农药残留与农产品安全.docx

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1、第一章 绪论一、农药残留与毒性1 农药：用于预防、消灭或者控制为害农业、林业的病、虫、草和其他有害生物以及有目的地调节、控制、影响植物和有害生物代谢、生长、发育、繁殖过程的化学合成或者来源于生物、其他天然产物及应用生物技术生产的一种物质或者几种物质的混合物及其制剂。2 农药分类（按作用方式分）： v 杀虫剂： 有机氯，有机磷，氨基甲酸酯，拟除虫菊酯，沙蚕毒素类v 杀菌剂： 保护性杀菌剂、治疗性杀菌剂、铲除性杀菌剂v 除草剂： 输导型、触杀型、选择性、灭生性3 农药残留 由于农药的应用而残存于生物体、农产品和环境中的农药亲体及其具有毒理学意义的杂质、代谢产物和反应物等所有衍生物的总称。 可提取残

2、留 结合残留：化学键合或物理结合 不可提取残留 轭合残留：酶作用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的急性中毒或慢性毒害。v 农药对环境有益生物的毒性 水生生物：鱼类、藻类 陆地环境生物：鸟类、害虫天敌、蜜蜂、家蚕、非目标植物（药害）v 农药对人体健康的危害 急性毒性：甲胺磷、水胺硫磷等高毒农药 慢性毒性：致突变性、干扰内分泌活动 慢性神经系统功能失调(迟发性神经毒性)：有机磷农药特有的干扰免疫系统对儿童脑发育的远期影响二、农药的环境行为1 农药的环境行为：农药进入环境后，在环境中有着复杂的迁移转化过程，包括挥发、沉积、吸附、分解等表现。v 吸附：主要指农

3、药在环境中由气相或液相向固相分配的过程。v 迁移：施于土壤或植物体时，一部分农药会通过各种途径进入气相或通过地表径流和淋溶的方式沉积。 v 分解：农药在环境中可以通过多种方式降解。最重要的是光解和水解。v 生物降解：微生物v 生物富集：生物体从环境中不断吸收低浓度的农药，并逐渐在其体内积累的能力。 1. 体表直接吸收：藻类植物、原生动物、微生物 2. 根系吸收：高等植物 3. 食物链：大多数动物 藻类：500 鱼、贝壳：2000 水鸟：10万 三、农药残留与生态、食品安全1 生态系统：是自然界一定空间的生物与环境之间相互作用、相互制约、不断演变，达到动态平衡、相对稳定的统一整体。 农药主要是通

4、过生态系统中的环境介质（大气、土壤、水）进入生态系统中，进而影响整个生态系统的物质循环和能量流动。同时，也在此过程中进入生态系统中的不同有机生命体，进一步对生态系统平衡产生影响。2 农药进入生态系统的途径农药进入大气环境的途径v 农药喷洒于农田时，逸散到大气中（50%）。v 施用后，沉积在作物表面或土壤表面的农药通过挥发和蒸发作用进入大气。v 农药配制、加工生产运输、农作物废弃燃烧、仓库、车船熏蒸后的通风排放、粮食保存、纤维防蛀等也可在一定时期内造成高浓度的大气污染。农药进入土壤环境的途径v 农药直接施入土壤。如除草剂、拌种剂v 农药间接进入土壤。v 随大气沉降、灌溉水和动植物残体进入土壤。农

5、药进入水环境的途径v 农药直接施入水体。v 土壤中农药随地面径流或经渗滤液通过土层至地下水v 农药厂和其他农药化学品生产厂的污水排放。农药在生物体间的转移（生物富集、食物链）3 农药污染食品的主要途径v 使用农药防治农作物病虫害，直接污染食用作物。v 农药被植物根部吸收后转移至食物中。v 施用农药的同时或施用后对大气、水体的污染造成动植物体内含有农药残留，间接污染食品。v 经食物链和生物富集作用污染食品。v 运输及储存过程中由于和农药混放造成的食品污染。 四、农药残留检测与监控 农药残留超标是农产品污染的主要问题 1 农药与食品安全问题的对策v 加快立法步骤，加强科学管理。v 加强农业生产者的

