花生及土壤中丁酰肼、六六六、乙草胺及其代谢产物测定与研究

花生及土壤中丁酰肼、六六六、乙草胺及其代谢产物测定与研究 山东大学 硕士学位论文 花生及土壤中丁酰肼、六六六、乙草胺及其代谢产物的测定与 研究 姓名:于军强 申请学位级别:硕士 专业:分析化学 指导教师:杨国生 20081006山东大学硕士学位论文 中文摘要 农药残留问是目前影响食品安全的重要问题,一直被世界各国政府和组织 所关注,而花生是粮谷类食品中公认的难做的样品,因此花生中农药残留检测技 术的研究也日趋重要。而花生由于大量油脂等基质干扰,使用传统农药残留检测 方法无法检测,因此有必要对花生农药残留检测进行研究。 本论文针对花生中基 质严重干扰农药残留检测的问题,研究和建立了一种快速、高效、经济实用的花 生中农药多残留检测方法。本论文根据花生中基质的特点,在提取时用乙腈做溶 剂匀浆提取,净化方法。具体内容及研究结果如下:、从丁酰肼的测定开始, 确立相应的检测方法。进一步测定土壤中残留农药丁酰肼的含量。并对丁酰肼的 代谢过程和产物进行测定和研究,从而建立相应的检测方法和手段。本方法对丁 酰肼及其代谢产物的总残留量的气相检测方法和提取、水解、净化等前处理条件 进行了试验,选择了加入氢氧化钠%以水蒸气蒸馏提取?水解 .时、调节,氯化钠净化等前处理方法,采用米长弱极性毛细管柱分离、 电子俘获检测器检测。丁酰肼在花生和土壤中的添加回收率.~.%,最低检 、研究了 出限为. /,可很好的满足测定要求,满足实验的要求。, 六六六,乙草胺及其代谢产物的总残留量的气相检测方法和提取、净化等前处理条 件进行了试验,选择了乙腈提取、加入的磷酸缓冲溶液提高萃取效率,经 柱净化等前处理方法,采用米长弱极性毛细管柱分离、电子俘获检测器检测。 花生和土壤中的添加回收率..%,最低检出限为. /,可很好的 满足测定要求。、方法对丁酰肼及其最终代谢产物的液相色谱检测方法和提取、 净化等前处理条件进行了试验,选择了乙腈提取、饱和氯化钠分层、和固 .柱、乙腈 相萃取柱净化等前处理方法, /磷酸水溶液.作流动相分离,二极管阵列检测器检测。花生中的添 加回收率为.%一.%变异系数在..%,最低检出限为./; 土壤中的添加回收率在.%.%变异系数在.~.%,最低检出限为 ./,可很好的满足测定要求。山东大学硕士学位论文 关键词 乙草胺代谢物 花生土壤丁酰肼六六六山东大学硕士学位论文 ’ . . .,,.,. , . ? , . , , : , 、 . . .,,. . .%. . . ‖ 、 ,, . . .%,山东大学硕士学位论文 . / , . 、 . , ,, .宰 .,/ ,. , . :.? .% .%, . ./ . : .% . . .?.%, / :原创性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名: 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定,同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论 文被查阅和借阅;本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 保密论文在解密后应遵守此规定 论文作者签名 师签名:?蕴冱《日期:山东大学硕士学位论文 第一章文献综述 、农药残留分析方法的研究进展 农药的广泛使用对于防治各种有害生物的危害,保护农、林、畜牧业等的生 产起到了非常重要的作用。但农药长期的或不合理的使用,也给人类赖以生存的 食物和环境带来污染。早在年美国海洋生物学家莱切尔.卡尔 撰写的《寂静的春天》 一书中,就以夸张的手法初步向人类揭 示了农药污染对人类的影响和对环境的破坏。目前世界各国政府和科学工作者对 由于农药的大量使用而可能对人类健康和环境的影响都给予了高度的重视。复杂 体系痕量组分的快速分离和准确测定是当今分析化学家面临的重要而艰巨的任 务。近十年来,高效率、高通量的样品处理技术不断出现,现代分析仪器向快速、 灵敏、准确方向迅速发展,食品中农药残留检测技术水平不断提高,残留检测技 术研究成为当前痕量分析的一个重要领域。国内外学者在这方面做了许多工作,已经 发表了大量的文献和综述制. .农药残留分析的必要性 我国是一个农业大国,农药使用品种多、用量大,农药万吨,仅次于美国, 单位面积施药量最大,年人均占有量最大。由于使用中违规和失控,使土壤、水 和大气都受到污染。环境中残留的持久性有机农药,再通过大气、水向高层或其 他地区迁移,从而进一步使农药对环境的污染范围不断扩大。据报道在远离农业 活动的南、北极地区已发现有滴滴涕或六六六的残留;我国的长江、松花江、黑 龙江等许多江河名川都已不同程度地遭受农药的污染;我国江苏、江西以及河北 等地的地下水中已发现有六六六、阿特拉津、乙草胺、杀虫双等农药的残留峥。 由于农药和抗菌素的污染,我国九成出口食品遇到国外绿色壁垒,我国农畜产品中 的许多品种不得不被迫退出欧美、日本等市场,经济损失上亿美元。农药还可通过 食物链迁移和累积,对环境生物乃至人类产生危害。近年来食品特别是蔬菜、, 水 果中农药污染造成急性中毒事件屡见报导,但农药对人体的慢性危害产生的生理山东大学硕士学位论文. 