第一章-卫生理化检验技术概述讲述.ppt

应用化学与环境工程学院潘磊,卫生理化检验是什么？为什么学？学些什么？,定义,内容,意义,第一节卫生理化检验的内容与意义,第一章卫生理化检验技术概述,是什么？定义,卫生检验,卫生理化检验,微生物学检验,定义：运用物理、化学的基础理论和方法，分析与人类生活质量、健康因素密切相关的物质种类和数量的一门技术性学科。,为什么学？意义,1用来检验其监测对象是否符合相应的卫生标准。2可初步阐明环境中各种物理、化学因素对人体的影响程度。3为制定各类卫生标准和采取卫生措施提供科学依据。,学什么？内容及其分类,卫生理化检验,检验性质,研究领域,检验对象,监督检验,鉴定检验,委托检验,营养与食品卫生检验,环境卫生检验,劳动卫生检验,水质检验、食品检验、空气检验、土壤与底质检验、化妆品检验,卫生理化检验的一般程序,样品采集,样品前处理,样品分析,检验结果报告,第二节样品采集,部分,整体,样品,从整体中抽出部分的过程，叫做样品采集,部分与整体是有差异的，两者之间的差异称之为采样误差,样品采集原则,样品采集的基本原则：代表性整体的性质：均匀性或随机性eg：从一个仓库中，采集部分粮食进行分析，来说明该仓库存放的粮食是否符合食品卫生标准。整体的某一特征：典型性eg：检验车间空气，目的是了解某作业某有害物质的污染程度以及对劳动者健康的影响。,监督监测和鉴定监测，采样时，卫生监督或卫生监测人员都要亲临采样现场，进行周密调查，熟悉背景，制定样品采集方案。,样品采集一般采集检验所需数量的三倍，供复检和上级部门鉴定使用。,影响因素：生物因素：新陈代谢。Sp食品、废水等化学因素：化学组分之间发生反应等。物理因素：光照、温度、振动等。,样品采集过程和注意事项,样品采集注意事项,合理选择采样仪器、设备和容器；密封、避光、防潮、防污染等；低温冷藏法，防止样品腐败，一般不加入防腐剂。严格认真的填写采样记录。,第三节样品分析前的常用处理方法,样品前处理：又叫样品分析前的处理。是在样品分析前必须采取一定的措施，消除或减少干扰测定的各种因素。,样品前处理的原则,完全分离不受损；不引入被测组分和干扰组分；不影响后续分析；不用或少用试剂免杂质；安全、简便、高效、设备全。,样品前处理方法,干法,有机质分解法,提取法,挥发分离法,其他方法,浸渍法,萃取法,湿法,蒸发法,气化法,蒸馏法,升华法,顶空法,吸附法,沉淀法,透析法,离子交换法,固相萃取,有机质破坏,一、有机质分解法干法,又称灰化法在高温灼烧下使样品脱水、炭化，并在空气中氧的作用下，使有机物彻底氧化分解，生成的二氧化碳、水和其他气体挥发逸去，剩下的无机物用盐酸溶解后供测定用。分三个步骤：炭化灰化溶解（无烟）（灰白色粉末）适用于：Pb、Cu、Zn、Cr、Fe等金属元素不适用：As、Hg注意：温度，助灰化剂，空白试验等方法简单、设备试剂少、实用性强，但易造成残留损失。,炭化：300灰化：500600,灰化仪器、设备,坩埚,马弗炉,微波马弗炉,有机质分解法湿法（消化法）,在氧化性强酸和加热沸腾的条件下，使样品中的有机化合物被强氧化剂氧化，其化学结构被破坏，将待测元素释放出来。常用消化方法：硝酸-硫酸法硝酸-高氯酸法硫酸高温催化法,硝酸-硫酸法,原理：4HNO32H2O+4NO2+2O,硝酸浸泡,开始消化,补加氧化剂,终止消化,脱硝,五个阶段,所加试剂,现象,硝酸,硫酸,硝酸,水&饱和草酸铵,无（大火）,液体黄色,液体黄色、棕红色气体,液体无色或微黄色,浓厚白烟产生,浓厚白烟产生,新生态氧,消化操作技术,敞口消化法回流消化法冷消化法密封管消化法微波消解法,敞口消化法,回流装置图,凯氏烧瓶,通风橱,消化仪器、设备,微波消化仪,双层消解罐,二、溶剂提取法,基本原理：利用样品中不同组分在不同溶剂中溶解度的不同来实现分离的。Eg:AB两种组分，A是待测组分，B、C是干扰组分。已知试剂甲，A组分可以溶解于甲试剂（或A溶解度大），B、C不能，就可以选用甲试剂，将A组分提取出来。,提取法浸渍法,原理：利用液体溶剂浸泡固体样品，将其中要分离的组分溶解，以达到提取分离的目的。