农药检测第五章课件

1、 第五章 农药残留检测分析技术级农学专业1. 农药残留分析中的问题由于各类食品组成成分复杂，不同农药品种的理化性质存在较大差异，并且近年来高效、低毒、低残留农药品种不断涌现，给农药残留检测技术提出了更高的要求，促进了农药残留分析技术朝着快速、简便、灵敏、可靠的方向发展。现代农药残留分析主要是多残留分析，要求回收率高、重现性好、检出限低、操作简单易行。目前 ，农药残留分析总的发展方向和趋势有以下几个方面:(1)应用简便、快捷的分析方法，进行现场快速初测，成本低，结果准确可靠;对呈阳性反应的样品再进行实验室确证。(2)农药残留检测灵敏度提高，检测下限必须低于最大允许残留量;(3)前处理工作正朝省时

2、、省力、低成本、减少溶剂消耗、降低环境污染、系统化、规范化、微型化和自动化方向发展; 减少各种人为偶然误差。(4) 生物技术与现代理化分析手段相结合，不断开发新分析技术，对于极性强、难挥发、热不稳定、易分解的农药残留分析发展迅速。(5) 今后分析重点将转向与生物组织成份很难区分的生物大分子农药.现代 检 测 技术对样品的前处理也提出了更高的要求，促使样品前处理技术的发展。在农药残留测定之前，要有合适的萃取、净化、富集等前处理步骤，这些前处理过程在分析中起着重要的作用。样品前处理不仅要求尽可能完全提取其中的待测组分，还要求尽可能除去与分析物同时存在的其它组分以减少对检测结果的干扰以及对检测仪器的

3、污染。2. 常用的样品前处理技术富集：从大量母体物质中搜集欲测定的痕量物质至一较小体积。样品处理的原则制备过程中避免组分发生化学变化；要防止和避免欲测定组分的沾污；尽可能减少无关化合物引入制备过程；尽可能简单易行。2）. 水溶性 农药的极性决定其在溶剂中的溶解性。影响溶解性的其他因素 温度：高溶解性高 含盐量：盐会降低有机物的溶解度。 pH：影响可解离的农药的溶解度3). 挥发性 液态或固态物质转变为气态的物理性能。挥发性决定：物质在气-液或气-固两相中的分布。提取是指通过溶解、吸附（吸着）或挥发等方式将样品中的残留农药分离出来的操作步骤，也叫萃取。避免：强酸、强碱、高温、剧烈操作.198 0

4、年 以 后，此项技术扩展到气相色谱法分析农药残留量的样品前处理。根据固相萃取柱中填料的不同，SPE可分为以下几种类型:正相SPE、反相SPE和离子交换SPE等。SPE依据填料可分为吸附型、分配型和离子交换型。其填料有硅胶、吸附树脂、C8、C18 、苯基、氨基和其他特殊填料.对水样和其它液体样品，在选择合适的萃取填料和洗脱液并优化其它条件后，可使萃取、富集、净化一步完成，然后直接进行气相色谱法或高效液相色谱法分析。2.2 固相徽萃取(SPME)SPME是在固相萃取技术上发展起来的一种微萃取分离技术，是一种无溶剂，集采样、萃取、浓缩和进样于一体的样品前处理新技术. SPME包括吸附和解吸两个过程，

5、吸附过程中待测物在萃取纤维涂层与样品之间遵循相似相溶原则平衡分配;解吸过程随后续分离手段不同而不同，对于气相色谱萃取纤维直接插入进样口进行热解吸，对于高效液相色谱需要在特殊解吸室内以解吸剂解吸。固相微萃取的选择性、灵敏度可通过改变石英纤维表面固定液的类型、厚度、pH值、基质种类、样品加热或冷却处理等条件来实现。2.3 液相微萃取(LPME )该技术是在液-液萃取(LLE) 的基础上发展起来的, 与液-液萃取相比, LPME可以提供与之相媲美的灵敏度, 甚至更佳的富集效果, 同时, 该技术集采样、萃取和浓缩于一体,是一项环境友好的样品前处理新技术, 特别适合于环境样品中痕量、超痕量污染物的测定。

