论文部分内容阅读
[摘 要] 农药残留的理化分析属于微量或超微量检测技术。其检出量一般要达到0.1ppm以下，亦需要从样品中检出0.00001%的农药成分，而其中的99.99999%的成分是水、淀粉、蛋白质、脂肪、色素或者其它含有物，故此，欲达到这种微量检验之目的，就必须使用灵敏度高的仪器和分析方法。本文从样品制备、农药提取、净化、浓缩、样品的检测等环节对农药残留分析检测技术的报道进行综述，旨在为农药残留检测技术的研究提供一定的参考。
一、样品的制备
样品制备包括样品中农药的提取、净化、浓缩等步骤。
1.常用的提取方法
根据样品不同采用的提取方法有：浸渍法、漂洗法、振荡法、消化法、超声波萃取法、索氏提取法及高速均质法等。
1.1浸渍法、漂洗法、振荡法样品处理时间较长，且回收率相对不高，已不太常用。消化法需加入消化剂并加热处理，易使部分农药分解，故不常用。
1.2索氏提取法：为经典提取方法，即在热水浴中用脂肪抽提器抽出。此方法的优点是提取完全，操作方便，溶剂消耗量少。缺点是提取时间长，一般需要3-4h，长者可达30-40h。
1.3超声波提取法，将样品粉碎后加入提取剂，在超声波仪上提取5min～15min。该方法具有提取效果好，时间短的优点，已普遍采用。
1.4高速均质提取法：将切碎的样品加入提取剂在高速均质机上均质数分钟，在样品极细颗粒状态下萃取农药残留。此方法简便、快速且提取效果好，是目前农药残留检测普遍采用的方法。
2.样品的净化
净化的方法很多，大体可归纳为柱层或薄层层析法、液-液分配法和化学净化方法等。
2.1柱层层析净化法：将被分离的各种化合物，通过吸附剂的附吸，与淋洗剂的解吸附，在解析附的反复作业将所需物分离出来。
2.2液-液分配净化法：利用样品中各组成成份在两种同时共存，但又互不相溶的溶剂中分配系数的差异，使某种溶质在分液漏斗中从一种溶剂进入到另一种溶剂相。借此原理达到分离纯化的目的。通过多次验证，最佳的配对溶剂是乙腈与正己烷，使用这种方法的成功关键在于所萃取的目标残留农药量在两种溶剂中的趋向性。在一般提取技术中，脂肪与蛋白质是构成干扰的主体物，而这两种物质都不溶于乙腈。故所萃取的农药能溶于乙腈，则使用液-液分配技术。
2.3固相萃取法：结合柱层析法和液液分配净化法的优点，当待测物通过萃取剂时，其中某种痕量目标物被吸附在萃取剂上，然后采用适宜的选择性溶剂将其洗脱，即可得到富集、纯化目标物。其优点：操作简单、回收率高、分离效果好。
2.4化学净化方法：将样品提取液中的脂肪、色素及蛋白质等杂质与化学物质作用。使用这种方法必先确定农药在这种特定反应条件下不受影响。
随着科技的发展，农药净化出现了许多新技术，如固相微萃取法、凝胶渗透、超临界流体萃取等这些方法比传统的液液萃取等方法相比，具有很大优越性，节省溶剂，大大减少对环境的污染，提取效率也有很大的提高
3.样品的浓缩
常用的浓缩方法有蒸馏法、K-D浓缩法、旋转蒸发法、冷冻蒸发法、吹氮法、脂肪抽提法等。
3.1旋转蒸发法：该仪器的特点是蒸馏系统密封，在减压（40-600ml）汞柱的情况下，以大约35-40℃的温度移去蒸馏瓶内的溶剂，当蒸馏瓶在旋转时，扩大了溶剂的蒸发面积，提高了浓缩效率。压力与温度，需要依照所蒸馏的溶剂调整适当。切匆将蒸馏瓶中的溶剂蒸馏过干，否则将会严重影响到农药的回收率。
3.2K-D浓缩法：是利用K-D浓缩器直接浓缩到刻度试管中，适合于中等体积（10～50mL）提取液的浓缩。K-D蒸发浓缩器是为浓缩易挥发性溶剂而设计的，其特点是浓缩瓶与施耐德分馏柱连接，下接有刻度的收集管，可以有效地减少浓缩过程中农药的损失，且其样品收集管能在浓缩后直接定容测定，无需转移样品。
3.3氮气吹干法：是直接利用氮气流轻缓吹拂提取液，加速溶剂的蒸发速度来浓缩样品，对于样品量较小时，使用氮气吹扫浓缩仪代替常用的旋转蒸发仪进行浓缩，能同时浓缩几十个样品，使样品制备时间大为缩短，并且具有省时，易操作，快捷的特点。
