农药残留检测分析技术进展.pptx

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1、2021/9/131农药残留检测分析技术进展Development of the technology for analysis of pesticide residues2021/9/132o农药残留样品采集o样品制备o农药残留测定o农药残留分析的质量控制o国内外现状2021/9/133农药残留样品的采集农药残留样品的采集 样品种类 取样方法 样品包装、记录和贮存 样品预处理2021/9/134样品种类p主观样品主观样品 为研究农药残留量与各种因素的关系，从设计的实验区域内采集的样品。p 客观样品客观样品 监测样品和执法样品，测定的农药残留种类是未知的或施药背景不清楚的样品。2021/9/1

2、35 实验室样品实验室样品 从群体采集的送到残留分析实验室的样品；检测样品检测样品 实验室经过缩分减量或经过精制后的样品；检测样份检测样份 从检测样品中称取的用于分析的样品；检测溶液检测溶液 经过提取、净化后进入待测状态。2021/9/136 取样原则取样原则 代表性 方法与目的保持一致 精度要求 防止化学变化或丢失 防止污染取样方法2021/9/137取样方法取样方法 静态群体中取样 静态群体中取样2021/9/138农药残留田间试验及取样农药残留田间试验及取样 农药残留田间试验的目的和要求 农药残留田间试验的内容 a、农药残留动态试验 b、施药因素与最终残留量水平相关性 c、农药残留田间试

3、验样品的采集2021/9/139商品取样分类商品取样分类 监测调查取样：随机、概率、分布水平 执法取样：强制性、超标与否2021/9/1310商品取样量要求商品取样量要求 小的或轻的产品 1.01.5 Kg 中等大小产品 2.02.5 Kg 大的产品 4.05.0 Kg 肉、禽、鱼 1.01.5 Kg 谷物和制品 0.51.0 Kg 2021/9/1311不同样品的采集要求不同样品的采集要求 根茎类蔬菜 采集整个果实 叶类蔬菜 除去腐烂和枯萎部分 豆类 整个果实 果类蔬菜 去除茎部 谷物 整个籽粒 肉类 整体 2021/9/1312 样品制备样品制备 2021/9/1313第一节第一节 溶剂萃

4、取技术溶剂萃取技术 第二节第二节 固相萃取技术固相萃取技术 第三节第三节 蒸馏及浓缩技术蒸馏及浓缩技术 第四节第四节 微波；衍生化；超临界萃取技术微波；衍生化；超临界萃取技术 样品制备样品制备 2021/9/1314制备过程中避免组分发生化学变化；要防止和避免欲测定组分的沾污；尽可能减少无关化合物引入制备过程；尽可能简单易行。样品处理的原则样品处理的原则2021/9/1315三、样品制备原理三、样品制备原理 利用残留农药与样品基质的物理化学差物理化学差异异，使其从检测系统有干扰作用的样品基质中提取分离出来（相似相溶）。极性极性-溶解度、分配系数；挥发性挥发性-蒸汽压。极 性溶剂强度溶 剂溶解度

5、（2025）溶剂在水中溶剂在水中（%）水在溶剂中水在溶剂中（%）非极性强反相弱正相正己烷0.000950.0111异辛烷微溶微溶四卤化碳0.0770.010三卤甲烷0.8150.072二卤甲烷2-四氢呋喃任意混溶任意混溶乙乙 醚醚6.046.041.4681.468乙酸乙酯8.082.94丙丙 酮酮任意混溶任意混溶任意混溶任意混溶乙乙 腈腈任意混溶任意混溶任意混溶任意混溶异丙醇任意混溶任意混溶甲 醇任意混溶任意混溶水任意混溶任意混溶极 性弱反相强正相醋 酸任意混溶任意混溶2021/9/1317常用样品制备技术常用样品制备技术溶剂萃取溶剂萃取蒸馏技术蒸馏技术固相萃取固相萃取微波萃取微波萃取衍生化

6、衍生化 超临界萃取超临界萃取样品制备样品制备2021/9/1318第一节第一节 溶剂萃取技术溶剂萃取技术 样品制备样品制备 2021/9/1319 索氏萃取装置和索氏萃取装置和K-D浓缩器浓缩器2021/9/1320产生乳化的原因产生乳化的原因由于液-液萃取过程中剧烈振动，经常发生乳乳化现象化现象，特别是那些含脂肪脂肪的样品。原原因因：体系的性质、离子浓度、有机相粘度、萃取温度、pH等。温温度度越越低低，有机相粘度越大，离子浓度越高越易产生乳化。2021/9/1321破乳的常用方法破乳的常用方法通过改变KD;改变溶剂或化学平衡作用的添加剂;缓冲剂调节pH;盐调节离子强度等。2021/9/132

