农残分析3

第三章样品制备样品制备:是农药残留分析的重要部分。包括从样品中提取残留农药、浓缩提取液和除去提取液中干扰性杂质的分离净化等步骤，是将检测样品处理成适合测定的检测溶液的过程.目的是使样品经处理后更适合农药残留分析仪器测定的要求，以提高分析的速度、效率、准确度和灵敏度。3.1样品制备的原理主要是利用残留农药与样品基质的物理化学特性差异，使其从对检测系统有干扰的样品基质中提取分离出来。3.1.1分子的极性和水溶性在残留农药的溶剂提取中常采用相似相溶原理即使用与农药极性相近的溶剂为提取剂，使残留农药在溶剂中达到最大溶解度。分子的极性:本质是分子内电荷分布的不均匀性，常用分子的偶极矩和介电常数来描述，与分子中∏电子数和孤对电子数密切相关,而∏电子的主要结构形式是芳香环、C=C双键和羰基，而孤对电子与氮、氧、氯及其他卤素等电负性原子有关，分析分子结构就可大致知道其极性的强弱，如己烷、水等。分子中非极性部分的相对大小也非常重要，非极性部分比例越大，其极性比带相同功能团的分子弱得越多。一般对称化合物(如CCl4)的极性比非对称化合物(如CCl3)的弱，对称取代化合物(如对二氯苯)的极性比非对称取代异构体(如邻二氯苯)的极性弱。通常对溶剂的极性强弱是根据其从氧化铝吸附剂上洗脱一系列供试溶质的能力，即溶剂强度参数来表示的。农药的极性决定其在溶剂中的溶解性，当农药的极性与溶剂的极性相近时有较大的溶解度，反之则溶解度小，所以极性大的化合物易溶于极性溶剂，极性小的化合物易溶于非极性溶剂。分子的大小也须考虑，当极性相近时，大分子化合物的水溶性比小分子化合物的低，这也是为什么大分子量的脂肪烃、多核芳烃、氯代烃和聚合物的水溶性非常低的原因.极性和分子大小是农药和其他有机物水溶性的基础。除了极性和分子大小外，农药的水溶性还受以下外部因素的影响:1)温度温度越高溶解度越大.一般温度每上升10度,溶解度增加一倍,但气体则随温度的上升,溶解度下降.硫羟氨基甲酸酯类农药的溶解性具有逆温度效应,因为在较高温度下它以低极性的互变异构体为主.2)含盐量溶剂中溶解的盐会降低有机物的溶解度.盐析即利用此原理.3)有机质溶解的有机质,助溶剂或表面活性剂均会增加有机物的水溶性.4)pH水的pH可显著影响可解离的酸性或碱性农药的溶解度,甚至对中性农药也有相当影响.3.1.2分配定律指在一对互不相溶的二相溶剂系统中，由于物质在非极性相和极性相中的溶解度不同,当达到平衡时，物质在二相中的浓度比在一定条件下为一常数。[A]非极性相/[A]极性相=KD（分配系数）KD值越大,存在于非极性溶剂中的农药越多,越有利于用非极性溶剂从极性溶剂中提取农药,KD值越小,则存在于极性溶剂中农药越多,越有利于用极性溶剂从非极性溶剂中提取农药.以正辛醇-水溶剂对测出的分配系数称为辛醇-水分配系数.3.1.3挥发性和蒸气压挥发性:指液态或固态物质转变为气态的物理性能,它决定物质在气液或气固二相中的分布，可用沸点和蒸气压来表示。农药挥发性的高低主要采用蒸气压这个参数.蒸气压与体积无关,与温度密切相关.大多数农药的蒸气压都相当低，温度(T)对蒸气压(p)有强烈影响。logp与T呈线性正相关,即蒸气压随温度的升高而增加。特别注意的是，蒸气压只是部分的影响一个化合物从溶液中挥发出来的趋势，水溶性也同样产生影响。一个化合物在水中的挥发势是与蒸气压和水溶性二者相关的函数；蒸气压越高挥发势越大,而水溶性越强则挥发势越小。亨利定律：是描述在一个相体积相等的密闭系统中溶质在水相和气相间分配达到平衡时的浓度比，这个比值称为亨利常数，它真实的显示分析物在水溶液中的挥发势。3.2提取是指通过,溶解、吸着或挥发等方式将样品中的残留农药分离出来的步骤，也常称为萃取。提取方案的选定主要是根据残留农药的理化特性来定，但也需考虑试样类型，样品的组分，农药在样品中存在的形式以及最终的测定方法等因素。目前，残留农药的提取方法有溶剂提取法、固相提取法及强制挥发提取法三类。3.2.1溶剂提取法是最常用，最经典的有机物提取方法。具有操作简单、不需要特殊或昂贵仪器设备、适应范围广等优点。