农药残留与分析.ppt

1、农药残留检测技术,教 材：农药残留分析岳永德 主编 参考教材：色谱分析样品处理王立 主编 食品卫生国家标准汇编,农药残留检测技术,目录,第一章 绪论,第二章 农药残留样品采集,第三章 样品制备,第四章 农药残留分析的 质量控制,第五章 农药残留测定方法,目录,第六章 农药残留的酶抑制剂法与免疫测定方法,第七章 农药多残留分析,第八章 杀虫剂残留分析,第九章 杀菌剂残留分析,第十章 除草剂残留量测定,第十一章 农药残留法规与管理,第一章 绪论,一、农药残留和残留毒性 1、农药残留的定义 2、农药残留的来源 3、农药残留毒性,二、农药残留分析 1、分析特点 2、分析方法和程序 3、分析方法的选择,

2、1、农药定义 广义：农业上使用的化学品 狭义：用于防治农、林有害生物的化学药剂，以及为改善其理化性状而用的辅助剂。,一、农药残留和残留毒性,2、农药残留的定义,3、农药残留的来源 水 空气 土壤 环境因子 人为,4、农药残留毒性 因摄入或长时间重复暴露农药残留而对人、畜以及有益生物产生急性或亚急性及慢性中毒。,5、农药残留毒性的类型 化学稳定性：六六六、DDT 三致性：致癌、致畸、致突变 环境激素化合物 迟发性神经毒性,6、农药的降解（半衰期） 溶解性：地下水 环境因子：温度、降水、阳光、风 稀释作用：植物的吸收,1、分析特点 残留水平低（kg、g、mg） 分析过程的复杂性 技术要求提高,二、

3、农药残留分析,2、分析方法和程序 分析方法： 单一成分残留 多种成分残留,同一类农药 多种农药,2、分析方法和程序 分析程序： 样品采集 样品预处理 样品制备 分析测定,3、分析方法的选择因素 农药的理化特性、送检样人的要求； 单残留或多残留方法； 最大残留限量、方法检测限、总误差； 分析方法的有效性； 分析时间和费用,1、容许最大限量（Permissible level） 在新鲜食品中允许的最大残留限界。,X：日摄取量（ppm） S：安全系数 F：食品的消费量,2、可接受的日摄入量(ADI) （Acceptable Daily Intake） 指在一生中，对消费者健康没有可感知危险的日摄入量

4、。 单位为：mg/kg/day,3、临时可接受日摄入量（TADI） 指可以获得足够的以致额外的生化、毒性以及其它所需数据，而确定的有限时期内可接受的日摄入量。,TADI ADI,4、最大残留限制(MRL) 指由食品营养标准委员会推荐的，食品或动物饲料中允许的农药残留物的最大浓度（毫克/公斤）。是根据在毒理学上认为可以接受的食品农药残留量制定的。, 安全、环保、高效、经济 新技术（样品处理技术） 检测上采用多残留分析方法 酶联免疫技术 分析方法的标准化 质量和健康意识,三、发展和任务,第二章农药残留样品的 采集,第二章 农药残留样品的采集,一、样品的种类 二、取样方法 三、样品的包装、记录和贮存

5、 四、样品的预处理,1、主观样品 为研究农药残留量与各种因素的关系，从设计的实验区域内采集的样品。 2、客观样品 监测样品和执法样品，测定的农药残留种类是未知的或施药背景不清楚的样品。,一、样品的种类,1、实验室样品 从群体采集的送到残留分析实验室的样品。 2、检测样品 实验室经过缩分减量或经过精制后的样品。 3、检测样份 从检测样品中称取的用于分析的样品。 4、检测溶液 经过提取、净化后进入待测状态。,1、取样原则 代表性 方法与目的保持一致 精度要求 防止化学变化或丢失 防止污染,二、取样方法,2、取样方法 静态群体中取样 动态群体中取样,3、农药残留田间试验及取样 农药残留田间试验的目的

6、和要求 农药残留田间试验的内容 a、农药残留动态试验 b、施药因素与最终残留量水平相关性 c、农药残留田间试验样品的采集,4、商品取样分类 监测调查取样：随机、概率、分布水平 执法取样：强制性、超标与否,5、商品取样量要求 小的或轻的产品 1.01.5Kg 中等大小产品 2.02.5Kg 大的产品 4.05.0Kg 肉、禽、鱼 1.01.5Kg 谷物和制品 0.51.0Kg,6、不同样品的采集要求 根茎类蔬菜 采集整个实体 叶类蔬菜 除去腐烂和枯萎部分 豆类 整个果实 果类蔬菜 去除茎部 谷物 整个籽粒 肉类 整体,三、样品的包装、记录和贮存,标签（2个）,编号： 样品名称： 采样时间： 地点

7、：,要求： 温度 湿度 光照 单独存放,四、样品的预处理, 粉状物 谷物 小体积水果和蔬菜 大体积水果和蔬菜 液体样品 土壤,对含水量较高的样品采样方法 肉：放人铰肉机中铰匀 水果蔬菜等，放入高速组织捣碎器搅匀 蛋类食品，去壳后用打蛋器打匀。 对于包装食品，取出各种调味品后，再制备均匀。,第三章 样品制备,样品前处理在色谱分析过程中是一个既耗时又极易引进误差的步骤，样品处理的好坏直接影响色谱分析的最终结果，因此，为了提高分析测定效率，改善和优化色谱分析样品制备方法和技术是一个重要问题。 前处理方法:溶剂萃取、固相萃取、超临界流体萃取、微波萃取以及衍生化技术等色谱分析样品。 技能要点溶剂萃取技术

