技术文章

articles

当前位置:首页  /  技术文章  /  农药残留样品的提取

农药残留样品的提取

更新更新时间:2021-08-09

浏览次数:2442

             农药残留样品的提取

上海市

上海连桥生物科技有限公司

分析样品的分类

由于样品中的物质和结构的差异,使得样品的提取,尤其是浓缩提取的净化。

一般将样品分为三类:

1.中等和高含水量的样品:

根和鳞茎类蔬菜:胡萝卜、洋葱;

叶绿素含量zui低的蔬菜和水果:仁果、核果、浆果和柑橘;

叶绿素含量高的作物:叶菜和豆菜。

2.干燥品。

3.油脂类。

农药残留提取条件的选择

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:

>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>yi>硝基甲烷>二氯甲烷>氯仿>>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*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huale果>敌baichong>didi畏>马拉流磷>beishu磷>甲基duiliu磷>对liulin>jiaban磷>溴硫磷>辛liulin

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。

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*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。

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)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。

(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。

(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)

(1)-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*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*与脂肪等杂质分离,从而达到净化的目的。

(  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ABC3 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(50:0.3549.65)C液:二氯甲烷:乙腈:正已烷(501.548.5)

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(191)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%

农药残留的提取

尽管农药残留的种类很多,各种农药残留的性质也不尽相同,但是一些基本的提取方法是一致的。目前,农药残留的提取方法大致有以下几种:对于固体或半固体样品,常采用索氏提取法(Soxhlet extractionSE)、超声波提取法(ultrasonic wave extractionUE)、加速溶剂提取法(accelerated solvent extraction,ASE)、超临界流体萃取法(supercritical fluid extrationSFE)、微波辅助提取法(microwave—assisted extractionMAE)和基质固相分散法(matrix solid—phasedispersionMSPD)等;对于液体样品,提取的方法包括液液萃取法(1iquid-liquid extractionLLE)、固相萃取法(solid—phase extractionSPE)和固相微萃取法(solid—phase microextractionSPME)等,其中SPME也可以处理固体或半固体样品。

索氏提取法(SE)是一种经典萃取方法,它利用溶剂回流及虹吸原理,使固体物质连续不断地被溶剂提取。该法的特点是提取效率高,操作简便,但提取时间长,需消耗大量的溶剂。在有机氯农药残留的提取中常用SE

超声波提取法(UE)Johnson等于1967年提出的。现在普遍认为UE的三大理论依据是空化效应(cavitation effect)、热效应(thermal effect)和机械作用(mechanical effect)。所谓空化效应是指存在于液体中的微小气泡(空化核)在超声波的作用下振动、生长并聚集声场能量,当能量达到某个阈值时,空化气泡急剧崩溃的过程。气泡崩溃时可释放出巨大能量,产生速度约为11Oms、具有强烈冲击力的微射流,并在崩溃的瞬间产生局部高温高压(5000K1800atm),从而使非均相物质间均匀混合,加速物质的扩散。热效应是指超声波在介质的传播过程中,其声能不断被介质中的质点吸收,并转化为热能的现象。热能可促进介质中质点的运动,增加物质的溶解性。机械效应是超声波在传播中使质点产生振动,从而增强介质的扩散与传质能力,促成液体乳化、凝胶液化和固体分散的过程。总之,超声波通过加速分子运动,从而促进样品中各组分脱附与溶解,提高提取效率。

加速溶剂提取法(ASE)是在高温(50~200℃)及加压(102~136atm)条件下的溶剂提取方法。高温可以加快待分析物从基体中解吸出来而进入溶剂中;加压能使溶剂保持液态,从而用少量的溶剂就可快速提取固体分析物。该方法的优点是有机溶剂用量少(1g样品仅需1.5mL溶剂)、快速(一般为15min)、基质影响小、回收率高、重现性好,是目前样品前处理的最佳方式之一。本方法已经广泛用于环境、药物、食品和高聚物等样品的前处理,特别是在有机氯农药残留量分析中应用较多。

超临界流体萃取法(SFE)是利用超临界流体具有较高的扩散系数,较低的黏度,与液体密度相似的性质,以及在不同压力的超I临界流体中被萃取物质的化学亲和力和溶解性的差异,通过控制超临界流体的条件,进行组分分离纯化的方法。SFE的特点是样品用量少,样品提取在低温下进行,避免了分析目标物的损失及降解,大大提高了分析方法的可靠性。

微波辅助提取法(MAE)1986年匈牙利学者Ganzler等首先发现的。他们利用微波作为提取过程的辅助手段,成功地萃取了土壤、食品、饲料等固体物中的有机物。对样品进行微波加热,利用极性分子可迅速吸收微波能量的特性,加热一些具有极性的溶剂与样品,达到萃取样品中目标化合物的目的。与传统的振荡提取法相比,MAE具有高效、安全、快速、试剂用量小和易于自动化控制等优点,适用于热不稳定性物质如农药等的提取,并可同时进行多个样品的同时提取。

基质固相分散法(MSPD)是将试样直接与适量填料[一般是C18Al20O3Florisil(弗罗里硅土)和硅胶等固相萃取填料]研磨、混匀制成半固态物质,然后装柱、淋洗分离的技术。MSPD浓缩了传统的样品前处理过程中所需要的样品均化、组织-N~g4、提取、净化等过程,避免了样品均化、转溶、乳化、浓缩等造成的待测物的损失。MSPD1989年提出之后,已在蔬菜、水果的农药残留分析中得到广泛的应用。    

液液萃取法(LLE)是利用样品中一些农药残留(如有机氯农药残留)在互不相溶的两种溶剂中分配系数的差异而进行分离,从而达到纯化被测物质并消除基质干扰的方法。

固相萃取法(SPE)足基于液相色谱理论的一种分离、纯化方法。它利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附,与样品的基体和干扰物分离,然后再以洗脱液或加热的方式解吸附,从而达到分离和富集目标化合物的目的。与LLE相比,SPE的优点是它不需要大量使用溶剂,处理过程不会发生乳化现象,同时所需费用也有所减少。一般来说,SPE所需的萃取时间为LLE12,而费用只为LLE15。其缺点是日标化合物的回收率和精密度低于LLE

固相微萃取法(SPME)是在SPE的基础上发展起来的一种崭新的萃取分离技术。SPME是指在微量进样器的针头部分涂一层相当于GC固定液的物质或键合一层固定相,然后直接将其插入液体样品中或样品的顶空,萃取、浓缩有机化合物,最后将进样器直接插入GC等进样口加热,使被测物进入检测器从而进行分析测定。目前sPME已经广泛用于食品中残留农药的提取。

                                           本篇转至实验之家



分享到