提取 微波提取等方法中 还有一个重要前处理 步骤 即固液分离 实现这个步骤可以用过滤 抽滤 和离心等操作进行 过滤可以用简单的滤纸进行 也 可以用助滤剂 如 Celite545 进行抽滤 如果使用离心分离时 应注意防止容器的破碎 在这两种提取方法中 为了避免液体转移产生的损失 一般都是直接从提取液中抽取部分液体用于后 续的操作 3 3 超声波提取法超声波提取法 超声波提取具有不需要加热 操作简单 节省时间和提取效率高等优点 目前在农药残留分析的样品 前处理中也有广泛的应用 如 EPA3550 方法 超声波提取一般有利用超声波清洗器提取的 也有专门针式提取器 如超声波细胞破碎仪 无论是哪 种提取设备 都是利用了超声波的 空化 作用 超声波提取的特点很明显 不需要加热 这个尤其适用于 热不稳定性目标物的提取 精品文档 10欢迎下载 目前实验室使用较多的还是超声波清洗器作为提取仪器 一般在超声波提取之前应该将待提取样品用 提取溶剂浸泡一段时间 使之相互充分的接触 渗透 在超声波提取中 最好都是使用混合提取溶剂 分 步骤提取 以提高目标物的提取效率 超声波提取法对玻璃容器也有一定的要求 如果玻璃容器的质地不 好 有裂隙等 在提取过程中很容易破裂 因此在选择玻璃器皿时应特别注意 有机溶剂在使用超声波提取时 挥发性会增强 所以要注意提取容器不能密闭 应有一定的空间 使用超声波清洗器进行提取 需注意在整个超声容器中超声波场的分布是不均匀的 类似在波场的分 布中有死角 这会使得部分样品的提取效率显著下降 从而导致重现性较差 超声波提取所需要的溶剂量较大 一般都是分步提取 过滤 虽然操作简单但是操作的劳动强度较大 而且需要进行过滤等步骤将提取溶剂与样品分离 4 4 超临界流体萃取法超临界流体萃取法 超临界流体萃取具有耗时短 消耗有机溶剂少等优点 所以在农药残留分析样品前处理中 特别在食 品及中草药有效成分等天然药物成分的提取中有较多的应用 早期超临界流体萃取色谱仪 如吉尔森的 如 果操作的时候没有说明书是不行的 用于萃取时所需要设置的条件等都较多 如需要二氧化碳 低温冷却 设备 乙二醇冷却剂 加入改性剂 提高极性化合物的溶解度 压力设置 收集溶剂等等 现在的超临界流体萃取仪器 如美国 ASI 有了很大的改进 仪器的性能 功能 体积等都有了较大的 改进 由于需要使用特殊的设备和耗材 目前国内用 SFE 分析农药残留的文献还是相对其他方法较少 超临界流体萃取最大的优点是有机溶剂的使用 基本不用或者极少使用 而且很容易实现对一些大分 子化合物 热敏性和化学不稳定性物质的提取 当然设备成本是很多实验室必须考虑的问题 加速溶剂提取法 加速溶剂提取法被美国环保署选定为标准方法 EPA3545 加速溶剂提取很容易实现自动化 顺序 提取 目前 在对土壤和生物样品中农药残留分析的前处理上都有应用 虽然加速溶剂提取相比索氏提取和超声波提取等方法 消耗溶剂较少 自动化程度高 操作相对简便 但加速溶剂萃取最大的问题就是分析成本 即仪器和耗材相对较贵 特别是滤膜 一次性的 一般的实 验室难以承受 加速溶剂提取的效率较高 但是一般的共提物也相对较多 这样会影响后续的净化操作 目前 已经 有在线净化的报道 如在戴安公司的网站上就有相关的净化资料 即在样品的下面装入净化所需的吸附 剂 达到提取 净化的目的 但是 对不同的样品和农残目标物的检测 