8、；蒸馏及精馏技术；相萃取技术；超临界流体萃取技术；微波萃取技术,第三章 样品制备,第一节 概论,第二节 溶剂萃取技术,第三节 固相萃取技术,第四节 蒸馏及浓缩技术,第五节 微波；衍生化；超临界萃取技术,第一节 概论,一、进展和发展趋势,二、样品处理的原则,三、样品制备原理,四、样品制备（提取）,五、常用样品制备技术,样品前处理：分析前的采样技术和样品制备技术。采集样品适合分析的形态 过程耗时、繁琐、误差 前处理不好 需要灵敏度高、测定范围宽的检测器和分离效率高的分离柱。,一 、发展趋势,制备过程中避免组分发生化学变化； 要防止和避免测定组分的污染； 尽可能减少杂质引入制备过程； 尽可能简单易行

9、,二、样品处理的原则,三、样品制备原理,利用残留农药与样品基质的物理化学差异，使其从检测系统有干扰作用的样品基质中提取分离出来（相似相溶）。 极性-溶解度、分配系数；挥发性-蒸汽压。,（一）、分子的极性和水溶性,1、极性 提取、净化条件的依据 相似相溶原理：使用与农药极性相近的溶剂为提取剂，使残留农药在溶剂中达到最大溶解度。 极性判断：电负性、双键、对称性 表示：氧化铝吸附剂上洗脱供试溶质的能力,2、水溶性 农药的极性决定其在溶剂中的溶解性 影响溶解性的其他因素 温度：高溶解性高 含盐量：盐会降低有机物的溶解度。 pH：影响可解离的农药的溶解度,（一）、分子的极性和水溶性,（二）、分配定律,分

10、配定律：在一对互不相溶的两相溶剂系统中，由于物质在非极性相和极性相中的溶解度不同，当达到平衡时，物质在该两相中的浓度比在一定条件下为常数的定律。 KD （分配系数） = A非极性相 / B极性相,（三）、挥发性与蒸汽压,挥发性：液态或固态物质转变为气态的物理性能。 挥发性决定：物质在气-液或气-固两相中的分布。分为沸点和蒸汽压。 蒸汽压：固态、液态气态,四、样品制备（提取）,提取是指通过溶解、吸附（吸着）或挥发等方式将样品中的残留农药分离出来的操作步骤，也叫萃取。 避免：强酸、强碱、高温、剧烈操作 极性-溶解度、分配系数；挥发性-蒸汽压。,五、常用样品制备技术,溶剂萃取,蒸馏技术,固相萃取,微

11、波萃取,衍生化,超临界萃取,样品制备,第二节溶剂萃取技术,溶剂萃取：溶解性差异，选用对残留农药溶解度大的溶剂，将分析物从样品基质中提取出来的方法。 关键：选择合适的提取溶剂,一、分 类,液-液萃取,液-固萃取,液-气萃取（溶液吸收）,萃取对象,二、液- 液萃取,两种不相容 的液体,水溶剂：亲水化合物进入到水相中。,有机溶剂：疏水性化合物将进入有机相中的程度就越大。,（一）、液-液萃取原理,利用样品中不同组分分配在两种不混溶的溶剂中溶解度或分配比的不同来达到分离、提取或纯化的目的。,有机相,水相,（二）、Nernst分配定律（1）,KD = cocaq,有机物质在有机溶剂中的溶解度一般比在水相中

12、的溶解度大，分配系数越大，水相中的有机物可被萃取。,（二）、Nernst分配定律（2）,式中，m0是被萃取溶液中溶质（X）的总含量， mn是经过n次萃取后，X在溶剂中的剩余量， V是被萃取溶液的体积， VB是每次萃取所用溶剂B的体积（均为VB）， n是等量萃取的次数。,（三）、液-液萃取步骤（1）,溶剂体积为样品溶液的30-35,振荡几次,打开活塞,Gas,蒸气逸出（恒压通气）,（三）、液-液萃取步骤（2）,乳化带,有机相,水相,水相和乳化带,静置分层,激烈振摇 2 4 min,（三）、液-液萃取步骤（3）,（四）、产生乳化的原因,由于液-液萃取过程中剧烈振动，经常发生乳化现象，特别是那些含脂

13、肪的样品。 原因：体系的性质、离子浓度、有机相粘度、萃取温度、pH等。 温度越低，有机相粘度越大，离子浓度越高越易产生乳化。,（五）、破乳的常用方法,通过改变KD; 改变溶剂或化学平衡作用的添加剂; 缓冲剂调节pH; 盐调节离子强度等。, 离心法破乳。2000rmin，2min； 无水硫酸钠研磨法破乳； 蒸干法，蒸干后，再用有机溶剂萃取。不适用挥发性物质的萃取。,A、高度乳化（即全部乳化）,B、中度乳化（乳化率达 50）, 电解质破乳。加入无机盐，通过提高 体系中水相的比重使两相分层； 破乳率与加入电解质的量成正比。 lmolL 的盐酸； 无水乙醇溶解两相液滴； 无水硫酸钠漏斗过滤。,C、轻度

14、乳化（两相间形成一薄乳化层）, 玻璃棒搅动，削弱吸附作用； 静置一定的时间后，可自然分层。 因为乳浊液是液体杂质以微小珠滴散布在液体溶剂中的一种分散体系，是热力学不稳定体系。,三、液- 固萃取,固体萃取溶剂振荡（加热）离心/过滤分离欲萃取组分进入溶剂,（一）、萃取过程,溶解和扩散的过程,分子扩散：固体样品表面/溶剂接解处 影响因素：温度、分子大小和液体介质的黏度。 对流扩散：远离固体样品表面处的扩散 影响因素：流动液体的速度和状态，液体的黏度、样品表面的性质等。,索氏萃取装置和K-D浓缩器,（二）、萃取装置,四、不同样品中残留农药的提取,1、水样 2、气体样品 3、植物和动物样品 4、土壤样品