二、样品的检测
20世纪60年代气相色谱应用于农药和药物残留分析，大大提高了农药和药物残留量的检测水平。20世纪80年代以来，高效液相色谱法开始广泛应用于对热不稳定和离子型农药及其代谢物的分析。
1.气相色谱仪
是目前比較权威的方法，可以精确定量，可测出多种不同种类农药。具有高选择性、高分离效能、高灵敏度、快速和特点，是农药残留量检测最常用的方法之一。常用的检测器有：电子捕获、火焰光度、氮磷检测器等。
2.液相色谱法
采用的检测器有：紫外吸收检测器、荧光检测器。紫外吸收检测器只能检测对紫外光有吸收性能的农药。荧光检测器由于大多数农药本身不发射荧光，经衍生化反应又较麻烦，因此限制了FD的应用。主要用于极性强，分子量大的离子型农药。
3.气质联用技术
将气相色谱仪和质谱仪串联起来，成为一个整机使用的检测技术，质谱作为检测器。既具有气相色谱分离性能，又具有质谱准确鉴定化合物结构的特点，可达到同时定性、定量的检测目的。
4.液质联用技术
将液相色谱和质谱仪串联起来，其检测灵敏度高、选择性好、可定性定量同时进行、结果可靠。
5.免疫法检测
特异性强，灵敏度高，快速简便，可准确定性，定量，适用于现场检测。但抗体制备比较困难，不能肯定试样中的农药品种时，有一定的盲目性，易出现假阴，假阳性现象。
6.化学法
速度快、成本低、操作简便、针对性强，尤其适合于现场检测。但适用范围小，仅限于果蔬的有机磷农药残留检测。不过灵敏度低，使用局限性大，且易受还原性物质的干扰。
7.生物传感器技术
利用生物活性物质，与样品中的待测物质发生特异性反应，通过适当的换能器将这些反应转换成可以输出检测的信号，通过分析信号对待测物进行定性定量检测。此法可同时检测多个样品，灵敏度高，因而在快速检测中得到更广泛的研究和应用。
随着人们生活水平的提高，由农药残留引起的食品安全问题也越来越受到人们的关注，对农药残留的检测手段和检测水平提出了更高的要求。近年来，在农药的使用上由单一农药向多农药发展，因此，在农药残留的检测上也由单一农药品种检测向多农药残留组分检测方向发展。相信随着科学技术的不断发展，农药多残留分析技术也会不断更新、完善和发展。
一、样品的制备
样品制备包括样品中农药的提取、净化、浓缩等步骤。
1.常用的提取方法
根据样品不同采用的提取方法有：浸渍法、漂洗法、振荡法、消化法、超声波萃取法、索氏提取法及高速均质法等。
1.1浸渍法、漂洗法、振荡法样品处理时间较长，且回收率相对不高，已不太常用。消化法需加入消化剂并加热处理，易使部分农药分解，故不常用。
1.2索氏提取法：为经典提取方法，即在热水浴中用脂肪抽提器抽出。此方法的优点是提取完全，操作方便，溶剂消耗量少。缺点是提取时间长，一般需要3-4h，长者可达30-40h。
1.3超声波提取法，将样品粉碎后加入提取剂，在超声波仪上提取5min～15min。该方法具有提取效果好，时间短的优点，已普遍采用。
1.4高速均质提取法：将切碎的样品加入提取剂在高速均质机上均质数分钟，在样品极细颗粒状态下萃取农药残留。此方法简便、快速且提取效果好，是目前农药残留检测普遍采用的方法。
2.样品的净化
净化的方法很多，大体可归纳为柱层或薄层层析法、液-液分配法和化学净化方法等。
2.1柱层层析净化法：将被分离的各种化合物，通过吸附剂的附吸，与淋洗剂的解吸附，在解析附的反复作业将所需物分离出来。
2.2液-液分配净化法：利用样品中各组成成份在两种同时共存，但又互不相溶的溶剂中分配系数的差异，使某种溶质在分液漏斗中从一种溶剂进入到另一种溶剂相。借此原理达到分离纯化的目的。通过多次验证，最佳的配对溶剂是乙腈与正己烷，使用这种方法的成功关键在于所萃取的目标残留农药量在两种溶剂中的趋向性。在一般提取技术中，脂肪与蛋白质是构成干扰的主体物，而这两种物质都不溶于乙腈。故所萃取的农药能溶于乙腈，则使用液-液分配技术。