具体的方法需有多次实验确定 ASE 自动化程度高 操作简单 参数的设置也较为容易 而且在后续操作中自动过滤 这大大减轻了 实验者的劳动强度 也避免了目标物的损失 ASE 在提取水分含量较高的样品时 不能用无水硫酸钠脱水 主要是防止结块 堵塞管路 对于样品量的要求 应该结合各个体积大小的萃取池装填样品 不能装 填过多或者过于紧密 否则会影响萃取的效率 同样 由于是高温提取 对于一些容易热解的目标物是不 太适宜的 此外 加速溶剂提取装置还是很好的研究亚临界水萃取的仪器 6 微波萃取法 微波萃取就是通过分子极化和离子导电两个效应对物质直接加热 且加热均匀 目前的理论有微波热 效应和非热效应的 具体就不在此讨论了 根据微波的作用原理 微波萃取需要极性溶剂 但是一般都 是混合溶剂提取 国内微波萃取的文献也相对较多一些 也能从某种程度上说明这种方法的适用性 微波 萃取主要有两种方式 敞开式和密闭式 关于更多的微波原理可以参考本论坛中微波萃取 消解版面 精品文档 11欢迎下载 一般的家用微波炉 其微波的发生都是脉冲形式的 如果从实验现象来看的话 就是在微波断开时的 瞬间溶剂会有强烈的暴沸现象产生 家用微波炉的炉腔中微波场的分布是不均匀的 通过转动盘来克服这 个问题 关于能否用改装的家用微波炉进行微波萃取实验 这个问题也是讨论较多的 个人认为可行性可以暂 且不讨论 可以先从敞开微波萃取实验本身来看 首先 在使用微波萃取时 应该有搅拌装置 最好是使 用磁力搅拌器 一则使得提取溶剂在最快的时间内达到温度平衡 避免由于微波场分布不均匀带来的弊端 二则搅拌对提取的效率也有一定的提高 其次 对于实验来说 需要较为精确的温度控制系统 这是一个 难点 因为目前的测温方法 热电偶 热电阻 光纤 红外等 在这种微波萃取方式中的应用都有其局限 性 就是说 提取器中溶剂的实际温度很难及时的表观和控制 从这两点来看 如果要改装的话 还是很 麻烦的 在使用非脉冲微波萃取时 暴沸现象就可以避免了 主要是微波的连续供给 不会形成一个极大脉冲 微波萃取还有一个问题就是微波分解 因为微波不仅对溶剂而且对目标物本身也有作用 但是在实际 使用中 只要微波的功率设置合理 其分解目标物的影响是在可接受范围内的 微波提取的效率需通过微 波的功率 萃取的溶剂比例 萃取时间 萃取温度等来进行优化 由于是高压 高温条件 密闭微波萃取装置在萃取效率 萃取时间 消耗溶剂等方面比常压微波萃取 更胜一筹 由于萃取的环境是高压 温度也是较高的 有点类似加速溶剂萃取的作用 故此 提取的效率 提取的时间和消耗的溶剂都由于常压萃取 但是 密闭微波萃取的令人困扰的问题就是控温的问题 也引 出了安全问题 由于不是每个萃取罐都是有温度或压力控制的 不知道目前有没有产品有相关的功能 当每个萃取罐中的样品组分有所差异时 可能对温度或压力产生一定的变化 由于是微波萃取的温度相对较高 所以对目标物而言 热不稳定性农药是不适用的 敞开式微波萃取 实验的操作有些类似超声波萃取 可以分步萃取 也需要借助过滤等方式实现液固分离 微波萃取的提取 效率较高 而且对样品 如植物中色素的共提现象要小一些 这样能使净化稍微容易一些 相对而言 敞开式微波萃取在处理样品量的方面比密闭萃取要稍逊一些 一般常压微波萃取一次只能 萃取一个样品 并需要冷凝水冷却提取溶剂 而密闭微波萃取可以多个样品同时萃取 目前国内的微波仪 器就有微波消解 