第四讲 毛细管气相色谱法在农药残留分析检测中的应用

第四讲

毛细管气相色谱法

在农药残留分析检测中的应用本讲内容4.1气相色谱法简介4.2气相色谱仪流程4.3气相色谱法在农药残留分析中的应用

气相色谱法（Gas

Chromatography

简称GC）是英国生物化学家MartinATP等人在研究液液分配色谱的基础上，于1952年创立的一种极有效的分离方法，它可分析和分离复杂的多组分混合物。目前由于使用了高效能的色谱柱，高灵敏度的检测器及微处理机，使得气相色谱法成为一种分析速度快、灵敏度高、应用范围广的分析方法。如气相色谱与质谱（GC－MS）联用、气相色谱与红外光谱(GC－FTIR）联用、气相色谱与原子发射光谱（GC－AES）联用、气相色谱与核磁共振波谱（GC-NMR）联用等。4.1气相色谱法简介色谱起源4.1.1色谱法的出现玻璃柱：色谱柱碳酸钙颗粒：固定相石油醚：流动相对色谱方法两相更进一步的认识：流动相：色谱工作时，流过色谱柱的物质。它既可以是气体，也可以是液体，还可以是超临界体。既可以是单质或单一化合物，也可以是一定比例的混合物。固定相：色谱工作时，固定相在色谱柱中固定不动。通常其核心是一类惰性物质，如硅胶、硅藻土等。对于气固、液固色谱法来说，固定相既是惰性物质；对于气液、液液色谱法固定相=惰性物质（载体）+固定液（粘稠的液体或固体有机物）。在载体和固定液之间有物理的涂裹，现多为化学键合。固定液是固定相的一部分，在毛细管色谱柱中只有固定液而没有载体。从色谱流出曲线上，可以得到的重要信息：

◎

根据色谱峰的个数，可以判断样品中所含组份的最少个数。

◎根据色谱峰的保留值(或位置），可以进行定性分析。

◎根据色谱峰下的面积或峰高，可以进行定量分析。

◎色谱峰的保留值及其区域宽度，是评价色谱柱分离效能的依据。

◎色谱峰两峰间的距离，是评价固定相(和流动相)选择是否合适的依据。4.1.2色谱法的基本原理

色谱分析的目的是将样品中各组分彼此分离，组分要达到完全分离，两峰间的距离必须足够远，两峰间的距离是由组分在两相间的分配系数决定的，即与色谱过程的热力学性质有关（塔板理论）。但是两峰间虽有一定距离，如果每个峰都很宽，以致彼此重叠，还是不能分开。这些峰的宽或窄是由组分在色谱柱中传质和扩散行为决定的，即与色谱过程的动力学性质有关（速率理论）。因此，要从热力学和动力学两方面来研究色谱行为。

填充柱的气液色谱的速率方程：毛细管柱的气液色谱的速率方程：

液液分配色谱的速率方程：4.2

气相色谱仪流程

气相色谱仪通常由五大系统构成：◎供气系统（高压钢瓶或气体发生器、气体净化器压力表）◎进样系统（气化室、进样辅助部件；含温控组件）◎

分离系统（色谱柱、连接密封部件；含温控组件）◎检测系统（检测器、电子放大器；含温控组件）◎计算机控制及数据处理系统（个人电脑、工作站软件）1高压气瓶（载气）；2减压阀（氢气表或氧气表）；3净化器；4稳压表；5压力表；6进样器；7汽化室；8检测器；9静电计；10记录仪；11模数转换器；12数据处理系统；13毛细管柱；14尾吹气；15柱恒温箱；16针阀；17分流阀；18吹扫气毛细管气相色谱仪流程示意图

精确的气体流量的控制和GC柱箱温度控制保证了出色的保留时间重复性，这是所有气相色谱分析的基础4.2.1供气系统气源

分高压钢瓶、气体发生器两大类。二者各有优缺点，高压钢瓶气体压力输出相对稳定，一般不需要维护；气体发生器需要耗材、维护，输出压力较低，但安全性能高。高压钢瓶

可提供小于15MPa的气体压力，旋转手柄顺时针开，逆时针关。（氢气，瓶体绿颜色红字；氮气，瓶体黑颜色黄字等）气体发生器

包括：氮氢空一体机，氢空一体机，高纯氢发生器，高纯氮发生器等。可提供0~0.4MPa的气体压力（氢气发生器，电解水、氮气发生器等）技术参数：输出压力：0～0.4MPa

气体流量：0～500ml/min

气体纯度：99.999%

电源电压：220V±10%50/60Hz

最大功率：320W

重量：35Kg

氢空一体机减压阀调节气体压力使之输出合适的压力保证气相色谱仪正常工作。载气通常为0.5MPa，其他为0.3MPa

左右。主表：指示高压钢瓶内的压力；次级表：指示输出的压力。旋转手柄可调节输出的压力。顺时针大，逆时针变小直至关闭输出。主表次级表空气压缩机（提供助燃气）气体净化器

内装：变色硅胶、颗粒活性炭、分子筛

注意安装，自制的出口塞石英棉。转子流量计红色浮子旋转高度保持洁净电子流量控制器（EFC）气化室的；检测室的电子流量控制器手动调压阀气体净化管4.2.2进样系统进样器导入孔压盖螺帽工作站启动触发装置载气吹扫分流内衬管进样进入色谱柱☆气化室内部构造示意图密封石墨垫注意安装方向分流阀实物☆进样橡胶隔膜，简称进样垫形状：因仪器生产厂家、型号不同而不同规格：大小之分性能：有耐高温和不耐高温之分安装更换：保持洁净，安装正确，压紧度合适