15、,五、萃取剂的选择,1、萃取剂的选择性（极性） 2、稳定性、毒性 3、沸点：40-80者为宜 4、萃取剂回收的难易与经济性 5、色谱检测器的响应,第四节 蒸馏和浓缩技术,一、蒸馏和精馏,三、浓缩,二、净化,一 、蒸馏和精馏,一种材料在不同温度下的饱和蒸气压变化是蒸馏分离的基础。,蒸馏,1、（半）挥发性杂质：不挥发/难挥发主体留下 2、（半）挥发主体蒸发不挥发/难挥发杂质留下。,一 、蒸馏和精馏,1 、简单蒸馏,2 、减压蒸馏,3、水蒸汽蒸馏,4、精 馏,（一）、简单蒸馏,液体样品加热,冷凝回流回流液,冷凝收集流出液,1 、简单蒸馏要求, 圆底烧瓶 沸点差别50。 加热温度：40150 加热温度

16、不能比蒸馏物质的沸点高出30,2、简单蒸馏装置,组成：蒸馏烧瓶、温度计、冷凝器、收集器和加热装置等。 备注：液体装入烧瓶后，加热之前，加入沸石。,（二） 、 减压蒸馏,沸点：蒸气压 = 外界大气压时的温度。 沸点：随外界压力的降低而降低。 减压蒸馏：真空泵降低表面压力（沸点） 高沸点：0.1326.7kPa条件下减压蒸馏。,1 、 压力换算,1 atmos = 1013 mBar 1 Kpa = 0.146psi 1 Psi = 68.948 mbar 1 atmos = 100.6317Kpa,1-电炉；2-克莱森瓶；3-毛细管；4-螺旋止水夹；5-温度计； 6-细铜丝；7-冷凝器；8-接受

17、瓶；9-接收管；10-转动把； 11-压力计；12-安全瓶；13-三通管阀门；14-接抽气机,2、减压蒸馏装置,(三）、水蒸汽蒸馏,对象：有机物 具备条件：几乎不溶于水、不会发生化学变化、在100下蒸汽压有大于1.3kPa。,盛水量为75 液体样品1/3。 烧瓶倾斜45o 冷凝管：30o 。,水蒸气蒸馏装置,被蒸馏的材料根本不会加热到比蒸汽的温度还高。,二、净化（纯化）,样品经萃取被测成分萃取液含有杂质干扰测定。 萃取液适当处理除去杂质纯化。,（一）干扰杂质的性质,1、脂类：脂肪酸、醇 溶于有机溶剂 2、色素：溶于极性较强的溶剂 3、其他：硫ECD、FPD 塑料管有机溶剂,（二）、净化方法,1

18、、过滤 2、柱层析法 3、液-液分配法（又称萃取法） 4、吹扫共馏法 5、沉淀净化法 6、化学净化法,1、样品过滤,过滤：样品中除去颗粒物用0.45m 或 0.22m 滤膜去除干扰物,滤膜,有机滤膜：白色 无机滤膜：绿色,2、柱层析法,利用被测物质与干扰物质在固体吸附剂表面的吸附力不同而达到分离的目的。 农药一般先被淋洗出来，达到与杂质分离的目的。,柱层柱类型,弗罗里硅胶柱：乙醚/石油醚 氧化铝柱：乙醚/正己烷 硅胶柱：乙酸乙酯/石油醚 活性碳柱：乙腈/苯,3、液-液分配法,是利用物质在两种互不相溶的溶剂中极性不同，将有机污染物从抽提液转移到另一种溶剂中达到分离。, 具备以下条件, 对被测药物

19、（农药、兽药、真菌毒素等）有较大的溶解性； 对色素、脂肪、蜡质等杂质有较小的溶解性。, 萃取液与提取液,极性较大的杂质，用强极性溶剂溶解。 如极性较大的氯仿、甲醇等溶剂来萃取石油醚等极性较小的抽提液。,4、沉淀净化法,低温下，脂肪和蜡质形成结晶，从溶解度较高的农药提取物中除去。 步骤: 丙酮提取80 沉淀 净化,5、化学净化法,针对动物样品 用强酸、强碱将样品基体消解掉。 留下农药母体并净化， 应用对象：有机氯农药,三、浓缩和富集,目的：使供测定的样品达到仪器能够检测的 浓度，或进行溶剂转换。 浓缩：通过减少样品溶液中的溶剂或水分而 使组分的浓度升高。 富集：利用液-固萃取的方法浓缩某种组分。

20、,1、注意事项,（1）、农药损失 （2）、样品污染,2、浓缩和富集方法,方法,（1）减压蒸馏：旋转蒸发器 （2）气流吹蒸：空气或氮气 （3） K-D浓缩器浓缩 （4）真空离心浓缩法,（1）旋转蒸发仪,包括旋转烧瓶、冷凝器、溶剂接收瓶、真空设备、加热源等。溶剂可以回收。,（2）气流吹蒸法,利用空气或氮气流将溶剂带出样品，一般在加热条件下进行。用于少量液体的浓缩，蒸汽压较高的组分易损失。,氮吹仪的注意事项, 不能用于燃点低于100 的物质 氮气、氧气纯度高于99% 不能用于酸、碱物质的浓缩 酸性用碳酸氢钠溶解中和 一天一换水浴的水,第五节 超临界萃取技术等,一、超临界萃取技术,二、微波萃取技术,三

21、、超声波辅助萃取,本节首页,退出本章,四、衍生化技术,五 、生物大分子的细胞破碎与蛋白质的去除,一 、超临界萃取技术,本节首页,退出本章,临界温度：32,一 、超临界萃取技术,本节首页,退出本章,1、三相点和临界点,本节首页,退出本章,临界点：液、气两相呈平衡状态的点。 临界温度：在临界点时的温度。 临界压力：在临界点时的压力。,2 、超临界流体,本节首页,退出本章,物体处于其临界温度和临界压力以上时的状态。 气体：粘稠度、表面张力低，溶解能力强，萃取功能高。压力，溶解能力。 液体：体积小。,3 、超临界流体的性质,4 、特 点,本节首页,退出本章, 在35-40下提取 干净的提取方法 CO2

