WB02几种分离技术在农药残留分析中的应用

农产品与食品质量检测技术教学资源库几种分离技术在农药残留分析中的应用下面这篇文献介绍了样品现代前处理技术加速溶剂萃取(ASE)、超临界流体萃取(SFE)、固相萃取(SPE)、固相微萃取(SPME)、凝胶渗透色谱(GPC)的原理及其在农药残留分析中应用情况。感觉对色谱分析很有帮助，分别转录如下：1加速溶剂萃取(ASE)加速溶剂萃取是一种在升高温度和压力条件下，增加物质的溶解度和溶质的扩散效率．提高萃取效率的自动化方法。温度升高能够减弱溶剂与基质之间的作用力，使被溶物快速从基质中解析出来，还能够降低溶剂的黏度，使之能更快速地萃取。压力的升高能够使溶剂的沸点增高。在较高温度下使溶剂保持液态。同时使溶剂进入基质微孔，与基质更全面地接触。ASE的运行过程是将常用的有机溶剂由泵注入已填充样品的萃取池后。加温加压，数分钟后。萃取液由载气吹入收集瓶中。与传统的萃取方法相比，加速溶剂萃取更方便、快速、溶剂用量少、回收率高，其重现性与传统的索氏萃取和超声萃取相当，还避免了索氏萃取溶剂用量大、超声萃取所带来的多次清洗的问题，并能实现自动化控制。ASE法是一种全新的处理固体和半固体样品的方法，可以萃取蔬菜、鱼肉、水果、茶叶和土壤中残留农药，萃取的目标化合物包括有机氯、有机磷、拟除虫菊酯类农药、除草剂、多氯联苯等物质。朱雪梅等用ASE提取被污染土壤中的有机氯农药．并与索氏提取法进行比较。结果表明，ASE对土壤中的滴滴涕的回收率明显高于索氏提取，六六六的提取能力与索氏提取相当，六六六、滴滴涕的检出率为100％。张桃英研究了ASE对茶叶中六六六、滴滴涕农药残留的提取效果。并与索氏提取法进行比较。结果表明，ASE提取法对茶叶中六六六、滴滴涕的提取效果比索氏提取好．回收率范围在89．6％～108．6％．用ASE法萃取时间大大减少，溶剂的使用量也大大减少．多个样品萃取时可实行自动化控制。结果满意(Adou等用ASE法测定梨、哈密瓜、马铃薯、甘蓝中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯类等8类28种农药残留，样品捣碎后添加适量的吸水剂，其中大部分添加回收率80％。2超临界流体萃取(SFE)超临界流体萃取是近几年出现的一种以超临界流体作为流动相的新型的分离技术。其原理是根据相似相溶原理，在高于临界温度和临界压力的条件下，利用超临界流体的特性，从样品中萃取目标物。当恢复到常压和常温时，溶解在流体中的成分立即以溶于吸收液的液体状态与气态分开。从而达到萃取目的。目前CO2是首选的萃取剂。其在低温下具农产品与食品质量检测技术教学资源库有较强的萃取能力，对于热敏感性强和复杂样品中微量组分萃取显示出它的高效、快速、后处理简单等特性。SFE过程中一般不用有机溶媒。从而减少对操作者和环境的损害。超临界CO2的极性小，适宜非极性和极性小的物质的提取。若要提取极性大的成分。则可以加入适宜的夹带剂(如甲醇、乙醇和水等)，以提高对萃取组分的选择性和溶解性。SFE技术目前逐步应用于提取植物样品、动物组织、果实、土壤等各种待测样品中的杀虫剂、杀菌剂、除草剂等农药残留，比常规溶剂提取法方便、提取时间短、节约90％以上有机溶剂、回收率较高、精密度也较好。Synder用SFE与EPA规定的超声波提取法及索氏法比较用此3种方法提取土壤中6种有机氯及6种有机磷农药，索氏法平均回收率94．7％，相对标准偏差4.47％，溶剂用量300mL。耗时22h；超声波法平均回收率93．1％，相对标准偏差7．42％，溶剂120mL，耗时2h；SPE平均回收率91．6％。相对标准偏差2．94％，溶剂5mL，耗时1h，优势明显。Juhler用SFE技术提取牛肉中的有机磷农药和非有机磷农药及其混合物的残留量时，对CO2的温度、压力、流量和提取时间对回收率的影响进行了考察，选择了适合不同样品、不同农药类型的操作条件，获得较好的回收率和满意的检出限(0．