中药与农药残留

中药与农药残留孙毅坤北京中医药大学中药学院[e-mail]内容1、概述2、农药的种类3、中药的农药污染途径4、中药材农残监控现状5、农药残留的检测方法1.1什么是农药?z农药指用于防治、消灭或者控制危害农业、林业的病、虫、草和其他有害生物以及有目的地调节植物、昆虫生长的化学合成的或者来源于生物、其他天然物质的一种物质或者几种物质的混合物及其制剂。1、概述1.2什么是农药残留z农药残留是指农药使用后残存于生物体、农副产品和环境中的农药原体、有毒代谢物、降解物和杂质的总称2.农药的种类农药种类化学农药微生物农药植物性农药1化学农药是一类通过人工合成的对有害生物具有杀伤能力和调节其生长发育的有机化合物，如六六六有机农药无机农药是一类包括天然矿物在内可直接用来杀伤有害生物的化合物。如硫磺2微生物农药利用一些对病虫有毒、有杀伤作用的有益微生物，通过一定的方法培养，加工而成的一类药剂，如白僵菌3植物性农药是一类以植物为原料加工制成的药剂，如烟草、除虫菊等。人工合成有机农药有机氯类氨基甲酸酯类拟除虫菊酯类有机磷类2.1有机氯类农药z有机氯农药(organochlorinepesticides,OCPs)可以归纳为两大类:z一类为氯代苯及其衍生物，如六六六、DDTsPCNB等。z另一类为氯化甲撑萘制剂，如狄氏剂、艾氏剂等。z通用名称:六六六。缩写BHC。z工业六六六是白色固体，含有多种成分和立体异构体，目前己分出7种异构体，其中含量较多的有5种，即α、β、γ、δ、ε体。z例z通用名称:滴滴涕。英文缩写DDT。滴滴涕是一种广谱有机氯类杀虫剂。其工业品为乳白色块状固体，是几种异构体与其它脂溶性杂质的混合物。z滴滴涕的半衰期为2-4年，在土壤中消失95%需4-30年(平均为10年)，是高度残留性的农药。有机氯类农药z各种有机氯农药均具有挥发性低、化学性质稳定、不易分解、易溶于脂肪和有机溶剂等性质。z属于神经毒物和实质脏器毒物，该类化合物可通过消化道、呼吸道和皮肤吸收，分布到各器官和组织，在血中几乎全部与血浆蛋白结合，主要蓄积在脂肪组织，可致癌。有机氯类农药z因其是一类高效广谱杀虫剂，我国20世纪50～7O年代曾广泛使用．由于其残留量大，毒性大，污染性强，造成农田严重污染。z1983年我国停止了有机氯农药的生产，1984年停止使用。z有机氯类农药较难降解，在环境中的残留半衰期为数年，最长可达十余年，因此在农残研究中仍受到重视。2.2有机磷农药z有机磷农药大多数品种为磷酸酯类或硫代磷酸酯类化合物，其结构通式如图，其中R1、R2是芳基、烷基或烃基，X为脂肪族、芳香族或杂环类基团。如常见有机磷农药:敌敌畏，乐果，敌百虫例：有机磷农药结构式z敌敌畏乐果z敌百虫甲胺磷2.3氨基甲酸酯类农药z是一类具有良好杀虫效果的广谱性农药，在农作物种植与中药材栽培中被广泛使用。z氨基甲酸酯杀虫剂在碱性和高温条件下很易被降解成相应的代谢物，这些代谢物通常具有与母体化合物相同或更强的活性，因此在农药监测时其代谢物必须考虑在内。氨基甲酸酯类杀虫剂的化学结构类型z常见的氨基甲酸酯类农药z如克百威、丙硫克百威、涕灭威、灭多威、抗蚜威、抗蝇威、棉铃威等2.4拟除虫菊酯类农药是一类根据天然除虫菊素化学结构而仿生合成的生物杀虫剂。为70年代以来有机化学合成农药中一类极为重要的杀虫剂。天然除虫菊酯结构：z优点：杀虫毒力高，杀虫谱广，对人畜十分安全。z缺点：持效期太短，在光照下很快氧化，药效不到ld，因此，不能在田间使用，只能用于室内防治卫生害虫z大部分中草药都依赖于人工栽培。为了保证药材质量和产量，在栽培过程中药农不得不大量使用各种类型的农药，因此中药中农药的污染不容忽视。2.5中药农药残留的种类z我国中药材生产中规定了禁止使用的农药种类2.5.中药农药残留的种类z中药材农药残留研究涉及到:z①农药种类包括有机氯、有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯等;z②中药材种类主要是常用和贵重药材,且涉及到生药、饮片、中成药、中药制剂等。