22、是一种不活泼的气体。 循环使用，降低成本。 参数可以调节,流动相,二 、微波萃取,本节首页,退出本章,微 波,金属,水分,二 、微波萃取,本节首页,退出本章,二 、微波萃取,本节首页,退出本章,1、微 波,本节首页,退出本章,频率：300300000MHz的电磁波。 穿透：玻璃、塑料、陶瓷等绝缘体。 当微波作用于水和酸性物质时，将被极性分子所吸收，因而物质很快被加热。,2 、工作原理,本节首页,退出本章,吸收微波细胞内部温度细胞内部压力超过细胞壁膨胀承受能力细胞破裂有效成分自由流出。,本节首页,退出本章,3、影响因素, 萃取温度的影响 萃取溶剂的影响 样品杯：聚四氟乙烯,本节首页,退出本章,三

23、、超声波辅助萃取,能量外部向内部传递。 超声波使溶液形成气泡（空化效应）爆裂温度和压力，增强化学反应能力。,本节首页,退出本章,三、超声波辅助萃取,优点：价廉快速，简便安全，批量处理样品。,四 、衍生化技术,本节首页,退出本章,化学反应定量生成适于分析。,1 、衍生化的目的,本节首页,退出本章, 灵敏度与选择性 改善色谱分离： 挥发性、降低与色谱材料的相互作用 理化稳定性,2 、分 类,本节首页,退出本章,柱前衍生化：为了分离 柱后衍生化：为了检测,3、气相色谱的衍生化,本节首页,退出本章,（1）硅烷化衍生化方法 （2）酯化衍生化方法 （3）卤化衍生化方法 （4）酚化衍生化方法,方法,（1）、

24、硅烷化衍生化方法,本节首页,退出本章,利用醇，酚，酸，胺等与硅烷化试剂反应，形成挥发性的硅烷衍生物,（2）酯化衍生化方法,本节首页,退出本章,大多数有机酸挥发性、热稳定性差。在GC分析之前衍生为相应的酯。, 甲醇法 重氮甲烷法 三氟乙酸配法, 甲醇法,本节首页,退出本章,甲醇法 有机酸与甲醇在催化剂的存在下加热，可以发生酯化反应，生成有机酸的甲酯, 重氮甲烷法,本节首页,退出本章,与有机酸反应，生成有机酸的甲酯， 重氮甲烷不稳定，有爆炸性，有毒。,（3）、卤化衍生化方法,本节首页,退出本章,引入卤原子ECD检测器也改善挥发性和稳定性。,卤素的作用是加成或取代,本节首页,退出本章,4、液相色谱的

25、衍生化,1. 紫外衍生化反应,2荧光衍生化反应,3电化学衍生化反应,本节首页,退出本章,（1）紫外衍生化反应,苯甲酰氯 + 胺、醇、酚苯甲酸酯类衍生物（ ）,苯甲酰化反应,本节首页,退出本章,（2）荧光衍生化反应,在目标化合物上接上能发出荧光的生色基团，如荧光素。,本节首页,退出本章,5、制备衍生物的反应罐瓶,五 、生物大分子的细胞破碎与蛋白质的去除,本节首页,退出本章,（一）、生物样品,植物：营养成分、农药残留等 动物：体内的药物及代谢产物、 糖类、维生素、氨基酸等 微生物：,待测物的位置,本节首页,退出本章,体液或细胞外：采用萃取方法。也可将干扰组分（如蛋白质、DNA、多糖等等）沉淀除去。

26、 生物细胞内：首先将细胞破碎，再采用萃取或沉淀等方法。,（二）、细胞的破碎,本节首页,退出本章,（二）、细胞的破碎,目的：就是为了破坏细胞的外壳，使细胞内含物有效地释放出来，获得有效的提取。,本节首页,退出本章,1、细胞的破碎方法,本节首页,退出本章,1、细胞的破碎方法,1、细胞的破碎方法,本节首页,退出本章,2、物理法（物理作用）, 反复冻融法： 15 - 20。 冷热交替法： 90（数分钟）冷却。 超声波处理法：用于微生物。 加压破碎法：,本节首页,退出本章,3、化学及生物化学法（化学试剂或酶）, 自溶法： 在一定条件（pH、温度）， 利用自身的酶系将细胞破坏。 溶菌酶处理： 具有专一地破

27、坏细菌细胞壁的功能。,本节首页,退出本章,Antifungal activity,例：溶菌酶处理,本节首页,退出本章,（三）、蛋白质的去除,目的：蛋白质的存在，常常严重干扰分析,1、加热法 2、盐析法 3、膜分离法 4、高速离心 5、有机溶剂沉淀法,本节首页,退出本章,1、 加热法,90离心或过滤除去热变性蛋白。,本节首页,退出本章,2、盐析法,原理：利用不同蛋白质在高浓度的盐溶液中溶解度不同程度的降低来沉淀除去蛋白质。,本节首页,退出本章,3、膜分离法,超滤：靠薄膜两侧压力差分离,小分子化合物,大分子蛋白质,本节首页,退出本章,4、高速离心,靠物质沉降系数、质量、浮力因子等不同进行分离,六、

28、净化（纯化）,本节首页,退出本章,样品经萃取被测成分萃取液含有杂质干扰测定。 萃取液适当处理除去杂质纯化。,（一）干扰杂质的性质,本节首页,退出本章,1、脂类：脂肪酸、醇 溶于有机溶剂 2、色素：溶于极性较强的溶剂 3、其他：硫ECD、FPD 塑料管有机溶剂,（二）、净化方法,本节首页,退出本章,本节首页,退出本章,1、样品过滤,过滤：除去颗粒物用0.45或 0.22m 滤膜,滤膜,有机滤膜：白色、黄色 无机滤膜：绿色、蓝色,2、柱层析法,本节首页,退出本章,柱层柱类型,本节首页,退出本章,弗罗里硅土柱：乙醚/石油醚 氧化铝柱：乙醚/正己烷 硅胶柱：乙酸乙酯/石油醚 活性碳柱：乙腈/苯,本节首

