液相色谱和原子吸收光谱技术及其在饲料分析中的应用

液相色谱和原子吸收光谱技术及其在饲料分析中的应用,张丽英中国农业大学农业部饲料效价与安全监督检验测试中心（北京）,主要内容,饲料质量安全监控内容饲料分析主要技术手段液相色谱技术及其应用原子吸收光谱技术及其应用,饲料分析的内容,质量指标常规成分（水分、粗蛋白等）、微量成分（氨基酸、维生素、微量元素）加工指标等安全指标重金属生物安全性(病原微生物,GMO及动物源性成分)生物毒素(天然毒素和次生毒素)环境污染物农药残留及兽药其他非法添加物质,饲料分析主要技术手段,常规分析技术高级分析技术,常规分析技术（1）,指根据化学滴定（酸碱滴定、氧化还原滴定和电位滴定等）、比色法、重量法和酶消化法等分析原理，借助常规仪器器皿进行的分析。常规分析适合于饲料中大量成分的准确定量、定性分析，分析成本低、易操作掌握、重复性好等有点，易普及,常规分析技术及发展趋势（2）,用途饲料物理性状常规养分添加剂原料加工指标发展趋势标准与国际接轨工作效率和准确提高操作安全性,高级分析技术,前处理技术分离测定技术,前处理技术,样品采集与制备样品的消解（干法、湿法、微波）样品水解（酸、碱、酶）样品提取（液-液萃取、索氏提取法、超声波提取、固相萃取、快速溶剂萃取等）样品的净化（层析、蛋白沉淀、络合掩蔽法、透析）浓缩与富集（旋转蒸发仪、氮吹仪、真空离心）化学衍生化,分离测定技术,色谱技术光谱技术色谱质谱联用技术电泳技术PCR和ELISA,液相色谱技术,近代分析化学中发展最快、应用最广的分离技术。在动物营养领域发挥越来越重要的作用（氨基酸、维生素、抗生素、药物、小肽、低聚糖等）具有分离效率高、分析速度快和应用范围广泛的特点。适合于高沸点、大分子、强极性和热稳定性差的化合物的分离分析,HPLC,液相色谱仪结构类型(续),流动相,分离柱,样品液,检测器,液相色谱仪器结构(续),储液器与流动相检测器高压输液泵及梯度洗脱装置进样器色谱柱柱箱其他：脱气装置等,检测器,紫外-可见检测器固定波长、可变波长和光电二极管阵列。1ng。荧光检测器激发波长和吸收波长。比紫外灵敏1-2个数量级示差折光检测器折射率，恒温电化学检测器电导检测器（离子测定）和安培检测器（能氧化还原的物质测定）蒸发光散射检测器蒸发室散射光强度,色谱柱,空心柱管+滤片+螺帽固定相柱规格：柱长直径填料类型及粒度使用注意事项温度和压力样品杂质（可使用保护柱）流动相变化流动相适宜（100%无机相，PH）保存时,氨基酸分析,分析仪器HPLC氨基酸专用分析仪样品前处理方法酸水解氧化水解碱水解,维生素分析,维生素添加剂分析饲料中维生素的分析,原子吸收光谱技术,原子吸收光谱法又称原子吸收分光光度法，简称原子吸收法（AAS）原子吸收光谱法利用的信息是气态基态原子对紫外可见区电磁波的吸收，主要用于定量分析除少数的非金属元素外，直接或间接测定的元素达70多种,原子吸收光谱法特点,灵敏度高速度快干扰少,AAS基本原理,被测量元素化合物在高温下离解为基态原子，当元素灯发出与被测元素特征波长相同的光穿过一定厚度的原子蒸气时，光的一部分被吸收，通过的光被检测系统测得。根据比尔定律求得吸光度或元素含量。,原子吸收的定量基础,郎伯-比耳定律A=lgI0/I=KC在一定浓度范围内和测试条件下，当火焰温度保持不变时，原子吸光度与试液中的待测元素浓度成正比。,光源样品室分光系统检测记录系统,原子吸收分光光度计,原子吸收光谱仪(HITACHIZ5000),火焰型原子吸收仪器结构,石墨炉型原子吸收仪器,光源,光源应能满足辐射光强度大、稳定性好、背景辐射小等空心阴极灯：单元素灯和多元素灯高频无极放电灯蒸汽放电灯,空心阴极灯,空心阴极灯的阴极为一空心金属管，内壁衬或熔有待测元素的金属，阳极为钨、镍或钛等金属，灯内充有一定压力的惰性气体。空心阴极灯的特性参数包括工作电流、预热时间、背景、使用寿命等，参数是与不同元素种类、灯结构及光源的调制方式有关。,原子化系统,作用使试样中被测元素形成比率高而十分稳定的基态原子类型火焰原子化系统样液喷到火焰中去，在高温下成为原子蒸汽无火焰原子化法在高温石墨炉中原子化冷原子化系统用还原剂将待测元素还原成原子状态,火焰类型,空气-乙炔用于多数元素分析氧化亚氮（笑气）-乙炔温度高，用于难离解的元素分析如铝和钡等空气-氢气温度低，适合砷和锡等的测定,石墨炉原子化系统,将试样放置在电阻发热体上，用大电流通过电阻发热体产生高达20003000的高温，使试样蒸发和原子化石墨炉原子化系统的优点：体积小，原子在光路中平均停留时间长，光路上自由原子密度大，检出限降低，且所需样品量少，工作安全，几乎是现代原子吸收仪器的必备部件。,测量条件的选择,分析线Cu324.8nm;Fe248.3nm狭缝宽度灯电流原子化条件进样量,样品前处理方法,干法消解湿法消解微波消解,干法消解-灰化,高温电炉,坩埚,微波消解,微波是一种电磁波，是频率在300MHz300GHz的电磁波，即波长在100cm至1mm范围内的电磁波，也就是说波长在远红外线与无线电波之间。微波消解仪器所使用的频率基本上都是245OMHz，家用微波炉也如此。,微波的特性,绝缘体可以透过微波，它几乎不吸收微波的能量。如玻璃、陶瓷、塑料（聚乙烯、聚苯乙烯）、聚四氟乙烯、石英、纸张等，它们对微波是透明的，微波可以穿透它们向前传播。极性分子的物质会吸收微波（属损耗因子大的物质），如：水、酸等微波密闭消解溶样罐用的材料是聚四氟乙烯、工程塑料等。金属材料不吸收微波，只能反射微波.如铜、铁、铝等。,微波的特性,极性分子在微波场中随着微波的频率而快速变换取向，来回转动，使分子间相互碰撞摩擦，吸收了微波的能量而使温度升高。食物中都含有水份，水是强极性分子，因此能在微波炉中加热。,测定方法（1）,饲料中铁、铜、锰、锌、镁、钙、钾、钠的测定方法原子吸收光谱法GB/T13885饲料中硒的测定GB/T13883饲料中汞的测定GB/T13081饲料中镉的测定GB/T13082饲料中铬的测定GB/T13088