常用溶剂：水、酸性水溶液、碱性水溶液，乙醚、丙酮等缺点：1.样品组分溶解扩散需要有一个过程才能最终达到平衡状态，需要重复几次。2.样品中的杂质也会同时被浸出，检测前需要净化。分类：冷浸法、回流提取法。,冷浸法固体样品粉碎，放入溶剂中混匀，振摇30min后静置，倾出或过滤出溶液，重复2-3次，合并溶液供后续测定操作。,Eg:测定食品中农药残留量、黄曲霉素B1,回流提取法采用回流提取装置当提取过程需要加热时，为避免挥发性组分和溶剂的挥发损失，采用回流装置，即利用蒸馏烧瓶和冷凝管作为提取仪器，通过水加热回流，以保证样品中要分离的组分被溶剂充分溶解提取。提取效率高，不适用于受热易分解的组分,提取法萃取法,利用液体萃取剂来提取与样品溶液互不相溶或部分相溶的液体样品中的组分。,有机溶剂,水溶液,萃取操作：取一定量样品溶液于分液漏斗中，调节至适宜酸度后，加萃取剂，充分震荡。静置分层后，打开分液漏斗的玻璃塞，再将旋塞缓缓旋开，下层溶液放入另一容器中，使两相分离。再加新的萃取剂，反复萃取3-4次，合并萃取液供分析测定。,在恒温恒压下，互不相溶或部分相溶的两种溶液，在彼此达到平衡时分为两层，溶质以一定的浓度比溶解分配在两液层中。溶质在两液层中分配的浓度比，称为分配比（D）,D表示了溶质在两种不同溶剂中溶解度的大小。分配比越大，被萃取组分在溶剂中的溶解度越大，被萃取组分越容易从水溶液中萃取出来。一般要求D10,提取法萃取法,有机溶剂,水溶液,基本原理：分配定律,分配系数KD-分配平衡常数。分配系数大，组分易进入有机溶剂中；反之。,萃取效率：萃取百分率E,提取法萃取法,分配比愈大，E愈大，萃取效率愈高,提高萃取效果的方法：选择合适的萃取剂。该溶剂对被提取的组分的分配比D越大，萃取效率越高。选择合适的萃取条件。调节其他条件如pH等增加使用有机溶剂的体积。但是由于萃取剂费用较高，而且使用次数较多，因此一般萃取剂的体积为样品溶液体积的相等或为其一半。增加萃取次数。萃取剂总量相同时，萃取次数越多萃取效果也就越高【少量多次】。但过多地增加萃取次数，工作量增加，也会增加操作误差。,固相萃取法（液-固萃取法），20-70年代发展起来的样品前处理。是利用某些大分子颗粒，通过吸附、分配或离子交换等作用，将待测的有机组分截留在柱子上，经过洗涤后再用少量溶剂洗脱下来，起到分离和浓缩/集的作用。,提取法固相萃取法,固相萃取装置,基本操作步骤：,定义：挥发分离法是利用物质挥发性的差别，在常温或低温加热下，使样品中易挥发的组分与不挥发的组分分离的方法。应用：被测组分的分离；除去干扰组分。方法：气化、蒸发、蒸馏、升华、顶空法等,三、挥发分离法,气化法是利用被测物质在常温下所具有的挥发性，与不挥发的干扰组分分离的方法。通常是利用氧化还原反应使待测组分形成低沸点的单质或化合物，从样品溶液中逸出供分析测定。Eg：SnCl2+HgCl2SnCl2+Hg（吹到测汞仪中）低沸点化合物中最常见的是氢化物，因此可以用化学方法将待测组分转变成气态的氢化物。Eg:S2-+2H+H2S,挥发分离法（1）气化法,蒸发法是在低温加热的条件下使挥发性组分气化逸出，达到分离的目的。当样品中含有受热易分解的组分时，通过减压便可以在更低的温度，甚至室温下，使挥发性组分气化。Eg：食品中水分的测定、水中溶解性总固体的测定,挥发分离法（2）蒸发法,在较高温度下，利用蒸馏装置，将样品中具有挥发性或经处理后具有挥发性的组分更完全地蒸馏出来。借助蒸馏装置，将具挥发性的组分与水或其他溶剂一起释放出来，然后再冷凝成液体或被吸收液吸收。分类：直接蒸馏法、水蒸气蒸馏法、减压蒸馏法,挥发分离法（3）蒸馏法,直接蒸馏法装置图,将样品溶液置于烧瓶中，热源直接加热烧瓶。适用于沸点在40-150之间的物质。如水中氨氮、氟化物、氰化物等水样预处理。,水蒸气蒸馏法装置图,由于样品中的某些组分，特别是有些有机化合物，沸点较高，有容易受热分解的时候，建议采用水蒸气蒸馏法。将水蒸气通入盛有样品的烧瓶，一方面水蒸气给样品加热，使被测组分蒸发；一方面样品中的可挥发被测组分被水蒸气携带出来。