29、页,退出本章,3、液-液分配法, 具备以下条件,本节首页,退出本章, 对被测物（农药、兽药、真菌毒素 等）有较大的溶解性； 对色素、脂肪、蜡质等杂质有较小的 溶解性。, 萃取液与提取液,本节首页,退出本章,极性较大的杂质，用强极性溶剂溶解。 如极性较大的氯仿、甲醇等溶剂来萃取石油醚等极性较小的抽提液。,本节首页,退出本章,4、沉淀净化法,低温下，脂肪和蜡质形成结晶。 步骤: 丙酮提取80 沉淀 净化,本节首页,退出本章,5、化学净化法,针对动物样品 用强酸、强碱将样品基体消解掉。 留下农药母体并净化， 应用对象：有机氯农药,三、浓缩和富集,本节首页,退出本章,目的：使供测定的样品达到仪器能够检

30、测的 浓度，或进行溶剂转换。 浓缩：通过减少样品溶液中的溶剂或水分而 使组分的浓度升高。 富集：利用液-固萃取的方法浓缩某种组分。,本节首页,退出本章,1、注意事项,（1）、农药损失 （2）、样品污染,本节首页,退出本章,2、浓缩和富集方法,方法,（1）减压蒸馏：旋转蒸发器 （2）气流吹蒸：空气或氮气 （3） K-D浓缩器浓缩 （4）真空离心浓缩法,（1）旋转蒸发仪,本节首页,退出本章,旋转烧瓶 冷凝器 溶剂接收瓶 真空设备 加热源,（2）气流吹蒸法,本节首页,退出本章,空气、氮气、浓缩、蒸汽压,农药残留分析质量控制的目的是使分析结果达到预定的标准和精确程度。为了达到这一预定目的应采取的措施和

31、工作步骤都是事先规划好了的。 通过一系列的规约加以确定，并要求有关分析人员按照规约操作，由此使分析过程处于受检状态。 技能要点各种规格的试剂的净化处理,本节首页,退出本章,第四章 农药残留分析的质量控制,第一节 实验室的基础条件,第二节 农药标准物质,第三节 残留分析方法的可靠性的确认,第四节 农残分析质量控制,第五节 分析结果的表达和数据处理,本节首页,退出本章,第一节 实验室的基础条件,本节首页,退出本章,一 、试剂要求,本节首页,退出本章,（一）、纯 水,制备,蒸馏水：水与杂质的沸点不同，难免有痕量的金属离子。 去离子水：交换树脂获得的纯水称离子交换或。,本节首页,退出本章,各种水的比较

32、,本节首页,退出本章,（二）、试 剂,特 级 光（色）谱纯 S.P 白 色,级 别 名称 代号 标 志,一 级 优级纯 Guarantte Reagent 绿 色,二 级 分析纯 Analysis Reagent 红 色,三 级 化学纯 Chemical Reagent 蓝 色,本节首页,退出本章,1、试剂的鉴别图片,本节首页,退出本章,2、试剂的净化,要求：浓缩进样5ul，杂峰高度不应超过1mm。,本节首页,退出本章,（1）、氧化铝（SPE用）,5504h 1305h,本节首页,退出本章,（2）、活性碳,活性碳农盐酸1h（加热煮沸） 中性烘干。 6002h 1054h,本节首页,退出本章,（

33、3）、石油醚,沸程：6090 密度：0.65 净化方法： 吸附蒸馏 回流蒸馏 分液（漏斗）,本节首页,退出本章,（4）、丙 酮,沸点：5557 密度：0.78 净化方法： 脱水棕色瓶,本节首页,退出本章,（5）、乙 腈,沸点：81.6 密度：0.78 惰性液体 净化方法： 无水碳酸钠高锰酸钾蒸馏,本节首页,退出本章,二、环境条件,本节首页,退出本章,三、人员要求, 学历 专业知识背景（background） 敬业能力 操作能力 勤快、不耻下问,本节首页,退出本章,四、管理制度, 样品管理 试剂管理 仪器管理 数据管理 检验报告管理,本节首页,退出本章,第二节 农药标准物质,Standard s

34、ample Standard material Standard reference material Certified reference material,本节首页,退出本章,一、分 级,一级：均匀性、稳定性、朔源性 二级：满足一般测量需要（日常） 共同点：有证标准物质,本节首页,退出本章,一、分 级,农药纯品：反映化合物特性的高纯度物质。 与标准物质的关系：农药标准物质的原材料。,本节首页,退出本章,二、基本要求, 含量 物力常数 溶液 GC/HPLC鉴定,本节首页,退出本章,三、标 签,名 称：BHC 中文名：六六六 用 途：杀虫剂 别 名：Hexakor 分子量：288 分子式：,

35、本节首页,退出本章,第三节 分析方法的可靠性的确认,选择检测标准的原则,国家标准 地方标准 行业标准 企业标准,本节首页,退出本章,一、方法的灵敏度,灵敏度：单位浓度（质量）/相应量 最小检出量：3空白的背景信号 最低测定浓度： 10空白的背景信号 未检出：LOD,本节首页,退出本章,准确度：测定值与真值（假定）之间符合程度的度量,二、方法的准确度,本节首页,退出本章,回收率实验,准确度评价方法,100,1ug/g,？,本节首页,退出本章,精密度：测定值之间的一致程度,三、方法的精密度,平行性 重复性 再现性,准确度和精密度,1.准确度和精密度分析结果的衡量指标。 ( 1) 准确度分析结果与真

36、实值的接近程度 准确度的高低用误差的大小来衡量； 误差一般用绝对误差和相对误差来表示。,(2) 精密度几次平衡测定结果相互接近程度 精密度的高低用偏差来衡量， 偏差是指个别测定值与平均值之间的差值。,(3) 两者的关系 精密度是保证准确度的先决条件； 精密度高不一定准确度高； 两者的差别主要是由于系统误差的存在。,本节首页,退出本章,第四节 农残分析质量控制,1、接受日期和有效日期 2、污染和干扰 3、前处理过程中的损失 4、回收率测定和校准,本节首页,退出本章,第五节 结果的表达和数据处理, = 3.1415926.,？,本节首页,退出本章,1、结果的记录和取舍,(1) 有效数据 (2)有效