7、2 离心法破乳。2000rmin，2min；无水硫酸钠研磨法破乳；蒸干法，蒸干后，再用有机溶剂萃取。不适用挥发性物质的萃取。A、高度乳化（即全部乳化）、高度乳化（即全部乳化）2021/9/1323B、中度乳化（乳化率达、中度乳化（乳化率达 50）电解质破乳。加入无机盐，通过提高体系 中水相的比重使两相分层；破乳率与加入电解质的量成正比。lmolL的盐酸；无水乙醇溶解两相液滴；无水硫酸钠漏斗过滤。2021/9/1324C、轻度乳化（两相间形成一薄乳化层）、轻度乳化（两相间形成一薄乳化层）玻璃棒搅动，削弱吸附作用；静置一定的时间后，可自然分层。因为乳浊液是液体杂质以微小珠滴散布在液体溶剂中一种分散

8、体系，热力学不稳定体系。2021/9/1325固相萃取技术固相萃取技术样品制备样品制备 2021/9/1326SPE SPE：Solid Phase ExtractionSolid Phase Extraction利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物与干扰化合物分离，达到分离和富集目标化合物的目的。慢慢中等中等快快淋洗液淋洗液2021/9/1328固相萃取的模式及原理固相萃取的模式及原理反相固相萃取正相固相萃取离子交换固相萃取 阴离子交换 阳离子交换2021/9/1329（一）、反相（一）、反相（一）、反相（一）、反相固相萃取固相萃取固相萃取固相萃取流动相：极性（水溶液）或中等极性固定相：非

9、极性。分离对象：中等到非极性物质。2021/9/1330分析物 CH 键+硅胶表面官能团吸附 极性溶液中的有机分析物保留在SPE。用非极性溶剂解吸吸附在固定相中的目标物质。1、反相固相萃取原理、反相固相萃取原理2021/9/13312、常用反相固相萃取柱、常用反相固相萃取柱LC-18、LC-8：标准的单键合硅胶ENVI-18、ENVI-8：聚合键合类填料ENVI-Chrom P：苯乙烯：疏水 ENVI-Carb：含碳 2021/9/1332（二）、正相固相萃取（二）、正相固相萃取（二）、正相固相萃取（二）、正相固相萃取流动相：非极性、中等极性固定相：极性。分析物质：极性、中等极性、非极性202

10、1/9/1333 极性官能团键合硅胶 LC-CN，LC-NH2，LC-Diol 极性吸附物质 LC-Si，LC-Florisil，ENVI-Florisil，LC-Alumina常用正相固相萃取柱常用正相固相萃取柱常用正相固相萃取柱常用正相固相萃取柱2021/9/1334（三）、离子交换固相萃取（三）、离子交换固相萃取（三）、离子交换固相萃取（三）、离子交换固相萃取适用于带有电荷的化合物（水溶液、有机溶液）原理：静电吸引，化合物上的带电荷基团与键合硅胶上的带电荷基团之间的吸引分为：阴离子交换和阳离子交换2021/9/13351 1、阴离子（负电荷）交换、阴离子（负电荷）交换、阴离子（负电荷）交

11、换、阴离子（负电荷）交换LC-SAXLC-SAX、LC-NHLC-NH2 2：脂肪族季铵类盐+硅胶2021/9/13372 2、阳离子交换、阳离子交换、阳离子交换、阳离子交换LC-SCXLC-SCX：磺酸基；LC-WCXLC-WCX：羧酸基团2021/9/13392021/9/13402021/9/1341SPESPE分离机制与溶剂的选择分离机制与溶剂的选择分离机制分离机制典型的弱溶剂典型的弱溶剂（保留条件）（保留条件）典型的强溶剂典型的强溶剂（洗脱条件）（洗脱条件）反相SPE缓冲液或低浓度的甲醇或乙腈乙腈、甲醇或溶剂与水的混合物正相SPE正己烷、甲苯等二氯甲烷、甲醇等阳离子交换SPE低离子强