6、教育，合理用药。v 加大在新型、低毒、高效农药研制和推广方面的投入。v 提高农药残留检测能力和速度。2 农药残留限量标准v 最大残留限量（MRL，maximun residue limit）是指法定允许在食用农产品和动物饲料中一种化合物残留的最大浓度（用mg/kg 来表示)。v 每日允许摄入量（ADI，acceptable daily intake）是根据对一种化合物已有数据的评价，消费者一生之中每天摄入这种化合物不会对身体健康造成可见风险的量（用mg/kg体重来表示）。 ADI=NOAEL/安全系数（100） MRL=ADI60/（1.2某种食品所占比例）3 农药残留法规与管理v 最早制定农

7、药管理法的是法国（1905年），之后是美国（1910年）、加拿大（1927年）等。v 联合国粮农组织（FAO）1975年设立了5个专家组：农药规格、农药登记资料要求、农药使用标准、食品中农药残留及环境中农药残留。我国农药残留法规与管理v 1982年4月，农药登记规定。v 1982年10月，农药安全使用规定。v 1997年，国务院发布了中华人民共和国农药管理条例。v 1999年，农业部发布实施农药管理条例实施办法 v 2001年，修改了农药管理条例。我国新农药登记资料要求田间试验阶段：（不得销售）v 产品化学资料（有效成分，物化参数，分析方法等）v 毒理学资料（急性毒性）v 药效资料（室内活性测

8、定，试验作物、防治对象、施药方法）v 其他资料（已有的田间药效、残留、环境生态试验和登记情况）临时登记阶段（试销，有效期1年，可续展，不得超过4年）v 产品化学资料（产品标准）v 毒理学资料（急性毒性试验报告、眼睛皮肤刺激性试验报告、致敏性试验报告、亚慢性试验报告、致突变性试验报告等）v 药效资料（室内活性测定报告、2年4地室外药效报告）v 残留资料（可在临时登记期间进行）v 环境生态资料（鱼、鸟、蜜蜂、家蚕的毒性试验报告）v 标签、说明书v 其他资料（在其他国家或地区的登记情况）正式登记阶段（有效期5年，可续展）v 产品化学资料（2年常温稳定性试验报告）v 毒理学资料（人群接触毒性、主要杂质

9、毒性、在动物体内的代谢、每日允许摄入量等）v 药效资料v 残留资料（2年2（3）地残留试验报告）v 环境生态资料（环境行为特征、非靶标生物毒性v 规范的标签、说明书4 农药安全性评价v 健康安全评价：评价登记产品在推荐施药条件下对人的健康风险。农药毒性试验和农药残留试验结果v 生态安全评价：评价登记产品在推荐使用条件下对环境生物的毒害风险。农药环境行为和环境毒性试验结果农药残留检测的目的：v 研究农药施用后再农作物或环境介质中的代谢、降解和转归，制定农药残留限量标准、农药安全使用标准。v 检测食品和饲料中农药残留的种类和水平，以确定其质量和安全性。v 检测环境介质和生态系生物构成的农药残留种类

10、和水平，以了解环境质量和评价生态系统的安全性。5 农药残留检测的特点与程序v 农药残留分析的特点 痕量性（ ng、pg、fg）； 复杂性 多样性v 农药残留分析的程序 样品采集 样品制备 样品分析 质量控制与数据处理农药残留分析的发展和任务v 安全、环保、高效、经济；v 样品处理新技术SPE,SFE,ASE,GPCv 检测新技术GC,HPLC,联用技术 v 快速检测技术多残留分析，快速筛选v 方法的标准化；v 监测和管理的完善。第二章 农药残留试验准则1 农药残留试验的目的：了解农药在大田农作物施用后的残留消解动态以及不同施药水平与农药最终残留量的关系；并以此为重要依据，制定农产品中农药最大残

11、留限量标准、农药安全使用标准及满足农药登记的要求。2 准则主要内容v 术语和定义v 田间试验部分田间试验设计和实施；样品采集和运输、贮藏；田间试验的记录。v 实验室检测部分 方法确定；样品检测；数据处理；记录。v 试验报告的撰写3术语和定义农药残留：使用农药后，残存于农产品及环境中的农药活性成份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。推荐剂量：一种农药产品经田间药效试验后，提出的防治某种作物病、虫、草害的施药量）或浓度）。采收间隔期：采收距最后一次施药的间隔天数。安全间隔期：经残留试验确证的试验农药实际使用时采收距最后一次施药的间隔天数。田间样品：按照规定的方法在田间采集的