37、数据运用法则 记录测量数字时： 有效数位确定后： 当被舍弃的第一位等于5时： 当第一位有效数字时 表示测定结果的精确度时：,本节首页,退出本章,2、真值和平均值, 算数平均值 均方根平均值 几何平均值 中位值 加权平均值,本节首页,退出本章,3、异常数据的取舍, 4法 |可疑值 不包括可疑值在内的平均值|4 2.5法 |可疑值 不包括可疑值在内的平均值|2.5 Q检验法,本节首页,退出本章,4、测定结果的整理, 一般处理 可靠性区间的计算 界值判断结果 平均值的实验,本节首页,退出本章,4、测定结果的整理,GC/HPLC中各种参数的设置方法，如色谱柱、柱温、进样方式以及检测器的选择等。 GC/

38、HPLC的结构；进样系统；仪器的维护及故障诊断技术等。 重点掌握： 最佳分析条件的设置，常见异常峰的优化。,本节首页,退出本章,第五章 农药残留测定方法,第一节 气相色谱仪 一、气路系统 二、进样系统 三、分离系统 四、检测系统 五、检测条件的优化,本节首页,退出本章,第二节 液相色谱仪 一、流动相系统 二、进样系统 三、分离系统 四、检测系统 五、检测条件的优化,第一节 气相色谱仪,一、气路系统,（一）、气源与载气种类,本节首页,退出本章,1、 惰性（不与样品或固定相反应） 2、 容易得到并易纯化 3、 满足检测器要求 常用载气：N2 H2 He Ar 辅助气：氧气或空气,（二）、气体的净化

39、,本节首页,退出本章,1、气体不纯的不良影响 样品失真或消失 柱失效 对固定液保留特性的影响 对检测器的影响,（二）、气体的净化,本节首页,退出本章,氧气捕集器：氧气破坏色谱柱，降低ECD 检测器的功能。,（三）、气体管路,本节首页,退出本章, 专用铜管或不锈钢管。 塑料管会渗透O2和其它污染物。 管子使用前先用溶剂冲洗，载气吹干。 每用完3瓶气，应更换过滤器。 每隔一定时间，对所有外加接头检漏。,二、样品的进样系统 与进样技术,本节首页,退出本章,作用: 使样品以一种可重复可再现的方式契入到气相色谱柱中。 被引入的样品应具有代表性，除特殊要求外样品引入过程不应发生任何化学反应。,（一）、进样

40、方式,本节首页,退出本章,针进样： 手动进样；自动进样 阀进样：气体进样阀；液体进样阀 其它进样装置：吹扫捕集；顶空,1、 针进样,应使样品象一个塞子一样地被进样。 为了得到重复性好的，尖锐的峰形，进样动作应迅速且稳定。,2、针进样技术比较,3、 进样垫,注：以岛津公司产品为例,色谱柱进样垫通用技术,使用轻触点 - 不能过紧。 保持清洁。 避免污染 - 指纹、油脂等。 检查使用的密封垫是否有裂纹、碎片、或其它的损坏。,进样垫相关问题,应在推荐温度范围内避免： 泄漏、降解、样品丢失、出现鬼峰 减少或者避免鬼峰的出现： 进样口带有隔垫吹扫功能。 应使用耐高温的相应进样垫。,作用：可重复，可再现的方

41、式契入色谱柱中。被引入的样品应具有代表性，除特殊要求外样品引入过程不应发生任何化学反应。,本节首页,退出本章,（二）、进样口类型,进样口类型气路控制,本节首页,退出本章,分流/不分流进样口 EPC 与 non-EPC 隔垫吹扫填充进样口 EPC 与 non-EPC 冷柱头进样口 只有EPC 程序升温汽化进样口 只有EPC 挥发进样口 只有EPC,分流/不分流进样口,本节首页,退出本章,分流方式是特为毛细管柱GC设计的样品引入方式,1、分流进样 进样前,防止样品 歧视现象, 进样时刻, 样品与载气混合,为了保证分流比的概念真实有效，样品（溶剂+分析物）必须与载气充分混合，形成一个均匀的混合物。

42、这一混合物的一小部分将会从进样口的底部进入色谱柱，而大部分的混合物则会从分流出口流出。, 衬管过载,如果进样量过大，溶剂会膨胀为很大的体积，致使进样口衬管过载。 其结果必将导致样品从吹扫出口流出而造成样品损失，同时也会造成载气输入管路的污染。,本节首页,退出本章,1、衬管过载的后果,其结果必将导致样品从吹扫出口流出而造成样品损失，同时也会造成载气输入管路的污染。,本节首页,退出本章,2、溶剂膨胀计算公式,微升=22400ABC A=密度/分子量 B=15/(15+柱前压psi） C=（进样口温度+273）/273,本节首页,退出本章,3、溶剂膨胀计算例子,4、常用溶剂的膨胀率,进样口温度为25

43、0，柱前压为13psi,本节首页,退出本章, 分流比计算,分流出口流量 = ？, 总流量,本节首页,退出本章,隔垫：13ml或3 6ml 分流流量：分流流量/柱流量 如100：1或50：1 柱流量：受柱前压控制，流量与压力在 一定范围内呈正相关关系, 如何实现分流,2、不分流进样系统, 进样前 进样阀关闭,关闭分流阀使气流不能从衬管外逃出。由于柱前压并未改变，所以柱流量将会保持恒定。原来吹过衬管的气流现在必为通过隔垫吹扫管路流出。, 进样时刻 分流阀关闭,样品会扩展到进样口的底部。使用250uL的衬管以及柱流量，很容易使衬管过载，特别是当进样体积大于1uL且使用非烃类溶剂时。, 样品的汽化 分