皇皇詈皇鼍曼鼍量詈鼍皇詈皇皇量 曼皇詈曼皇皇曼鼍皇皇曼曼皇詈鼍 ? 变化常常因没有明显痛状而被忽视。一些农药品种具有累积毒性,甚至产生致癌、 致畸、致突变的三致毒性。现代医学研究,在致癌因素中,环境因素约占%; 在环境因素中,有毒化学物质污染约占%;而在有毒化学物质中,有毒有机物丰 。 要为农药约占%以上 由此可见,有毒农药的污染已对环境和人类健康构成严重的威胁。世纪是健 康和生命受到空前关注的世纪,农药残留超标问题已越来越受到社会的关注和高 度重视,各国都严格管理和限制农药的使用,对食品中农药残留允许量作了明确 规定,随着农药残留超标问题不断地被人们所重视,相应的农药残留检测技术也得 到迅速发展。 .农药的分类以及农药残留分析样品的分类 ..农药的分类 化学农药是一类复杂的有机化合物,农药按其防治对象可分为‘?杀虫剂、杀 菌剂、杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂、杀螨剂、杀鼠剂、杀线虫剂等;按其 结构可总分为:无机类、有机类农药,其中有机类包括有机氯、有机磷、拟除虫 菊酯杀虫剂,取代氯苯氧基酸或酯除草剂,氨基甲酸酯杀虫剂、除草剂和杀菌剂 和有机杂环类杀菌剂、除草剂等。 ..农药残留分析样品的分类 方法是国际承认的多种农药残留分析的代表性方法。它将食品按其脂肪、 糖和水分含量的多少来划分,根据不同的样品选择相应的分析方法。样品划分如 图所示。 山东大学硕士学位论文 图食物样品方法分类图 但是实际的样品种类繁多,仅以图卜的分法确定农残分析方法不能完全适用 于绝大多数样品,不同基质对残留农药测定的干扰也各有不同,所以实际食品中 农药残留分析方法还要更进一步考虑样品基质特性问题。 .农药残留分析的样品预处理研究进展 农药残留分析样品的预处理包括提取与净化纠。农药残留分析中,样品预处 理的好坏,直接关系到分析结果的正确性。据统计,在样品分析过程中,有三分 之二时间花在样品预处理上,并且有三分之一的误差可以归结于这些过程。因此, 样品的预处理过程,是农药残留分析中十分重要的一环.提取是将样品中的农药溶 解分离出来的操作步骤,根据农药的性质、样品种类、试验条件,可选用的提取 方法有震荡提取法、索氏提取法、超声波提取法、微波提取法和加速溶剂萃取法 等。前种用的最早也是最常见的方法,后几种具有操作方便、提取效率高的优点。 由于某些样品组成复杂,提取后往往还要经过净化步骤以达到待测物与干扰杂质 的分离,净化的方法通常有液一液萃取、固相萃取等方法。 经典的样品前处理方法如索氏提取、液一液萃取,操作复杂、工作量大、时 间长、消耗大量有机溶剂,同时被测目标物质的浓度越来越低,稳定性随时空变 化,给分析检测带来了一定困难。因此急需发展简单、快速、有效的样品前处理 方法。近年来发展较快的方法?订主要有固相萃取、固相微萃取、山东大学硕士学位论文 超声波萃取、超临界流体萃取、基质固相分散萃取、微波辅 助萃取、凝胶渗透色谱、基质固相分散萃取、加速溶剂萃取 等方法。 ..固相萃取方法 固相萃取 ,是一种应用较多的样品前处理技 术,由液固萃取和柱液相色谱技术结合发展而来的。与传统的液一液萃取相比, 具有回收率高,分离效果好,操作简单,省时、省力、等优点比纠。由于是 一种柱色谱分离过程,分离机理、固定相和淋洗溶剂的选择等与高效液相色谱类 似,目前用于的填料几乎均可用于。但填料粒径大于填料,柱效 远低于色谱柱,因此适用于分离保留性质差别很大的化合物,主要用于处理 样品。 柱的种类有正相、反相、离子交换柱和吸附树脂柱口引。操作步骤包括 柱预处理、加样、洗脱干扰组分和回收待测组分四部分。其中加到萃取柱上的样 品量取决于萃取柱的尺寸、类型、待测组分的保留性质以及待测组分与基质的浓 度等因素。的另一种情况是杂质被保留在柱上,待测组分通过柱。样品被净化 但不能富集待测组分,也不能分离保留性质比待测组分更弱的杂质。 姜会书比们利用净化样品、用测定了食品中有机氯、有机磷农药残量。 瞳用提取、净化、检测植物中种苯脲除草剂。汹用 柱净化、毛细管电泳一质谱测定水果蔬菜中的涕必灵等种杀虫剂农药残留量。 等人咄刀用柱一弗罗里硅土柱双柱净化、和测定酒中对硫 磷、硫丹、氰戊菊酯等多种常用农药。凹研究了不同柱在净化新鲜水 果样品过程中,对于减少或除去基体增强效应的影响。得出石墨碳黑虽然能 有效除去色素干扰,但不能减少它本身所带来的基体增强效应。阴离子交换柱不 一定要与结合都能减少但不能消除基体增强效应。 ..固相微萃取方法 固相微萃取 ?,是在固相萃取上发展起山东大学硕士学位论文 鼍皇皇寡皇曼鲁量鼍. ??????皇鼍 来的一种新型、高效的样品预处理技术,它集采集、浓缩于一体,简单、方便、 无溶剂,不会造成二次污染,是一种很有应用前景的预处理方法。与液/液萃取和 固相萃取相比,具有操作时间短,样品量小,无需萃取溶剂,适用于分析挥发性 与非挥发性物质,重现性好等优点: 固相微萃取原理是利用待测物在基体和萃取相间的非均相平衡,使待 测组分扩散吸附到石英纤维表面的固定相涂层,待吸附平衡后,再与气相色谱 或高效液相色谱联用以分离和测定待测组分。与联用适于分析挥发 性有机物,通过热解使待测组分与纤维分离。而对于难挥发的有机物可利用 与的联用技术,通过溶剂解吸的作用达到分离的效果。在方法中,被测 物质的萃取量取决于样品基质和固定涂层中的分配平衡。