有的用前要处理；有的可以用硅胶板打孔自制。使用过的耐高温有聚四氟乙烯贴层使用后内衬管应定期清洗，特别注意型号，否则会降低灵敏度，重复性差，易出鬼峰或怪峰。内衬管☆注意型号☆注意安装方向☆使用不正确的内衬管会导致EFC无法达到平衡☆392598001（GC-ECD）进样器及方式分手动、自动进样器

用于将气体、液体和固体样品引入到气化室。微量进样器1L,有钢丝芯10L,最常用数字微量进样器自动进样器CrimpTopVialsScrewTopVials☆进样程序☆洗涤程序①分流进样：是毛细管气相色谱法常用的进样技术

优点：

a.适用于大部分可挥发性样品，包括液体和气体样品，特别是对农药制剂的常量分析

b.当样品含有难挥发的重组分时，难挥发的残留物会停留在内衬管石英棉丝，一般不会污染色谱柱

c.分流适用范围宽，灵活性大，分流比可调范围广，是毛细管GC的首选进样方式。缺点：

a.载气量消耗大

b.热稳定性差的样品容易发生热分解

c.会产生样品失真注意事项a.样品失真有针头失真和进样失真。

b.分流进样是气化进样，整个进样器温度是不均匀的，中间位置温度最高，因此衬管内填料位置很重要。

②不分流进样：样品注入进样器后全部迁移进毛细管柱进行分离

常用于环境分析（如水和大气中的痕量污染物的检测）、食品中的农药残留检测，以及临床和药物分析等。不分流进样

a.应使用高沸点溶剂，高沸点溶剂易实现溶剂聚焦

b.溶剂的极性一定要与样品极性相匹配，且要保证溶剂在所有被测样品组分之前出峰。

a.进样温度要足够高（以蒸发样品），但又不能太高（减少样品反吹与分解）。衬管要惰化（减少样品分解）

b.在样品预处理或稀释样品时所用的溶剂要与样品的极性相匹配。程序升温起始温度要低于溶剂沸点，当分析高沸点样品时，起始温度可以比溶剂沸点高

c.无分流进样时，溶剂进样量较大，应用耐溶剂冲洗的交联毛细管柱注意事项：填充柱和大口径毛细管柱0.32-0.53

m的色谱样品容量大，可进样0.1-10

L，采用直接进样方式

③直接进样④柱上进样

是指液体样品由进样器针头直接注入处于室温或更低温度下的色谱柱内，然后再逐步升高温度使样品组分依次汽化通过色谱柱进行分离。优点：

a.消除样品失真，定量分析准确

b.因为是冷进样，样品受热分解和热重排反应可减至极小

c.可用于痕量分析

a.与其他方法相比，其进样极大值比较小

b.容易发生样品过载

c.当要测的目标组分刚在溶剂峰之前出峰时不能聚焦并难以测定d.自动化比较困难

e.样品直接进柱，难挥发的组分聚集在柱头内降低柱效缺点：吹扫：克服记忆效应分流：防止过载分流比：样品气化后放空的体积与进入色谱柱体积之比（内比）。尾吹：克服检测器的死体积，使色谱峰形状尖锐。毛细管气相色谱仪各气路的作用蓝色谱图—为不分流

红色谱图—分流比10∶1

绿色谱图—分流比100∶1不分流，溶剂会过载，分离的组分流出在溶剂的拖尾峰上，导致无法准确积分定量。尾吹气的作用黑色线条的色谱图尾吹气开启溶剂（甲醇）（乙醇）丙酮（内标物）（二氯甲烷）（乙腈）（乙酸乙酯）⑤程序升温汽化进样（PTV）

就是将液体或气体样品注射入处于低温的进样口衬管内，然后按设定程序升高进样口温度。

PTV分流进样适合于大部分样品的分析，特别是开发方法时或筛选样品时；PTV不分流进样适合于痕量分析；PTV大体积进样在农药残留分析、环境分析、药物分析和食品分析方面表现出一定的优越性。PTV的优点：

a.减少了样品的歧视效应;b.可应用于不同种类样品;c.扩展了样品的挥发性范围;d.能进行柱上进样；

e.利用溶剂吹扫技术，可实现大体积进样；

f.不挥发物可滞留在衬管内，保护了色谱柱。注意事项：a采用溶剂消除进样时，进样口初始温度应接近于溶剂沸点，以利于溶剂的汽化。对于敌敌畏、甲胺磷等挥发性的农药，应选择尽可能低的进样温度。b需要高的升温速率，减少热裂解现象；有利于样品中的被测农药从基质中释放出来。c应选择较小的吹扫量和较长的吹扫时间，这样可以最大限度的提高灵敏度。气相色谱仪的固体进样方式

顶空分析是通过样品基质上方的气体成分来测定这些组分在原样品中的含量。

⑥顶空分析技术

这是一种间接分析方法，其基本原理依据是在一定条件下气相和凝聚相（液相和固相）之间存在着分配平衡。

按取样方式不同，顶空分析分为静态顶空和动态顶空。表4-1静态顶空GC和动态（吹扫-捕集）GC的比较方法优点缺点静态顶空GC①样品基质（如水）的干扰极小②仪器较简单，不需要吸附装置③挥发性样品组分不会丢失④可连续取样分析①灵敏度稍低②难以分析较高沸点的组分动态顶空GC①可将挥发性组分全部萃取出来，并在捕集装置中浓缩后进行分析②灵敏度较高