44、流阀关闭,由于样品组分与溶剂的扩散率的不同（更小体积/低分子量），组分在衬管中分层。与载气混合成为低临界状态，这是因为保存时间长且几乎所有的样品都经过衬管而进入到色谱柱中了。通过使用某一种“捕集”技术可将样品聚集在柱头。, 样品的注入 分流阀关闭,到此被分析物转移入柱已经完成。仍有一些溶剂留在衬管之中。如果依然保持分流阀关闭，则余下的所有溶剂都转移入柱子中，那么溶剂色谱峰将会严重拖尾。, 样品的注入 分流阀关闭,将分流阀从关闭位置转为开启状态以将留在衬管中的剩余溶剂吹出衬管。这个过程将会有效地减小溶剂峰的拖尾，以保证先流出峰的定量更加真实可信。, 样品注完 分流阀开启,衬管的体积太小以及通过衬

45、管的流量太低可能会导致使用非烃类溶剂的样品进样量过大。 对于不分流进样来说，进样量过大会造成定量结果的准确性与精确性双方面的明显误差。, 样品过载 分流阀关闭, 溶剂效应：设定柱温的初始温度低于溶剂的沸点，致使溶剂在柱关上冷凝，相当于膨胀了固定相并捕集分析物。,本节首页,退出本章,样品进入色谱柱后，减少分流出口的载气流量以节约载气。 柱前压和柱流速仍保持不变，只有分流出口的流量减少。可用于分流和不分流方式。 节省载气启动的时间应选在样品进入色谱柱后。,（三）、节省载气装置,本节首页,退出本章,尾 吹,毛细管柱内流动相流速低，流量小，组分会因柱后死体积突然增加而发生严重的纵向扩散，从而导致峰形展

46、宽，有可能使在柱中以分离的组分在柱后再次重叠，影响分离。 也可在使用FID时受阻于引入的H2压力而出柱困难。 增加尾吹气将改善这一状况。,（四）、分流平板,此部件须非常清洁,1、在溶剂中超声处理 - 常用样品或清洗剂 2、使用金属纱布擦磨清洁 - 高光洁度可提高其功效- 不要干擦 3、用溶剂清洗 - 避开氯化溶剂 - 先惰性洗涤 - 甲苯 - 再用醇类清洗 - 甲醇,（五）、毛细管衬管,未去活性的衬管的清洗 1) 移去玻璃毛 2) 在溶剂或酸液中超声振荡 3) 清洗且干燥 4) 更换去活性的玻璃毛 5) 去活性 - 硅烷化 6) 干燥 7) 精心维护衬管的内表面避免划伤,毛细管衬管结构图,本节

47、首页,退出本章,（六）、进样口系统中注意点,1、 进样口常见问题 非代表性样品、堵塞、温度不正确、污染、泄漏 2、 操作条件的选择 1) 汽化室温度的选择 2) 进样垫的材料与处理 3) 进样量,本节首页,退出本章,3、进样口的日常维护,更换隔垫 清洗或更换进样针 进行泄漏测试和维修 清洗或更换衬管/内插件 清洗或更换分流平板和金属垫片(SSI),本节首页,退出本章,4、自动进样器日常维护,清洗/更换进样针 清洗掉针引导器和附近表面上的灰尘和污染物 确保样品盘安装螺丝固定好了 保证所有的电缆线都连接良好,三、分离系统,分离的过程示意图,（一）、色谱柱的类型,本节首页,退出本章,1、色谱柱类型的

48、比较,本节首页,退出本章,a、柱效和柱长是 10倍 b、理论塔板数是填充柱的 100倍 c、柱负荷量低于填充柱, 柱的性能,本节首页,退出本章, 工作压力,本节首页,退出本章, 常用的柱选择方法,a、欲分离样品 b、首先试用手边现有的柱子 c、向同事请教 d、从文献中查到相近应用的方法 e、如果不是太清楚，先使用一个非 极性柱,如 HP-1或 HP-5,2、柱分离指标,柱 效: 色谱柱形成尖锐峰的能力 分离度: 色谱柱将两个峰彼此分开的 能力,（1）、如何提高柱效,本节首页,退出本章, 使用内径更小的柱子。 减小进样量。 选用更长的柱子。 使用程序升温。,（2）分离度计算及提高方法,本节首页,

49、退出本章,3、色谱柱概论, 柱子切勿划伤。高温加热从划痕处断裂。 长期不用堵上柱子两端不被污染。 * 当使用毛细管柱时，一定注意保护眼睛。,（1）、保 存,本节首页,退出本章,（2）、色谱柱老化,目的：预先老化以除去柱中残留的溶剂。, 老化对象,- 新买的柱子。 - 长期没用过的柱子。 - 操作条件改变时。 - 分析对象改变时。,本节首页,退出本章, 毛细管柱老化原则,- 温度足够高以去除不挥发物质。 - 温度足够低以保护柱子，防止柱流失。 - 老化温度越低老化时间应越长。,本节首页,退出本章, 毛细管柱老化方法,a、柱只接进样口，不接检测器，把检测 器口堵住,检测器不在工作状态。 b、并确证

50、有载气通过柱子。 c、设定老化温度、流量、时间。 d、可设炉温程序升温，以使较好老化。 e、需几小时或几十小时，不要通H2气。,本节首页,退出本章, 危害色谱柱的因素,a、不分流进样方式使柱前1-2米的固定相移位。 b、载气或样品质量太差。 c、固定相容易被载气中的氧气所氧化。 d、分析高水分样品时会缩短使用寿命。,（二）、柱温设置,本节首页,退出本章,1、柱温设置,（1）、恒温操作,升温速率设为“0”。 特点：峰展宽，保留时间延长,本节首页,退出本章,1、 操作者的耐心（保留时间长）。 2、 固定相的最低温度极限。,A、最低操作温度决定因素,本节首页,退出本章,1、 固定相能承受的最高温度。