12、度缓冲液(0.1mol/L)高离子强度缓冲液（0.1mol/L)低反离子强度高反离子强度阴性离子交换SPE低离子强度缓冲液（0.1mol/L)2021/9/1342 固相微萃取装置固相微萃取装置 2021/9/1343 使用方法使用方法2021/9/1344气体萃取（顶空技术）气体萃取（顶空技术）取样品基质（液体和固体）上方的气相部分进行色谱分析。用途：痕量高挥挥发发性性物质的分析测定，气体是挥发性物质的最理想的溶剂。2021/9/1345静态顶空：静态顶空：在一个密闭的容器中，样品与样品上方气体（1/2）达到平衡。动态顶空：动态顶空：“连续气体萃取”方法，不必两相达到平衡。经捕集浓缩后进行测

13、定。2021/9/1346静态顶空过程静态顶空过程2021/9/1347动态顶空过程动态顶空过程捕集阱中捕集浓缩。捕集阱中捕集浓缩。“烘烤烘烤”：载气的流动方向与热解吸时的流动方向相反。2021/9/1348超临界萃取技术超临界萃取技术 2021/9/1349超声波辅助萃取超声波辅助萃取能量外部向内部传递。超声波使溶液形成气泡（空化效应）爆裂温度和压力，增强化学反应能力。2021/9/1350生物大分子的细胞破碎与蛋白质的去除生物大分子的细胞破碎与蛋白质的去除2021/9/1351细胞的破碎方法细胞的破碎方法2021/9/1352物理法（物理作用）物理法（物理作用）反复冻融法：反复冻融法：15

14、152020。冷热交替法：冷热交替法：9090（数分钟）（数分钟）冷却。冷却。超声波处理法：用于微生物。超声波处理法：用于微生物。加压破碎法：加压破碎法：2021/9/1353化学及生物化学法化学及生物化学法 自溶法：在一定条件（pH、温度），利用自身的酶系将细胞破坏。溶菌酶处理：具有专一地破坏细菌细胞壁的功能。2021/9/1354Antifungal activityAntifungal activity例：溶菌酶处理例：溶菌酶处理2021/9/1355蛋白质的去除蛋白质的去除目的：目的：蛋白质的存在，常常严重干扰分析1、加热法 2、盐析法3、膜分离法 4、高速离心5、有机溶剂沉淀法202

15、1/9/1356加热法加热法90离心或过滤除去热变性蛋白。2021/9/1357盐析法盐析法原原理理：利用不同蛋白质在高浓度的盐溶液中溶解度不同程度的降低来沉淀除去蛋白质。盐浓度盐浓度蛋白质溶解度蛋白质溶解度盐溶作用盐溶作用盐析作用盐析作用2021/9/1358膜分离法膜分离法超滤：靠薄膜两侧压力差分离小分子化合物大分子蛋白质2021/9/1359高速离心高速离心靠物质沉降系数、质量、浮力因子等不同进行分离小小中中大大2021/9/1360净化（纯化）净化（纯化）样品经萃取被测成分萃取液含有杂质干扰测定。萃取液适当处理除去杂质纯化。2021/9/1361浓缩和富集方法浓缩和富集方法（1）减压蒸

16、馏：旋转蒸发器（2）气流吹蒸：空气或氮气 （3）K-D浓缩器浓缩（4）真空离心浓缩法 2021/9/1362空气、氮气、浓缩、蒸汽压空气、氮气、浓缩、蒸汽压2021/9/1363氮吹仪氮吹仪 不能用于燃点低于100 的物质 氮气、氧气纯度高于99%不能用于酸、碱物质的浓缩 酸性用碳酸氢钠溶解中和2021/9/1364农药残留测定方法农药残留测定方法2021/9/1365薄层色谱法（TLC）TLC始于1938年，方法的基本原理首先由Izmailou等发表，到1959年才由Stshl等发展成近似于现在的薄层色谱法，但由于灵敏度不高，近年来较少使用。2021/9/1366气相色谱法（GC）GC是目前