萃取一体的产品 7 7 基质固相分散技术基质固相分散技术 基质固相分散技术 MATRIXSOLID PHASEDISPERSION MSPD 是将样品 固态或者液态 直接与适合 反相键合硅胶 如 C18 C8 等 一起混合和研磨 现在已经扩大到其他材料了 如硅藻土等 使样品本 均匀分数于固体相颗粒表面制成半固体装柱 然后采用类似 SPE 的操作进行洗涤和洗脱 其优点如下 依 靠填料颗粒的机械剪切力和 C18 等填料的去杂作用 是样品匀浆和提取在同一过程中完成 不需要溶剂和 除杂步骤 C18 等能够破坏脂质的细胞膜 使细胞成分释放并在填料中重新分布 样品基质和待测组分均 匀分布在填料中 样品的各种成分按照相似相溶规律在填料表面的键合相中依极性高低进行溶解和分布 组分的保留与填料 样品基质和溶剂有关 MSPD 样品处理速度快 溶剂用量少 同时样品量也少 因此要 求检测方法 仪器 具有较高的灵敏度 常用的检测方法有 酱油中氯丙醇的测定 苹果汁中农药多组分测定 持久性化合物 多氯联苯 等 的提取测定等等 精品文档 12欢迎下载 第二部分 水样的提取方法 1 液液萃取法 液液萃取法是根据目标物农药分子在水中和有机相中的分配定律 利用有机溶剂对水样品进行提取农 药残留的一种方法 大部分农药的正辛醇 水分配系数 Kow 都较大 也就是脂溶性或疏水性较强 利用液 液萃取能很好的萃取水样中的农残目标物 液液萃取是经典的提取方法 也是很多的方法与之相比的标准 液液萃取一般在分液漏斗中进行 分液漏斗的活塞最好是聚四氟乙烯的 这样可以避免玻璃活塞上所 涂的润滑剂溶解在有机溶剂中对分析结果造成必要的的影响 一般的液液萃取都是分步萃取的 在水样中 加入一些盐类物质 如氯化钠 硫酸钠等 或调节水样的 pH 值 能降低目标物在水中的溶解度 从而提 高萃取萃取的效率 一般的非极性强的目标物分子可以用石油醚 正己烷 环己烷 正辛烷等溶剂进行提 取 中等极性目标物可以用二氯甲烷等溶剂进行提取 对于一些强极性 强水溶性的农药 某些有机磷农 药如甲胺磷和某些氨基甲酸酯类农药 一般液液萃取是很难达到理想的效果 液液萃取操作时要注意将 过量的气体排出 液液萃取虽然对大部分的农药目标物提取效率较高 操作也较为简单 在一般的实验室都能实现 但 是其缺点是消耗溶剂量较大 实验者操作的劳动强度较大 液液萃取的劳动强度想必用过人都比较清楚 如果是手动振荡的话 强度还是比较大的 目前我们实 验室中使用了自动的机械摇床 将分液漏斗密封后平放在摇床上 然后设定一个振荡的时间即可 对于一些萃取溶剂比样品密度大的实验 可以参考 图 6 的设计 关于液液萃取 EPA 方法中有一个连续液液萃取的方法 EPA3520 但是本人没有使用过 如果大家 有需要的可以参考一下该标准方法 2 固相萃取法 固相萃取法 solidphaseextractionSPE 是指农药目标物分子通过被吸附剂的吸附作用而保留在吸 附剂上 然后用一定的溶剂将其洗脱下来的过程 固相萃取法同样也可以用于固体 半固体样品制备中的 净化过程 固相萃取法根据吸附剂制备的方式可分为固相柱萃取和固相膜萃取 虽然两种方法略有不同 但是大 致是相当的 目前 商品化的固相萃取小柱种类较多 如常用于水样中农药残留萃取的吸附剂通常为键合 硅胶柱 如 LC C18 LC C8 萃取极性农药如有机磷中的草甘膦的离子交换柱等 此外 