1、第十章农药及残留成分分析,1 概论2 样品前处理技术及分析方法简介3 有机磷农药分析4 有机氯农药分析5 氨基甲酸酯的分析,第一页，共六十一页。,1 概述,农药：指具有预防、消灭、或者控制危害农业、林业的病、虫、草、鼠和其他有害生物以及能调节植物、昆虫生长的化学合成或者来源于生物、其他天然物质的一种或多种物质的混合物及其制剂,第二页，共六十一页。,农药残留：农药使用后残存于生物体、农副产品和环境中农药原体、有毒代谢物、降解物和杂质的总成 残留量：一般情况下主要指农药原体的残留量和具有比原体毒性更高或相当毒性的降解物的残留量,第三页，共六十一页。,第四页，共六十一页。,2 样品前处理技术及分析方
2、法简介,一、样品前处理技术固相萃取技术(SPE)是一种被用来替代传统的液-液萃取和其他一些基于吸附的样品纯化手段的别离技术。,第五页，共六十一页。,固相微萃取技术(SPME)利用待测物在基体和萃取相间的非均相平衡使待测组分扩散吸附到石英纤维表面的固定相涂层，待吸附平衡后，再与GC或HPLC里联用别离和测定待测组分 SPME与GC联用分析挥发性有机物 SPME与HPLC联用分析难挥发性有机物,第六页，共六十一页。,超临界萃取技术(SCF)超临界流体：处于临界温度和临界压力的非凝缩性的高密度流体 超临界萃取：处于超临界状态的流体为溶剂对样品中待测组分进行萃取别离的方法 通常选取CO2为萃取剂：无毒
3、、无臭、化学惰性、环境友好、超临界条件温和,第七页，共六十一页。,微波辅助萃取技术(MAE)物质的介电常数的绝对值越大，吸收微波的能力越强。从而导致了不同的化学物质吸收微波的能力不同 微波萃取时要求溶剂具有一定的极性、对待测组分有较强的溶解能力、对后续测定的干扰小 常用萃取剂：甲醇、乙醇、丙酮、乙酸、甲苯、二氯乙烷、乙腈,第八页，共六十一页。,压力液体萃取(PLE)和亚临界水萃取(SWE)二者都是从固体基体中萃取有机污染物的技 术，又称作加速溶剂萃取凝胶渗透色谱(GPC)溶质(被别离物质)相对分子质量的不同通过具有分子筛性质的凝胶，溶质中小分子物质就会进入凝胶微孔中，而大分子物质那么直接通过凝
4、胶颗粒的空隙流出色谱柱，从而别离小分子与大分子物质,第九页，共六十一页。,加速溶剂萃取(ASE)加速溶剂萃取或加压液体萃取是在较高的温度和压力下用有机溶剂萃取固体或半固体的萃取技术基质固相分散(MSPD)固相萃取材料与样品一起研磨，使目标化合物分散到固相中，然后装柱，再用不同的溶剂淋洗杂质及洗脱目标物,第十页，共六十一页。,分子印迹合成受体技术(MISR)是制备合成受体的一项新技术，将拟被印迹的分子与聚合物单体键合，然后将聚合物单体交联，再将印迹分子从聚合物中提取出来，聚合物内部留下被印迹分子的印迹,第十一页，共六十一页。,免疫亲和色谱技术(IAC)利用色谱的差速迁移理论，把抗体固定在适当的支
5、持物上，利用抗体与抗原或半抗原可逆的生物专一性相互作用来净化和富集分析物，实现样品别离吹扫蒸馏 利用惰性气体进行吹扫蒸馏，使农药或其他有机物质先挥发，动物油脂或植物提取物保存在分馏管的玻璃珠上，从而到达别离纯化,第十二页，共六十一页。,二、常用分析方法气相色谱法(GC)农药分子中含有磷、硫等原子，采用电子俘获检测器、火焰光度检测器、氮磷检测器等很容易检测出这些原子和含有这些原子的物质含量气相色谱(GC)-质谱(MS)法 两者联用质谱当检测器，只需要一次提取和一次检测即可,第十三页，共六十一页。,高效液相色谱(HPLC)-质谱(MS)法 二者连用解决了热不稳定化合物分析的难题薄层色谱(TLC)法
6、 操作简单，快速等特点，但只能进行定性和 半定量分析传感器法 将传感器技术与农药免疫分析技术相结合而建立起来的，应用在痕量分析的有生物传感器和固相传感器,第十四页，共六十一页。,原子吸收分光光度法 是基于物质所产生的原子蒸气对特定谱线(通常是待测元素的特征谱线)的吸收作用来进行定量分析的一种方法 吸光度的大小与原子化器中待测元素的原子浓度成正比，由此可得出待测元素的含量,第十五页，共六十一页。,原子荧光光谱法 原子蒸气受具有特征波长的光照射后，其中一些自由原子被激发跃迁到较高能态，然后活化回到某一较低能态而发射出特征光谱的物理现象 当激发辐射的波长与产生的荧光波长相同时，成为共振荧光，它是各种