3.中药的农药污染途径z直接污染z间接污染z加工、流通中的污染z食物链造成的污染农药污染途径4、中药材农残监控现状z国际上从1970年起开始研究药用植物的农药残留问题，1980年世界卫生组织将农药残留测定单独列为检测项目。z中国药典2000版一部首次对黄芪和甘草制定了限量标准(总BHC不超过千万分之二，总DDT不超过千万分之二，PCNB不超过千万分之一)，附录也首次收载了有机氯农药测定，标志着我国对于药材农药残留的研究已进一步规范化，标准化，法制化。z2001年7月1日起实施国家对外贸易经济合作部发布的“药用植物及制剂进出口绿色行业标准”,规定的限量指标总BHC、总DDT和PCNB含量均不得大于0.1mg·kg-1z关于总BHC、总DDT的标准,“进出口绿色行业标准”高于中国药典2000年版的规定。中药材中农药残留检测实例z建立西洋参、人参等药材中分析有机氯农药六六六(BHC),滴滴涕(DDT),五氯硝基苯(PCNB)残留量的毛细管气相色谱法,考察市售西洋参、人参等药材中的农药残留量情况。z方法:样品用石油醚提取,以浓硫酸磺化,采用电子捕获检测器(ECD),外标法计算含量。例1西洋参、人参等药材中有机氯农药残留量的测定.马虹英,李新中,徐平声.西洋参、人参等药材中有机氯农药残留量的测定.中国医院药学杂志，2006，26（5）：533z12批次的西洋参中，样品全部检出有机氯农药残留,其中仅有3批符合进出口标准,PCNB（五氯硝基苯）最高的达到3μg·g-1,超过标准30倍。z7批白参中，只有1批符合进出口标准,其中1批PCNB达到700ng·g-1,超过标准7倍。z7批三七有4批符合进出口标准。马虹英,李新中,徐平声.西洋参、人参等药材中有机氯农药残留量的测定.中国医院药学杂志，2006，26（5）：533结果例2.金银花中18种有机磷农药残留量分析方法的研究.z以丙酮为提取溶剂,固相萃取为前处理方法,毛细管气相色谱仪-脉冲式硫磷检测器(PFPD)检测。对采于山东省和河南省的10批金银花进行农残测定。向增旭,赵维佳,郭巧生.金银花中18种有机磷农药残留量分析方法的研究.中国中药杂志,2006，31（16）：1321结果z有3个批次检出敌敌畏，4个批次检出甲拌磷向增旭,赵维佳,郭巧生.金银花中18种有机磷农药残留量分析方法的研究.中国中药杂志,2006，31（16）：1321例3气相色谱法测定部分中药中有机氯类农药残留量z对6种中药中9种有机氯农药的毛细管气相色谱测定方法的研究。采用药典方法提取、硫酸磺化后,用毛细管气相色谱法-电子捕获检测器检测,外标法计算含量。沈燕，许文祥气相色谱法测定部分中药中有机氯类农药残留量.中成药，2006，28（3）：406结果z菊花、紫菀、薄荷。薏米均检出有机氯农药DDT例4中草药中有机磷及氨基甲酸酯类农药残留量的GC-MS测定z采用V(乙腈)∶V(丙酮)=3∶7混合溶剂微波辅助提取,弗罗里硅土和中性氧化铝层析柱净化,气相色谱-质谱(GC-MS)联用检测市售的白术、麦冬、黄芪、西洋参和当归样品中多种有机磷及氨基甲酸酯类农药残留量。万益群,李申杰2,付贵琴.中草药中有机磷及氨基甲酸酯类农药残留量的GC-MS测定.分析试验室，2007，26（6）：81结果z白术、麦冬、黄芪、西洋参和当归中均检出氨基甲酸酯类农药速灭威残留，另外还可检出其他农药。其中，白术可检出氨基甲酸酯类、有机磷类农药7种，麦冬为3种，黄芪为4种，西洋参为6种，当归为5种。例5GC-ECD法测定胃肠安丸中有机氯农药残留量.z采用毛细管气相色谱法-电子捕获检测器检测胃肠安丸中有机氯农药残留凌宁生,李林,白伟，等.GC-ECD法测定胃肠安丸中有机氯农药残留量.中草药，2007，38（1）：64结果z由于胃肠安丸为原生药粉入药,故有机氯农药z有少量残留,但经5批样品的检测,其结果符合我国外经贸行业《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》中的要求。