分配系数越大,萃 取率 越高豳】,检出的浓度也就越佳。 ?对技术在食品分析中的应用进行了详细阐述。等?嵋 采用联用方法测定水果和果汁中有机磷农药,农药待测组分的检测限 均在?/以下。并且在肛/到/的浓度范围内,平均回收率在%和 .%之间。陈伟琪啤利用/联用方法测定了蔬菜中残留的甲拌磷、二嗪 磷、甲基对硫磷以及乙硫磷。田采用顶空萃取植物样品中硫丹、毒死 蝉、林丹,用定性,?定量,比较了聚二甲基硅氧烷,聚丙烯酸 酯两种固定相涂层萃取效果,几种待测组分的检测限为一/。嘲 用联用方法测定酒中种有机氯和种有机磷农药、苯甲酰脲杀螨剂 以及氟虫胺杀菌剂。实验比较了纤维涂层、萃取时间、温度、纤维暴露时间 以及 不同含量的乙醇对萃取的影响。汹利用 一提取净化、 澳定地表水、土壤、酒类以及人尿等多种样品中的恶草酮除草剂残留量。 ..超声波提取方法 超声化学利用超声波九来加速物质的化学反应、或启动新的反应途径、或改 善其溶解、结晶分配等物理化学性能,以提高化学反应产率、或获得新的化 学反 应物质、或提高物质的分离提取效率。 在食品分析方面,超声波主要用于提取过程?。经典的提取方法是针对某种山东大学页士学位论文 目标成分,选取正确的溶剂,如在提取过程中使用超声波,可大大促进溶剂对目 标成分的提取。超声波的机械机制使溶剂对细胞壁渗透力更大,强化细胞内外的 质量传输。同时也可破坏细胞的细胞壁,使细胞内含物更易释放。超声波可以产 牛微冲流,能有效打破边界层,使扩散速度增加,从而使萃取或浸出速度提高? 倍。 超声波提取应用于食品中农药残留分析已有报道。郑申西旧比较了种不同 前处理方法对提取、净化茶叶中有机氯农药的实验结果,通过延长浸泡时间或增 大振荡强度来提高提取效率。弓爱君呻采用超声波提取、弗罗里硅土柱净化、以 甲醇/水为流动相,检测波长为,高效液相色谱法测定了作物及土壤中的萎 去津残留量。实验比较了超声波提取与振荡提取的回收率,结果表明用超声波法 提取土壤和作物中的萎去津回收率为%一%,均大于用振荡法的结果。 ..超临界流体萃取法 超临界流体是指处于临界温度和临界压力的非凝缩眭的高密度流体。这种流 体介于气体和液体之间,兼具二者的优点。超临界流体萃取 ,是指利用处于超临界状态的流体为溶剂对样品中待测组分萃取 的方法。 影响效率的因素‘们主要是萃取剂?的选择。其次还受萃取条件,包括压 力、温度、萃取剂流量及萃取时间等;物料性质,包括物料的粒度、样品中水分 及萃取剂的极性等;分离条件,包括分离时的压力与温度等的影响。的流程由 萃取与分离两过程组成,可分为恒温萃取、恒压萃取以及吸附萃取三种操作方式“’ 是食品农药残留分析中极具发展前景的新技术,己经有很多实际应用的例 子。 叼采用离线的的方法测定含水量高的样品中的种农药, 并讨论了含水量的影响,指出可通过冷冻干燥或使样品与无水硫酸钠混合的两种 采用不同固相捕集萃取物,有机溶剂淋洗, 途径解决该问题。 分析测定了种不同农药,实验表明所有捕集/溶剂对中都存在少量干扰测定的基 体组分,检测限依赖于捕集/溶剂对的选择,其中捕集和山东大学硕士学位论文 ???????鼍曼皇 詈詈詈鼍皇???????????????????????一 丙酮淋洗得出的农药回收率最高。‘采用方法萃取水果和蔬 菜中多菌灵、,一二氯苯氧乙酸等农药,无需提纯步骤,直接?检测。 ..微波辅助萃取方法 微波辅助萃取 ,是利用微波能强化溶剂 萃取效率,使固体或半固体试样如土壤、食品、饲料中的待测组分与基体有效 分离,并能保持待测组分的原本化合物状态的一种新的少溶剂样品前处理方法引。 在微波萃取中由于极性分子可迅速吸收微波能量来加热一些具有极性的溶剂,如 乙醇、甲醇、丙酮和水等,而非极性溶剂不能吸收微波能量,所以在微波萃取中 ’ 不能使用%的非极性溶剂作为萃取溶剂。一般可在非极性溶剂中加入一定比例 的极性溶剂来使用,如丙酮一环己烷体积:。微波萃取是将样品放在密封 好、耐高压的萃取罐中。当加热时,由于萃取溶剂的挥发使罐内压力增加,使得 萃取溶剂的沸点也大大增加,提高了萃取温度。影响微波萃取效果的主要因素有 萃取温度、萃取溶剂、样品杯材料吸附及记忆效应等引。 食品中农药残留分析,样品前处理中微波辅助萃取的方法瑚应用较多。 ..凝胶渗透色谱净化法 凝胶渗透色谱 ,基于体积排阻的分离 机理,不仅可用来分离和测定小分子物质,而且还可以分析具有相同化学性征, 但分子体积不同的高分子同系物。其作用类似一组分子筛,将样品溶液加到柱子 上后,用溶剂淋洗,分子量大于农药的类脂肪、色素、蜡质等先被淋洗出来,然 后农药按分子量大小相继被淋洗出来。常用的淋洗剂有环己烷/二氯甲烷、甲苯/乙 酸乙酯、二氯甲:皖/丙酮等。凝胶渗透色谱技术在欧美国家应用非常普遍。 最佳参数主要受溶剂/载体的制约,同时也受温度以及溶质的化学性质等 的影响。 是多种农药残留分析中一种常用有效的提纯方法,由于其具有自动化程度 高、较好的净化效率以及较好的回收率被广泛用于纯化含类脂的复杂基体组分。 等睛订用和反相联用技术同时检测了苹果中的各种苯甲酰脲杀虫剂。 山东大学硕士学位论文 ‘钯利用提取、净化、?平?澳定水果和蔬菜中的多达 种农药残留,包括种有机氯农药、种有机氮农药、种有机磷农药和种拟除 虫菊醋类农药残留量。该方法大部分样品的加标回收率都可达到%。 ..基质固相分散萃取 ? 基质固相分散萃取 ,是年美国 州立大学的教授首次提出并给予理论解释的一种崭新的萃取技 术。