③比静态顶空应用更广泛，可分析沸点较高的组分①样品基质可能干扰分析②仪器较复杂③吸附和解吸可能造成样品组分的丢失4.2.3分离系统4.2.3.1柱温箱分析结果重现性好保证检测稳定性柱箱柱箱内部吹扫气流调节旋钮柱箱门玻璃层保温被一般200-300℃一般60-100℃初始效应冷却效应（进样时间）基质效应程序升温GC主机背面快速降温门

4.2.3.2色谱柱①

填充柱（虽然有些标准还未失效，但是

目前已很少采用）

②毛细管柱柱管材料:熔融石英管

形状：圆形口径：180～

530

m

长度：15m～60m涂壁开管柱：WCOT，广泛使用；载体涂渍开管柱：SCOT，柱容量大，制备技术复杂，应用不普遍；多孔层开管柱：PLOT，适于永久性气体和小分子的有机物分离。三种类型的毛细管色谱柱石英毛细管柱切割器色谱柱连接气化室出口和检测室进口的密封件石墨垫Vespel聚酰亚胺不要将用纯石墨的用于ECD或者GC/MS系统检测农药残留毛细柱产品

表1农药残留检测常用毛细管柱柱名对照品牌类似固定相使用温度应用范围SPB-1非极性柱HP-1,DB-1,BP-1SE-30,OV-1,-60-320℃农药SPB-5弱极性柱HP-5,DB5,BP-5SE-54,SE-52,OV-73-60-320℃农药E-5,PTE-5QTM弱极性柱SE-54-60-320℃多氯联苯,有机磷,有机氯SPB-1701中极性柱OV-1701室温-280℃有机磷,有机氯农药SPB-608型柱HP608,DB608室温-300℃多氯联苯,有机磷,有机氯,除草剂,拟除虫菊酯4.2.3.4固定相化学键合固定相，交联（1）

非极性甲基硅酮SE-30,二甲基硅油

OV-101等（2）中性苯基甲基硅酮OV-17，氟烷基硅酮QF-1等（3）

极性聚乙二醇-20M，二乙二醇丁二酸酯DEGS等色谱柱安装位置可能引起的问题色谱柱出口与检测器进口安装位置不正确;使其不能到达FID喷嘴色谱柱进口与进样器出口安装位置不正确.色谱柱进出口与进样器出口及检测器的进口位置安装正确色谱柱出口插入Varian检测器的深度

色谱柱进口插入Varian气化室的深度

3.7cm(1177进样口)

4.2.4检测系统

4.2.4.1检测器的分类气相色谱检测器是把载气里被分离的各组分的浓度或质量转换成电信号的装置。目前检测器的种类多达数十种。根据检测原理的不同，可将其分为浓度型检测器和质量型检测器两种：

浓度型检测器测量的是载气中某组分浓度瞬间的变化，即检测器的响应值和组分的浓度成正比。如热导检测器和电子捕获检测器。质量型检测器测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化，即检测器的响应值和单位时间内进入检测器某组分的量成正比。如火焰离子化检测器和火焰光度检测器等。

按照检测化合物的范围和种类可分为通用型、选择性检测器。通用型检测器：

TCD；FID。(农药残留分析几乎不应用)选择性检测器：电子捕获检测器ECD，测含电负性的物质；火焰光度检测器FPD，测含硫磷的化合物；氮磷检测器NPD，测含氮磷的化合物。4.2.4.2检测器的性能灵敏度、检出限和最小检出量S为灵敏度R为响应值Q为进样量检测器的灵敏度，亦称响应值或应答值。一定浓度或质量的试样进入检测器后，就产生一定的响应信号R。直线的斜率就是检测器的灵敏度S。

检测限与最小检出量或最低检出浓度的区别：

后者与柱效率及操作条件有关。线性范围：指试样量与信号之间保持线性关系的范围，用最大进样量与最小检出量的比值来表示。范围愈大，愈有利于准确定量。响应时间：指物质通过检测器时，响应值随着物质浓度变化滞后的时间。响应速度越快越好。基流（本底电流或零电流）：没有任何样品加载到流动相中时，检测器所产生的信号的瞬间值。稳定性：指对色谱操作条件的变化的响应，如流速、压力、温度的变化。4.2.4.3农药残留分析常用检测器ECD信号放大器GC电路主板检测信号输出端子接地线①

电子捕获检测器(ECD)

电子捕获检测器也称电子俘获检测器，它是一种选择性很强的检测器，对具有电负性物质（如含卤素、硫、磷、氰等物质）的检测有很高灵敏度（检出限约10-14g/mL）。它是目前分析痕量电负性有机物最有效的检测器。电子捕获检测器已广泛应用于农药残留量、大气及水质污染分析，以及生物化学、医学、药物学和环境监测等领域中。它的缺点是线性范围窄，只有103左右，且响应易受操作条件的影响，重现性较差。