6、特点：有机溶剂用量小，一般为几到几十微升，污染少，操作简单，劳动强度小无需特殊设备，成本低，通过调节萃取用溶剂的极性或者酸碱性，可实现选择性萃取，可减少基质干扰两种不相容的液体水溶剂：亲水化合物进入到水相中。有机溶剂：疏水性化合物将进入有机相中的程度就越大。溶剂体积为样品溶液的30-35。振荡几次蒸气逸出（也叫放气）絮状物（乳化）有机相水相水相和絮状物静置分层激烈振摇1 2min有机相35次直接利用悬挂在色谱微量进样器针头的有机溶剂对溶液中的分析物直接进行萃取的方法（直接液相微萃取法）。微量进样器;样品溶液有机溶剂 搅拌子搅拌器2.4 超临界流体萃取(SFE )超临界流体萃取是国际上最先进的物

7、理萃取技术，简称SFE。在较低温度下，不断增加气体的压力时，气体会转化成液体，当温度增高时，液体的体积增大，对于某一特定的物质而言总存在一个临界温度（Tc）和临界压力（Pc），高于临界温度和临界压力后，物质不会成为液体或气体，这一点就是临界点。再临界点以上的范围内，物质状态处于气体和液体之间，这个范围之内的流体成为超临界流体（SF）。超临界流体具有类似气体的较强穿透力和类似于液体的较大密度和溶解度，具有良好的溶剂特性，可作为溶剂进行萃取、分离单体。超临界流体萃取技术在农药残留的提取中具有得天独厚的优势。根据众多学者的研究发现，样品前处理简单、萃取时间短、提取效率高、提取结果准确度高、重现性好等

8、优点将会极大程度地推动其在农药残留分析中的应用。超临界流体萃取的结果重现性和提取准确度远远好于其它方法。目前超临界流体萃取技术已经成为农药残留研究中的热点。在容器中加入提取溶媒（水、乙醇或其他有机溶剂等），将样品粉碎或切成颗粒状，放入提取溶媒中；容器的外壁粘接换能器振子或将振子密封于不锈钢盒中投入容器中；开启超声波发生器，振子向提取溶媒中发出超声波，超声波在提取溶媒中产生的空化效应和机械作用一方面可有效地破碎药材的细胞壁，使有效成分呈游离状态并溶入提取溶媒中，另一方面可加速提取溶媒的分子运动，使得提取溶媒和药材中的有效成分快速接触，相互溶合、混合。2.6 超声波萃取3. 我国目前蔬菜水果检测的

9、一般程序3.1 未认证的蔬菜水果； 3.2 认证的蔬菜水果 （无公害食品、绿色食品 、有机食品）。 在进行无公害、绿色或有机认证时对生产基地的土壤、灌溉水和产品同时取样检测，合格时给以通过认证，其上市产品容许使用相应标志，认证通过后发证部门委托相关检测部门不定期对其产品进行监督抽检，并对其生产过程进行监控，发现产品有不合格的取消相应资格。同时，在生产基地和市场对每批上市产品先用酶抑制法快速定性或半定量检测 ，发现阳性的再用色谱检测法准确定量测定，气相或液相色谱法定量发现超标的再用气相色谱-质谱法或液相色谱-串联质谱法确认。 即产前对示范点的土、水、气进行检测和评价， 产中对蔬菜生产中使用的农药

10、、肥料质量和使用情况进行监控， 产后对采后蔬菜产品质量安全以及包装、贮藏运输和销售等环节进行监测，确保蔬菜产品的最终质量。 3.2 认证的流通蔬菜水果：各种农药最低检出浓度4. 我国目前果蔬的主要检测方法及标准1） 酶抑制法（速测卡法） 2） 色谱检测法（气相色谱法和液相色谱法）3） 色谱-质谱检测法（气相色谱-质谱法和液相色谱-串联质谱法） 4） 免疫分析法酶抑制法是相对成熟的一种对部分农药进行残留速测技术。它适用于有机磷和氨基甲酸酯类农药，依据其特异性抑制昆虫中枢和周围神经系统中乙酞胆碱酯酶的活性，破坏神经的正常传导，使昆虫中毒致死的毒理学原理，将乙酞胆碱酯酶与样品反应，根据乙酞胆碱酯酶活

11、性受到抑制程度，检测样品中有机磷和氨基甲酸酯类农药含量。4.1 酶抑制法 酶抑制法操作简便、易行、成本低、前期投入少，但只能对有机磷和氨基甲酸酯类农药进行测定，且不能给出准确的定量结果，而只能作为田间生产检测和市场初级检测。 原理：乙酰胆碱酯酶+有机磷或氨基甲酸酯类农药酶活性被抑制 活性被抑制样本中含有机磷或氨基甲酸酯类农药 乙酰胆碱酯酶 + 样本提取液 活性正常样本中不含有机磷或 氨基甲酸酯类农药 水解加酶显色剂未水解显色剂不显色显色无农药有农药本方法存在以下不足：属定性（半定量）的检测方法，不能按标准判定合格与否；目前选用的酶均只能用于蔬菜中有机磷和氨基甲酸酯类农药的残留量检测，不适用于蔬