01～0．03mg／kg)，并确定了适合几种农药残留的联合分析的萃取条件，GC色谱图中待检测峰附近无明干扰(邱月明等用SFE萃取一气相色谱法测定了粮食和茶叶中17种有机氯农药残留．并与传统法比较，得出该法是一种快速高效的方法王建华等也用该法对水果、蔬菜中有机氯、有机磷残留进行了测定，结果比传统法快速、准确。3固相萃取(SPE)固相萃取技术就是利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附，与样品的基体和干扰化合物分离，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。该技术基于液－固相色谱理论，采用选择性吸附、选择性洗脱的方式对样品进行富集、分离、纯化，是一种包括液相和固相的物理萃取过程：也可以将其近似地看作一种简单的色谱过程。在此过程中。首先要选用适当的溶剂对吸附在吸附剂上的干扰物进行洗脱，然后再用洗脱剂对目标物质进行洗脱，最终得到目标物质。与传统的液－液萃取方法相比，SPE显著的优势为：提高样品处理量，大大减少溶剂的消耗和废物的产生，回收率高，重现性好，极低的杂质干扰，无乳化现象，多种分离模式选择，易于实现自动化。(缺点需要预先知道吸附、解析条件，否则需要摸索条件。)固相萃取通常用于水样和不易或不挥发样品的农药残留萃取，但也用于预先提取到溶液农产品与食品质量检测技术教学资源库里的固体样品。陈剑刚等建立了水中多种拟除虫菊酯类农药残留的固相萃取－GC／MS联用检测方法。水样用C18固相萃取富集吸附水样中待测组分，以石油醚十乙酸乙酯(95+5)洗脱：DB－5毛细管柱分离，全扫描SCAN定性确认，选择离子监测SIM模式进行定量。结果表明，该方法能同时分离测定水体中6种拟除虫菊酯类农药6种农残组分的基体加标平均回收率为79．37％～103．4％。方法的相对标准偏差为5．66％－13．2％，水样浓缩2500倍的最低检测限为0．0016-0．0055ug/L。赵维佳等用SPE一次测定小青菜中8种有机磷、有机氯和拟除虫菊酯农药残留量。结果表明：8种农药在40min内可得到很好的分离检测方法的线性相关系数r≥0．992。回收率为70．87％～85．85％．最低检测限为0．50－14．0ug／kg。4固相微萃取(SPME)固相微萃取是根据吸附－解吸原理，由萃取头(纤维)吸附样品中挥发性或半挥发性有机污染物。吸附一定时间后，取出萃取头，置于气相色谱(GC)或高效液相色谱(HPLC)等仪器进样口，进行热解吸(GC)或溶解(HPLC)。SPME技术包括吸附和解吸2个过程，即样品中待测物在石英纤维上的涂层与样品间扩散、吸附、浓缩的过程和浓缩的待测物脱附进入分析仪器完成分析的过程。吸附过程中待测物在涂层与样品之间平衡分配，遵循相似相溶原则这一步主要是物理吸附过程。解吸过程随SPME后续分离手段不同而不同。对于气相色谱(GC)。萃取纤维直接插入进样口进行热解吸。和其他传统技术，如液液萃取(LLE)相比，SPME技术的显著优点是将萃取、浓缩2个步骤合并到1个步骤中完成，操作简单、所需时间短、无需溶剂、用样量少、选择性强。SPME的选择性、灵敏度可通过改变石英纤维表面固定液的类型、厚度、pH、基质种类、样品加热或冷却处理等因素来实现。SPME技术由SPE技术发展而来，对目标化合物有较好的选择性，并且有较高的灵敏度，适用于微量、痕量分析。到目前为止，SPME在农药残留分析上的应用70％以上集中于有机氯、有机磷和三嗪类农药，60％以上集中于水环境样品，也有涉及土壤、生物及食品等基质。魏立青等进行SPME条件的优化、筛选实验，建立了环境水中有机磷杀虫剂的快速检验方法方法收集17种有机磷杀虫剂，使用SPME并结合GC／MS、GC／MS／MS检验方法结果最低检测浓度为0．