5、农药残留的检测方法提取净化测定样品农残检测5.1提取技术¾液液萃取¾液固萃取¾索氏提取¾超声波提取¾微波辅助萃取¾加压液体萃取中药材农药残留检测提取:目的是将样品中的痕量农药从杂质中(干扰物质)分离出来。不同分析对象有不尽相同的提取过程，z液-液萃取z优点：萃取分离法设备简单z不足：选择性差,常有大量共提物,需进一步分离净化,溶剂消耗量较大且具有毒性提取技术特点提取剂的选择z纯度：z农药残留量测定属痕量分析,因此对溶剂纯度要求较高,应尽量选用农药残留级或者环境保护分析专用试剂。z极性:z采用相似相溶原理来选择溶剂;通常情况下，极性小的农药应选择低极性溶剂提取，如六六六、DDT等应选用石油醚、正己烷等。z沸点z一般要求在45-80℃之间z沸点过低,易挥发,不易操作;沸点过高,则不易浓缩,并会引起不稳定农药的分解。5.2净化技术¾液液萃取¾固相萃取¾超临界流体萃取¾固相微萃取¾基质固相分散中药材农药残留检测5.2.1固相萃取技术(SPE)z原理：z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，然后再利用洗脱液洗脱或加热解吸附固相萃取技术(SPE)z作用：液相色谱分析农药残留量的样品前处理目的：分离和富集目标化合物分离模式：根据填料的不同，SPE主要有正相SPE、反相SPE、离子交换SPE等类型固相萃取技术(SPE)z优点：z克服了液液萃取乳化技术，只需5-1Omin。z溶剂量：液-液萃取法的10%，减轻了有机溶剂对人身和环境的影响固相萃取技术(SPE)操作z进样前活化处理z上样z洗涤z洗脱5.3检测技术¾薄层色谱法¾液相色谱法¾液相色谱-质谱法¾气相色谱法¾气相色谱-质谱法¾毛细管电泳法¾酶抑制法¾免疫分析法中药材农药残留检测5.3.1气相色谱法(GC)z在已报道的文献中,对残留农药的检测大部分采用GC法。z适用：易气化且气化后不发生分解的农药、z柱子：以毛细管柱为主5.3.1气相色谱法(GC)z常用的检测器:z分析有机氯类和拟除虫菊酯类农药采用电子捕获检测器(ECD)、分析有机磷农药采用火焰光度检测器(FPD)、分析含氮的农药和氨基甲酸酯类农药采用氮磷检测器(NPD)等。z优点：分离效果好,选择性强,灵敏度高。免疫分析法---90年代优先研究开发利用的农药残留分析技术z联合国粮农组织(FAO)已向许多国家推荐此项技术,美国化学会将免疫分析与气相色谱、液相色谱共同列为农药残留分析的支柱技术。z原理：基于抗原、抗体特异性识别和结合反应为基础的分析方法。免疫分析法---90年代优先研究开发利用的农药残留分析技术z应用：由于免疫分析固有的优点，它在农药残留及其它环境污染物如多联苯、二噁英、天然真菌毒素、抗菌素、添加剂等快速筛选和定量检测方面发挥着重要作用免疫分析法---90年代优先研究开发利用的农药残留分析技术z分类：放射免疫分析(RIA)，酶免疫法(EIA)，荧光免疫分析(FIA)，免疫传感器，免疫亲和色谱法(IAC)，流动注射免疫法(FIIA)免疫分析法---90年代优先研究开发利用的农药残留分析技术z酶联免疫吸附法(ELISA)：通过在合适的载体上,酶标记的定量抗原与未知抗原竞争固相抗体结合位点或固相抗原与未知抗原竞争酶标记定量抗体的结合位点,形成复合物;在底物参与下,复合物上的酶催化底物使其水解、氧化或还原成带色物质，依靠比色法来确定农药残留量。ELISA法z优点：特异性强,无需复杂的检测设备,快速简便,在食品农药残留的检测中应用较多,检测水平可达ng或pg水平。z缺点：出现假阴性或假阳性结果;且农药不具有免疫原性,必须与载体蛋白质连接形成农药-载体蛋白质结合物免疫原,才可用来制备抗体。生物传感器法z原理：通常是指由一种生物敏感部件与转换器紧密配合,对特定种类化学物质或生物活性物质具有选择性和可逆性响应的分析方法。z传感器的生物敏感层与复杂样品中特定的分析物之间(如酶和底物、抗体和抗原、外源凝聚素和核糖核酸与其互补片段间)的识别反应会产生一些物理化学信号(如光、热、声、质量、颜色、电化学等)的