农药及农残分析概论

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蔬菜中农残检测技术主要内容:一、概述二、农药残留检测技术1、技术发展概况2、检测工作基本流程3、检测方法4、检测工作质量控制5、检测中常见问题一.概述1.农药定义用于预防消灭或控制危害农业、林业的病虫、草及其它有害生物以及有目的调节植物、昆虫生长的化学合成或者来源于生物、其它天然物质或者几种物质的混合物及其制剂。2.农药分类按来源分类*按化合物类型分类无机化合物化学合成农药生物源农药矿物源农药有机合成化合物天然有机物抗生素生物农药有机氯化合物有机磷化合物拟除虫菊酯氨基甲酸酯杂环类化合物其它(苯氧羧酸类、脲类化合物)按主要防治对象分类杀虫剂(杀螨剂)杀菌剂除草剂植物生长调节剂其它(杀鼠剂、杀线虫剂等)3.我国常用农药A、有机磷类甲胺磷、甲拌磷、氧乐果、对硫磷、甲基对硫磷、甲基异柳磷、水胺硫磷、乐果、敌敌畏、毒死蜱、乙酰甲胺磷、三唑磷、丙溴磷、杀螟硫磷、二嗪磷、马拉硫磷、亚胺硫磷、伏杀硫磷、辛硫磷等B、有机氯类六六六、氯氰菊酯、氰戊菊酯、甲氰菊酯、氯氟氰菊酯、氟氯氰菊酯、溴氰菊酯、联苯菊酯、氟胺氰菊酯、氟氰戊菊酯、三唑酮、百菌清、异菌脲、三氯杀螨醇、腐霉利、五氯硝基苯、乙烯菌核利、氟虫腈等。C、氨基甲酸酯类涕灭威、灭多威、克百威、甲萘威等D、其他类啶虫脒、哒螨灵、苯醚甲环唑、嘧霉胺、除虫脲、灭幼脲、多菌灵、吡虫啉、阿维菌素、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、虫螨腈、二甲戊灵、烯酰吗啉、咪鲜胺、噻虫嗪、氟啶脲、嘧菌酯等(一)农药残留检测技术发展现状(二)农残检测基本步骤(三)检测方法(四)检测工作质量控制(五)检测中常见问题二.农药残留检测技术农药残留检测技术发展农药残留分析的特点目的物种类多,结构差异大目的物含量低,样品中目的物仅以ug,ng甚至pg、fg存在样品种类多,干扰物成分各异方法要求灵敏、准确、快速、简便、成本低对样品的前处理和仪器分析提出更高要求(1)农药残留样品的提取方法:振荡法;索氏提取法;匀浆捣碎法;超声波提取法;微波辅助提取法;加速溶剂萃取法;(2)农药残留检测样品的净化方法:液—液分配法;层析柱法;固相萃取法;磺化法;薄层色谱法。(3)新的前处理方法:固相微萃取(SPME);基质固相分散萃取(MSPDE);超临界液体萃取(SFE);免疫亲和色谱技术(IAC);分子印记技术(MIT);凝胶渗透色谱(GPC)(4)测定技术仪器分析,化学分析,生化分析(免疫分析)仪器检测技术毛细管电泳—质谱(CE-MS)气相色谱—串联质谱(GC-MS/MS)色谱—质谱联用高效液相色谱—串联质谱(LC-MS/MS)高效液相色谱—质谱(LC-MS)气相色谱—质谱(GC-MS)色谱液相色谱气相色谱气相色谱分析系统构成气路系统,进样系统,分离系统,检测系统工作原理样品高温瞬间汽化-色谱柱分离-检测适用易挥发的小分子有机物难挥发性成分经衍生化检测气相色谱-分离系统色谱柱填充柱,毛细管柱色谱柱选择:按样品极性弱极性样品,可选DB-1、DB-5、HP-1、HP-5、BPX-5、OV-1、OV-101中极性样品,可选DB-17、DB-1701、DB-608、BPX-608、HP-35、HP-50+极性样品,可选PEG-20M,FFAP,OV-275,DEGS气相色谱-检测系统氢火焰离子化检测器(FID):破坏型含碳的有机物电子捕获检测器(ECD):非破坏型,选择性电负性强的化合物火焰光度检测器(FPD):破坏型,选择性含硫磷的化合物热导池检测器(TCD):非破坏型,选择性永久性气体气相色谱分离与质谱定性定量结合1.对食品中残留物进行分析MS是一个通用型检测器,对大多数有机化合物都有比较好的响应,根据特征离子强度定量多种成分的同时分析--残留分析的趋势之一适合大批量农残检测。2.对未知物分析准确测定未知组分的相对分子质量。