农药残留检测的前处理及定性定量检测方法

主讲人：林艺内容概要一、农药及农药残留二、前处理过程三、定性定量检测方法农药及农药残留农药残留：指农药施用后，残存在生物体、农副产品和环境中的微量农药原体、有毒代谢产物、降解物和杂质的总称。残留的数量叫残留量。农药：指用于防治农作物及农副产品病虫害、杂草以及其他有害生物的药物总称。包括有机氯、有机磷、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类以及砷、汞、铜、硫磺等制剂。完整的样品分析过程样品采集样品前处理分析测定数据处理报告结果色谱分析过程时间分配示意图61%6%27%6%样品采集样品前处理分析测试数据处理与报告前处理提取净化浓缩农药一般为有机物，常采用溶剂分离提取。除去与测定无关的杂质成分，提高分析的选择性和保护仪器。使用于分析的溶液体积降到最小，以满足分析灵敏度，增加检出率。提取一、溶剂浸取法振荡法匀浆法索氏提取法加速溶剂萃取法超声提取法二、蒸馏法气液平衡法（顶空）常压蒸馏法减压蒸馏法三、酶解或酸解释放法净化通过物理的或化学的方法去除提取物中对测定有干扰作用的杂质的过程。农药残留分析中常见的干扰杂质类别化合物脂类蜡质、脂肪、油脂色素叶绿素、叶黄素、花青素氨基酸衍生物蛋白质、肽、生物碱、氨基酸碳水化合物糖、淀粉、醇木质素酚类及其衍生物萜类单萜、倍半萜、二萜等环境污染物各种有机物、矿物、硫、多氯联苯、邻苯二甲酸酯、碳氢化合物等净化的方法液液萃取磺化法皂化法沉淀分离法柱色谱固相萃取QuEChERS法固相萃取法（SolidPhaseExtraction，SPE）活化（再生）加样洗涤洗脱QuEChERS法（Quick、Easy、Cheap、Effective、Rugged、Safe）基本步骤(1)样品粉碎；(2)单一溶剂乙腈提取分离；(3)加入MgSO4等盐类除水；(4)加入乙二胺-N-丙基硅烷(PSA)等吸附剂除杂；(5)上清液进行GC-MS、LC-MS检测。浓缩缩小样品液的体积、提高待测组分的浓度旋转蒸发法：处理溶剂量大、速度快、损失率高。KD浓缩器：处理量大、农药提取较充分、损失率较真空旋转蒸发器低、耗时较长。氮吹仪：浓缩效率高，农药损失率低，溶剂处理量小，与SPE净化方法结合是理想的浓缩装置。自然挥发法：浓缩慢，适于体积小，易挥发的溶剂。检测分析(1)气相色谱技术（气体、可挥发性物质）(2)液相色谱技术（高沸点、热稳定性差、相对分子质量大）(3)超临界流体色谱技术（可在较低温度下分析分子量大、热不稳定的化合物和极性较强的化合物）(4)快速检测技术（常用根据有机磷和氨基甲酸酯类农药对乙酰胆碱酶的特异性抑制反应）气相色谱技术（GC以及GCMS）进样器进样口进样系统分离系统检测系统柱温箱色谱柱检测器手动进样自动进样分流进样口不分流进样口程序升温成分分离ECDTCDNPDFPDFID顶空进样直接进样MSD检测器有机氯农药与菊酯类农药ECD有机磷农药FPDNPD氨基甲酸酯类农药NPD大部分易气化的农药MSD定性定量分析一、色谱定性鉴定方法1.利用纯物质对照定性2.利用文献保留值定性3.利用保留指数定性二、色谱定量分析方法1.峰面积的测量方法2.定量校正因子3.常用定量方法色谱定性鉴定方法1.利用纯物质对照定性根据保留值定性：对照试样中与纯物质保留值相同的色谱峰，来确定试样中是否含有该物质。不能用于不同仪器上获得的数据之间的对比。加入纯物质定性：将纯物质加入到试样中，观察加入前后各组分色谱峰的变化，峰变化的组分与纯物质可能为同一物质。2.利用文献保留值定性相对保留值r21：r21仅与柱温和固定液性质有关。色谱手册中可查到各种物质在不同固定液上的保留数据，可以用来进行定性鉴定。色谱定性鉴定方法3.利用保留指数（KOVATS）定性：将待测物与两个相邻的正构烷烃（分别具有Z和Z＋1个碳原子）一同进样（被测物质X的调整保留时间应在相邻两个正构烷烃的调整保留值之间如图所示），分别测定调整保留值，依据下示公式计算得到保留指数（IX）。规定正构烷烃的保留指数为分子中碳原子个数乘以100（如正己烷的保留指数为600）。然后用文献发表的保留指数判定色谱峰。4.与其他分析仪器联用的定性方法（1）色谱-质谱联用；（2）色谱-红外光谱联用；进行结构、官能团鉴定。色谱定量分析方法1.峰面积的测量（1）峰高（h）乘半峰宽（Y1/2）法：近似将色谱峰当作等腰三角形。此法算出的面积是实际峰面积的0.94倍：A=1.064h·Y1/2（2）峰高乘平均峰宽法：当峰形不对称时，可在峰高0.15和0.85处分别测定峰宽，由下式计算峰面积：A=h·（Y0.15+Y0.85）/2（3）峰高乘保留时间法：在一定操作条件下，同系物的半峰宽与保留时间成正比，对于难于测量半峰宽的窄峰、重叠峰（未完全重叠），可用此法测定峰面积：A=h·b·tR（4）自动积分和微机处理法：色谱定量分析方法2.定量校正因子试样中各组分质量与其色谱峰面积成正比，即：mi=fi·Ai比例系数fi：绝对校正因子，单位面积对应的物质量：fi=mi/Ai定量校正因子与检测器响应值成倒数关系：fi=1/Si相对校正因子f’i：即组分的绝对校正因子与标准物质的绝对校正因子之比。色谱定量分析方法3.常用的几种定量方法归一化法：特点及要求：归一化法简便、准确。进样量的准确性和操作条件的变动对测定结果影响不大，仅适用于试样中所有组分全出峰的情况。外标法：外标法也称为标准曲线法。特点及要求：外标法不使用校正因子，准确性较高，操作条件变化对结果准确性影响较大。对进样量的准确性控制要求较高，适用于大批量试样的快速分析。色谱定量分析方法内标法：内标物要满足以下要求：（1）试样中不含有该物质；（2）与被测组分性质比较接近；（3）不与试样发生化学反应（4）出峰位置应位于被测组分附近，且无组分峰影响。试样配制：准确称取一定量的试样W，加入一定量内标物mS计算式：特点：1、内标法的准确性较高，操作条件和进样量的稍许变动对定量结果的影响不大。2、每个试样的分析，都要进行两次称量，不适合大批量试样的快速分析。3、若将内标法中的试样取样量和内标物加入量固定,则：