农药的分析与检测课程论文

1、茶叶中的有机磷农药残留测定摘要随着农药的大量和不合理使用,食品也将遭受农药的污染,人或其它动物长期食用这些食品将会引起慢性中毒,导致各类疾病的发生。本文归纳了几种茶叶中农药残留测定的方法，尤其是有机磷农药残余的测定方法，包括气相色谱串联质谱、气相色谱质谱联用、酶联免疫吸附测定、毛细管超临界流体色谱法，并对其进行综合比较。1.研究背景1.1农药残余对茶影响茶叶作为我国传统大宗出口商品,在国际市场上占有举足轻重的地位。但是，近年来,茶叶主要出口地如欧盟、美国、日本等对茶叶制定了越来越严格的卫生指标，这样的贸易壁垒使得出口茶叶受到很大程度的制约，最为明显的是农药残留,表现在一方面是检测项目明显增多,

2、另一方面农药最大残留限值明显加严1。然而，我国茶叶因存在农药残留问题,这样不仅造成出口大幅下降,而且造成了国内消费人群的恐慌。因此,从我国茶叶安全存在的关键问题和入世后所面临的挑战入手,建立快速、灵活、准确的茶叶中多农药残留检测方法,对于提高我国茶叶生产卫生安全状况,提高出口茶叶水平,打破国外技术贸易壁垒和保障人民身体健康,具有重要意义。1.2茶叶中农药来源茶叶中农药残留主要来源于两个方面：一方面是间接来源,包括由水的携带、到空气中的飘移、土壤的吸收等代谢产物。另一个是直接来源，也是主要来源，茶园中农药的使用2。2.茶叶中农药残留的研究现状2.1农药种类农药按照其用途可以分为杀菌剂、杀虫剂、除

3、草剂以及植物生长调节剂等，再根据化学结构的划分又有，有机磷杀虫剂、有机氯杀虫剂和拟除虫菊酷类等杀虫剂，这些杀虫剂的大量使用，使农药残留量加大2。2.2有机磷的农药残余危害杀虫剂其化学性质一般稳定,多数易被氧化、水解，这些因素可以加速这些农药进行,在碱性条件下会迅速分解失效。2.2有机磷农药残余有机磷农药是继有机氯农药之后大量使用的另一类杀虫剂，有机磷农药引起机体中毒的病理是抑制了体内胆碱酷酶,使其失去了分解乙酞胆碱的效力,从而乙酞胆碱的累积,这样会刺激中枢神经,使它的各项功能失去作用,并且加强生理紊乱,因此对食品中有机磷农药残留的检测是十分必要的。近年来,越来越引起政府和公众的注意转移到有机磷

4、的残余，为保障消费者的健康和安全,必然要对茶叶的有机磷农药残留进行监督和保障。2.3我国标准我国茶叶强制性国家标准已于2006年10月1日正式实行。在食品中污染物限量中对茶叶中2种污染物的含量作出限量规定,铅和稀土氧化物总量分别为5mg/kg,2mg/kg3；食品中农药最大残留现状标准对九中农药做出限量规定：如乙酷甲胺磷0.1mg/kg,溴氰菊酯10 mg/kg,顺式氰戊菊醋2mg/kg,杀螺硫磷0.5mg/kg,氯氰菊醋20mg/kg等4。3.茶叶中农药残留的前处理：3.1样品前处理技术3.1.1提取目前主要的提取方法：组织捣碎、振荡提取、索氏提取、加速溶剂萃取、超声波提取超临界流体萃取、固

5、相微萃取、微波辅助萃取等3.2.2浓缩目前,对于茶叶样品提取液的浓缩常用的方法有:自然挥发法、K-D浓缩器、真空旋转蒸发法，气流蒸发浓缩装置和减压蒸馆。3.2.3净化一般采用液-液法、横化法、凝结沉淀法、固相萃取小柱法、基质固相分散等方法，用他们对得到茶叶样品浓缩液进行净化,以去除在用有机溶剂提取茶叶样品中农药时,提取出来的脂肪、色素等干扰物质2。4.测定方法现阶段，随着科技进步，对茶叶农药残余的检测已经建立了测定方法有气相色谱，以及气相色谱-质谱联用(GC-MS)、气相色谱-串联质谱(GC-MS-MS)技术、SPE-GC、HPLC、薄层层析法、以及其它联用技术。4.1气相色谱法气相色谱法,是

