237_3989256_第四章 残留农药的检测方法-气相色谱法.ppt
第四章 残留农药的检测方法-气相色谱法,1.气相色谱法的特点分析速度快 分析一个农药样品通常仅需数分钟，即使复杂的样品也只要几十分钟，并且分析所需样品量很少，通常只需12L甚至更少；分离效率高 高效色谱柱（特别是毛细管柱）可以分离非常复杂的多组份样品，为农药多残留分析提供了有效的途径；灵敏度高 高灵敏的检测器可以检出110-10110-12g的组分，适合于农药残留的微量和痕量分析；,选择性高 气相色谱固定相对性质相似的组分具有较强的分辨能力。通过选用高选择性的固定液，使各组分间的分配系数有较大的差异而实现分离。此外，不同类型的检测器对某类农药有较高的响应，如电子捕获检测器适合对有机氯农药的分析、火焰光度检测器适合对有机磷和含硫农药的分析、碱焰离子化检测器适合对氨基甲酸酯类农药的分析；适用范围广 大多数农药的分子量在400以内，其沸点在气相色谱工作温度范围内，大多数农药可用气相色谱法测定。,2.气相色谱仪基本流程,气相色谱仪由七个部分组成供气系统 包括高压钢瓶、减压阀、净化管、稳压阀、压力表、流量计等部件。进样系统 包括进样器和气化室。气化室是一个加热器，它将液体样品瞬时气化并预热载气，载气将样品带入色谱柱。分离系统 包括色谱柱和恒温箱。色谱柱是气相色谱仪的核心部分，样品的分离过程在色谱柱内进行，经分离的组分随载气进入检测器。恒温箱保持色谱柱的温度恒定或按一定程序升温。,检测器室 包括检测器和恒温室。检测器对从色谱柱流出的组分及其量的变化作出响应，并把这个变化转变成电信号送到放大器，记录成色谱图，它是气相色谱仪的关键部件。恒温室使检测器温度保持恒定。温度控制部件 主要给气化室、柱恒温箱、检测器室加热，并控制柱恒温箱和检测器保持所需的温度，一般要求控温精度在0.10.5。放大器 它把检测器输出的信号进行放大。记录和数据处理 将放大器放大了的信号记录成色谱图或通过数据处理进行自动记录峰数、保留时间、峰面积并计算出结果。,2.基本术语,检测限,分配原理气相色谱主要利用各组分在流动相（气相）和固定相之间的分配系数的不同以达到分离的目的,3.常用检测器,.火焰离子化检测器(FID)火焰离子化检测器能检测大多数含碳有机化合物，其结构简单、性能稳定、灵敏度高、响应快、线性范围宽，是目前应用广泛的色谱检测器。.火焰光度检测器(FPD)火焰光度检测器，也称硫、磷检测器，对含磷、硫化合物具有较高的选择性和灵敏度，检出限可达10-12gs-1(对P)或10-11gs-1(对S)，广泛用于有机磷和有机硫农药残留量测定。,.电子捕获检测器（ECD）电子捕获检测器是一种选择性检测器，对具有电负性的物质（如含有卤素、硫、磷、氮、氧、氰的物质）具有很高的灵敏度。电负性越强，检测器的灵敏度越高；对电中性的物质（如烷烃等）则无讯号。电子捕获检测器已广泛地用于农药残留分析。,检测器比较,4.定性与定量分析,定性分析：利用保留值的定性分析定量分析：常用的定量方法:外标法、面积归一化法 内标法。,5.GC使用中的常见问题,1.）基线不好的问题a.检查气源的纯度 解决：更换气源；加装气体净化b.检查气路系统是否被污染 解决：清洗被污染处,2)基线漂移正确地使用高纯度的载气色谱柱老化进样口和色谱柱的最高使用温度不能超过该柱所规定的最高温度极限,3)基线位置突然变化,偏离或漂移是由于下列原因产生的 温度；流速检查体系是否有漏 主要检查进样口部分 前次色谱过程中的残余的低挥发性流出物,4.)峰型不好（拖尾）,进样口或柱温太低试；程序升温柱过载：减少进样量或将样品稀释10倍试一下较厚液膜的其他色谱柱前伸峰和拖尾峰均说明是非线形的分配即色谱柱与样品不匹配,5)峰型不好,减少进样量（柱过载）小体积进样；增加分流比可能是几个未分离的色谱峰将柱温降低20再进样,6)峰型很差,合并的峰（未分离的峰）将柱温降低20-30将进样口温度增加20-30检查样品与溶剂的选择是否正确,7)附加峰,a.进样垫流失b.进样口污染残留在进样口或衬管中的物质c.载气不纯d.柱头污染,e、样品在进样口停留的时间太长f、样品组分稳定性差g、进样口温度过热，可以导致样品组分的降解,8)丢失色谱峰进样口温度太低高沸点的化合物不能很快地气化进样口温度太高许多挥发性的组分在进样口降解 进样口被污染,6.气相色谱法在农药残留分析中的应用,1)有机氯农药残留量的 GC 分析方法有机氯农药（OCPs）是具有杀虫活性的氯代烃的总称，其代表性的品种包括 DDT 及其类似物、六六六和环戊二烯衍生物，它们均为神经毒性物质。