其基本操作是将将样品吸附在比表面达/的、键合相反相填料上, 研磨、混匀得到半干状态的混合物并将其作为填料装柱,然后用不同极性的溶剂淋 洗柱子,将各种待测物洗脱下来。浓缩了传统的样品前处理中所需的样品均 化、组织细胞裂解、提取、净化等过程,是简单高效的提取净化方法瞄,适用于各 种分子结构和极性农药残留的提取净化,在蔬菜、水果的残留农药检测中得到了广 泛应用。 所需样品量及溶剂量极少,特别适合于单个和某一类化合物的分离。 嗍综述了应用于食品中药物、农药、污染物以及其他物质分析。 臼副将此技术用于蔬菜和水果中种氨基甲酸醋类农药的液相色谱分析。 哺将此技术和液相色谱分析结合测定蔬菜和水果中杀菌剂。 用为分散剂,二氯甲烷为淋洗液提取净化柑橘类样品中的农药残 留。旧比较了用和传统的液固分配净化方法对萃取水果蔬菜中种杀 菌剂及杀虫剂残留的效果。 ..加速溶剂萃取加速溶剂萃取 ,是一种在提高温度和 压力的条件下,用有机溶剂萃取固体或半固体样品的自动化方法‘训。其突出的优 点是有机溶剂用量少、方法快速、待测组分回收率高。呻利用萃取婴 儿食品和成人食品中农药残留,再分别用?,酶联免疫反应两种方法测定待测 组分。 因此食品中农残留分析发展方向之一是向待测样品制备和前处理的微量化、山东大学硕士学位论文 自动化、无毒化、快速化和低成本方向发展。 .食品中农药残留分析方法研究进展 食品中农药的残留量在咱。/或更低的水平,这就要求检测方法具有 相当高的灵敏度和选择性。由于往往不清楚食品受农药和环境污染来源,加之农 药大多有同系物、异构体、降解物和代谢物等,不同类农药的物理化学性质大不 一样,待测组分越来越复杂,这就大大增加了农药残留分析的难度。尤其是近几 年来,高效农药品种不断出现,在农产品和环境中的残留量很低,国际上对农药最 高残留限量要求也越来越严格,,给农药残留检测技术提出更高的要求。因此,近年 ~ 来农药残留分析的发展方向之一是由单一农药品种分析向多农药残留组分同时检 测发展。同时,发展高灵敏度和高精密度分析仪器及其在联用技术是关键所 在。 ..气相色谱法和气相色谱质谱连用法,/ 气相色谱法是近代重要的仪器分析方法之一。因高选择性,高效能,高灵敏 度,速度快,应用广,仪器造价低廉,能同时分离分析多组份混合物等特点,在 分析化学中占有重要的地位。由于具有不同分离能力的固定液色谱柱的发展,多 种农药可以一次进样,得到完全的分离、定性和定量。近年来随着各种高性能检 测器的出现,低至级农药残留很容易被测定出来,杂质干扰问题也大大减少或 消除。。农药残留中最常用的检测器为电子捕获检测器、氮磷检测器、 火焰光度检测器、质谱检测器等。、、在中是最广泛 使用的选择性检测器,这方面已有很多报道和综述印引。质谱检测器与传统检测 器相比,在定性和定量方面都有很大的优点,并且可以得到被测物的分子结构信 时,对很低 息,从而对被测物进行确证?。质谱检测器在使用全扫描 浓度的样品要求预富集,选择离子监测可以使灵敏度大幅度提高,但降低被 测物的定性信息,串联质谱的出现在不降低定性信息的前提下使得选择性和灵敏 度都有很大的提高,如.等旧利用?测定水样中的农药残留,灵 敏度要比选择离子监测提高.倍旧。?可以同时使用不同的离子 源进行监测,..等旧使用??测定防污剂中的灭杀剂,在分山东大学硕士学立论文 析过程中不断改变离子源从,使其绝对检出限低于级:.. 等?引一次进样测定食品中的种农残,设定质谱仪程序在两种离了源之间 切换,以最佳离予源状态检测每种农药,取得很好的结果。 二维气相色谱是由和在年最先使用的瞬,它是由两根不同 性能的色谱柱通过一个调制装置串联,第一根柱子的流出物聚焦后再进入第二根 色谱柱,使用计算机程序得到一张二维气相色谱图。由于其突出的分离性能而受 到广泛关注,它与质谱的联用技术更大为开阔二维气相色谱的应用前景。在对农 药残留的痕量分析时使用二维气相色谱飞行时间质谱×??方法, 曲线的线性、峰面积的再现性及在二维色谱上的保留时间都取得很好的结果,并 用于婴儿食品中的农药残留检测,其检测限可达./??。 ..液相色谱法和液相色谱质谱连用法,/ 农药残留分析大都采用气相色谱配以选择性检测器检测,但随着现代农药的 发展,气相色谱已经不能满足极性更强、挥发性更低以及热不稳定的农药检测的 要求,因此液相色谱就成为农药残留检测领域中的又一主要技术。它可以分 离检测 极性强、分子量大的离子型农药,尤其适用于对不易气化或受热易分解农药的检 测。近年来,采用高效色谱柱、高压泵和高灵敏度的检测器、柱前或柱后衍生化 技术以及计算机联用等,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缺少的重要方法。液相色谱常用的检测 器为紫外检测器、二级管阵列检测器、荧光检测器,同样质谱检测 ? 器的应用为液相色谱开辟了新的天地。 液相色谱一质谱联用中电离方式主要有热喷雾电离、粒子束电离和 大气压电离。其中主要包括电喷电离和大气压化学电离两种 电离方式,而且二者在灵敏度和结构信息方面也很相似。由于它们的灵敏度高、离 子化稳定,在农药残留检测中也是应用最广泛的质谱检测器旧。使用质谱检测器 的另一突出特点是样品被萃取后不经净化直接进进行检测旧’船,都取得很 好的回收率和检出限。