2.3固相萃取法：结合柱层析法和液液分配净化法的优点，当待测物通过萃取剂时，其中某种痕量目标物被吸附在萃取剂上，然后采用适宜的选择性溶剂将其洗脱，即可得到富集、纯化目标物。其优点：操作简单、回收率高、分离效果好。
2.4化学净化方法：将样品提取液中的脂肪、色素及蛋白质等杂质与化学物质作用。使用这种方法必先确定农药在这种特定反应条件下不受影响。
随着科技的发展，农药净化出现了许多新技术，如固相微萃取法、凝胶渗透、超临界流体萃取等这些方法比传统的液液萃取等方法相比，具有很大优越性，节省溶剂，大大减少对环境的污染，提取效率也有很大的提高
3.样品的浓缩
常用的浓缩方法有蒸馏法、K-D浓缩法、旋转蒸发法、冷冻蒸发法、吹氮法、脂肪抽提法等。
3.1旋转蒸发法：该仪器的特点是蒸馏系统密封，在减压（40-600ml）汞柱的情况下，以大约35-40℃的温度移去蒸馏瓶内的溶剂，当蒸馏瓶在旋转时，扩大了溶剂的蒸发面积，提高了浓缩效率。压力与温度，需要依照所蒸馏的溶剂调整适当。切匆将蒸馏瓶中的溶剂蒸馏过干，否则将会严重影响到农药的回收率。
3.2K-D浓缩法：是利用K-D浓缩器直接浓缩到刻度试管中，适合于中等体积（10～50mL）提取液的浓缩。K-D蒸发浓缩器是为浓缩易挥发性溶剂而设计的，其特点是浓缩瓶与施耐德分馏柱连接，下接有刻度的收集管，可以有效地减少浓缩过程中农药的损失，且其样品收集管能在浓缩后直接定容测定，无需转移样品。
3.3氮气吹干法：是直接利用氮气流轻缓吹拂提取液，加速溶剂的蒸发速度来浓缩样品，对于样品量较小时，使用氮气吹扫浓缩仪代替常用的旋转蒸发仪进行浓缩，能同时浓缩几十个样品，使样品制备时间大为缩短，并且具有省时，易操作，快捷的特点。
二、样品的检测
20世纪60年代气相色谱应用于农药和药物残留分析，大大提高了农药和药物残留量的检测水平。20世纪80年代以来，高效液相色谱法开始广泛应用于对热不稳定和离子型农药及其代谢物的分析。
1.气相色谱仪
是目前比較权威的方法，可以精确定量，可测出多种不同种类农药。具有高选择性、高分离效能、高灵敏度、快速和特点，是农药残留量检测最常用的方法之一。常用的检测器有：电子捕获、火焰光度、氮磷检测器等。
2.液相色谱法
采用的检测器有：紫外吸收检测器、荧光检测器。紫外吸收检测器只能检测对紫外光有吸收性能的农药。荧光检测器由于大多数农药本身不发射荧光，经衍生化反应又较麻烦，因此限制了FD的应用。主要用于极性强，分子量大的离子型农药。
3.气质联用技术
将气相色谱仪和质谱仪串联起来，成为一个整机使用的检测技术，质谱作为检测器。既具有气相色谱分离性能，又具有质谱准确鉴定化合物结构的特点，可达到同时定性、定量的检测目的。
4.液质联用技术
将液相色谱和质谱仪串联起来，其检测灵敏度高、选择性好、可定性定量同时进行、结果可靠。
5.免疫法检测
特异性强，灵敏度高，快速简便，可准确定性，定量，适用于现场检测。但抗体制备比较困难，不能肯定试样中的农药品种时，有一定的盲目性，易出现假阴，假阳性现象。
6.化学法
速度快、成本低、操作简便、针对性强，尤其适合于现场检测。但适用范围小，仅限于果蔬的有机磷农药残留检测。不过灵敏度低，使用局限性大，且易受还原性物质的干扰。
7.生物传感器技术
利用生物活性物质，与样品中的待测物质发生特异性反应，通过适当的换能器将这些反应转换成可以输出检测的信号，通过分析信号对待测物进行定性定量检测。此法可同时检测多个样品，灵敏度高，因而在快速检测中得到更广泛的研究和应用。
随着人们生活水平的提高，由农药残留引起的食品安全问题也越来越受到人们的关注，对农药残留的检测手段和检测水平提出了更高的要求。近年来，在农药的使用上由单一农药向多农药发展，因此，在农药残留的检测上也由单一农药品种检测向多农药残留组分检测方向发展。相信随着科学技术的不断发展，农药多残留分析技术也会不断更新、完善和发展。