63Ni半衰期100年；3H12.33年电子捕获检测器的结构与工作原理

实际上它是一种放射性离子化检测器，与火焰离子化检测器相似，也需要一个能源和一个电场。能源多数用63Ni或3H放射源，其结构如右图。

检测器内腔有两个电极和筒状的β放射源。β放射源贴在阴极壁上，以不锈钢棒作正极，在两极施加直流或脉冲电压。放射源的β射线将载气（N2或Ar）电离，产生次级电子和正离子，在电场作用下，电子向正极走向移动，形成恒定基流。当载气带有电负性溶质进入检测器时，电负性溶质就能捕获这些低能量的自由电子，形成稳定的负离子，负离子再与载气正离子复合成中性化合物，使基流降低而产生负信号——倒峰。捕获机理可用下列反应式表示：复合理论

②

火焰光度检测器（FPD）

火焰光度检测器，又称硫、磷检测器，它是一种对含磷、硫有机化合物具有高选择性和高灵敏度的质量型检测器，检出限可达10-12g/mL（对P）或10-11g/mL（对S）。这种检测器可用于大气中痕量硫化物以及农副产品，水中的ng级有机磷和有机硫农药残留量的测定。

火焰光度检测器的工作原理

根据硫和磷化合物在富氢火焰中燃烧时，生成化学发光物质，并能发射出特征波长的光，记录这些特征光谱，就能检测硫和磷，以硫为例，有以下反应发生：

当激发态S2*分子返回基态时发射出特征波长光λmax为394nm。对含磷化合物燃烧时生成磷的氧化物，然后在富氢火焰中被氢还原，形成化学发光的HPO碎片，并发射出λmax为526nm的特征光谱。这些光由光电信增管转换成信号，经放大后由记录仪记录。③

热

离

子

检

测

器NPD4.2.5计算机控制及数据处理系统微型计算机色谱数据处理器（逐渐已被淘汰）工作站（WorkStation）软件，如：美国瓦里安公司的STAR6.0等，广泛应用VARIANSTAR6.0工作站分析界面微板流路控制技术A实现质谱仪不放空，而可更换色谱柱或执行进样口维护B中心切割技术C分流到不同的检测器D反吹技术4.2.6新技术示例1气相色谱法测定甘蓝、土壤上甲基毒死蜱残留动态的研究4.3气相色谱法在农药残留分析中的应用1.1材料与方法1.1.1小区试验概况试验地点：吉林农业大学试验站试验土壤：草甸黑土，有机质含量3.3%，pH值为6.5~7.0供试药剂：40%甲基毒死蜱乳油供试品种：春茬甘蓝（京丰1号）施药方法：采用背负式喷雾器没得比-16型将40％甲基毒死蜱乳油经两次稀释法稀释后，均匀喷洒于作物表面。施药时间：2001年6月14日～6月29日；2002年6月25日～7月

8日对小区进行施药。田间小区面积为2001年

20m2(5m×4m)，2002年16.5m2(5.5m×3m)。小区布局：三次重复，各处理间随机排列，各重复间顺序排列。1.1.2田间设计试验设消解动态及最终残留试验，其中最终残留试验设两个水平的施药剂量—推荐剂量（450ga.i./ha）和高剂量（720ga.i./ha），分别进行1次施药和3次施药。先在施药3次小区施药2次，喷药间隔7d后，再于各施药小区最后施药1次。采样间隔为施药后1d、3d、7d。每个处理三次重复，并设空白对照。消解动态试验设高剂量一个处理，3次重复，采取1次施药多次取样方式进行。待喷药雾滴挥干后，分别于1/24d、0.5d、1d、2d、3d、7d、14d、21d采样测定。土壤采样深度为0～15cm，每个处理随机取样5个点，最终取样不少于1kg。用连续四分法取200g，阴干后过333

m(40目)标准筛，于-20℃下保存。甘蓝样品每个处理随机取样5个点，每点各采1棵，共采5棵，每小区样品总重不少于2kg，直接于-20℃下保存。1.1.3试剂和仪器

氯化钠、无水硫酸钠（用前650℃灼烧4h）、中性氧化铝（130℃烘烤4~5h，使用前用6%水减活）；丙酮、石油醚（60~90℃），均为分析纯，用前重蒸馏；甲基毒死蜱标准样品含量：99%。由DowAgroSciences

公司提供。

日本岛津GC-9A气相色谱仪：配火焰光度检测器（FPD-P），CR-3A色谱数据处理器；高速组织捣碎机；回旋式振荡机；SHZ-3型循环水多用真空泵；2FA-Ⅲ型真空旋转浓缩器；进样器。1.1.4气相色谱条件和检测

色谱柱：SE-54，15m×0.53mm×1.5

m；柱箱温度：柱箱60℃(1min)15℃/min190℃(3min)；气化室温度260℃；检测器温度260℃；载气：氮气40mL/min，氢气95mL/min，空气780mL/min，尾吹气(高纯氮)5mL/min；保留时间约为9.1min。采用气相色谱GC-9A，配火焰光度检测器FPD-P，进样量5

L，采用外标法定量，利用CR-3A色谱数据处理器进行积分。利用保留时间对提取液中的甲基毒死蜱进行确证。1.1.5标准曲线的建立图1.1甲基毒死蜱的标准曲线Fig1.1Standardcurveofchlorpyrifos-methyl

甲基毒死蜱进样量从0.025ng～5ng，获得一系列对应的峰面积值。以峰面积Y和进样量X(ng)作图，得到直线回归方程Y=-12.03＋9370.64X，r=0.9999。1.1.6