7、原子都有的特定的原子荧光光谱，根据原子荧光强度的上下可测试样中元素含量,第十六页，共六十一页。,紫外-可见分光光度法 用可见光源400-760nm测定有色物质的方法和用紫外光200-400nm源测定无色物质的方法合并在一个仪器中的检测法免疫法 利用抗原抗体反响检测标本中微量元素的方法，任何物质只要能获得相应的特异性抗体，即可用免疫测定进行检测,第十七页，共六十一页。,电游别离法 被检测物质在电场中，以缓冲液为介质，受正极负极的吸引和排斥产生的移动速度不同，进而达到别离的检测方法速测卡法 胆碱酯酶专门催化乙酰胆碱的水解，靛酚乙酸酯在胆碱酯酶的催化作用下迅速水解生成靛酚(蓝色)和乙酸，只要有微量的
8、有机磷存在可强烈抑制蓝色产物的产生，根据肉眼看蓝色的深浅来判断农药的残留,第十八页，共六十一页。,3 有机磷农药分析,一、有机磷农药中毒的机理 有机磷进入人体，磷酰基与酶的活性局部紧密结合，形成磷酰化胆碱酯酶，丧失分解乙酰胆碱的能力，导致乙酰胆碱大量积蓄并抑制仅有的乙酰胆碱酯酶活力，使中枢神经神经系统及胆碱能神经过度兴奋，最后转入抑制和衰竭,第十九页，共六十一页。,有机磷农药分析实例一敌百虫原药的鉴定与分析化学名为O,O-二甲基-(2,2,2-三氯-1-羟基乙基)膦酸酯，水中溶解度120g/L，可溶于苯、乙醇和大多数氯代烃，不溶于石油醚，微溶于乙醚和四氯化碳。,第二十页，共六十一页。,高效液相
9、色谱法测定敌百虫原药的含量1测定原理 反相高效液相色谱 流动相：乙腈/水(用磷酸调水的pH=3)紫外检测器 ShimadzuvpODS不锈钢柱 外标法定量,第二十一页，共六十一页。,2高效液相色谱操作条件 流动相：乙腈:水=15:85(用磷酸调水的pH=3)流量：1.0mL/min 柱温：30 检测波长：200nm 进样体积：5L 保存时间：敌百虫药11.0min,第二十二页，共六十一页。,3测定步骤 标样溶液的配制：0.2g敌百虫标样置于50mL容量瓶中，10mL乙腈溶解，再用酸性水定容 试样溶液的配制：0.2g敌百虫试样置于50mL容量瓶中，10mL乙腈溶解，再用酸性水定容 测定：按照标样
10、溶液、试样溶液、标样溶液的顺序进行测定,第二十三页，共六十一页。,4结果计算,第二十四页，共六十一页。,2.碱解定氯法测定敌百虫原药的含量1测定原理,第二十五页，共六十一页。,2测定步骤,3结果计算,第二十六页，共六十一页。,第二十七页，共六十一页。,3.敌百虫原药酸度的测定1测定步骤 12g试样，置于250mL锥形瓶中，参加50mL水，试样溶解后参加甲基红指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定，同时做空白试验,第二十八页，共六十一页。,2计算结果,第二十九页，共六十一页。,二甲基对硫磷原药溶液80%的测定 1测定原理 气相色谱别离和鉴定：p,p-DDE为内标物，氢火焰离子检测器，1.5%SE30和1
11、.5%OV-210混合柱,第三十页，共六十一页。,2色谱柱的制备固定液的涂渍、色谱柱的填充、色谱柱的老化 3气相色谱操作条件,第三十一页，共六十一页。,(4)测定步骤 标样溶液的配制：甲基对硫磷标样0.12g置于30-50mL具塞玻璃瓶中，用移液管参加20mL内标溶液，摇匀 试样溶液的配制：含约0.12g甲基对硫磷试样置于具塞玻璃瓶中，用同一移液管参加20mL内标溶液，摇匀 按照标样溶液、试样溶液、试样溶液、标样溶液的顺序进行分析,第三十二页，共六十一页。,5结果计算,第三十三页，共六十一页。,三粮、菜、食用油中有机磷农药残量的测定测定原理 食品中残留的有机磷农药经有机溶剂提取、净化、浓缩后，