液质联用仪中除单四极杆质谱外还有//三虫四极串 联质谱、//“离子肼串联质谱和//飞行时间质谱,在灵敏度、 山东大学硕士学位论文 定量的准确性和定性的结构信息上都有了很大的进步。.等利用流动注 射??测定桔类水果中的氮甲基氨基甲酸酯类农药,...等? 利用串联质谱测定蔬菜水果中的有机磷农药。 ..薄层色谱法 薄层色谱法实质上是以固体吸附剂如硅胶、氧化铝等为担体,水为固定相 溶剂,流动相一般为有机溶剂所组合的分配型层析分离分析方法,主要优点是不需 要特殊设备和试剂,方法简单、快速、直观、灵活,高效薄层色谱的出现 及与其它检测器的联用使得的应用前景大为提高。二维薄层色谱大大提高多 组分物质的分离效果,.和.利用二维薄层色谱分离种 三嗪类和尿素类除草剂农药并使用检测器检测口。 ..超临界流体色谱 超临界流体色谱既可以分析热不稳定的农药,同时还具有的分析优点,并 且和的检测器它都可以使用,另外硫化学发光检测器在上应用 不论是重复性还是稳定性都取得很好的结果,其检出限达至级口。由于超临界 流体色谱需要一定的特殊设备,使目前广泛应用受到限制,由于它具有许多独特的 优点,已在多种农药残留的分离提取利检测中得到应用,是农药残留分析最具有吸 引力的技术之一。 ..毛细管电泳 毛细管电泳成为农药残留分析的实用性分析技术主要优点是设备简单、分析 速度快、经济、溶剂用量少。所需样品量极少,一般只需几纳克,灵敏度主要 通过更灵敏的检测器或样品预浓缩技术来解决。紫外检测器能检测到几个,但 因样品用量只有几个的体积,故所用浓度被限制在。级,因此在使用检测 器测定农残时样品一般要经过浓缩才能达到要求。. 等口测定储存 作物的种防腐剂,样品经萃取浓缩后再迸,使用检测器,其最低检出限都 低于最大残留限量。与联用技术解决灵敏度问题,也使前处理省去浓缩山东大学硕士学位论文 过程,使分析速度大为提高。 ..生物监测技术 生物监测技术常用方法为生物传感器和免疫分析技术, 这两种技术多用于分析氨基甲酸酯类农药氐 。,其主要优点是选择专一性和分析 成本低。正是由于选择专一性,使得一次只能分析一种农药,这就与现代农药的 多残留分析有所偏差,而且被测农药的种类也受到限制,但对于那些特定检测的 农药其灵敏度还是相当高的。 生物传感器是由一种生物敏感膜和电化学转换器两部分紧密配合,对特定种 类的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。它由识别元件、 信号转移和信号传递电路组成,其特点是集生物化学、生物、电化学、材料 科学和微型制造技术于一体,是一个典型的多学科交叉产物。按其生物功能,可 分为酶传感器 ,包括电位型和电流型、免疫传感器 、微生物传感器 。具有微型化、响应速 度快、样品用量少并可以插入生物组织或细胞内的特点,可实现超微量在线快速 跟踪分析,在农药残留分析上得到了广泛的应用口引。 免疫分析法是基于抗原抗体的特异性识别和结合反应为基础的分析方法凹。 分子量大的农药可以直接作为抗原进入脊椎动物的体内产生免疫应答,从而得到 可以和该农药分子特异性结合的抗体;分子量小的农药分子量一般不具 备免疫抗性,不能刺激动物产生免疫反应。将农药小分子以半抗原的形式通过一 定碳链长度的分子量大的载体蛋白质通常使用牛血清白蛋白、人血清白蛋白、兔 血清白蛋白、钥孔血蓝蛋白、卵清蛋白用共价键偶联制成人工抗原,使动物产生 免疫反应,产生识别该农药并与之特异性相结合的抗体。通过对半抗原或抗体进 行标记,利用标记物的生物、物理、化学放大作用,对样品中特定的农药残留 物 进行定性、定量检测。免疫分析法被列为年代优先研究、开发和利用的农药残 留分析技术,美国化学会将免疫分析与气相色谱、液相色谱共同列为农药残留分 析的支柱技术口?。免疫分析法具有快速、简单、灵敏和选择性高等优点,目前已 广泛应用于粮食、水果、蔬菜、肉、奶、水和土壤中农药残留的检测。根据采用山东大学硕士学位论文 的检测予段不同,可分为放射免疫法、荧光免疫法、酶免疫法、流动注射免疫分 析法等,其中以酶免疫法应用最为广泛‘引。 出口花生中的农药残留检测的研究概况 .总体情况 目前,我国出口花生农药检测项目主要是丁酰肼,六六六,乙革胺。 .. 丁酰肼 丁酰肼又名比久,,,分子式:,分子量:, 是琥珀酰肼类广谱性的植物生长调节剂,化学名称为,一二甲基琥珀酰肼酸,可 作生长延缓剂、坐果剂、生根剂、保鲜剂等。美国有利来路公司年首先开发, 作为植物生长调节剂在国内外广泛使用,在植物生长调节剂家族中,是一种 用途 广泛,效果明显的植物生长调节剂。它对双子叶植物敏感,具有良好的内吸.传导 性能,能控制植物新梢徒长,调节营养分配,使作物健壮,减少病害,促进化芽 分化,使作物高产早熟优质。用于土豆.油菜等作物,能显著提高产量,用于果树. 草莓等,能明显改善果实品质,用于菊花等种花卉,可使植株矮化,花盘增大, 明显延长花期,使花色艳丽,利于观赏,用于苹果能使果实红艳及改善贮藏性能及 果树生长调控等,也用于抑制花生地上部分的徒长,在多雨季节或接近收获期喷 施增产效果明显。毒性对人畜低毒。大鼠急性口服为/,兔急性经 皮/。对鸟类、鱼类低毒。剂型%、%可溶性粉剂。世纪 年代,美国内布拉斯加大学医学中心的研究员贝拉?托斯经试验表明,丁酰肼的 水解产物非对称二甲基联氨具有致癌作用。年对鼠类进行致癌试验再次表明, 大剂量的二甲基联氨确能致癌。