样品前处理方法甘蓝100g＋100mL丙酮土壤20g＋100mL丙酮

高速组织捣碎振荡提取布氏漏斗抽滤（40mL丙酮×3转移）定容至250mL，取提取液的五分之一

50mL5%NaCl50mL石油醚×3液液分配旋转浓缩

70mL石油醚淋洗净化（5g中性氧化铝）旋转浓缩定容上机测定1.1.7添加回收率试验用空白对照区甘蓝和土壤样品进行添加甲基毒死蜱回收率试验。添加浓度为甘蓝和土壤均设0.05mg/kg、0.1mg/kg和0.5mg/kg三个水平，各处理重复三次。1.2结果与分析1.2.1添加回收率试验结果

表1.1甲基毒死蜱在甘蓝和土壤上的添加回收率Table1.1RecoveryofChlorpyrifos-methylincabbageandsoil添加药剂Additive添加浓度FortificationLevel(mg/kg)甘蓝

cabbage土壤

soil回收率Recovery(%)相对标准偏差RSD(%)回收率Recovery(%)相对标准偏差RSD

(%)甲基毒死蜱0.051053.331171.310.1981.181133.540.5847.90974.121.2.2甲基毒死蜱在甘蓝和土壤上的残留动态表1.2甲基毒死蜱在甘蓝上的残留动态Table1.2Theresidualdynamicsofchlorpyrifos-methylincabbageandsoil施药时间Thetimeofapplying施药剂量Thedoseofapplyinggai/ha取样间隔时间Interval(d)施药1次

Applyingonetime甘蓝

Cabbage土壤

Soil平均残留量ResidualLevel(mg/kg)消解率RateofDegradation(%)平均残留量ResidualLevel(mg/kg)消解率RateofDegradation(%)2001年6月29日7201/245.82—2.12—11.10811.124720.19970.597230.06990.268870.02990.0797140.002990.0299210.002990.006992002年7月8日7201/242.55—0.61—0.51.00610.423110.31880.305130.08970.108450.06980.078970.01990.0297140.005990.0198表1.3甲基毒死蜱在甘蓝和土壤上的降解动力学参数Table1.3Kineticparameterfordegradationofchlorpyrifos-methylincabbageandsoil样品Sample处理Treaments

gai/ha半衰期T1/2(d)T0.99(d)Ct=C0e-kt相关系数r

C0

k

（mg/kg）(1/d)甘蓝cabbage2001年7200.43.0

5.3001.5480-0.99632002年7201.06.4

1.2777.132×10-1-0.9149土壤soil2001年7201.49.5

1.6784.814×10-1-0.97982002年7201.510

0.5264.582×10-1-0.9878表1.4甲基毒死蜱在甘蓝和土壤上的最终残留量Table1.4Theresidualofchlorpyrifos-methylincabbageandsoil施药时间Thetimeofapplying施药剂量Thedoseofapplyinggai/ha取样间隔时间Interval(d)施药1次Applyingonetime施药3次

Applyingthreetimes甘蓝Cabbage土壤Soil甘蓝Cabbage土壤Soil平均残留量ResidualLevel(mg/kg)平均残留量ResidualLevel(mg/kg)平均残留量ResidualLevel(mg/kg)平均残留量ResidualLevel(mg/kg)2001年6月29日45010.310.560.450.5530.030.230.030.1170.0040.040.0020.0672011.101.121.050.9030.060.260.050.2270.020.070.010.122002年7月8日45010.110.170.140.3430.070.090.040.2870.0090.020.0060.0172010.310.300.260.2430.080.100.050.2770.010.020.0060.04

示例2氯氰菊酯在玉米、土壤上残留分析方法的建立籽粒(植株)10g＋60mL(植株100mL)石-丙土壤20g＋60mL

石-丙

提取布氏漏斗抽滤（45mL石-丙酮转移）

100mL2%NaCl50mL+30mL×2石油醚（植株50mL×3）

液液分配

籽粒1/5、植株1/2定容至50mL

土壤取1/2

50mL×3乙腈水溶液（90%）

液液分配

70mL水30mL×3石油醚

液液分配样品前处理方法2.1过筛振荡振荡高速粉碎机粉碎无水硫酸钠2cm干燥旋转浓缩旋转浓缩定容上机测试石油醚乙酸乙酯溶液净化（2cm硫酸钠+8g硅胶+2cm硫酸钠）2.1.1硅胶处理方式的选择A:Silicagelwithouttreatment;B:Silicageltreatedwithacetone;C:Silicageltreatedwithpetroleumether;D:Silicageltreatedwithredistilledwater.图2-1硅胶纯化气相色谱分离图Fig.2-1GaschromatogramofpurifiedSilicagelBAE/mVt/minCDE/mVABCt/minD2.1.2硅胶粒径的选择

A:180-250mwide-pore;B:150-180mwide-pore;C:150-180mnarrow-pore;D:125-180mwide-pore.图2-3硅胶净化的空白玉米籽粒气相色谱分离图Fig.2-3GaschromatogramofextractsfromblankmaizeseedscleanedupbySilicagelE/mVABt/minC2.1.3硅胶使用量的选择

A:6gSilicagel;B:8gSilicagel;C:10gSilicagel.图2-40.01mg﹒kg

-1氯氰菊酯添加回收玉米籽粒样品硅胶净化气相色谱分离图Fig.2-4Gaschromatogramofextractsfromblankmaizeseedsfortifiedwith0.01mg﹒kg