还有一些文献 报道的吸附剂 如纳米碳 活性炭 XAD 2 等材料做反相吸附剂 正相吸附剂如弗罗里硅土等 虽然国内 用于 SPE 为前处理的农残检测文献很多 但是固相萃取法目前国内的相关标准方法较少 SL392 2007 固相 萃取气相色谱 质谱分析法 GC MS 测定水中半挥发性有机污染物 所以如何建立固相萃取方法至关重 要 要建立固相萃取方法 主要从这几个方面考虑 吸附剂的负载量 吸附容量 穿透体积 淋洗曲线 等 负载量是指单位质量的吸附剂所能吸附的最大目标物的总质量 一般来说 吸附剂的负载量越大 能 吸附的目标物总质量也越高 在进行负载量实验时 可以将空白水样中的目标物浓度配制的较高些 然后 用液液萃取法分体积测定流过吸附剂后的水样中的目标物含量 由于水样中的目标物农药残留一般浓度都 是较低的 所以负载量一般不会有什么大的问题 穿透体积是指随着水样的不断加入 吸附在吸附剂上的目标物分子被水样洗脱下来时的水样体积 即 对某种吸附剂 能最大允许流过的水样体积 从某种角度上说 这是衡量吸附剂富集倍数的一个参数 穿 透体积的确定是很重要的 一般可以配制农药目标物分子较低浓度的水样 避免超过吸附剂的负载量 精品文档 13欢迎下载 然后将水样流过吸附剂 分体积接收水样然后用液液萃取法测定目标物农药的含量 在此操作中 一般开 始的体积可以大一些 如 100mL 接收一次 到后来接收的体积要小一些 如 50mL 接收一次 这样就 可以绘制一条穿透曲线 也可以这样的初步确定穿透体积 即先根据实验设计预先估计一个水样体积的值 V 然后直接接收该数值之后的水样进行萃取来确定穿透体积 淋洗曲线是指萃取富集结束之后 使用某种溶剂将所吸附的目标物能完全洗脱下来所用溶剂的最小体 积 包含洗脱溶剂的选择和体积 对于不同的洗脱溶剂 所需要的淋洗体积略有差别 一般淋洗体积的确 定需要对高低浓度 及吸附剂上所吸附的高低含量的目标物都进行实验测定 在某些情况下 吸附剂上目 标物的吸附量较大时 可能对淋洗溶剂体积要求不同 一般的操作是分体积接收淋洗溶剂 然后分别浓 缩后用相应的仪器分析 这样也可以绘制一条淋洗曲线 以上三个实验都是可以利用空白水样添加农药目标物标准溶液完成的 但是当分析脂溶性强的目标物 时 如有机氯农药 一般的标准工作溶液都是使用的正己烷 异辛烷等溶剂配制的 如果直接将其溶解在 空白水样中 这样会对结果造成失真 因为溶解到水中的目标物是不完全的 所以这时需要转化溶剂 如 转换为丙酮 甲醇等溶剂体系的 一般含有目标物空白添加的水样应该即配即用 时间长了水中的目标物 也会析出 对实验结果造成影响 如果能获得目标物农药的原药 则可以直接用其配制饱和水溶液 不过 需注意原药可能带来的污染 固相萃取的实验条件 如流速 压力 水样的 pH 水样中其他成分的含量等对萃取的效果不一定都 会有影响 这个应该结合实验确定 如流速 当使用 C18 固相萃取膜萃取水中的有机氯农药时 流速的影 响是可以忽略的 而当水中含有适量的甲醇时 吸附效率能有所提高 固相萃取的水样根据实际情况决定是否需要预处理 如果水样中有悬浮物 颗粒较大的杂质等 在萃 取之前 应该先用玻璃纤维滤膜进行过滤 孔径大小最好与萃取装置的筛板一致 否则容易堵塞筛板或 萃取膜 对萃取造成影响 进行固相萃取之前 应该先用甲醇和空白试剂水先后对吸附剂进行活化 然后 在试剂水未接触空气之前加入水样 