培 训 讲 义
第一部分 蔬菜农药残留的提取
一.分析样品的提取 1.分析样品的分类
分析样品是指实验室中,用于分析测定并提供某种样品残留数据的那一部分样品。所以分析的样品要求必须是均匀且具有代表性的。
在处理比较陌生的样品,尽可能参考相关文献报道的方法制备,这样可以减少许多困扰。
由于样品中的物质和结构的差异,使的样品的提取,尤其是浓缩提取的净化。一般将样品分为三类: 1.1中等和高含水量的样品: 1.1.1根和鳞茎类蔬菜:胡萝卜、洋葱
1.1.2夜绿素含量最底的蔬菜和水果:仁果、核果、浆果和柑橘 1.1.3叶绿素含量高的作物:叶菜和豆菜 1.2干燥品 1.3油脂类
2.农药残留条件的选择
提取就是将残留在样品中的多种农药,采用合适的有机溶剂和方法,将其分离出来,以供净化后测定,这是农药分析非常关键的一步。提取效果的好坏,一方面决定于溶剂的选择,另一方面和提取的方法也有密切的关系。在选择提取溶剂时,既要注意到溶剂本身的性质,又要结合农药的特性及样品的状况,在选用提取方法时也要考虑上述情况。
1.溶剂的选择:在农药分析中几乎不单独采用非极性溶剂,通常是与极性溶剂混合使用或只采用极性溶剂。主要溶剂的极性强弱如下:
水>乙腈>甲醇>醋酸>乙醇>乙丙醇>丙酮>二恶烷>四氢呋喃>甲基乙基甲酮>苯酚>正丁醇>乙酸乙酯>乙醚>硝基甲烷>二氯甲烷>氯仿>苯>甲苯>二甲苯>四氯化碳>二硫化碳>环己烷>正己烷>正庚烷>煤油
在农药分析中应用最广的溶剂为石油醚、丙酮、二氯甲烷和乙酸乙酯等 2.农药的极性:在提取样品中的农药残留时,农药本身的极性以及在提取溶剂中
的溶解度,直接影响提取效果,一般采用和农药极性相仿的提取溶剂,即“相似相溶”原理,选择具有广泛覆盖面的溶剂作为农残提取溶剂。部分有机磷的极性强弱如下:
氧化乐果>敌百虫>敌敌畏>马拉流磷>倍硫磷>甲基对硫磷>对硫磷>甲拌磷>溴硫磷>辛 硫磷
3.样品的状况:样品的特点和状态,在提取时也必须认真考虑。在AOAC中将样品分为脂肪性和非脂肪性两大类。脂肪含量大于10%为脂肪样品,小于则为非脂肪性样品。#脂肪性大的样品,需要先提取脂肪,而后测定脂肪中的农药残留量。非脂肪性的样品又分为含水样品和干品两大类;前者的水分含量≥75%,后者为干的或低水分样品。含水分样品又分含糖多少分类:含糖5%以下,含糖15~30%等几种.如下表示:
脂肪
干品
状态
非脂肪
含水样品
低糖 中糖 高糖
不同现状的样品,必须采用不同的提取溶剂。在谷物、茶叶一类水分低的样品中,不同提取溶剂的提取效率的差异最为突出,即便采样极性溶剂也不能完全提取,必须采用含水20~40%的溶剂或预先向试样中加入等量的水之后再行提取。
土壤是个比较特殊的样品,是农药污染最大的受害者,许多农药较强的与土壤耦合,比动植物组织的提取更困难。土壤的水分、有机质、极性化合物以及其他因素的不同对农药的结合也不同,一般粘土高沙土低。 3.农药残留的提取和纯化(净化)
在农药残留分析中,提取溶剂必须适用于具有不同含量的水分、油脂、糖分和物质的基质中,提取出具有各种极性的化合物。为了提供合适的条件,使残留物从样品中转移到提取溶液中。例如土壤、粮食等干燥样品彩一种或多种混合溶剂浸泡,经震荡或索氏提取;中、高含水量的样品,需在高速捣碎机中,在一种或混合溶剂的存在下加以粉碎。在通常情况下,蔬菜和水果用匀浆机或组织捣碎机提取。
1 初步提取溶剂的体系
1.1丙酮提取法:用于含多糖类样品中农药的提取,再用二氯甲烷经液-液分配转入二氯甲烷中。在有机磷和有机氮多残留分析中已经广泛使用。
1.2 乙腈提取法:适用于一些农药,但若是水溶的农药时,采用二氯甲烷进行液-液分配。