17、用于农药残留检测最为普遍，最成熟的技术。易汽化，且汽化后不易发生分解的农药均可采用气相色谱法检测。多达70%农药残留可用气相色谱法来检测.氢火焰离子化检测器（FID）电子捕获检测器（ECD）氮磷检测器（NPD）火焰光度检测器（FPD）2021/9/1367色质联用技术是将色谱仪和质谱仪串联起来，成为一个整体使用的检测技术。色质联用包括气质联用（GC-MS）和液质联用（LC-MS）。GC-MS 联用有GC 的高分离性能，又有MS准确鉴定化合物结构的特点，既可用于定性，又可用于定量，特别是对农药代谢物、降解物和多残留检测等具有突出的优点.色质谱联用2021/9/1368SFC是以超临界流体为流动相

18、的色谱分离检测技术，它弥补了GC 和HPLC 各自的不足。超临界流体具有气体和液体的双重性质，其粘度小、传质阻力小、扩散速度快，分离能力和速度可与GC 相比。超临界流体色谱（SFC）2021/9/1369IA是一种基于抗原抗体特异性识别和结合反应的分析方法。该技术开发的检测试剂盒，具有特异性强、灵敏度高、分析容量大、方便快捷、成本低廉等优点，可广泛应用于现场样品和大量样品的快速检测.免疫分析法（IA）2021/9/1370酶抑制法是研究最多且相对成熟的一种对部分农药残留快速检测技术，国内外已开发出速测箱、速测卡、快速测定仪、生物传感器等多种类型的产品用来检测食品中有机磷与氨基甲酸酯类农药的残留

19、。酶抑制法2021/9/1371农药残留分析的质量控制农药残留分析的质量控制 2021/9/1372实验室的基础条件实验室的基础条件2021/9/1373特纯水特纯水 1.8 x 107 99.99999水的种类水的种类 电阻率电阻率cm cm 用用 途途普通纯水普通纯水 5 x 105 x 105 5，常量分析常量分析优质纯水优质纯水 1 x 106 AA2021/9/1374特特 级级 光（色）谱纯光（色）谱纯 S.P 白白 色色级级 别别 名称名称 代号代号 标标 志志一一 级级 优级纯优级纯 Guarantte Reagent 绿绿 色色二二 级级 分析纯分析纯 Analysis Re

20、agent 红红 色色三三 级级 化学纯化学纯 Chemical Reagent 蓝蓝 色色2021/9/1375人员要求人员要求管理制度管理制度2021/9/1376农残分析质量控制农残分析质量控制1、接受日期和有效日期、接受日期和有效日期2、污染和干扰、污染和干扰3、前处理过程中的损失、前处理过程中的损失4、回收率测定和校准、回收率测定和校准2021/9/1377 国内外现状2021/9/1378微波萃取(MAE)、超临界提取(SFE)、固相萃取(SPE)、固相微萃取(SPME)、加热溶剂萃取(ASE)等技术与设备已进入我国的农残检测实验室.方法所得的提取液中的杂质较少、分离效率好、提取对

21、象的得率高、试剂消耗量少、操作较快捷等优点，对保证检测工作质量有至关重要的作用.样品中农残的提取技术2021/9/1379提取液的净化技术较常用的微型柱填料有C1 8、硅胶、氟罗里硅土、氧化铝及活性炭等，根据实际情况可以选择不同的填料装载量，以适合不同的测定要求2021/9/1380浓缩技术K-D 浓缩器法，简便，但耗时，且体系温度要升到相当的高度，对一些易分解的农药的回收率有不良影响。旋转蒸发法，简便，但存在二次转移再浓缩、定容的缺陷。干热式样品制备仪(氮吹仪)，用于样品浓缩、高效氮气吹干和衍生化反应等，可以提供较好的样品回收率。2021/9/1381分离与检测技术超临界流体色谱(S P C

22、)是上个世纪8 0 年代的新技术，以超临界流体作为色谱流动相，综合利用了气相色谱和液相色谱的优点，可与气相和液相的检测器相匹配，可与红外、质谱联用，成为一种强有力的分离和检测手段。2021/9/1382离子色谱法现也有报道用于农药残留量的检测，对于一些既无紫外吸收又不易挥发，且易以离子形式存在的农药，用此法检测，操作简便，灵敏度高，选择性好。2021/9/1383色-质联用技术用于农残检测工作中，特别是LC-MS 中的新的接口和离子阱质谱技术的开发应用，可以大大提高检测灵敏度，已较多用于不易挥发及热不稳定农药残留的检测。G C-M S 和L C-M C 是农药残留定性、定量分析的有效手段，其发展前景非常好