-1cypermethrincleanedupbydifferentdosageSilicagelE/mVABt/minC2.1.4淋洗液极性的选择

A:3%ethylacetate-petroleumether;B:5%ethylacetate-petroleumether;C:6%ethylacetate-petroleumether.图2-5不同极性淋洗液的0.01mg﹒kg

-1氯氰菊酯添加回收玉米籽粒气相色谱分离图Fig.2-5Gaschromatogramofextractsfrommaizeseedsfortifiedwith0.01mg﹒kg

-1cypermethrineluentedwithdifferentproportionseluentsolutionBt/minCE/mVA2.1.5淋洗液体积的选择A:70mL;B:80mL;C:Thelast20mLof100mL.图2-6不同体积淋洗液的0.01mg﹒kg

-1氯氰菊酯添加回收玉米籽粒气相色谱分离图Fig.2-6Gaschromatogramofextractsfrommaizeseedsfortifiedwith0.01mg﹒kg

-1cypermethrineluentedwithdifferentvolumeeluentsolution2.2检测方法仪器：VarianCP-3800，63Ni-ECD；色谱柱：VarianCP8510（15m×0.25mm×0.25

m）；柱温：100℃(保持1min)20℃/min280℃(保持20min)；汽化室温度：300℃；检测器温度：300℃；载气：高纯氮，压力：70KPa；进样时间：1min；进样量：1

L。氯氰菊酯保留时间：12.5minE/mVt/min图2-8氯氰菊酯（50pg）标样色谱分离图Fig.2-8Gaschromatogramofcypermethrin(50pg)2.3氯氰菊酯的最小检出量、最低检出浓度

氯氰菊酯的最小检出量：1×10-12g氯氰菊酯在不同基质上的最低检出浓度：

m1—最小检出量，1×10-12g；m2—称样量，g；V1—样本溶液定容体积，2mL；V2—样本溶液进样体积，1µL。玉米籽粒：0.001mg﹒kg

-1，植株：0.0004mg﹒kg

-1，土壤：0.0002mg﹒kg

-1。2.3氯氰菊酯工作曲线图2-9氯氰菊酯工作曲线Fig.2-9TheworkingcurveofcypermethrinY=1929＋1378X，

r=0.9906

Am/pg前处理和检测方法概要50%(V/V)石油醚-丙酮溶液提取样品；土壤样品石油醚氯化钠水液液分配；玉米籽粒、青玉米和植株需要反萃取；150-180m粗孔硅胶，用量为8g；淋洗液选择3%乙酸乙酯-石油醚溶液，体积为80mL；仪器和色谱柱：GC-ECD；VarianCP8510毛细管柱柱温：100℃(保持1min)20℃/min280℃(保持20min)；进样时间：1min。氯氰菊酯在玉米籽粒、青玉米上的残留量测定2.4.1添加回收试验表2-1氯氰菊酯在玉米籽粒、青玉米上的添加回收试验测定结果

Tab.2-1Therecoveryofcypermethrininmaizeseeds样品Matrix称样量/gSample添加量

/

gFortificationamount添加水平

/mg·kg

-1Fortificationlevel回收率

/%RecoveryRSD/%ⅠⅡⅢⅣⅤX玉米籽粒Maizeseeds100.50.057310012491959719.01.00.10108847783908813.42.00.209879819590899.5青玉米Tenderseeds0.50.057510911685999717.41.00.10101948676798711.92.00.209083889799917.2取空白玉米籽粒、青玉米样品进行氯氰菊酯添加回收试验，添加浓度设0.05mg﹒kg

-1、0.10mg﹒kg

-1、0.20mg﹒kg

-1

3个水平。每个水平5次重复。2.4.2氯氰菊酯在青玉米、玉米籽粒上的最终残留量图2-10氯氰菊酯在青玉米上的最终残留量Fig.2-10TheresidueofcypermethrinintendermaizeA：济南；B：沈阳AB图2-11氯氰菊酯在收获期玉米上的最终残留量Fig.2-11

TheresidueofcypermethrininmaizeseedsofharvestA：济南；B：沈阳ABE/mVt/min图2-12青玉米样品色谱图

Fig.2-12Gaschromatogramofgreenmaizeseedssample图2-13玉米籽粒样品色谱图

Fig.2-13Gaschromatogramofmaizeseedssample氯氰菊酯在玉米植株上的残留量测定表2-2氯氰菊酯在玉米植株上的添加回收试验测定结果

Tab.2-2Therecoveryofcypermethrininmaizeplants2.5.1添加回收试验样品Matrix称样量/gSample添加量/

gFortificationamount添加水平/mg·kg-1Fortificationlevel回收率/%RecoveryRSD/%ⅠⅡⅢⅣⅤ

X玉米植株Maizeplants100.50.05841229910510010213.410.11111161211051101135.420.2109799887949312.1取空白玉米植株样品进行氯氰菊酯添加回收试验，添加浓度设0.01mg﹒kg

-1、0.10mg﹒kg

-1、0.20mg﹒kg

-13个水平。每个水平5次重复。图2-13氯氰菊酯在植株上的消解动态曲线Fig.2-13DegradationcurvesofcypermethrininMaizeplants2.5.2氯氰菊酯在玉米植株上的消解动态植株中氯氰菊酯的原始沉积量为4.59mg﹒kg

-1~12.69mg﹒kg

-1。T1/2最长的为4.5d，施药后14d玉米植株上氯氰菊酯降解率均达到了90%以上，降解较快。两地植株中氯氰菊酯原始沉积量差别较大，此为田间试验误差，与施药操作人员、植株生长状态、不同玉米品种的叶片形状等有关。