气相色谱与质谱的联用分析解决重叠组分的定性、定量问题GC-MS分析方法的建立①将标准样品用GC-MS(全扫描方式)分析,被检测农药可以很好地分离。对混合标准样品分别用电子轰击电离(EI)和化学电离(CI)方式进行质谱分析。②将待测农药按保留时间分配到不同时间段中.③对所分析农药选择离子。尽量选择其中质量数大、相对丰度高的离子作为选择离子。④优化GC-MS参数。高效液相色谱仪的应用分离热不稳定和非挥发性的以及各种分子量范围的物质。氨基甲酸酯类农药;敌敌畏、辛硫磷极性农药,如多菌灵、磺酰尿类农药;液质联用HLPC-MS-MS以液相色谱作为分离系统,质谱为检测系统。样品在液相色谱部分分离,经质谱离子化,质量分析器将离子碎片按质量数分开,经检测器得到质谱图。色谱和质谱优势结合,应用广泛。适用于高沸点、大分子、强极性和热稳定性差的化合物的分析。适于复杂基质样品,特别是农产品,生物样品中的农兽药残留的定性定量分析。利于多组分分析。高效液相色谱与质谱联用分析(二)检测工作基本流程样本采集测定制备贮藏净化确证提取浓缩(三)样品的检测方法:方法的评价指标目前常用的几种多残留检测方法添加回收率旨在衡量测定值与真值之间的误差,是制定农残分析方法准确度和可行性的指标;一般以MRL值水平高一个数量级、低一个数量级作为三个浓度水平进行添加实验,测定添加回收率;可以单个农药添加做单残留添加回收率,也可多个农药同时添加,为多残留添加回收率;单残留回收率:80~120%,多残留回收率一般在70~130%。A.添加回收率(FortifiedRecovery)1、方法的评价指标样品提取不充分:主要存在于土壤样品、动物组织样品中及水中极性较大的农药。解决办法:充分提取或改变提取方式。净化过程损失:主要在于净化时选择的溶剂不合适,极性过大或过小。解决办法:选择合适的溶剂或更换净化方法。浓缩过程损失:氮吹法和旋转蒸发过度均可引起农药损失。解决办法:可以加入沸点高的溶剂,不要浓缩干。可能引起回收率偏低的因素进样过程损失:主要是在进样口处吸附或分解,如甲胺磷、氧化乐果,若进样口处脏,易被吸附;辛硫磷、三氯杀螨醇等易在进样口处分解。解决办法:更换进样口处衬管和玻璃棉,使其惰性化。试剂不纯:不纯的试剂可能存在氧化剂或还原剂,对部分农药会有分解作用。措施:使用纯度高的试剂或重蒸试剂。农药本身不稳定:如辛硫磷、敌百虫等。措施:前处理要迅速。可能引起回收率偏低的因素回收率具有局限性1.样品中某些干扰因素对检测结果具有恒定偏差2.样品和加标样操作相同,损失与污染对二者也相同,使误差相互抵消而难以发现问题3.待测物的价态和形态、加标量多少、本底浓度均影响结果4.对于一些内吸性农药,加标后在较短时间内进行试验,回收率结果不能反映实际方法情况B.变异系数(CoefficientofVariation)衡量回收率偏差程度,判定农残分析方法的精密度(重现性)指标。变异系数=标准偏差/平均回收率*100%样品添加浓度水平低,变异系数范围亦大。一般≤20%2、目前常用的多残留检测方法NY/T761-2008,检测农药104种;GB/T20769-2008,检测农药450种;GB23200.8-2016,检测农药500种;QUECHERSMethod,检测农药229种蔬菜和水果中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留检测方法农药种类和个数:有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药等共104种使用仪器:GC、HPLCNY/T761-2008方法特点乙腈作为提取溶剂的多残留检测方法;采用固相萃取代替传统的液一液萃取,用氮吹仪代替旋转蒸发仪,大大简化了样品前处理步骤;采用双柱(DB-1,DB-17)、双检测器(有机磷-火焰光度;有机氯、菊酯-电子捕获;氨基甲酸酯-C8、或C18柱,柱后衍生化,荧光)同时定性定量代替单柱,单检测器分析;加入2mL丙酮FPDGC检测加入2mL正己烷5mL丙酮+正己烷(10+90)淋洗,重复一次依次5mL丙酮+正己烷(10+90),5