12、样品。实验室样品：田间样品按照样品缩分原则缩小后的样品，用于冷冻贮藏、分析取样和复检。分析样品：按照分析方法要求直接用于分析的样品。4 田间试验部分田间试验设计是农药残留试验的前提和基础。正确的田间试验设计是整个残留试验成功的关键所在。依据：农药残留试验准则项目：最终残留量试验、残留消解动态要素：不同施药剂量、不同施药次数，不同间隔期操作：田间标准操作规程田间试验设计SOP残留试验背景资料调查（农药残留试验背景资料调查表（SOP FT-05-01） 供试农药：有效成份/制剂种类/商品名/通用名供试作物：品种/生育周期农药应用情况：防治对象/适用期/推荐使用剂量/施用次数/施药间隔/安全间隔期

13、理化性质：化学名称/分子式/理化性/溶解度/稳定性农药相关数据：LD50/ADI/MRL 农药代谢：有毒代谢产物残留分析方法：方法原理/相关介质中的方法 试验地的选择1.必须选择两个以上不同的气候生态种植区域（试验地点）。2.根据试验作物的不同，确定试验地点的数量三地：水稻、小麦、甘蓝、黄瓜、番茄（辣椒）、柑桔、梨（苹果）、大豆、茶、花生。一地：榴莲、亚麻籽、可可、咖啡、调味品类、香草类等。二地：其它作物。3.选定的种植区域（试验地点）内，选择有代表性的试验地。4.选择作物长势均匀，地势平整的地块。试验前了解试验地的土壤类型、用药历史等。5.试验地的灌溉条件需满足残留试验的要求。 如：单独灌溉

14、、不可串灌、渠水流向等。6.试验地应有足够的作物面积，且相对集中，保证足够的缓冲区与处理区。7.试验地与外界须设置有效的隔离。8.按要求设置各处理小区，做好标记。最终残留量测定试验检测对象：一般为作物的可食部位和种植地土壤。施药剂量：设两个施药剂量（推荐剂量的高剂量与1.5倍剂量）。g(ai)/ha或mg/kg施药次数：设两个施药次数（除草剂、土壤处理剂、种子处理剂、植物生长调节剂等可不增加次数）施药间隔：依据推荐的施药间隔或药效试验结果。采收间隔期：以作物农产品的收获时期作为样品采收时期，根据防治情况和推荐采收间隔期确定试验采收间隔。设两个以上采收间隔期，第二年做相应调整。施药方法：依据推荐

15、施药方法施药。施药时间：以农作物的收获期进行倒推设计。残留消解动态试验检测对象：可食部分、植株。施药剂量：推荐剂量高剂量的1.5倍。施药时间：作物生长期，一般为作物生长至成熟个体一半大小时开始施药。土壤（水）试验：可在种植地附近选择一块土质相同的空白地进行。采样间隔和次数：一般采用一次施药多次采样的方法进行。通常采样间隔可设计为0,1,3,7,10,14,21,30,45d等。要求有效采样次数不少于6次，降解率一般应达到90%以上。田间试验的处理和小区设计处理数量：原则上一个施药剂量、一个施药次数和一个采收间隔期为试验的一个处理。处理重复：每个处理设3个重复小区面积：粮食作为30 m2，叶菜类

16、蔬菜15 m2，果树不少于2棵。空白对照小区保护行：设置保护行或田埂（缓冲、漂移、串流）田间施药v 供试农药的接收、贮存、使用和处置v 施药前做好前期准备工作v 避免对人员、试验样品的污染v 施药器械的清洗和维护v 应选择风速小于3m/s的晴朗天气施药v 施药健康与安全v 按SOP中不同作物的田间施药标准操作规程进行样品采集和运输、贮藏v 采样方法选择合适的采样方法：随机法、对角线法、五点法有选择地，按剂量从小到大顺序采样避免在地头或边沿采样（留0.5m边缘）v 采样量及采样部位按照附录A作物分类及采样部位和推荐采样量及SOP中不同作物田间样本采集与实验室样品制备标准操作规程确定采样部位和采样

17、量。 v 样品处置避免样品表面残留农药的损失（采集、包装、制备）避免样品损坏及变质（采集、运输）避免交叉污染（采集、制备）样品上粘附的土壤等杂物可用软刷子或干布处理干净。v 样品缩分按照SOP中各种作物样品制备标准操作规程缩分。个体较小的样品（如麦粒和小粒水果）用四分法进行缩分；谷物等样品先粉碎，全部过20目筛，最后取100-200克样品保存待测。中等个体的样品（如豆荚），可在充分混合的田间样品中随机选取足够量的样品。土壤样品不能风干，过1mm筛，最后取200-500g样品保存。（测定时校正干土残留量）不能过筛的去掉植物残枝和石砾后保存。 v 样品包装和贮藏采集的每个样品应写好标签，24h内运