BAA：济南；B：沈阳2.5.3氯氰菊酯在玉米植株上的最终残留量

图2-14氯氰菊酯在玉米植株上的最终残留量Fig.2-14Theresidueofcypermethrininmaizeplants

A：济南；B：沈阳BA图2-15玉米植株样品色谱分离图Fig.2-15Gaschromatogramofmaizeplantssample玉米植株上的残留量最高的为0.0476mg﹒kg

-1。氯氰菊酯在玉米植株积累很少，可安全的用于动物饲料。玉米植株样品中氯氰菊酯色谱峰与氯氰菊酯标样色谱峰不同：氯氰菊酯标样为纯度很高的单一氯氰菊酯异构体，田间施加的氯氰菊酯乳油中的氯氰菊酯为多种异构体共同存在的氯氰菊酯制剂。气相色谱法测定马铃薯、土壤中二甲戊灵残留动态的研究示例32.1材料与方法2.1.1小区试验概况试验地点：吉林农业大学试验站，山东省济南市历城区植保站试验土壤：草甸黑土，有机质含量3.3%，pH6.73（长春）；砂壤土，有机质含量1.2%，pH8.41（济南）

供试药剂：33%二甲戊灵乳油供试品种：马铃薯，品种：克山（长春）；鲁引1号（济南）施药方法：采用背负式喷雾器没得比-16型将33％二甲戊灵乳油经两次稀释法稀释后，播后苗前均匀喷洒于地面表面施药时间：2002年6月16日（长春）；2002年8月11日（济南）；2003年5月16日（长春）；2003年4月7日（济南）小区面积及布局：50m2（10m×5m），设4个施药处理，3次重复，各处理间随机排列，各重复间顺序排列。

2.1.2田间设计试验设降解动态及最终残留试验，其中最终残留试验设两个水平的施药剂量：推荐剂量1237.5g·hm-2（有效成分）、高剂量2475.0g·hm-2（有效成分），分别进行1次施药。每个处理3次重复，并设空白对照。在马铃薯收获期采集块茎、植株和土壤样品进行测定。降解动态试验设高剂量一个处理，3次重复，采取1次施药多次取样方式进行。待喷药雾滴挥干后，分别于2002年马铃薯植株动态在施药14d后，开始第一次取样，接着以15d、17d、21d、28d、35d、45d、60d和收获期（长春115d、山东60d）采集马铃薯植株样品；2003年马铃薯植株动态在施药21d后，开始第一次取样，接着以22d、23d、24d、27d和收获期（长春90d、山东75d）采集马铃薯植株样品；2002年土壤动态在施药后的采样间隔为1/24d、1d、3d、7d、14d、21d、30d、45d、60d和马铃薯收获期（长春115d、山东60d）；2003年土壤动态在施药后的采样间隔为1/24d、6/24d、1d、3d、7d、14d、21d、30d、45d、60d和马铃薯收获期（长春90d、山东75d）；马铃薯块茎在可食用期采样一次(2003年)。马铃薯块茎、马铃薯植株和土壤样品用聚乙烯塑料袋包装。各处理小区马铃薯块茎、马铃薯植株以5点法采样，每点各采1~3粒（株），每小区样品总重不少于1kg。四分法取样切碎混匀，再连续四分法取样0.1kg待测。土壤采用5点法取样，土壤采样深度为0cm～15cm，最终取样不少于1kg。用连续四分法取0.2kg，阴干后过333

m(40目)标准筛，混匀备用待测2.1.3试剂和仪器

硫酸、盐酸、正己烷、苯均为优级纯；无水硫酸钠，分析纯，用前650℃灼烧4h；助滤剂：Celite545；弗罗里硅土(Florisil)：农药残留分析用，150

m~250

m（60~100目）675℃灼烧4h。用前130℃至少活化5h，趁热放入避光的干燥器中，保存不超过2d，使用前用5%水减活；甲醇、石油醚（60～90℃）均为分析纯，用前重蒸馏；干冰；二甲戊灵标准样品：99%（山东华阳科技股份有限公司提供）。

日本岛津GC-9A气相色谱仪：配电子捕获检测（ECD），CR-4A色谱数据处理器；高速组织捣碎机；离心机；回旋式振荡机；旋转薄膜蒸发器；进样器。分液漏斗,层析柱等玻璃仪器。2.1.4气相色谱条件和检测色谱柱：25m×0.25mmI.D.×0.5

m膜厚的石英毛细管柱；固定相：OV-1701；温度：柱箱70℃(保持1min)25℃/min180℃(保持20min)；气化室及检测室：320℃；（2002年）柱箱70℃(保持1min)25℃/min180℃(保持34min)；气化室及检测室：320℃；（2003年）；载气氢气：柱前压2.0MPa（2002年）；1.2MPa（2003年）；补充气(makeupgas)：高纯氮气(纯度99.999%)流量20mL·min-1；进样时间：2min； 采用气相色谱GC-9A，配电子捕获检测器ECD，进样量1