6、特别经典的分析方法，具有操作简单，分析速度快，分离效能好,分析速度快等优势。目前大约有70%的农药残留检测采用气相色谱法，使用气相色谱法,具有多种农药可以一次进样,完全分离的效果。若定性和定量测定,再配置高性能的检测器,使分析速度更快,结果那么会更准确可靠5。 比如,GB/T5009.19-2003,GB/T5009.176和SN/T1774-2006就用电子捕获检测器检测茶叶中的有机氯农药、有机磷农药，火焰光度检测器或者是脉冲式火焰光度检测器(PFPD)尤其适用于检测含有P原子的有机农药,如SN/T1950-2007；氮磷检测器(NPD)由于对N原子具有较高的响应值而应用于氨基甲酸酷类农药的

7、检测11。如：刘先华、陶玉贵、魏胜华13的气相色谱法测定茶叶中有机磷农药残留量的研究采用二氯甲烷和正己烷的混合溶剂提取，SPE小柱固相萃取净化，气相色谱毛细管柱分析，建立了分析茶叶中有机磷农药残留量的方法，这种方法方法具有快速、简便以及准确度高的特点。据Xiong6 研究利用分散液-液微萃取和GC测定环境水体中的毒死蜱。重复率和浓缩倍数达到了79.02%和232.42倍,检测限(L0D)S/N=3) 0.02uk/l,回收率在84.34%-110.20%之间，这样可靠，便捷。陈红平14等建立茶叶中有机氯农药、拟除虫菊酯农药、有机憐农药等72种农药及其异构体多残留的气-质联用(GC-MS)分析方

8、法。样品加水润湿后,乙腈均质提取,5g/100mL氯化钠溶液与提取液经液液萃取后,再用Carbon/NH2小柱净化,25mL乙酸乙酷-丙酮(1:1)淋洗。优化色谱条件,釆用选择离子监测(SIM)模式进行质谱检测,方法的回收率范围为65.3%-142.3%,相对标准偏差为3.0%-20.6%(n=6),各农药的最低检出限为0.01-0.08mg/kg范围。4.2色谱-质谱色谱-质谱联用分析,是将色谱的高分析能力与质谱的结构鉴定能力结合在一起。GC-MS方法定性远比GC方法可靠，用GC-MS不仅能提供保留时间,而且还能提供质谱图，分子离子峰的准确质等。气相部分主要起分离作用和将目标物质引入质谱系统

9、质谱部分，这样就是一个检测器包括电离源、质量分析器、电子倍增管目标物质通过气相进入质谱后，在电离源被电离成气相离子，然后进入质量分析器，不同质合比离子被依次分开到达电子倍增管产生电信号。这样就会得到目标物质的三维信息，最后利用离子碎片更准确地定性。气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术发展很快，因为其既具有气相色谱的高分离效能，又有质谱对上百种农药残留同时进行快速扫描、定性、定量检测的优势，现在己经被很多国家作为农残检测的重要手段。色谱-质谱联用技术既发挥了色谱法的高分离能力,又发挥了质谱法的高鉴别能力，这种技术适用于多组分混合物中未知组分的定性鉴定，色谱-质谱联用的新进展主要在毛细管气相色谱与

10、离子阱质谱,串联质谱联机,进一步提高了灵敏性和特异性联用技术是将气相色谱仪和质谱仪串联起来的分析检测技术。它既具有气相色谱的高分离性能,又具有质谱准确鉴定化合物结构的特点,可达到同时定性，定量检测的目的,多用于农药代谢物，降解物的检测和多残留检测。气相色谱议是质谱仪的理想进样器；试样经色谱分离，以纯物质形式进入质谱仪,充分发挥质谱的功能。质谱仪是气相色谱仪理想的检测器,色谱法所用的检测器有局限性,而且高灵敏度质谱仪能检出几乎全部化合物，由于GC舰S所具有的独特优点,目前己得到广泛的应用，挥发及热不稳定有机化合物的分析,是农药残留定性，定量分析的有效手段。如李岩5补偿基质效应定量方法，结果表明甘