1.3丙酮-正已烷混剂:用于非极性化合物,极性有机磷和有机氮农药及其性代谢产物。此外,也有报道采用乙腈-二氯甲烷、乙腈-氯仿、丙酮-二氯甲烷、丙酮-石油醚。
对于谷物、秸秤、茶、土壤等干燥样品,添加一倍水量后或用含水溶液提取,
提取率比直接用极性溶剂要高得多。 2 初步提取液的纯化(净化)
2.1液-液分配净化法:液-液分配是一种常用的净化方法,基本原理是分配规律,根据农药与杂质在不同溶剂中溶解度的差别,常用一种非极性溶剂和极性溶剂对来进行分配,如:丙酮-已烷、乙腈-乙烷(石油醚)、丙酮-二氯甲烷、二甲基甲酰胺-已烷等。
农药与脂肪、蜡质、色素等一起被正已烷提取后,再用一种极性溶剂,如乙
腈与共同震摇,使农药与脂肪、蜡质、色素完全分开。这样农药大部分被乙腈所提取,经几次提取,农药几乎可以完全与脂肪等杂质分离,从而达到净化的目的。 2.2 弗罗里硅土柱层析方法:弗罗里硅土柱层析净化方法在农药残留分析中已有广泛应用,而在多残留分析中常用极性不同的溶剂体系,把各种农药淋洗入不同的洗提馏分中,使农药得到分组分离。
MILLS等提出的淋洗体系为A、B、C3种极性依次增大的体系:A液:二氯甲烷:正已烷(1:4) B液:二氯甲烷:乙腈: 正已烷(50:0.35 :49.65)、C液:二氯甲烷:乙腈:正已烷(50:1.5:48.5)
THEIR的用石油醚:二氯甲烷(4:1)石油醚:二氯甲烷(3:3)二氯甲烷:甲醇(19:1)的淋洗体系,分离水果和蔬菜中的一些磷酸酯、有机氯、甲基氨基甲酸酯、苯基氨基甲酸酯和脲类农药。
黄士忠等研究采用二氯甲烷:石油醚:丙酮(6::3:1)预淋及二氯甲烷:石油醚:丙酮(6:3.5:0.5)淋洗,分离了土壤和粮食中10种有机氮,回收率
81~103%。
4.农药残留的提取操作方法
1. 震荡法:将样品和溶剂装入具塞容器(具塞锥形瓶),放在震荡机上,进
行往返震荡或旋转震荡。定时开塞放气。
2. 组织捣碎提取,将样品和溶剂装入组织捣碎机中,通过高速旋转的刀具
掺合,使溶剂侵入样品组织中,与其残留农药充分接触,使残留农药提取出来。本法提取效率高。适用范围广,每次提取时间3~5分钟,提取次数1~2次。
3. 索氏提取法:将样品装入和提取器匹配的滤纸包好,然后用合适的溶剂反
复提取。回流液一定要浸泡整个试样。本方法适用于干品,如谷物、干果、脱水蔬菜、茶叶、干饲料等。
4. 消化法:酸、碱消化法,条件是农药在酸、碱中稳定。 5. 其它方法:超志声波法、浸渍法、洗脱法等等 5.农药残留的净化技术
在样品的提取液中,除了农药残留外,还有色素、油脂或其他天然物质,在测定前须去除这些干扰物质,这就是净化。
由于农药种类不同,采用的检测器也不同。各种检测器对净化液程度的要求也不互相间。ECD放射源易受污染,对净化要求高,FPD对净化要求不高,采用简单的方法净化就可以了。
液-液分配:在一组织不相溶的溶剂对中,溶解某一溶质成分,这种溶质以一定比例分配在溶剂的两相中。在两相溶剂中的分配比称为分配系数。如此反复分配,便可使不同的物质组分得到分离,从而达到净化的目的。分配时溶剂体积及提取次数,必须根据P值进行计算。P值指在一组等容积互不相溶的溶剂对,溶质以一定比例分配在溶剂的两相中,该比值即为该物质对该组溶剂的P值。
1乳化的解决:溶液分配过程中,往往会出现乳化现象,如不很好的解决,会影响分析结果的准确性。1.加入饱和硫酸水溶液:由于溶液中有大量的硫酸钠离子存在,盐析作用可以使乳化层破坏,(也可以加入适量的氯化钠)。2.加入1:的硫酸水溶液,加入量由10毫升、20毫升、30毫升逐步增加,乳化可以减轻或消除,此法只适用于对酸稳定的农药。3.采用高速离心,破坏乳化层,消化乳化