L，采用外标法定量，利用CR-4A色谱数据处理器进行积分。利用保留时间对提取液中的二甲戊灵进行确证。2.1.5标准曲线的建立二甲戊灵标准样品先用苯溶解，然后用正己烷定容配制1000

g·mL-1二甲戊灵标准溶液，再逐级用正己烷稀释，即可用于添加回收率试验和二甲戊灵标准曲线的建立。用石油醚、0.01、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5

g·mL-1二甲戊灵标准溶液建立标准曲线。以峰面积Y和进样量X(ng)作图，得到直线回归方程Y=10882＋1002896X，r=0.99962.1.6

样品前处理方法马铃薯块茎和植株100g＋100mL酸性甲醇土壤50g＋250mL酸性甲醇

高速组织捣碎振荡提取布氏漏斗抽滤（40mL酸性甲醇×3转移）定容至250mL，取提取液的五分之一土壤50mLHCl50mLHCl50mL石油醚×380、40、30mL石油醚液液分配旋转浓缩

20mL石油醚预淋洗

30ml正己烷：苯＝10：1淋洗

60ml正己烷：苯＝5：1洗脱净化（6g弗罗里硅土）旋转浓缩定容上机测定2.1.7添加回收率试验取长春、济南空白对照区马铃薯块茎、植株和土壤样品进行添加二甲戊灵回收率试验，添加浓度：马铃薯块茎、植株和土壤均设0.01、0.1和1mg/kg三个水平，各处理4次重复。

2.2.1添加回收率试验结果

表2.1二甲戊灵在马铃薯块茎、植株和土壤中的添加回收率试验结果（2002年）Table2.1Therecoveryofpendimethalinfrompotatotuber,plantsandsoil（2002year）样品Matrix称样量/gSample添加量/

gFortificationamount添加水平/mg·kg-1Fortificationlevel回收率/%Recovery相对标准偏差/%RSDⅠⅡⅢⅣ马铃薯块茎Potatotuber10010.01124141106131125.511.76100.1106839610898.011.6410018275857479.06.78马铃薯植株Potatoplants10010.019583119117103.516.8710027.8210018687707178.011.79土壤Soil500.50.017482808480.05.4050.19290949592.82.395018276948684.58.93样品Matrix称样量/gSample添加量/

gFortificationamount添加水平/mg·kg-1Fortificationlevel回收率/%Recovery相对标准偏差/%RSDⅠⅡⅢⅣ马铃薯块茎Potatotuber1000.50.015066878171.023.350.16096858481.318.675011259610892105.314.0马铃薯植株Potatoplants1000.50.017460769075.016.3650.18393119120103.718.5950190911099796.79.03土壤Soil500.50.01678011711093.325.650.188108118112106.512.250177951128191.317.34表2.2二甲戊灵在马铃薯及土壤中的添加回收率试验结果（2003年）Table2.2Therecoveryofpendimethalinfrompotatotuber,plantsandsoil（2003year）2.2.2二甲戊灵在马铃薯和土壤上的残留动态(a)(b)(c)

(d)(e)(f)空白(长春)(b)空白（济南）(c)添加（长春）

(d)添加（济南）(e)样本（长春）(f)样本（济南）图2.3马铃薯块茎气相色谱分离图（2002年）Fig.2.3GCchromatogramsofpendimethalininthepotatotubers（2002year）(a)(b)(c)

(d)(e)(f)（a）空白（长春）（b）空白（济南）（c）添加（长春）（d）添加（济南）（e）样本（长春）（f）样本（济南）图2.4马铃薯块茎气相色谱图(2003年)Fig2.4GCchromatogramsofpendimethalininthepotatotubers(2003year)(a)(b)(c)(d)(e)(f)（a）空白（长春）（b）空白（济南）（c）添加（长春）（d）添加（济南）（e）样本（长春）（f）样本（济南）图2.5马铃薯植株气相色谱图(2002年)Fig2.5GCchromatogramsofpendimethalinonthepotatoplants(2002year)(a)(b)(c)(d)(e)(f)（a）空白（长春）（b）空白（济南）（c）添加（长春）（d）添加（济南）（e）样本（长春）（f）样本（济南）图2.6马铃薯植株气相色谱图(2003年)Fig2.6GCchromatogramsofpendimethalinonthepotatoplants(2003year)（a）空白（长春）（b）空白（济南）（c）添加（长春）（d）添加（济南）（e）样本（长春）（f）样本（济南）图2.7土壤气相色谱图(2002年)Fig2.7GCchromatogramsofpendimethalininthesoil(2002year)(a)(b)(c)(d)(e)(f)(a)(b)(c)(d)(e)(f)（a）空白（长春）（b）空白（济南）（c）添加（长春）（d）添加（济南）（e）样本（长春）（f）样本（济南）图2.8土壤气相色谱图(2003年)Fig28GCchromatogramsofpendimethalininthesoil(2003year)施药剂量/g·hm-2(a.i.)取样间隔时间/d长春

Changchun济南

Jinan植株

Plants土壤

Soil植株

Plants土壤

Soil平均残留/mg·kg-1降解率/%平均残留量/mg·kg-1降解率/%平均残留/mg·kg-1降解率/%平均残留/mg·kg-1降解率/%2475.01/24——11.22———2.12—1——5.6650——2.50-183——2.6776——1.45327——1.9782——1.2641140.024—1.97820.01—1.204315＜0.00196——0.00820——17＜0.00196——0.00820——210.004831.2589＜0.001900.477828＜0.00196——＜0.00190——30——1.3488——0.577335＜0.00196——＜0.00190——45＜0.001960.8393＜0.001900.637060＜0.001960.9192＜0.001900.8361115＜0.001960.1599————表2.3二甲戊灵在马铃薯植株及