11、油三酯和 D(+)-核糖酸-内酯两种保护剂组合（进样浓度均为 2 mg/mL）对茶叶中农药多残留分析时基质效应补偿效果最好。同时建立的方法的准确度、灵敏度、精密度以及标准曲线和线性范围等指标均符合分析要求，分析物保护剂的应用可提高GC-MS/MS 系统的耐受性。4.3 GC-FPD如蔡向阳8研究试剂:标准样品敌敌畏、甲胺磷、乙酞甲胺磷、甲拌磷、氧化乐果、乙拌磷、效磷、乐果、倍硫磷、马拉硫磷、杀螟硫磷、哇硫磷、稻丰散,杀扑磷和乙硫磷(国家农药部环境保护科研监测所),丙酮(色谱纯,国药集团)。乙睛、正己烷、乙酸乙酷、丙酮、甲苯等均为分析纯。实验用水为重蒸馏水。GC-FPD方法用于茶叶中敌敌畏等十五

12、种有机磷农药多残留测定在优化的条件下,十五种有机磷农药在25min内实现分离，结合所建立的前处理方法,GC-FPD用于茶叶样品的分析,方法的最小检出浓度在0.0025mg/L-0.040m留L之间,RSD小于7.0%,2003年农业部标准对有机磷农药测定的方法中将农药分成四组检测，具备同时分离，测定敌敌畏等十五种有机磷农药的优势,而且在检测实际样品过程能够有效地消除大量杂质。对残留农药的分析造成干扰，损坏仪器的风险,也能实现快速分离，从而为茶叶中有机磷农药残留的分析和测定提供了高效、快捷的方法8。4.4凝胶渗透色谱凝胶渗透色谱又称为尺寸排阻色谱它是基于体积排阻的分离机理,通过具有分子蹄性质的固

13、定相,用来分离相对分子质量较小的物质。由于GPC净化可以有效去除茶叶基质中的色素等高分子量的杂质而提高检测效率,因而受到重视,成为农药残留分析前处理的主要净化手段,并不断得到进步。在可预见未来,凝胶渗透色谱法必将更好的地应用于茶叶样品的前处理,并有希望写入国家标准。凝胶色谱净化技术己应用于含脂样品中有机磷、及拟除虫菊醋类等多种农药的测定，与吸附柱色谱等净化技术相比,凝胶净化技术具有净化容量大、适用额度广、可重复使用、使用机械自动化装置后，净化时间会有缩短、简便、准确等优点。4.5薄层色谱分析法薄层色谱分析检测技术是一种成熟的，应用较广泛的微量快速检测方法，它在农药残留测定技术上有它独具一格的用

14、处,它既是重要的分离手段,又是定性和定量的分析检测方法。它的特点是:薄层上离析的理化过程,因不受物质的限定,故在方法的设计,拟定和实际应用上机动灵活,适合于对多种类型样品多种农药检测。薄层的分离能力强,效果明显,对复杂混合物，不稳定物质，相似化合物的分离和鉴定特别有用。薄层色谱的显色反应类型多,显色剂范围广。薄层层析与扫描仪或光密度计等配合使用,可以大大提高检测迅速，灵敏度高、重现性好、测试范围更宽更广。薄层色谱原位斑点面积直接定量法,无需特殊设备和试剂,方法简易快速、直观可取。检测过程先用适宜的溶剂提取有机磷农药,经纯化浓缩后,然后在薄层硅胶板上分离展开,后显色与标准的有机磷农药比较比移值进

15、行定性鉴定或用上述仪器进行定量测定。因此高效薄层法技术检测农药的应用非常广泛。如J. Sherma 9综述不同化学种类杀虫剂、除草剂、杀菌剂及相关化合物应用HPTLC分离、定性、定量测定步骤,概括放射-TLC在农药的代谢、吸收、降解上的应用。Gries和Jork35利用SPE萃取,3种展幵系统分离饮用水中15种脲类除草剂苯噻隆、氟草隆、枯草隆、灭草隆、非草隆、甲基苯噻隆、炔草隆、溴谷隆、敌草隆、利谷隆、甲氧隆、绿谷隆、草不隆,报道了其中6种农药的校正曲线和检出限,展开系统为:A)二氯甲烧,B氯仿+二异丙基醚(9/1,V/V),C)甲醇+水(75/25,V/V),相关系数为0.996-0.999