18、送到实验室。样品送达实验室后赋予每个样品唯一编号。样品需用干净的、牢固的容器包装，并尽快保存在 冷冻或冷藏冰箱中。检测后的样品需保存至少半年时间，以供复检。田间试验的记录：试验记录应及时、清晰、详细、准确。农药残留试验背景资料调查表（SOP FT-05-01）农药收发、使用和保存记录表（SOP FT-05-05）田间试验设计（SOP FT-05-02.1） 试验地点选择（SOP FT-05-06.1） 试验地信息和小区布置图（SOP FT-05-06.2）试验地耕种与管理历史（SOP FT-05-06.3）供试作物的耕作管理调查记录表（SOP FT-05-06.4）5 实验室检测部分v 术语与

19、定义最小检出量（LOD）：指使检测系统产生3倍噪音信号所需待测物的质量(以ng为单位)。最低检测浓度（LOQ）：指用添加方法能检测出待测物在样品中的最低含量(以mg/kg为单位)。方法性能指标：灵敏度、准确度、精密度检测方法研究v 方法选择： 查文献/化合物理化性质/分析仪器/方法评价v 最低检测浓度： MRL /仪器方法/前处理方法v 标准曲线：至少5个浓度v 回收率：至少2个添加浓度，5个重复v 精密度：相对标准偏差（RSD）评价标准添加浓度（mg/kg）平均回收率（70%）添加浓度（mg/kg）平均回收率（70%）170-1101100.1-170-1100.1-1150.01-0.17

20、0-1100.01-0.1200.001-0.0160-1200.001-0.01300.00150-1200.00135结果计算和表达v 残留量应为农药母体及其有毒代谢物，降解物的总和，以mg/kg表示。v 当检测值低于LOQ时，应写LOQ值v 应真实记载实际检测结果，分别计算各样品重复检测值和平均值，不能用回收率校正。v 结果一般以两、三位有效数字表达，回收率采用整数位的百分数表示即可。v 土壤样品以干重计算，植物样品以鲜重计算。v 消解动态和半衰期 动态方程： CT=C0e-KT C为时间T时的农药残留量（mg/kg） C0为施药后原始沉积量（mg/kg） K为消解系数 T为施药后时间（

21、天） 半衰期: T(1/2)=ln2/k检测记录标准样品购买、使用记录试剂、玻璃器皿、气源购买、使用记录天平使用、维护记录气相、液相等仪器使用、维护记录标准溶液配制记录方法摸索前处理记录样品检测记录、数据处理记录6 试验报告的撰写v 农药残留试验报告的组成 封面 目录 正文（前言、田间试验、检测方法、残留试验结果、结论与合理使用建议） 图表（表格、曲线图、谱图）农药残留试验报告的总体要求v 农药残留试验报告的用途 农药生产企业申请农药残留登记提交材料 制定农药合理使用准则的依据 制定农药残留限量标准的依据v 农药残留试验报告的基本原则真实、明确、规范 真实科学的试验设计、严谨的试验操作、真实的

22、检测数据。明确报告表述内容应数据充足、内容详尽、结论明确。规范报告的编写格式应符合有关要求。（术语使用；量、单位及符号；数值；引用数据）第三章 农药残留分析的前处理技术一、样品制备的目的和原理样品制备（sample preparation）是农药残留分析方法的重要部分。包括从样品中提取残留农药，浓缩提取液和去除提取液中干扰性杂质的分离净化等步骤，是将实验室样品处理成适合测定的检测溶液的过程。v 样品制备的目的 1）提高灵敏度和降低检测限。 2）提高测试精度。 3）提高方法的选择性。（衍生化） 4）延长仪器的使用寿命。样品制备原理 主要是利用残留农药与样品基质的物理化学特性差异，使其从对检测系统

23、有干扰作用的样品基质中提取分离出来。 农药的极性和溶解性是选择提取和净化条件的重要依据，在残留农药的溶剂提取中常采用“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。1）极性：共价键电子密度不均衡分布结果产生了键偶极。 常用溶剂的极性大小： 己烷（石油醚）苯乙醚氯仿二氯甲烷丙酮乙酸乙酯乙腈二甲亚砜甲醇水 2）溶解性 指农药在水相和有机相中的溶解能力。 溶解度的大小很大程度上取决于农药分子所含官能团的种类、数量、溶剂的性质和其他外部因素。 农药的水溶性还受温度、含盐量、有机质、PH值的影响。二、样品制备常规技术1 提取技术 提取（extraction）是指通过