12、菜中其它类型农药残留的检测；对某些种类的蔬菜中农药残留量的检测结果可能出现假阳性或假阴性；酶的稳定性较差，质量不能保证；酶源或酶的种类不同其灵敏度差异较大，绝大多数灵敏度不能达到国家标准对蔬菜农药残留限量标准的最低要求，势必造成误判。4.2 液相色谱法 高效液相色谱法也是一种传统检测方法, 可以分离检测极性强、分子量大的离子型农药, 尤其适用于高沸点、热稳定性差、相对分子质量大、不易气化或受热易分解农药的检测。由于受热易分解或失去活性的物质不能直接使用或不适合用气相色谱(G C) 分析, 从而推动液相色谱技术的发展。4.2 气相色谱法 气相色谱法是利用试样中各组分在气相和固定液液相间的分配系数

13、不同, 当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时, 组分就在其中的两相间进行反复多次分配, 经过一定的柱长后, 便彼此分离, 按顺序离开色谱柱进人检测器, 产生的离子流信号经放大后, 在记录器上描绘出各组分的色谱峰。 气相色谱法具有操作简单， 分析速度快， 分离效能高， 灵敏度高，应用范围广， 可进行多残留分析等特点，但一般不适用现场检侧, 沸点太高的物质或热稳定性差的物质都难以应用气相色谱法进行分析。 气相色谱法气路系统4.3 气相色谱-质谱联用法（GC-MS） 气相色谱-质谱联用是将气相色谱仪和质谱仪串联起来作为一个整体的检测技术。样本中的残留农药通过气相色谱分离后,对它们进行质谱的从低质量

14、数到高质量数的全谱扫描。根据特征离子的质荷比和质量色谱图的保留时间进行定性分析,根据峰高或峰面积进行定量,不但可将目标化合物与干扰杂质分开,而且可区分色谱柱无法分离或无法完全分离的样品。4.3 液相色谱-质谱串联法（LC-MS） 液相色谱-质谱联用是利用内喷射式和粒子流式接口技术将液相色谱和质谱联接起来的方法。LC在分离方面非常有效,而MS允许分析物在痕量水平上进行确认和确证。LC-MS对简单样品具有几乎通用的多残留分析能力,检测灵敏度高,选择性好,定性定量可同时进行,结果可靠。主要用于分析热不稳定、分子量较大、难于用气相色谱分析的样品,是农药残留分析中很有力的一种方法。 由于高效液相色谱-质

15、谱联用通过在常温条件下实现择品的分离,就可以得到质谱鉴定所获取的参数,因此比气相色谱-质谱联用技术的应用前景更为广泛。4.4 免疫分析法 (Immunoassay Analysis,IA)是利用抗原和相应抗体在体外也能特异性结合的原理发展的一类特异性强、灵敏度高、分析容量大、分析成本低、安全可靠的检测方法。是一种以抗体作为生物化学检测器,对化合物、酶或蛋白质等物质进行定性和定量分析,将免疫反应与现代测试手段相结合而建立的超微量测定技术。由于抗体是专为抗原产生的,试验的专一性及亲和力强,因而方法灵敏度高,同时它对提取净化的要求不是太高。4.4.1 酶联免疫检测法 (ELISA) 是免疫技术与现代测试手段相结合的一种超微量的测定技术。 其原理是通过在合适的载体上，酶标限定量的抗原与未知抗原竞争固相抗体结合位点，形成抗体复合物。 在一定底物参与下，复合物上的酶催化底物使其水解氧化或还原成另一种带色物质，由于酶的降解产物与显色成正比，因此可通过酶标仪来测定，从而确定是否存在未知抗原及其含量。4.4.2 胶体金免疫层析技术4.5 其他检测技术4.5.1 发光细菌检测农药残留 发光细菌体内的荧光素在有氧时经荧光酶的作用会产生荧光，但当受到某些有毒化合物的作用时发光会减弱，其减弱的程度与有毒物的质量浓度呈一定的线性关系，利用这一特性对农药残留试样进行测定。 该方法的特点是快速、简便、灵敏、