在萃取过程中务必不能使吸附剂接触空气 这样对实验结果有较大的 影响 当萃取结束之后 应该最大程度的抽干吸附剂中的水分 然后用洗脱溶剂进行淋洗目标物 在实际 的操作中 无论是萃取膜或萃取柱 要完全排除其中的水分是不太可能的 这使可以加入少量的丙酮 并 与淋洗液一并接收 在实际的使用中 有个问题一般大家较为关心 就是萃取膜或小柱是否可以重复使用 个人的看法是 在方法研究时结合样品的特点是可以重复使用的 如一般水的萃取 但是针对品检测任务 尽量不要重复 使用 此外 用固相萃取时应该使用缓冲瓶或者类似的装置 可以较为方便的控制压力 固相膜和柱萃取的比较 一般膜萃取的时间较短 水样通量较大 但是萃取膜的种类和价格相比于萃 取柱来说 种类可能没有萃取小柱丰富 价格可能更高一些 这种情况不知目前是否还是这样 固相萃取的确是一种不错的前处理方法 相比液液萃取 溶剂消耗 萃取时间等均有一定的优势 但 是还是老问题 就是成本需要酌情考虑的 如果国产成熟的话 价格可能就会下降 固相萃取一般可以分为固相膜萃取和柱萃取 目前使用较多的是固相柱萃取 商品化的各种 自动 固相萃取仪器也有 7 一般固相小柱萃取可以多个一次进行 如果是手动的话 操作需要熟练一些 固相柱萃取装置也可以用实验的器皿和小柱自己进行组装 可以参考 EPA525 2 方法提供的装置图 图 8 固相膜萃取可以用实验室的溶剂过滤器进行萃取 如图 9 所示 目前有一些商品化的固相膜萃取装置 有些是将多个类似溶剂过滤器的装置组合一下在实验时同时使用 有些是类似固相柱萃取仪那样的设计 图 10 个人认为这种装置更为合理一些 精品文档 14欢迎下载 4 固相萃微取技术 固相萃微取技术 solidphasemicro extractionSPME 是一种较为新型的样品制备技术 在某种程度 上可以说是固相萃取的一种 图 11 固相微萃取不是将样品中的目标化合物全部提取出来 而是通过目 标化合物在样品和固相涂层之间的平衡来达到分离的目的 固相微萃取是一种简便无溶剂的样品提取和浓 缩技术 其操作简单 快速及所需的样品量少 目前已经许多报导用固相微萃取测定农药残留 固相微萃取的关键是吸附材料 目前已有的吸附材料有 聚二甲基硅氧烷 聚丙烯酸酯 聚乙二醇 二乙烯基苯及文献报导的聚二甲基硅氧烷 聚乙烯醇 多孔聚丙烯膜的空管纤维涂层等 在 SPME 中 实验的决定因素较多 如吸附材料的类型 提取时间 样品的基体 解吸温度 时间 样 品中的离子 溶剂含量等等 一 首先萃取材料是一个关键的因素 种类的选择可以根据现有的进行选择 但是厚度需要进行优化 太薄的话 吸附量太小 达不到灵敏度 太厚话 所需要达到平衡的时间较长 延长了分析时间 二 萃取的水样条件 这包括 水样的 pH 值 溶剂 离子种类 是否搅拌 水样基体组 成 水样的温度等 这些条件都会影响到萃取的效率 三 解吸的温度 温度太低 是解吸不完全或者延 长解吸时间 对后续分析不利 解吸温度过高 对萃取材料的稳定性有影响 SPME 的优点是显而易见的 无需溶剂 操作简单 快速等 而且其成本相对于固相萃取来说是低了很 多 一般吸附材料可以重复使用多次 但由于固相微萃取是一种不完全提取的方法 必然尤其自身的缺点 可以用于半定量分析 在一般的定量分析的时候 最好是使用内标法 比便于精确定量 固相微萃取还有一些其他的使用方法 最常见吹扫捕集 这种方法与色