16、,所有校正曲线范围25-250ng,检出限10-20ng,回收率70-80%,变异系数cv=±4-8%。Hauck10等研究农药在不同亲水性固定相中分离的特殊选择性,包括三嘆、苯氧酸、脲衍生物、苯胺、磷酸酯、不属于前面提到的类型的二氯批淀酸、地乐酷、批唑草胺、乙稀菌核利、氯代烃类等28种农药,这些不同类农药-(NH2)、腈-(CN)、二元醇-改性HPTLC预制板上被分离,得出不同流动性如:胺-(NH2)板上三嗪类利用氯仿+甲苯(90/10,V/V);二元醇-改性板苯氧幾酸类利用石油醚+丙酮(85/15,V/V);腈-(CN)板苯胺类利用环己焼+甲苯+丙酮(70/25/5,V/V/V)

17、等,系统中的Rf值,说明农药在亲水性物质改性吸附剂上的保留行为。4.6毛细管超临界流体色谱法KlesPer等人于1962年首先提出,但由于仅能使用填充柱和当时仪器水平的限制,使得SFC技术发展缓慢。历经多年后才迅猛发展起来，但是由于流动相的使用量很小,因此使得流动相的使用范围得以扩大,甚至一些有毒，甚至贵重的流体被用作流动相、随着微柱高效液相色谱的发展,出现了填充。这类色谱采用HPLC普遍使用的色谱柱和填料，填充柱式SFC不仅可用于物质的分析,而且在此基础上发展了制备型综合利用了GC和HPLC的优点,克服了它们各自的缺点,是一种强有力的分离和检测手段，应用最广泛的流动相是超临界流体,但是它的最

18、大的缺点是不能洗脱极性化合物，为了增加它的溶剂化能力,就需要在其中加入量的极性改性剂了。常用的改性剂有甲醇、异丙醇、乙醇和乙腈等。但是，使用最多的是甲醇。对于中等极性的物质,在超临界流体CO：中加入一定量的极性有机溶剂便可达到理想的分离目的，而对于强极性的化合物的分离,需要在改性剂中加入了微量的强极性有机物,可以成功地分离有机酸和有机碱，在乙醇中加入微量磷酸,基线分离了强极性的黄酮类化合物，流动相中微量强极性添加剂的使用,拓宽了SFC的适用范围如何分析极性物质,仍是超临界流体色谱今后深入研究的方向。4.7波谱分析检侧方法波谱法是一种微量化合物或基团鉴别法,主要用于商品农药的鉴别试验,但是灵敏度

19、不高,检出在微克水平上。由于试验干扰因素多且含不同基团的有机磷农药的反应不一样,极易出现假阴性，为了提高灵敏度，用分光光度计等来测定有机磷农药的方法逐渐代替了微量化学定性试验。AOAC规定了用红外光谱法检测敌敌畏、甲拌磷和保棉磷，用分光光度法检测对硫磷和马拉硫磷。但波谱法一次只能测定一种有机磷农药,且灵敏度不高。4.8酶联免疫吸附测定方法(ELISA方法)为了进一步研究农药多残留酶免疫分析方法,获得农药高亲和力、通用结构的抗体，通常有两种途径进行农药多残留免疫分析。一，对不同类型农药,分别制备相应的特异性抗体,然后将这些抗体一起使用。可同时检测多种农药。二，针对一类农药按同系物结构的共性设计，

20、合成通用半抗原，得到对一类(或其中几种)特定结构的化合物都具有识别和检测能力的通用抗体,即具有宽谱特异性的抗体,在获得特异性抗体的基础上进行方法的建立与优化,是建立有机磷类农药ELISA方法所必须的过程。参考文献1姜伟. 茶叶中多农药残留确证分析技术的研究 J.南京农业大学.2曾小星. 微波辅助萃取-气相色谱法测定茶叶中多种有机氯和拟除虫菊酯农药残留J.食品科学2008(11)3 童小麟,邹伟.(2009).欧盟新的茶叶农残标池分析与对策研究.J检验检疫学刊,19(3),56-59.4.马惠民,水强,钱和.(2012).国内外茶叶农药残留限景标唯的比较分析J中国茶叶加工,(4),18-22.5李岩，茶叶中农药多残留测定时基质效应研究D6Xiong J,Guan Z, Zhou G,et al. (2012) .Determination of chlorpyrifos in environmental water samples by dispersive liquid-liquid microextraction with solidification of a floating organicdrop followed by gas chromatography with flame