51、 2、 样品的稳定性。 3、 第一流出组分的保留时间。,B、最高操作温度决定因素,（2）、程序升温,三阶程序升温,本节首页,退出本章,组分之间有较宽的沸点范围 (100C) 。 减少分析时间并使峰变窄。 增加柱流失，引起基线漂移。, 程序升温特点,a、 升温方式 b、 初始温度 c、 终止温度 d、 升温速率 e、载气流速,本节首页,退出本章, 操作条件的选择,本节首页,退出本章, 程序升温与恒温操作的比较,正常运行 空白运行 柱补偿运行, 柱补偿,本节首页,退出本章,（三）、柱 修 复,1、把距进样口末端的柱子割去一到二米。 2、将柱子再老化过夜。 3、淋洗柱子。这是一个比较极端的手段。一般

52、，只有50%的柱可以通过淋洗来修复。,固定相（交联的硅氧相）允许我们使用溶剂淋洗柱来溶掉或移走柱上的沉积物，这样可以避免峰拖尾。,本节首页,退出本章,淋洗前后的比较,（四）、柱 的安装,（五）、柱 的安装,四、检测系统,本节首页,退出本章,已学过的 检 测 器,（一）、检测器评价指标,本节首页,退出本章,1、噪 声 2、漂 移 3、灵 敏 度 4、线 性 范 围 与 动 态 范 围 5、最 小 检 测 量,（一）、检测器评价指标,本节首页,退出本章,1、噪 声 (Noise；N) ：仪器、其他操作条件使基线在短时间内发生起伏的信号 2、漂 移 (Drift；d) ：使基线在一定时间内对原点产生

53、的偏离。,3、灵 敏 度（ 应 答 值）,本节首页,退出本章,量变化时，该物质响应值的变化率。,4、线 性 范 围,本节首页,退出本章,被测物质的量与检测器的信号成线形关系的范围。,本节首页,退出本章,(二)、FID （Flame Ionization Detector),当样品和载气进入火焰（2100）时，发生化学电离（等碳效应）。,1、工作原理,2、对FID没有响应的物质,本节首页,退出本章,3、响应规律,4、检测器组件,5、常见问题,检测器关闭：火焰无法点燃；检查是否凝聚,(1)不出峰,检测器短路：检查检测器温度,(2)不出峰,火焰熄灭：检查流量；关闭辅助；气重新点火,(3)进样初期出峰

54、,检测器脏： 清洗收集极、喷嘴,(4)出杂峰,本节首页,退出本章,（三）、 NPD （Nitrogen-Phosphorus Detector）,铷盐珠。氢气/空气较低， 碳氢化合物无法电离，铷珠表面的碱盐离子促进有机氮或有机磷化合物的电离。,FID,NPD,本节首页,退出本章,工作原理：富氢火焰中燃烧时，P，S被激发而发射特征波长的光谱。 1、S化合物：蓝紫色光（394nm）。 2、P化合物：绿色光（526nm）,（四）、FPD （Flame Photometric Detector),滤 光 片,光电倍增管,火焰喷嘴,1、火焰光度检测器,本节首页,退出本章,2、气 流 比,本节首页,退出本

55、章,（五）、ECD （Electron Capture Detector),放射源使载气电离，一定的极化电压加在两极上，由阳极吸收电子，形成稳定的基流。,1、原 理,本节首页,退出本章,电负性组分检测器捕获电子 释放能量 E 电子数减小 基流下降 产生负信号。,1、原 理,1、原 理,2、ECD结构,（六）、检测器比较（1）,本节首页,退出本章,（六）、检测器比较（2）,本节首页,退出本章,（八）气相色谱仪使用中的问题,A.色谱柱是否与进样口和检测器正确地连接 B.进样口是否漏 更换进样垫 检查进样衬管是否损坏 C.柱是否与进样口连接？? D.FID点火了吗？FID高压静电正常吗？ E.柱中是

56、否有载气,无峰或峰很小,本节首页,退出本章,五、使用中的问题,（一）、基线不好的问题,1.检查气源的纯度 解决：更换气源；加装气体净化 2.检查气路系统是否被污染 解决：清洗被污染处,本节首页,退出本章,（二）、基线漂移,正确地使用高纯度的载气 色谱柱老化 进样口和色谱柱的最高使用温度不能超过该柱所规定的最高温度极限,本节首页,退出本章,（三）、基线位置突然变化,偏离或漂移是由于下列原因产生的 温度；流速 检查体系是否有漏 主要检查进样口部分 前次色谱过程中的残余的低挥发性流出物,拖尾因子,拖尾因子（1）,拖尾因子 1.2,拖尾,前伸峰,拖尾因子 0.9,拖尾因子（2）,本节首页,退出本章,（

57、四）、峰型不好（拖尾）,进样口或柱温太低试；程序升温 柱过载：减少进样量或将样品稀释10倍 试一下较厚液膜的其他色谱柱 前伸峰和拖尾峰均说明是非线形的分配即色谱柱与样品不匹配,本节首页,退出本章,（五）、峰型不好,减少进样量（柱过载） 小体积进样 ；增加分流比 可能是几个未分离的色谱峰 将柱温降低20再进样,本节首页,退出本章,（六）、峰型很差,合并的峰（未分离的峰） 将柱温降低20-30 将进样口温度增加20-30 检查样品与溶剂的选择是否正确,峰顶分叉（双肩峰）,本节首页,退出本章,（七）、附加峰（1）,进样垫流失 进样口污染残 留在进样口或衬管中的物质 载气不纯 柱头污染,本节首页,退出本章,（七）、附加峰（2）,1、样品在进样口停留的时间太长 2、样品组分稳定性差 3、进样口温度过热，可以导致样品组分的降解,本节首页,退出本章,（八）、丢失色谱峰,进样口温度太低 高沸点的化合物不能很快地气化 进样口温度太高 许多挥发性的组分在进样口降解 进样口被污染,本节首页,退出本章,（九）、色谱柱安装位置可能引起的问题,色谱柱到检测