年月《国际农药市场信息》报道了有利来 路公司已在世界市场回收可能致癌的丁酰肼,美国专家已发现对大鼠可致肺癌或 肝癌,美国环保局考虑禁用,已宣布取消食用植物上应用的注册。日本、欧盟是 世界上主要花生进口市场,年日本、韩国、比利时等主要进口国采取了管制 行动,规定了对丁酰肼的残留限量的要求,其中日本规定花生、蔬菜、水果、 粮山东大学硕士学位论文 谷限量为. /;年日本食品卫牛法,对进口花生中丁酰肼的残留量由 过去的. /修改为“不得检出”。韩国规定花牛中丁酰胼残留限量为./ 比利时规定花生果、花生仁限量分别为/,/。欧盟是世界上最大的花 生进口市场,对进口花生要求严格。中东地区也是丰要花生进口市场,近几年 对 进口花生的要求在增加,黎巴嫩也要求检测丁酰肼。 .. 六六六 六六六::氯化苯的商品名。 英文简称。分子式。因分子中含碳、氢、氯原予各个,故名。六六 ’ 六是白色晶体,有种同分异构体,分别称为、、、、 、、和毛。 异构体为单斜棱晶;熔点~?,沸点?;易溶于氯仿、苯等;随水 蒸气挥发;具有持久的辛辣气味;蒸气压.毫米汞柱。;沸腾时分解为, ,一三氯苯。异构体为晶体;熔点? ,密度.克/厘米 ?,熔融后升华;微溶于氯仿和苯;不随水蒸气挥发;蒸气压.毫米汞柱 ?;与氢氧化钾醇溶液作用生成,,一三氯苯。异构体为针状晶体;熔点 ?,沸点.,溶于丙酮、苯和乙醚,易溶于氯仿和乙醇;具有霉烂 气味和挥发性。其中一、一、一、一六六六又被称为甲体、乙体、丙体和丁 体六六六。一六六六又称为林丹。 六氯化苯对昆虫有触杀、熏杀和胃毒作用,其中异构体杀虫效力最高,但 结构最稳定最不易分解,异构体次之,异构体又次之,异构体效率极低。 六氯化苯对酸稳定,在碱性溶液中或锌、铁、锡等存在下易分解,长期受潮或日 晒会失效。 六氯化苯在工业上是由苯与氯气在紫外线照射下合成。过去主要用于防治蝗 虫、稻螟虫、小麦吸浆虫和蚊、蝇、臭虫等。由于对人、畜都有一定毒性,世 纪年代末停止生产或禁止使用。目前,全世界都禁止使用,因其半衰期很长,其检 出限量为总量小于./。 对环境的影响.: 一、健康危害 山东大学硕士学位论文 人体中毒时,对神经系统丰要表现为头痛、头晕、多:、无力、震颤、上下肢 呈癫痫状抽搐、站立不稳、运动失调、意识迟钝、甚至昏迷、并可因呼吸中枢抑 制而民生呼吸衰竭。对消化系统会产牛流涎、恶心、呕吐、上腹不适疼痛及腹泻 等症状。呼吸及循环系统可以造成咽、喉、鼻粘膜因吸入农药而充血,喉部有异 物感,吐出泡沫痰、带血丝、呼吸闲难、肺部有水肿,脸色苍白,血压下降,体 温上升,心律不齐,心动过速甚至心室颤动。对皮肤、眼部刺激症状,有皮肤潮 红、产生丘疹、水疱、皮炎、甚至糜烂有渗出、发生过敏性皮炎;眼部有流泪, 眼脸痉挛和剧烈疼痛。六六六的一般毒性作用为神经及实质脏器毒物,大剂量可 造成中枢神经及某些实质脏器,特别是肝脏与肾脏的严重损害。六六六可通过胃 肠道、呼吸道和皮肤吸收而进入机体。 二、毒理学资料及环境行为 六六六急性毒性较小,各异构体毒性比较,以一六六六最大。六六六进入机 体后主要蓄积于中枢神经和脂肪组织中,刺激大脑运动及小脑,还能通过皮层影 响植物神经系统及周围神经,在脏器中影响细胞氧化磷酸化作用,使脏器营养失 调,发生变性坏死。能诱导肝细胞微粒体氧化酶,影响内分泌活动,抑制酶。 急性毒性:/,次,儿童经口,发现的最低致死剂量;/, 次,兔经皮;/,次,兔经口;/,次,大鼠经口:/, 。 次,大鼠经皮。 慢性毒性:六六六慢性中毒表现为神经衰弱症,头晕、头痛、头重,食欲不 振,恶心、恶梦、失眠,肢体酸痛;多发性神经炎症状,四肢感觉障碍,松弛性 麻痹,吞咽困难,视力调节麻痹;对肝、肾功能损害,心脏营养障碍,贫血、白 细胞增多,淋巴细胞减少等血液病变;皮肤出现接触性皮炎,红斑、丘疹并有刺 激、疼痛,出现水泡。 致癌:/,周,小鼠经,致癌。六六六异构体的慢性毒性与在啮 齿动物中观察到的致癌作用有关,影响最强烈的是一六六六,研究证明一六六 六具有很高的致癌性。一六六六对小鼠是一种较弱的致肿瘤剂,而对大鼠迄今尚 未证实。 致突变:对一六六六致突变性研究报告证明,无明显的致突变性。山东大学硕士学位论文 水牛牛物毒性:./,小时,自鲢:./,小时,金鱼; ./,小时,鲤鱼 鸟的毒性:/,次,鸟经口,发现的最低致死剂量;/, 次,白喉鹑经口 代谢和降解:六六六在植物、昆虫、微生物及动物体内可代谢生成多种产物, 这些都作为硫和葡萄糖醛酸的共轭物而被排泄。 在所有情况下,六六六代谢的最初产物都是五氯环乙烯,它以几种异体的形 式被分离出来。在温血动物体内生成的酚类以酸式硫酸盐或葡萄糖苷酸的形 式随 尿及粪便排出体外。在微生物影响下也能生成酚类,但它们在土壤中还要进一步 分解而使分子整个被破坏。在动物大鼠体内,可生成二氯、三氯和四氯苯酚等 各种异构体。 在昆虫体内,六六六及五氯环己烯首先与氨基酸的硫氢基发生反应,生成环 己烷系、环己烯系和芳香系的衍生物,苯硫酚和它们的衍生物是这些反应的最终 产物。 农药在环境中的分解,是通过生物学和化学两种途径进行的,农药的生物学 分解是农药消失的重要原因。环境中的六六六在微生物的作用下会发生降解,一 般认为六六六生物降解在厌氧条件下比有氧条件下进行更快。不少微生物可分解 六六六,如梭状芽胞杆菌,假单孢菌等。