农药残留分析技术概况
综述了目前农药残留分析的前处理技术和检测方法。在样品预处理、固相萃取、超临界流体萃取
边界流体萃取和基质固相分散萃取得到了迅速发展和广泛应用。超临界流体色谱和液相色谱-质谱
生物技术、免疫分析、直接光谱法和生物传感器等检测方法具有广阔的应用前景。
关键词:农药残留;分析;预处理
中国图书馆分类号:S 481.8文献识别号:A文号:1002-2767(2005)03-0027-03。
农药残留分析技术发展概述
石丰德、王波、曲红杰
(黑龙江八一农垦大学大庆163319)
文摘:介绍了农药样品前处理和检测的方法
目前cide残留。固相萃取、超临界流体萃取和基质固体
-相分散萃取技术发展迅速,广泛应用于样品前处理-
ment。超临界流体色谱,液相色谱-
质谱、免疫测定、直接光谱技术和生物传感器。
关键词:农药残留;分析;预处理
农药的使用无疑大大提高了农作物的产量,但随之而来的环境污染问题也引起了人们的高度重视。世界上许多国家都规定了食品和粮食中各种农药残留的限量。加强农药残留监测和环境毒理学研究,对于合理开发和正确使用农药,保护生态环境,保障人体健康,避免和减少不必要的农业损失具有重要的理论和现实意义[1]。近年来,随着超高效农药的开发应用和待测样品的增加,对农药残留分析技术的灵敏度、特异性和快速性提出了更严格的要求。因此,一些新的先进的农药残留分析技术应运而生。本文综述了农药残留的一些分析检测方法。
1样品预处理技术
农药残留的现代分析方法通常包括样品预处理和测定。农药残留测定前,应有适合各种样品理化性质的提取、净化、浓缩等预处理步骤。这些预处理过程通常在分析中起着重要作用。目前常用的提取纯化方法有漂洗法、匀浆法、索氏提取法、超声波提取法、液液分配法、柱层析法、薄层层析法等。自20世纪90年代以来,一些新的样品预处理技术被引入农药残留分析。这些新技术的特点是:节省时间,降低劳动强度,节省溶剂,减少样品消耗,提高提取或纯化效率,提高自动化水平。目前已经报道或广泛应用的新技术主要有:固相萃取(SPE)、固相微萃取(SPME)、超临界流体萃取(SFE)、分子印迹合成受体技术(MISR)等。
1.1固相萃取技术(SPE)
固相萃取是一种基于液相色谱分离机理的样品前处理方法,已广泛应用于农药残留检测。根据液相分离、分析、浓缩等原理。样品溶液混合物通过色谱柱后,样品中的一种成分残留在色谱柱中,通过选择合适的溶剂将残留的成分洗脱出来,从而达到分离纯化的目的。固相萃取克服了液-液萃取(LLE)和普通柱色谱的缺点,具有高效、简单、快速、安全、重复性好和便于前处理自动化的特点。按柱内填料可分为吸附型(如硅胶、大孔吸附树脂等。)、分配类型(C8、C18、苯基柱等。)和离子交换型。根据待测农药的性质和样品类型,选择合适的微柱、洗脱剂和其他优化条件,可以一步完成提取、富集和纯化[2]。
1.2超临界流体萃取(SFE)
超临界流体萃取(SFE)是近年来发展起来的一种特殊分离技术。SFE是一种主要用超临界流体代替各种溶剂提取样品中待测成分的提取方法。目前最常用的超临界流体是CO2,既有气体的渗透性,又有液体的分布性。流出物中的CO2在常压下挥发,分析物在溶剂中溶解后进行分析。超临界CO2无毒,分子极性相对较小,可用于提取非极性或弱极性的农药残留。还可以加入适量的极性调节剂,如甲醇,调节其极性,使不同极性的农药残留提取到最大,杂质提取到最小。其特点是避免了大量有机溶剂的使用,提高了萃取的选择性,减少了分析时间,实现了操作的自动化。SFE技术是目前发展最快的分析技术之一。
1.3基质固相分散萃取技术(MSPDE)
基质固相分散萃取是由美国路易斯安那州立大学的Barke教授于65438-0989首先提出并从理论上进行阐述的一种全新的萃取技术。基本操作是将样品与适量反相填充剂(C1 4或C1 8)直接研磨混合,得到半干状混合物,然后作为填充剂上柱,再用不同的溶剂洗柱,洗脱各种待测物质。MSPDE集中了传统样品预处理中所需的样品匀浆、组织细胞裂解、提取和纯化等过程,是一种简单高效的提取和纯化方法[3]。适用于各种分子结构和极性的农药残留的提取和纯化,已广泛应用于蔬菜和水果中农药残留的检测。
1.4分子印迹合成受体技术(MISR)
分子印迹合成受体技术(MISR)的原理是:首先将待印迹的分子或聚合物单体键合,然后将聚合物单体交联,将印迹分子从聚合物中提取出来,在聚合物内部留下印迹分子的印迹。由于需要合成印迹分子衍生物,这种技术受到限制,因为有些化合物不能衍生。分子印迹技术可用于分离药物、激素、蛋白质、农药、氨基酸、多肽、碳水化合物、辅酶、核酸碱基、甾醇、油漆、金属离子和其他化合物。
2检测方法
2.1气相色谱
气相色谱法是一种经典的分析方法。利用样品中各组分在气相和固定液相之间的不同分配系数,当汽化样品被载气带入色谱柱时,各组分在两相之间反复分配,经过一定的柱长后,相互分离,依次离开色谱柱,进入检测器。产生的离子流信号放大后,每种成分的色谱峰都描绘在记录仪上。由于操作简单、分析速度快、分离效率高、灵敏度高、适用范围广,目前70%的农药残留都是用气相色谱法检测的。使用气相色谱,多种农药可以通过一次进样完全分离,定性定量,然后配备高性能检测器,使分析速度更快,结果更可靠。目前,气相色谱大多采用填充毛细管。