加热温度不会超过100，适用于具有一定蒸汽压而沸点较高的组分。如水中挥发酚的测定。,减压蒸馏装置图,在低于常压的条件下进行蒸馏。适用于高沸点、易分解的有机化合物的蒸馏分离。减压可降低沸点，因而可以在较低的温度下蒸馏，防止组分分解。,挥发分离法（4）升华法,升华法是利用固体样品中待测组分具有升华的性质，通过加热使其升华再冷凝，实现被测组分与干扰组分分离。Eg：食品中砷、汞的测定,顶空法是利用待测组分的挥发性，在密闭的容器中，通过适当加温或结合通入氮气的方法使其从样品溶液中挥发出来，在进行测定。分：静态顶空法，动态顶空法,挥发分离法（5）顶空法,静态顶空法,动态顶空法,动态顶空法一般和分析仪器一起配套使用，向样品中不断通入氮气，挥发性成分随氮气一起排出，进入右边的检测仪器中检测。因为用分析仪器，灵敏度高，可以测定痕量低沸点组分。,静态顶空法：将样品置于密闭容器中，保持恒温状态，经过一段时间后达到平衡。用注射器抽出上层的空气，用于测定。简便，灵敏度低。,沉淀法。Eg：食品检验中蛋白质的分离吸附法。Eg：食品中人工合成色素的测定透析法。Eg：食品中糖精钠的测定离子交换法。,四、其他分离方法,小结,在日常的卫生理化检验工作中，采样、样品前处理之后，就将开始进行分析。由于检验目的不同，样品的种类、状态、性质各异，选用的分析方法就各不相同。常用的分析方法有：感官检验、物理检查、化学分析和物理化学分析等。,第四节卫生理化检验常用分析方法,卫生理化检验常用分析方法,感官检查法,物理检查法,化学分析法,理化分析法,选用的方法应适用于被检样品的形状。测定方法应具有良好的精密度和准确度。方法的灵敏度或最低检出浓度应满足卫生标准所规定的最高允许浓度。根据被测成分含量范围选择分析方法。尽量避免使用危害人体健康或污染环境的试剂和方法。耗费低、节约人力和事件。,选择检验方法遵循的原则,感官检测法,Eg：食品卫生检验的技术内容必须包括：安全、营养、感官,物理检查法,物理性质数据,密度,折光率,熔点,旋光度,推算,组分含量,Eg：水质检验中电导率测定,化学分析法,预试验,确证试验,重量分析,滴定分析,以化学变化为基础,识别反应现象，判断有无。,准确测定含量,利用某一类物质的通性，否定存在。灵敏度高、选择性差,测定某一组分特性。确认“检出”选择性高,组分分离，称被测组分重量。麻烦、费时、准确度高挥发法、萃取法、沉淀法、吸附法,已知浓度标液滴定，推算被测组分含量。酸碱滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定、配合滴定,物理化学分析法,仪器测量,分类,定义,特点：操作简便、速度快、选择性好、灵敏度高、应用广泛、易自动化。适用范围：微量、超微量分析。分类：电化学分析法、色谱法、光化学分析法。,物理化学分析法（仪器分析）,第五节检验报告,责任重大，本着高度负责的精神和实事求是的科学态度填写报告。检测报告书：封面、首页和正文三个部分（及说明）结果表示方法：按中国法定计量单位表示,检验报告样本,第五节检验工作的质量保证,目的：把检测误差（系统误差、随机误差）控制在容许的限度内，获得准确可靠的检测结果。保证质量控制的效果和监督执法的科学性、权威性、公正性。内容：1.为提高检验结果准确度和精密度所采取的质量控制措施。2.对质量控制的效果进行质量评价。,工作中，误差的表征精密度和准确度,一、有关概念,（一）误差与偏差,1.绝对误差：表示测量值与真值的差。绝对误差=测定值真值偏差=测定值平均值2.相对误差：表示误差在真值中所占的百分率。,准确度指单个测定值或多次平行测定值与真值之间接近的程度，其好坏用误差来衡量。ISO规定用“不确定度”表示。精密度用相同的方法对同一个试样平行测定多次，各个测定值与平均值的相互接近程度。实际工作中，准确度常用回收率来表达。精密度用偏差、相对偏差、标准偏差或相对标准偏差表示。,（二）精密度与准确度,采样现场的质量控制采样器材的准备：合适，清洁，正常样品的采集：空白样，平行样，重复