这类杀虫剂在二战前后开始出现，由于其具有较高的杀虫活性，杀虫谱广，加之生产方法简单，价格低廉，而曾经被大规模生产和使用。,由于它们在物理化学性质上均具有较高的化学稳定性和极低的水溶性，在正常环境中不易分解，有很强的亲脂性，易通过食物链在生物体脂肪中富集和积累，可导致残留污染严重，害虫的抗性增加。,从 20 世纪 70 年代开始，许多工业化国家相继限用或禁用某些 OCPS，其中主要是 DDT、六六六及狄氏剂，但由于它们的稳定性，在世界许多地方的空气和水中能够检测出微量 OCPs 的存在。在 OCPs 分析领域最为广泛使用的检测技术是气相色谱一电子捕获检测器（GC-ECD)，它具有灵敏度高、分离效果好、定量准确等特点，是一种经典的 OCPs 分析方法。,(1)样品前处理方法称取 10.0g 均匀样品于滤纸筒内，装入索氏提取器中。加入丙酮一石油醚（2+8）混合液100 mL，在水浴上抽提 4h，将提取液浓缩至 5mL 左右待用。在色谱柱内，依次装入2cm 高无水硫酸钠，10g 弗罗里硅土和 2cm 高无水硫酸钠。用乙醚一石油醚（3+17）作淋洗剂预淋洗色谱柱。收集20 mL 弃去，然后将浓缩的提取液倒入柱内，控制流速为 30 滴 min，将流出液定容于50mL，供测定。,（2）色谱条件色谱柱为 CP-Sil 19CB(50m X 0.25mm ID，膜厚 0.20 u m)；载气为氢气，140kPa；柱温 214，恒温；进样口温度 220；ECD 检测器温度 300。,2)有机磷农药残留量的 GC 分析方法 有机磷农药（OPPs）是含有 C-P 键或 C-O-P、C-S-P、C-N-P 键的有机化合物。大部分有机磷农药易溶于有机溶剂，在碱性条件下易水解而失效。其毒性与结构和功能团有关，例如，含 P-O 键（如敌百虫、对氧磷）的毒性通常比含 P-S（如马拉硫磷）大。,这些化合物的作用主要是抑制生物体内的胆碱酯酶的活性，导致乙酰胆碱这种传导介质代谢紊乱，产生迟发性神经毒性，引起运动失调、昏迷、呼吸中枢麻痹，甚至死亡。OPPs 是一类对于食品安全有巨大威胁的化合物。OPPs 的典型分析方法是气相色谱法，常采用的检测器通常有:火焰光度检测器（FPD）、氮磷检测器(NPD）、电子捕获检测器（ECD）,我国国家标准方法和行业标准方法大部分采用了气相色谱检测 OPPs。食品中常见的 OPPs 残留量测定方法如下。（1）样品前处理方法称取 20g均匀样品，加入 5g 无水硫酸钠和100 mL 丙酮，振荡提取 30min。过滤，取 50mL 滤液，加入50mL5 氯化钠溶液。以 50mL、50 mL、30mL 二氯甲烷分三次提取，合并二氯甲烷提取液，过无水硫酸钠柱脱水，浓缩定容至 1mL,供测定。,（2）色谱条件色谱柱为 HP-1(25m X 0.32mm ID，膜厚 0.52u m)；载气为氮气，1.6mL/min；尾吹气为氮气20mL/min，氢气 3.0mL/min，空气 60mL/min；柱温 60 保持0.5min，以 10/min 升至 250，保持 3min；进样口温度 250;NPD 检测器温度 300；进样方式为不分流；进样量 1 u L。,3)拟除虫菊酯农药残留的 GC 分析方法拟除虫菊酯是一类重要的合成杀虫剂，具有高效、广谱、低毒和生物降解等特性。目前，已商品化的拟除虫菊酯有近 40 个品种，在全世界的杀虫剂销售额中占 20 左右，主要应用在农业上，如防治棉花、蔬菜和果树的食叶和食果害虫。,食品中常见的拟除虫菊醋农药残留量测定方法如下。（1）样品前处理方法称取 20g均匀试样，加人 80mL 丙酮，振荡 40min，过滤，将滤液定容至 100mL。取 5mL 滤液，加入 20mL2%的硫酸钠水溶液，用正己烷萃取两次（每次 10mL）。,正己烷萃取液过无水硫酸钠柱脱水后，浓缩至约 1mL，加到已用 5mL 正己烷预洗的硅胶小柱（从下至上依次填充：0.5cm 高的无水硫酸钠、1g用正己烷拌湿的硅胶、1cm 高的无水硫酸钠）中，用二氯甲烷洗脱。浓缩以除尽二氯甲烷,再以正己烷定容至 10mL，供测定,（2）色谱条件色谱柱为 HP-5 MS(25m X 0.25mm ID，膜厚 0.25u m)；载气为氮气，1mL/min；尾吹气为氮气，40mL/min；柱温 60 保持 0.5min，以 10/min 升至 280，保持 20min;进样口温度 260；ECD 检测器温度 280；进样方式为不分流。,气相色谱分析食品中的农药残留方法成熟，仪器运行成本较低。一个分析实验室配有三根不同极性的毛细管色谱柱，以及 ECD、FPD 和 NPD 三个检测器，就基本可以满足食品中常见农药残留量的分析工作。,