01～lOOpg／mL．在痕量范围0．1～lOng／mL内线性回归好。该方法简便、灵敏、迅速、可靠，应用效果理想。Zambonin等人运用SPME／GC／MS研究了土壤中三嗪类化合物的吸附系数。并分别农产品与食品质量检测技术教学资源库对土壤沥出液中的6种三嗪类化合物进行定性、定量分析以及回收率计算。所得结果与用溶剂萃取、HPLC—UV检测的结果相比。令人满意。实验中检出限都低于lng／mL。Hwang等对中草药中的有机氯杀虫剂的残留进行了分析．共测得19种有机氯类杀虫剂，并用含18种有机氯杀虫剂的混和标样作外标，五氯硝基苯作内标进行定量分析。线性范围平均为1～200ng／g，检测限低于lng／g。5凝胶渗透色谱(GPC)凝胶渗透色谱的原理基于体积排除的分离机理，当样品溶液加到净化柱上，用溶剂淋洗。分子量大的脂肪、色素、蛋白质等先被淋洗出来，然后小分子物质相继被淋洗出来。与通常使用的柱层析区别主要是：柱层析是利用填充物、样品和淋洗剂之间极性的差别而达到分离目的，而GPC则是利用化合物中各组分分子大小不同而淋出顺序先后的不同而达到分离目的，淋洗溶剂的极性对分离的影响并不起决定作用。利用这一分离原理，在对富含油脂、蛋白质、色素等样品进行净化时，可先考虑利用GPC先将大分子的杂质去掉，再结合其他的净化方法进一步净化去掉小分子杂质，以达到最终净化的目的。GPC技术在农药残留前处理分离、净化方面，尤其是对富含脂肪、色素等大分子的样品。具有明最的优势．如用于牛奶、动物脂肪、食品蛋白、食用油、红辣椒等样品中农药残留的分离净化。农业部农药检定所龚勇就油脂、农药和淋洗剂之间的关系进行了比较系统的研究，结果表明同一种农药通过GPC用不同比例的淋洗剂淋洗，其淋出的范围变化不大，一般相差在±5mL，说明不同比例的淋洗溶剂对分离的影响不大。油脂一般在70－110mL淋出；农药一般在110～170mL淋出居多；实验农药的回收率达94％～104％，净化效果明显。刘咏梅等研究了同时检测糙米中50种有机磷农药残留的方法：用乙酸乙酯提取，GPC净化，环己烷－二氯甲烷(50：50)作为流动相，气相色谱－氮磷检测器检测。方法检出限为0．O01～0．089mg／kg；相对标准偏差为1．7％～18．9％：40多种农药平均回收率在70％－120％。6结语样品前处理技术是农药残留分析的关键，主要包括提取和净化。提取指使用适当的溶剂将待测物连同样品基质转移至易于净化和分析的液态；净化指将待测物与提取物中的干扰物分离。上述介绍的ASE、SFE是属于样品的提取部分，SPE、SPME、GPC则属于样品的净化部分这几种技术总体与传统的索氏提取、液液萃取相比都具有快速、溶剂用量少、选择性好、自动化程度高等特点。根农产品与食品质量检测技术教学资源库据作用机理，ASE适用于处理含水量较少固体和半固体样品，若处理有一定含水量的样品则应添加适量的吸水剂，特别适用于茶叶、土壤样品农残的萃取。SFE以CO2为萃取剂，适宜非极性和极性小的物质的提取，对于热敏感性强和复杂样品中微量组分萃取有特性。若要提取极性大的成分，则可以加入适宜的甲醇等夹带剂，以提高对萃取组分的选择性和溶解性。经过ASE、SFE提取的样品就进入净化程序，SPME吸附样品中挥发性或半挥发性有机污染物，在水环境样品应用较多：SPE适用于不易或不挥发样品的萃取净化：GPC则用于富含油脂、蛋白质、色素等大分子杂质的牛奶、动物脂肪、食用油、红辣椒等样品中农药残留的分离净化，有时还得结合SPE等其他的净化方法进一步去掉小分子杂质。此外，这些前处理技术可相互联用或与GC、GC／MS、HPLC等仪器联用，以实现自动化分析。总之，现代样品前处理技术正向省时、省力、廉价、减少环境的污染、微型化及自动化的方向发展。