24、溶解、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，也称为萃取。提取原则：根据农药理化性质按“相似相溶”原理进行。 溶剂的选择是关键。 1. 溶剂的极性（“相似相溶”原理） 2. 溶剂的纯度（分析纯以上） 3. 溶剂的沸点（4580之间）。v 常用的提取溶剂： 石油醚、正己烷、二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、乙腈、甲醇、水等v 提取方法- 液固提取法：将固体放入提取剂中，加以振荡，必要时加热，再利用离心或过滤的方法使液、固分离，欲提取的农药组分进入溶剂。 常用提取方法有振荡法、捣碎法、超声波法、索氏提取法、吹扫捕集法。 振荡提取法v 振荡浸提法是最常用的一种方法。它是将样品粉碎后置于具塞三角

25、瓶中，加入一定量的提取溶剂，用振荡器振荡13次，每次振荡0.51h，过滤出溶剂后，再用溶剂洗涤滤渣一次或数次，合并提取液后进行浓缩净化。v 适用于土壤、谷物等样品中农药的提取。组织捣碎法v 组织捣碎法也是一种常用的方法。它是将样品先进行适当的切碎，再放入组织捣碎机中，加入适当的溶剂，快速捣碎35min，过滤后进行浓缩净化。v 适用于蔬菜、水果等新鲜动植物组织样品中农药的提取。超声波法v 目前一般是用超声波清洗机来进行超声波提取。在超声波清洗槽中装入一定量的水，将装有样品和提取溶剂的玻璃瓶放入其中，提取溶剂的液面要与槽中水面齐平。索式提取法v 用适当的提取溶剂在索式提取器中连续回流提取几小时，获

26、得提取液。v 提取效率高，但耗时长8h以上）v 适用于匀浆法等难提取样品中残留农药的提取或是作为其他提取方法提取效率的参照标准。不适合于热不稳定农药的提取。吹扫捕集法v 主要用于水样中挥发性有机物的分析。v 主要构件有吹沸器、捕集管，气相色谱仪v 操作步骤： 吹沸捕集解吸GC分析2 液-液提取法：常用于水样或其他液体样品中残留农药的提取。将一种溶剂加入被测溶液中，利用被测组分在两相中的分配不同而进入有机相，其他组分仍留在原液中而达到分离的目的。通常使用的是分液漏斗。v 常用的二相溶剂对系统有：乙酸乙酯-水、二氯甲烷-水，石油醚-水、石油醚-丙酮等。v 液液分配提取效率的高低取决于化合物与提取溶

27、剂的亲和性、二相的体积比和提取次数三个因素。v 影响提取效率的因素： 1. 提取溶剂的选择 2. 水相的盐浓度 3. 水相的PH值有机相、水相、乳化物和外力是乳化形成的主要因素。 破除乳化的方法：v 离心(2000rpm，2min）v 过滤（滤纸或无水硫酸钠）v 在水相中加入一定量的盐（氯化钠或其水溶液）v 加入少量不同的有机溶剂（无水乙醇） v 在振摇时，采用轻缓地向一个方向振摇的方式。2 净化技术 净化（cleanup）是指通过物理的或化学的方法除去提取物中对测定有干扰作用的杂质的过程。主要是利用分析物与基体中干扰物质的理化特性的差异，将干扰物质的量减少到能正常检测目标残留农药的水平。主要

28、干扰杂质及性质类别化合物及其性质脂类色素蜡质肽、氨基酸碳水化合物木质素脂肪、油脂（动物样品），不溶于水，溶于多少有机溶剂叶绿素、叶黄素、胡萝卜素等（植物样品），不溶于水，能溶于乙醇、丙酮和石油醚蜡质（许多蔬菜），易溶于有机溶剂含氮，对NPD、FPD检测器有干扰糖、淀粉等，对低挥发性和高水溶性农药有干扰酚类及其衍生物，影响氨基甲酸酯类和苯氧羧酸类农药酚类代谢物的分析常用净化方法v 柱层析法v 浓硫酸处理法（水解脂类和色素，如净化含有机氯类样品）v 低温冷冻（-80）法（净化动物样品，除去脂肪和某些色素）柱层析法 柱层析法是应用最普遍的传统净化方法。 原理是将提取液中的农药和杂质一起通过一支装有吸