有机氯农药的化学性分解是在各种理化 因素作用下进行的,这些理化因素包括阳光、碱性环境、空气、湿度等、其中阳 光对有机氯农药的分解有重要作用。一般情况下有机氯农药中的六六六在土壤中 消失时间需年半。 残留和蓄积:环境中的六六六可以通过食物链而发生生物富集作用。从日本 对水稻的农药含量调查发生,水稻与一般水生植物有着共同性质,都具有富集作 用。在稻草中六六六的残留量较高,约有其种植土壤含量的倍,豆类对一 六六六的吸收率特别高,其含量为土壤残留量的数十倍之多。六六六在环境和生 态系中的污染已远及南极的企鹅、北极格陵兰的冰块和米以上高山顶的积雪。 ‘ 调查表明,六六六主要蓄积在人体脂肪内,存留最久的是一六六六,它的 蓄积作用最强。例如:在口服后可持续排泄个月,而一六六六在至周内即山东大学硕士学位论文 可排尽。 迁移转化:六六六和其它有机氯农药一样,进入环境以后,在各种物理、化 学和生物学因素的作用下,最终逐渐导致消失。而农药在环境中的最终消失是通 过扩散、分解和生物富集途径进行的。 六六六在环境中的扩散,有溶解、悬浮、挥发、沉降和渗透等几种形式。研 究表明,在时;一六六六在水中的溶解度为 /,一六六六为 /,一六六六为 /,一六六六为 /。进入水环境中的 农药,可被水中的悬浮物包括泥土、有机颗粒及浮游生物等吸附;进入水体和 土壤表面的农药也可通过挥发而进入到地面表层的大气中,而空气中的颗粒物或 呈气态的农药又可随气流中的尘埃飘流携带到一定距离,沉降于底质环境中;土 壤中的农药也可通过渗透的形式从土壤上层渗透到土壤下层,进而污染地下水。 ..乙革胺 乙草胺,英文通用名称,化学名称一甲基乙基乙氧基甲基 一一氯化乙酰替苯胺。分子式,分子量.。性质:乳白色晶体, 不易挥发,不易光解。用途:该品是选择性旱田芽前除草剂,在土壤中持效期在 周以上,一次施药可控制作物整个生育期无杂草危害。可用于花生、玉米、大豆、 棉花、油菜、芝麻、马铃薯、甘蔗、向日葵、果园及豆科、十字花科、茄科、菊 科和伞形花科等多种蔬菜田防除一年生禾本科杂草。对多年生杂草无效。内吸性 酰胺类除草剂,是选择性芽前除草剂。可被植物幼芽吸收,单子叶植物通过芽鞘 吸收,双子叶植物下胚轴吸收传导,必须在杂草出土前施药,有效成分在植物体 内干扰核酸代谢及蛋白质合成,使幼芽、幼根停止生长,如果田间水分适宜幼 芽 未出土即被杀死,如果土壤水分少,杂草出土后,随土壤湿度增大杂草吸收药剂 后而起作用,禾本科杂草至叶卷曲萎缩,其它叶皱缩,整株枯死。对马唐等禾本 科杂草活性高,反枝苋敏感,对藜、马齿苋、龙葵等双子叶杂草有一定防效并抑 制生长,活性比禾本科杂草低,对大豆菟丝子有良好防效,大豆等耐药性作物吸 收乙草胺在体迅速代谢为无活性物质,正常使用对作物安全。 结构式:山东大学硕士学位论文 乙草胺适用于玉米、棉花、花生和大豆田的芽前除草剂,可防除一年生禾本 科和部分阔叶杂草。也可用于防除一年生禾本科和部分阔叶杂草。欧洲、美国、 以色列等国家和地区早已大面积推广。我国于世纪九十年代后期开始引进和使 用乙草胺及其产品嘲】。乙草胺理化性质:原药为乳白色晶体,熔点..?, 沸点?.,蒸气压.?,比重.?,水中溶解度 /?,能溶于乙醇、乙醚、丙酮、氯仿等有机溶剂,分解温度?, 在强酸强碱条件下分解。在正常储存条件下比较稳定。 乙草胺属低毒杀菌剂。毒性:大鼠急性经口/,急性经皮 翮/,急性吸入小时。。/,乙草胺制剂的毒性稍大于乙草胺的 毒性。 .丁酰肼 六六六 乙草胺在环境中的代谢降解途径 国内外根据多年的实验发现:丁酰肼在环境中的降解,首先是水解成非对称 二甲基联氨,分子式:,分子量:.,密度:.?,熔点: ?,沸点:.,粘度:.蒸气压:?,折射率:.., 毒性/:大鼠经臼。性状:发烟性液体,有氨臭。溶解情况:易溶 于水、醇、乙醚、苯、甲苯、二甲基甲酰胺、正己烷及三乙胺。用途:有极强的 还原性,与任何氧化剂接触时均能引起燃烧和爆炸。用于制取植物生长调节剂, 也可用作高能材料。制备或来源:由氨水、氯化铵和二甲胺经反应合成制得。备 注:凝固点.,闪点?,自然点?,蒸气压千帕?。其蒸气。 与空气形成易燃易爆的混合物,爆炸温度范围一?。 六六六在植物、昆虫、微生物及动物体内可代谢生成多种产物,这些都作为 山东大学硕士掌位论文 硫和葡萄糖醛酸的共轭物而被排泄。在所有情况下,六六六代谢的最初产物都是 五氯环乙烯,它以几种异体的形式被分离出来。在温血动物体内牛成的酚类以酸 式硫酸盐或葡萄糖苷酸的形式随尿及粪便排出体外。在微牛物影响下也能生成酚 类,但它们在土壤中还要进一步分解而使分予整个被破坏。在动物大鼠体内, 可生成二氯、三氯和四氯苯酚等各种异构体。在昆虫体内,六六六及五氯环己烯 首先与氨基酸的硫氢基发生反应,生成环己烷系、环己烯系和芳香系的衍生物, 苯硫酚和它们的衍生物是这些反应的最终产物。 乙草胺在水溶液中的浓度越高,光解半衰期越长,溶液的越高,乙草胺越容 易光解.溶液中的溶解氧对乙草胺的光解影响不大,乙草胺在空气饱和的溶液中光 ’ 解速度略快.在不同类型的水中,乙草胺的光解速率也不一样,乙草胺的浓度为 /时,在去离子水,河水和稻田水中的光解半衰期分别为 .,.,..乙革胺的主要光解产物是羟化乙草胺,脱氯是乙革胺光解 速率的决定步骤. . 丁酰肼六六六乙草胺及其代谢物残留分析进展 .. 