2.2高效液相色谱(HPLC)
高效液相色谱法也是一种传统的检测方法。可分离检测极性强、分子量大的离子型农药,特别适用于加热时不易气化或分解的农药的检测。近年来,高效色谱柱、高压泵、高灵敏度检测器、柱前或柱后衍生化技术和计算机联用,大大提高了液相色谱的检测效率、灵敏度、速度和操作自动化程度,现已成为农药残留检测不可或缺的重要手段。
2.3超临界流体色谱(SFC)技术
超临界流体色谱是以超临界流体为色谱流动相的分离检测技术[1]。各种类型的长色谱柱可用于分析低温下分子量大、热不稳定、极性强的化合物。它综合利用了气象色谱和高效液相色谱的优点,克服了它们各自的缺点,可以与大多数GC和HPLC检测器连接,如FID、FPD、NPD和MS [4]。这样就大大拓宽了它的应用范围,很多需要在GC或HPLC上衍生化的农药都可以用SFC直接测定。
2.4直接光谱分析技术
近红外衰减全反射光谱(NearIS-ATR)和表面增强拉曼光谱(SERS)将光谱分析的灵敏度提高了102~107倍。这些快速直接的光谱技术只需要很少的样品,具有很大的应用潜力。激光拉曼光谱等一系列激光光谱技术使得光谱分析的灵敏度几乎达到了极限——一个分子或原子的水平。这将为研制高灵敏度探测器提供可能的技术基础。目前,这些高灵敏度的光谱技术需要进一步的研究和发展,才能进入广泛应用的阶段。
2.5毛细管电泳(CE)
毛细管电泳是在电泳技术基础上发展起来的一种分离技术。其工作原理是使毛细管中不同的带电粒子(离子、分子或衍生物)在高压场的作用下,以不同的速度在背景缓冲液中定向迁移,从而实现分离。根据样品组分在背景缓冲液中的不同作用,毛细管电泳可分为毛细管区带电泳(CZE)、毛细管凝胶电泳(CGE)、等电聚焦(IEF)、胶束电动色谱(MEKC)、等速电泳(ITP)等。自从20世纪80年代Jorgenson将E应用于分析化学以来,该技术已发展成为分离科学中最活跃的领域之一。它具有灵敏度高、成本低、样品用量少(每次进样仅纳米升级)、分离柱效率高、使用方便等优点。非常适合传统液相色谱难以分离的离子化样品的分离分析,其分离效率可达百万理论塔板。目前,毛细管电泳仍然缺乏高灵敏度的检测器。因此,只有研究和开发更灵敏的检测系统,才能充分发挥该技术的优势。
2.6液相色谱-质谱(LC/MS)
液相色谱-质谱(LC-MS)是将液相色谱和质谱串联成一台整机的检测技术。用于分析低浓度、难挥发、热不稳定、极性强的农药。LC/MS先后产生了四种接口技术:热喷雾(TSP)、粒子束(PB)、电喷雾电离(ESI)和大气压化学电离(APCI)。目前,一种内注射和颗粒流接口技术将液相色谱和质谱连接起来,已成功用于分析对热不稳定、分子量大、气相色谱难以分析的化合物。它具有检测灵敏度高、选择性好、定性定量分析同时进行、结果可靠等优点。LC-MS可以在分析前净化简单样品,并具有几乎通用的多残留分析能力。在一次监测阳性的样品在线确认中具有明显的优势。虽然LC/MS仪器价格昂贵,液相色谱与质谱的接口技术还不是很成熟,但它仍然是一种高效可靠的分析技术,具有很大的应用价值。
2.7免疫分析(IA)
免疫分析是基于抗原和抗体的特异性识别和结合反应的分析方法[5]。分子量大的农药可以作为抗原直接进入脊椎动物体内产生免疫反应,从而获得能与农药分子特异性结合的抗体;小分子量农药(分子量
2.8生物传感器
生物传感器是一种对特定化学物质或生物活性物质具有选择性和可逆响应的分析装置,由生物传感器和电化学转换器组成。它由识别元件、信号传递和信号传输电路组成,特点是集生物化学、生物工程、电化学、材料科学和微制造技术于一体,是典型的交叉学科产品。根据其生物学功能,可分为酶生物传感器(包括电位型和电流型)、免疫传感器和微生物传感器[8]。它具有微型化、响应速度快、样品用量少、可插入生物组织或细胞中、可实现超微量在线快速跟踪分析等特点,在农药残留分析中得到了广泛应用。
2.9实验室机器人
实验室机器人已经商业化,但在农药残留分析和环境监测方面的应用仍处于起步阶段,主要原因是机器人工作程序的变化缺乏灵活性,实验室检测方法缺乏标准化。此外,机器人系统移动缓慢,并且通常需要宽阔的空间。当实验室机器人变得更加方便灵活,实验方法更加规范的时候,它的用途会越来越多。
3结论
农药残留分析是一门综合性很强的分析科学。检测方法应具有简单、快速、灵敏度高的特点,根据检测目的、待测农药的性质和样品的种类,采用符合要求的方法。新的分析技术将需要细胞化学、发酵化学、免疫化学和多肽排列结构等学科知识的支持。随着科学技术的不断发展,残留分析技术也在不断更新、完善和快速发展。
然后,LZ,给个分~ ~ ~我从内网下载的,初步修改了一下。这是一篇完整的论文。