29、附剂的层析柱，它们即被吸附在具有表面活性的吸附剂上，然后用溶剂进行淋洗，以达到目标物与杂质分离的目的。 吸附剂的基本要求：具有较大的比表面；适宜的表面孔径和吸附活性；粒度分布范围尽量窄，并具有一定的强度。常用四种吸附剂的比较吸附剂名称主要成分活性强弱活化处理方法弗罗里硅土（Florisil)硫酸镁与硅酸钠作用生成的沉淀物适合脂肪含量高的样品的净化650烘烤3h ，干燥器存放。使用前再于130 活化1-2h。氧化铝(alumina)氧化铝（酸性、中性、碱性）对色素、脂肪、蜡质有较强吸附能力柱层析法操作步骤：先550 加热4h，用前130 活化1-2h。加入5%10%重量的水，混匀，放置过夜。硅胶

30、硅酸钠溶液加入盐酸而制得的溶胶沉淀物对糖等极性杂质有较强吸附能力先110 加热1h，再加入0%10%重量的水，混匀后使用。活性炭炭黑对植物色素有很强的吸附能力，对脂肪、蜡质吸附不强常与弗罗里硅土或氧化铝按一定比例配合使用。柱层析法操作步骤：v 装柱（湿法或干法，一般210g）：用适当的溶剂（弱极性）预淋柱子，让柱处于湿润和适于接受溶液的状态。v 上样：将用溶剂稀释的样品溶液加在柱上，使样品通过柱子。v 洗脱：以洗脱分析物而让杂质保留的溶剂（一般为混合淋洗液）梯度洗脱柱子，回收分析物。3 样品浓缩技术样品浓缩的目的是使检测溶液中待测物达到分析仪器灵敏度以上的浓度。 常用的浓缩方法有：v 减压旋转

31、蒸发法v K-D浓缩法v 氮气吹干法 减压旋转蒸发法v 减压旋转蒸发法是利用旋转蒸发器在较低温度下使大体积（50500mL）提取液得到快速浓缩的方法，操作方便，但残留农药容易损失，且样品还须转移、定容。v 原理是利用旋转浓缩瓶对浓缩液起搅拌作用，并在瓶壁上形成液膜，扩大蒸发面积，同时又通过减压，使溶剂的沸点降低，从而达到高效率浓缩目的。K-D浓缩法v K-D浓缩法是利用K-D浓缩器直接浓缩到刻度试管中的方法，适合于中等体积(1050mL)提取液的浓缩。v 特点是可有效减少浓缩过程中农药的损失，且能直接定容测定，无需转移样品。但只适用于少量体积的的样品，且操作较烦琐。氮气吹干法v 氮气吹干法是直

32、接利用氮气流轻缓吹拂提取液及提高水浴温度，加速溶剂的蒸发速度来浓缩样品，可以有效防止氧化反应但只适合于小体积浓缩。三、样品制备新技术1 固相提取法（SPE）v SPE利用颗粒细小的多孔固相吸附剂将液体样品中的目标化合物选择性地吸附，然后再用洗脱液洗脱或加热解吸附，达到分离和富集目标 化合物的目的。v 只能分离性质差别较大的物质。固相萃取分离模式v 正相萃取：吸附剂极性大于洗脱液极性，用于萃取极性物质。如硅胶、弗罗里硅土、氧化铝、氨基等。 反相萃取：吸附剂极性小于洗脱液极性，用于萃取中等极性到非极性化合物。如C18、C8等。 离子交换萃取：吸附剂都是带有电荷的离子交换树脂，用于萃取带有电荷的化合

33、物。如SAX，SCX等。固相萃取流程v 吸附柱的选择：根据待分离对象的特点选择合适的吸附柱。v 活化吸附剂：萃取样品前用适当的溶剂淋洗固相柱。v 加样：将已经浓缩后的样品采用适当溶剂溶解后加入到吸附小柱上。v 洗去干扰杂质：选择合适的淋洗溶剂将干扰杂质先淋洗出小柱，农药保留在小柱中。v 洗脱分析物：选择合适的淋洗溶剂将保留在小柱中的目标农药洗脱出来并收集。 影响萃取效率的因素 吸附剂选择：尽量选择与目标化合物极性相似的吸附剂。 淋洗剂选择：与目标化合物性质及吸附剂有关。 流速：样品溶液的流速一般不超过5mL/min。固相萃取的优缺点 高的回收率和富集系数 不需要大量溶剂 萃取时间短（是液液萃取