是根据残留农药与样品组分在不同溶剂中的溶解性差异，通过震荡、捣碎或回流等方式，将分析物从样品基质中提取出来的一种方法。关键是选择合适的提取溶剂.选用溶剂要考虑三方面的要求:一是溶剂的极性：应符合相似相溶原理。二是溶剂的纯度：一般应用分析纯试剂。三是溶剂的沸点：溶剂沸点在45~80度为宜。常用的提取溶剂有石油醚、正己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷、丙酮、乙腈、甲醇等。但根据蒙特利尔公约，要逐步取消含氯溶剂的使用，如二氯甲烷等可用等量的二元混合溶剂代替。溶剂提取法包括液液提取和固液提取两种方式。(1)液液提取(LLE)：是指根据分配定律，用与液体样品不混溶的溶剂与样品液体接触、分配、平衡，使溶于样品液体相的化合物转入提取溶剂相的过程。液液提取效率的高低取决于化合物与提取溶剂的亲和性，二相的体积比和提取次数三个因素。(2)固液提取(SLE)：是指通过溶解，扩散作用使固相物质中的化合物进入溶剂中的过程。主要用于固体样品残留农药的提取，常用以下方法：索氏提取法、振荡浸提法、组织捣碎法、消化提取法。3.2.2固相提取法(SPE)又叫液固提取法，是指液体样品中的分析物通过吸着作用被保留在吸着剂上，然后用一定的溶剂洗脱的过程。最早由Breiter(1976)提出。(1)固相提取吸着剂的类型：固相提取的原理可看作是一个简单的液相色谱过程,吸附剂为固定相,样品中的溶剂或洗脱时的溶剂为流动相.常分为正相和反相吸附剂，正相吸附剂(如硅胶，弗罗里硅土，中性氧化铝等)属极性保留，溶剂极性越强，洗脱能力越强;反相吸附剂(如C18，C8，C2等)属非极性保留，溶剂极性越强，洗脱能力越弱。(2)吸附容量和穿透体积吸附容量：是指单位质量吸附剂所能吸附有机物的总质量。吸附容量越大，能吸附残留农药的量就越大。穿透体积：是指在固相提取时化合物随样品溶液的加入而不被自行洗脱下来所能流过的最大液样体积。也可理解为样品溶液的溶剂对样品中残留农药的保留体积。(3)固相提取的方法步骤活化平衡上样清洗洗脱(4)残留农药的固相提取3.2.3强制挥发提取法是对于易挥发物质，特别是蒸气压或亨利常数高的化合物，利用其挥发性进行提取的方法。吹扫捕集法和顶空提取法常用于这类化合物的提取。吹扫捕集法：主要用于水样中挥发性有机物的分析,操作步骤为吹沸、捕集、解吸、GC分析等。顶空提取法：适用于水样以及其他液态样品和固态样品.3.3浓缩在浓缩过程中,必须注意残留农药损失和样品污染两个问题.常用的浓缩方法有：减压旋转蒸发法，K-D浓缩法，氮气吹干法。3.4净化是指通过物理的或化学的方法除去提取物中对测定有干扰的杂质的过程。净化主要是利用分析物与基体中干扰物质的理化特性差异，将干扰物的量能减少到正常检测目标残留农药的水平。常用净化技术(1)柱层析法：基本原理是将提取液中的农药与杂质一起通过一根适宜的吸附柱，使他们被吸附在表面活性的吸附剂上，然后用适当极性的溶剂来淋洗，农药一般先被淋洗出来，而脂肪、蜡质和色素等杂质持留在吸附柱上，从而达到分离净化的目的。常用的层析柱有以下几种：弗罗里硅土柱、氧化铝柱、硅胶柱、活性炭柱等。(2)液液分配法：萃取(3)吹扫共馏法：是在惰性气体和溶剂蒸气流的作用下，使农药从脂类和其他低挥发性提取成分中挥发出来，然后通过冷凝或吸附柱将其收集，使农药与杂质得到分离。(4)沉淀净化法：是在低温下，脂肪和蜡质会形成结晶，故可将其从溶解度较高的农药提取物中除去。(5)化学净化法：是针对动物样品的，用强酸、强碱将样品基体消解掉，留下农药母体或其可测知降解物的方法。3.5样品制备新技术3.5.1固相微提取(SPME)3.5.2快速溶剂提取技术(ASE)3.5.3微波辅助提取法(MAE)3.5.4超临界流体提取法(SFE)3.6样品制备效果的确认添加回收率:即在样品中添加已知量的待测农药的标准物质,经过样品制备后,以添加标准物质的样品的测定值和空白样品的测定值之差与添加标准物质的量之比.回收率=(加标试样测定量/加标量)x100%