mL正己烷预淋弗罗里矽柱50℃水浴氮吹近干正己烷定容5mLECDGC检测加入2mL甲醇+二氯甲烷(1+99)2mL甲醇+二氯甲烷(1+99)淋洗,重复一次4mL甲醇+二氯甲烷(1+99)预淋氨基柱50℃水浴氮吹近干甲醇定容2.5mL配柱后衍生FLDHPLC检测过2µm滤膜25g样品,加入50mL乙腈高速分散2min过滤到5g~7g氯化钠的100mL具塞量筒振荡1min后静置30min80℃水浴氮气或空气流蒸干分取乙腈层10mL前处理:GB/T20769-2008检测农药种类450种,使用仪器液质联用仪标准中不包括涕灭威、涕灭威亚砜、三羟基克百威、阿维菌素、除虫脲、氟虫腈、嘧菌酯等农药注意:A、B、C、D、E、F组,流动相为0.05%甲酸水溶液和乙腈,G组流动相为5mmol/L乙酸铵水溶液和乙腈(负离子模式)GB/T20769-200820g,加入40mL乙腈15000r/m匀浆1min加入5g氯化钠,再匀浆1min2cm无水硫酸钠加于Sep-Pak氨丙基柱上40℃水浴浓缩至1mL3次2mL洗样液瓶分取乙腈层20mL3800r/m离心5min乙腈+甲苯(3+1)40℃水浴浓缩至0.5mL氮气吹干LC/MS/MS乙腈+水(3+2)定容1mL4mL预淋25mL洗脱前处理过程根据国家卫生计生委农业部食品药品监管总局2016年第16号公告,GB23200.8-2016代替GB/T19648-2006,新标准2016年12月18日发布,2017年6月18日实施检测农药种类500种,使用仪器气质联用仪不包括克百威、甲拌磷亚砜、氟虫腈代谢物GB23200.8-2016(原GB/T19648-2006)与GB/T19648-2006相比,主要变化如下:1、标准文本格式修改为食品安全国家标准文本格式,增加了附录E(实验室内重复性要求)和附录Q(不同作物添加回收率数据)2、标准范围中增加“其它蔬菜和水果可参照执行”GB23200.8-2016标准变化20g,加入40mL乙腈15000r/m匀浆1min加入5g氯化钠,再匀浆1min2cm无水硫酸钠加于Envi-Carb和Sep-Pak氨丙基串接柱上Envi-1840℃水浴浓缩至1mL3次2mL洗样液瓶2次5mL正己烷溶剂交换分取乙腈层20mL3000r/m离心5min(3800r/mGB/T20769-2008)乙腈+甲苯(3+1)40℃水浴浓缩至0.5mL样液约为1mL后加入内标GC/MS15mL乙腈洗脱4mL预淋25mL洗脱前处理过程美国农业部农业研究服务中心农药种类和个数:有机磷,有机氯,氨基甲酸酯和拟除虫菊酯类农药等共229种使用仪器GC/MS或LC/MS/MSQUECHERSMethod15g样品加15mL乙腈(含1%乙酸)3450r/m离心1min3450r/m离心1min加入内标物,6g无水硫酸镁和1.5g醋酸钠前处理过程取1mL上层液加入50mgPSA,50mgC18(或GCB)和150mg无水硫酸镁取上层液LC/MS/MSGC/MS稀释后转换溶剂后剧烈振摇1min混合20s四种检测方法比较:NY/T761-2008GB/T20769-2008GB/T19648-2006QUECHERS样品数量25g20g20g15g提取50mL乙腈40mL乙腈40mL乙腈15mL乙腈(1%乙酸)净化固相萃取(弗罗里柱、氨基柱)固相萃取(氨基柱)固相萃取(石墨炭黑氨基复合柱)PSA(去除有机酸、脂肪酸、色素、糖等)GCB(去除色素)淋洗液20mL、12mL35mL60mL无检测器FPD、ECD、FLDLCMSMSGCMSGCMS\LCMSMS(四)检测工作质量控制1.溶剂空白实验(SolventBlanks)2.基质空白实验(MatrixBlanks)3.农药标样(溶剂中,本底中)4.质控样(加标回收)检测工作质量控制为保证监测工作质量,应对检测过程进行质量控制:1、要严格遵守方案规定的抽样和检测方法;2、统一标准溶液,统一判定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