34、的1/2） 操作简单、快速、易实现自动化 缺点：复杂样品有时会堵塞填料空隙；复杂样品的杂质干扰等2 固相微萃取（SPME）v SPME是在SPE基础上发展起来高效的样品预处理技术。它是利用固相提取的方法实现对样品的分离和净化，但所用的固相材料和分离机制不同。v SPME不是将待测物全部分离出来，而是通过残留农药在样品与固相涂层之间的平衡来达到分离目的。v 其固相是一支覆盖着一层高聚物固定相（聚丙烯酸酯）的熔融石英纤维。浸入样品中，待测组分扩散吸附到石英纤维表面的涂层，当吸附平衡后，与GC或HPLC联用进行分析测定。固相微萃取流程v 吸附：萃取过程中应用磁力搅拌、超声振荡等方式，可缩短达到平衡的

35、时间。v 解吸：高温解吸（GC）或溶剂洗脱（HPLC）v 纤维的老化和清洗：使用前都需要0.5-4h的老化。固相微萃取的影响因素v 固相涂层的性质：非极性固相涂层（聚二甲基硅氧烷）；极性固相涂层（聚丙烯酸酯）v 液膜厚度：液膜越厚，吸附量越大，但平衡时间越长。v 搅拌效率：有利于缩短平衡时间。v 温度：有利于缩短平衡时间，但会减少吸附量。v 盐的作用和溶液酸度：可改变被分离物质在水中的溶解度，提高灵敏度。SPME的优缺点 操作时间短(一般只需15min，是液液萃取的30%) 操作简便 无需萃取溶剂 所需样品量少 适用范围广泛 缺点：石英纤维非常脆弱，易折断，重复性较差。3 基质固相分散萃取（M

36、SPD）v MSPD是将样品与吸附填料（与SPE吸附材料一致）一起混合研磨，得到半干状态的混合物并将其作为填料装柱，然后用不同的溶剂淋洗柱子，将各种待测物洗脱下来。 v 反相吸附剂，如C8，C18，主要用来分离亲脂性物质 v 正相吸附剂，用于分离极性较大的农药 优点： v 样品分析时间短 v 溶剂用量少 v 避免了样品均化、转溶、乳化等带来的损失 缺点： v 取样量小造成检测限较高 v 杂质净化方面不如其他提取技术理想 4 QuEChERS 法v QuEChERS法是利用固相分散材料与样品或样品提取液充分接触，吸附其中的杂质而得到净化的目的，或者是利用固相吸附剂吸附目标分析物，再进行解析而净化

37、。 v 其核心技术是净化材料或萃取剂能够选择性地吸附样品溶液中的目标化合物或干扰物质，以达到净化样品的目的，PSA优点： v 快速、简单、廉价、有效、可靠、安全（Quick, easy, cheap,effective, rugged and safe） 缺点： v PSA价格较贵，不适合大批量农药残留的检测 v 浓缩倍数小，需要灵敏度高的检测仪器，如UPLC-MS-MS 5 免疫亲和层析（IAC）v IAC是以抗原抗体中的一方作为配基，亲和吸附另一方的分离系统。是将抗体与惰性微珠（如，琼脂糖、纤维素）共价结合，然后装柱，将抗原溶液过免疫亲和柱，非目标化合物不保留，最后用洗脱缓冲液洗脱抗原，从

38、而得到纯化的抗原。免疫亲和层析流程v 装填亲和层析柱v 加样本v 样本和抗体反应v 洗去未结合的物质v 再洗去疏松结合的物质v 洗脱和抗体紧密结合的部分 免疫亲和柱的优缺点 v 特异性强、净化效率高 v 过程简单、统一 缺点： v 载体价格昂贵 v 特异性抗体难得 6 凝胶渗透色谱（GPC）GPC又称为体积排阻色谱，是按溶质分子的大小进行分离的一种色谱技术。其原理是根据多孔凝胶对不同大小分子的排阻效应进行分离，样品中的大分子先被洗脱出来，小分子后被洗脱出来。v 凝胶类型： 交联葡聚糖凝胶（Sephadex LH-20 ) 交联聚苯乙烯凝胶（Bio-Beads S-X）。v 溶剂的选择：所选用的