国内研究进展 丁酰肼自从上世纪七十年代后期引入我国后,从年国内开始研究丁酰肼, 丁酰肼制剂及其代谢产物的残留检测方法及残留动态:孔祥虹等研究了在浓缩苹 果汁中的残留检测方法和残留动态哺堋】,林黎明等研究了在花生中的残留检测方 法】,郭筠等研究了在花生和土壤中的残留分析方法嘞】,韩丽君等研究了在水 稻中的残留检测方法和残留动态嘲,卢植新等研究了芒果贮藏后的消解动态九。 同时龚道新等研究了丁酰肼及其代谢物对水生动物的毒性研究毗“训。 从所搜集到文献来看,国内对丁酰肼及其代谢产物的分析为气相色谱法 和分光光度法。气相色谱法采用高温碱性水解方法将丁酰肼水解为二甲基联 氨,然后衍生化后采用高灵敏的电子俘获检测器检测或氮磷检测器 检测,再将二甲基联氨的量折算为丁酰肼的含量哺叫眠“】。分光光度法采用碱 性介质中水解成非对称二甲基联氨,蒸馏分离之后,与一种显色即进行生色反应.山东大学硕士学位论文 然后,用分光光度计测定。还未见有其他检测方法的报道。 目前欧盟 //和我国?“卅对丁酰肼的限量 规定为:丁酰肼及其含有二甲基联氨部分的代谢产物之和,以丁酰肼表示。如果 仅从检测限量的角度看气相色谱法完全可以满足标准要求,分光光度检测方法检 测有一定误差。但是由于丁酰肼及其代谢物的毒性不同旧? 鲫,在不同作物中的 代谢也有所不同,因此严格地从科学地分析残留量和对作物、环境生态影响的角 度看,更应该对丁酰肼及其代谢产物分别检测,以得到准确、真实的残留信息。 这是用以上所述的衍生化气相色谱法所无法达到的。 六六六的检测从上世纪六十年代就开始进行,随着六六六的全面禁用,针对六 六六的检测主要是因为六六六的消解代谢分解时间很长,在环境中残留物污染,针 对花生中六六六的检测也有文献报道,花生是粮谷类中公认的难做的样品。一般 生花生成分如下干基:水分.%一.%,油分.%一.%:磷脂.%一.%, 碳水化合物.%一.%:蛋白质.%一.%:灰分.%一.%,粗纤维 .%一.%。油脂和蛋白质等含量远远高于其它粮谷。这些高沸点的物质沉积 在进样口和色谱柱中,占据活性位点,而导致色谱分离能力降低,同时产生基质 增强效应。因此有效的去除油脂等的干扰,保证农药的回收率,具有一定的难度。 六六六的检侧主要是气相色谱法和气质联用法/。 乙草胺的检测是从上世纪六十年代开始进行的, 任红波等研究了大豆叶片 乙草胺残留量的检测方法, 陈树兵和俞美香等研究了简化二维气相色谱法分析 蔬菜中乙草胺残留的检测方法,李在田等研究了气相色谱法测定土壤中乙草胺的 检测方法,冯慧敏等研究了内标法测定土壤中乙草胺残留的气相色谱法检测方法, 高文惠和王凤池等研究了气相色谱一质谱法测定草莓中乙草胺残留分析方法。乙 草胺的检侧主要是气相色谱法和气质联用法/。 ..国外研究进展 国外目前用于丁酰肼及其代谢产物的分析有气相色谱法、气质联用法 /。 早期国外对丁酰肼及其代谢物的分析主要为,但方法较繁杂四叫嬲,山东大掌硕士学位论文 年 ., .,? , .等 人报道删采用简化的衍生化一?方法检测蔬菜、水果、小麦中的丁酰肼及其 代谢物残留量。采用高温碱性水解方法将丁酰肼水解为二甲基联氨,然后衍生化 后经有机相萃取后采用高灵敏的电予俘获检测器检测或氮磷检测器 检测,再将二甲基联氨的量折算为丁酰肼的含量.定量范围../,回 收率~%。由于此方法相对简单易行,灵敏度高,此后很多人采用此方法检 测,国内的工作基本是在此方法上的改进。 此后报道的、/方法大都采用衍生化方式挖。年等?】 报道采用/濒定植物中的丁酰肼未提及代谢物。用乙腈提取,蒸去乙腈后 用正己烷萃取,浓缩后定容,不经衍生化直接用/四极杆检测。方法回收 率在 %范围之内,检测限低于./。 总之,现有的残留检测方法仍存在着~定的问题,尤其针对花生这种基质非 常复杂的样品仍需发展简便、灵敏、高准确度的检测方法。 国外目前用于六六六及其代谢产物的分析有气相色谱法、气质联用法 /、液相色谱法、液质联用法/、毛细管电泳法等扩 、/法 国外目前由于对六六六的检侧是将试样经提取,净化后用气相色谱法测定,与 标准比较定量.电子捕获检测器对于负电性极强的六六六具有极强的灵敏度, 利用这一特点,可分析测量出痕量的六六六.不同的异构体和代谢产物可同时分别 测定.质谱检测器在使用全扫描 时,对很低浓度的六六六要求预富集, 选择离子监测可以使灵敏度大幅度提高,但降低六六六的定性信息,串联质 谱的出现在不降低定性信息的前提下使得选择性和灵敏度都有很大的提高,如 .等旧利用??测定水样中的六六六残留,灵敏度要比选择离子 监测提高.倍. 、/法 国外对六六六及其代谢物的研究目前也有采用、/、//。单纯 从检测限上看,液相色谱没有气相色谱好,国外用、/、//来检测六 六六主要是为了适应兽药残留的同时检测.采用直接分离通过单四极杆质谱 定山东大学硕士学位论文 性定量、飞行时间质谱精确定量或串联离子肼质谱对结构进行定性定量,不 仅将 六六六及其代谢产物可以分别检测,而且极大地降低了检测时间。 等??报道采用分析了水产品中六六六的残留量; 报道‘采用方法检测动物产品的六六六残留量,对比了 和?方法检测六六六,定量限分别为./矛./,回收率为~ %: 等惜报道采用吸附剂,采用基质分散固相萃取法提取六六六等 种杀菌剂,采用?负离子模式检测。并比较和?的检测结果,定 量限分别为./?和./; 等报道采用液相色谱飞行时间质谱精确质量 定量,液相色谱离予肼串联质谱对碎片结构进行定性,检测了六六六代谢物。 等懈采用固相微萃取,液相色