12、注入气相色谱仪，进行色谱别离，火焰光度检测器检测，比较试样及标准品的色谱峰面积或峰高，计算出有机磷农药的残留量,第三十四页，共六十一页。,2.有机磷农药标准的配置有机磷农药标准储藏液：分别准确称取敌敌畏、乐果、对硫磷、马拉硫磷、甲拌磷、稻瘟净、倍硫磷、杀螟硫磷及虫蜗硫磷各10mg，分别置于100mL容量瓶中，用丙酮或二氯甲烷溶解并定容，储藏于冰箱中备用有机磷农药标准混合液：用丙酮或二氯甲烷将标准储藏液稀释成两组标准混合液，第一组敌敌畏、乐果、对硫磷、马拉硫磷、甲拌磷含量1.0g/mL，第二组稻瘟净、倍硫磷、杀螟硫磷及虫蜗硫磷含量2.0g/mL,第三十五页，共六十一页。,有机磷农药系列标准混合溶
13、液：分别吸取两组有机磷农药混合液0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00mL于两组6个10mL容量瓶中，用丙酮或二氯甲烷定容，第一组中含敌敌畏、乐果、对硫磷、马拉硫磷、甲拌磷浓度依次为0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00g/mL，第二组稻瘟净、倍硫磷、杀螟硫磷及虫蜗硫磷浓度依次为0.00、0.40、0.08、0.12、0.16、0.20g/mL,第三十六页，共六十一页。,色谱条件色谱柱:玻璃珠，具有相应的固定液、担体、固定相温度：进样口220，检测器240，柱温180 气体流速(mL/min)：载气80、空气50、氢气1804.测定步骤1样品处理提取、净
14、化、浓缩蔬菜,第三十七页，共六十一页。,粮食,第三十八页，共六十一页。,植物油,第三十九页，共六十一页。,2测定 将各浓度的两组标准混合液分别注入气相色谱仪中，在各组色谱条件下进行气相分析，以峰高为纵坐标，农药浓度为横坐标分别绘制各标准有机磷农药的标准曲线。同时取样注入气相色谱仪中，测得峰高查出相应的含量 5.结果计算定性分析：保存时间定性定量分析：试样中各有机磷农药含量,第四十页，共六十一页。,第四十一页，共六十一页。,6.本卷须知火焰光度检测器可同时分别测出各种有机磷农药农药性质不同，担体和固定液的选择不同本法是标准规定测定粮食、蔬菜、食用油等食品中一些农药的方法本法最低检出量为0.1-0
15、.3ng有机磷农药的气相色谱图10-4,第四十二页，共六十一页。,4 有机氯农药分析,一、有机氯农药中毒机理 氯苯结构稳定、难降解，通过生物富集和食物链的作用进入人体的有机氯农药能在肝、肾、心脏等组织中蓄积二、有机氯农药的分析实例一气相色谱法 1.测定原理 有机氯农药经处理后用气相色谱法测定，与标准比较定量，用电子捕获检测器测定出六六六和DDT；不同异构体和代谢物可同时分别测定,第四十三页，共六十一页。,2.农药标准溶液的配置农药标准品：六六六(-HCH;-HCH;-HCH;-HCH)纯度99%,DDT(p,p-DDE)标准储藏液:分别准确称取-HCH;-HCH;-HCH;-HCH和p,p-D
16、DD,p,p-DDE,p,p-DDT 各10mg,溶于苯中，再分别动容于100mL容量瓶中，储藏于冰箱中HCH与DDT混合标准工作液：吸取各标准储藏液于同一容量瓶中，以正己烷定容,第四十四页，共六十一页。,3.色谱条件检测器：氚源电子捕获检测器色谱柱：玻璃柱温度：进样口195，检测器225，柱温185 载气流速：110 mL/min4.测定步骤1试样制备 谷类制成粉末，其制品制成匀浆；蔬菜、水果及其制品、蛋品主壳制成匀浆；肉品去皮筋后制成肉糜；鲜乳、食用油混匀待用,第四十五页，共六十一页。,2样品的提取、浓缩和净化 粮食(谷类),第四十六页，共六十一页。,蔬菜、水果及其制品,第四十七页，共六十一页。,食用油,3测定 绘制标准曲线：混合标准液2.0、4.0、6.0、8.0、10.0L,分别进样，根据含量与对应的峰面积(或峰高)绘制标准曲线,第四十八页，共六十一页。,样品测定：吸取样品10.0L，进样，根据峰面积或峰高在HCH与DDT各异构体的标准曲线上查出相应的含量 5.结果计算 1定性分析：根据样品与标准 HCH与DDT各异构体在色谱保存时间进行定性,第四十九页，共六十一页。,2定量计