39、溶剂应该对目标物有良好的溶解度，并对凝胶有一定的膨胀力。常用的洗脱溶剂有：二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯、己烷等。 优点： v 自动化程度高 v 净化效率高 v 回收率高 v 柱子可以重复使用 缺点： 小分子的干扰物会与目标化合物一起流出，有时须再增加净化步骤。 7 加速溶剂萃取（ASE）v 1995年，推出的一种新的全自动提取技术。v 原理是选择合适的溶剂、通过提高温度(50200)和压力（1.52.0MPa）来加快萃取速度，提高萃取效率。v 适用于固体、半固体样品的提取。 特点：所需溶剂少(约15ml/10g)，快速(20min)，提取效率高。ASE的装置和流程v 装置：由溶剂瓶、泵、气路、加热

40、炉、萃取池和收集瓶等构成。v 流程：将样品放入萃取池； 设定程序，自动进行。（泵液、加温加压、萃取5min、收集） 溶剂瓶：4个； 萃取池：24个； 收集瓶：26个 v 已被美国环保局（EPA）选定为推荐的标准方法（EPA 3545, 1999）。 优点： 溶剂用量少、快速、提取效率高 缺点： 选择性不高，萃取液多采用固相萃取、凝胶渗透色谱等加以净化后再进仪器检测。 几种萃取技术的比较技术样品大小/g溶剂体积/mL平均萃取时间索氏提取1030300500448h超声提取301003000.51h微波提取5300.51hASE103015451220min8 超临界流体提取法（SFE）v SFE

41、是利用超临界流体（SF）密度大、粘度低、扩散系数大、兼有气体的渗透性和液体的分配作用的性质，将样品中的待测物质溶解并从基体中分离出来，同时完成萃取和分离操作的技术。v SF是介于气液之间的一种物质，只能在物质的温度和压力超过临界点事才能存在。在临界点附近，压力和温度的微小变化都可以引起流体密度的很大变化，而超临界流体的溶解度一般随密度的增加而增加。SFE就是利用压力、温度的变化来实现提取和分离过程的。常用的超临界流体：CO2、NH3、乙烯等。 CO2的优点：密度大，溶解能力强，传质速率高，压力适中，临界温度31，便宜易得，无毒，惰性以及极易从提取产物中分离出来等优点，当前绝大部分超临界流体提取

42、都是以它为溶剂。SFC萃取流程 装置：CO2储存器、萃取管、萃取池、限流器、收集装置、温度控制装置。 流程： SFC影响因素 压力：影响溶解能力。 温度：影响萃取剂的密度和溶质的蒸汽压。 萃取时间：与被萃取物质在流体中的溶解度及其传质速率呈正向相关。 其他溶剂：加入少量极性溶剂可以改变流体对溶质的溶解能力。常用改进剂为NH3、NO2，加入量不超过10%。SFC的优点和不足： 适应性广泛、操作简单、提取效率高。 集提取、浓缩、净化（分析）为一体。 分离过程有可能在接近室温下完成，特别适用于热敏性天然产物。 自动化操作且能与其他色谱仪器联用。不足：但是必须在高压下操作，设备及工艺技术要求高，投资比

43、较大。第四章 农药残留分析检测技术第一节 气相色谱检测方法及应用4.1 气相色谱基本原理气相色谱是一种分离技术，是利用物质的沸点、极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离。具有如下特点：分析速度快（数分钟几十分钟）分离效率高（可分离复杂的多组分样品）灵敏度高（10-1010-12g）选择性高（固定液、检测器）适用范围广n 基本术语： 1流出曲线和色谱峰 2基线、噪音和漂移 3保留值：色谱定性参数 4色谱峰的区域宽度：色谱柱效参数 5. 选择因子、分离度 n 分离理论： 1. 分配原理 2. 塔板理论 3. 速率理论1-1流出曲线和色谱峰流出曲线（色谱图）：电信号强度随时间变化曲线色谱峰：流出曲线上突起部分1-2基线、噪音和漂移基线：当没有待测组分进入检测器 时，反映检测器噪音随时间 变化的曲线。（稳定平直直线）噪音：仪器本身所固有的，以噪音 带表示。（仪器越好，噪音越小） 漂移：基线向某个方向稳定移动。 （仪器未稳定造成）最小检出量：产生3倍噪音信号时 组分的量。1-3保留值：色谱定性参数 保留时间tR：从进样开始到组分出现浓度极大点时 所需时间，即组分通过色谱柱所需要的时间。死时间t0：不被固定相溶解或吸附的组分的保留时间（即组分在流动相中所消