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样本净化

从待测样本提取液中将农药与杂质分离并去除杂质的步骤。使用溶剂从样本中提取农药时,样本中的脂肪、蜡质、色素、有机酸和糖等会同农药一起被提取出来,严重干扰残留量的测定。净化的要求和方法,与检测方法有关。如采用专一性强的火焰光度检测器测定有机磷或有机硫农药时,不需复杂的净化步骤。

从待测样本提取液中将农药与杂质分离并去除杂质的步骤。使用溶剂从样本中提取农药时,样本中的脂肪、蜡质、色素、有机酸和糖等会同农药一起被提取出来,严重干扰残留量的测定。净化的要求和方法,与检测方法有关。如采用专一性强的火焰光度检测器测定有机磷或有机硫农药时,不需复杂的净化步骤。而使用抗干扰能力差的电子捕获检测器测定有机氯或菊酯类农药和使用氮磷检测器时,对净化要求必须严格,否则杂质会影响测定结果,还可能污染检测器。

常用的净化方法有液—液分配法、柱层析法、吹扫蒸馏法、磺化法、凝结剂沉淀法和薄层色谱法等。

液—液分配法

利用样本中农药和干扰物质在互不相溶的两种溶剂中分配系数的差异进行分离的净化方法,是样本提取后的第一个净化步骤。通常使用一种能和水相溶的极性溶剂和一种不与水相溶的非极性溶剂配对来进行分配,这两种溶剂称为溶剂对,经过反复多次分配,使农药残留与杂质分离。有的样本经此步即可直接测定。溶剂对的选配应根据样本提取时所用溶剂的性质而定。①含水量高的样本用丙酮、甲醇等极性溶剂提取,可先减压蒸去部分溶剂,加入食盐或硫酸钠水溶液,再用石油醚、苯、二氯甲烷等非极性溶剂多次分配萃取农药,使极性的干扰物留在水相中而达到分离目的。非极性溶剂可根据农药的性质来选择。②含油量高的样本,如使用石油醚提取后,用极性溶剂乙腈(有毒、有异味,中国较少采用)或二甲基甲酰胺多次分配萃取,农药的极性通常比油脂类强,因而转入极性溶剂中,弃去含有油脂类杂质的石油醚层,再在极性溶剂中加入食盐或硫酸钠水溶液,以减弱它们对农药的亲和力,再用苯、二氯甲烷或石油醚萃取时,农药又回到非极性溶剂中,达到初步净化的目的。③含油脂高的样本亦可用乙腈或二甲基甲酰胺直接提取后,用石油醚萃取2~3次,除去大部分脂肪,加食盐或硫酸钠水溶液于乙腈中,再用石油醚或二氯甲烷将农药萃取出来。

柱层析法

利用色谱原理在开放式柱中将农药与杂质分离的净化方法。样品净化中使用的有吸附柱法和凝胶柱法。

吸附柱法

以吸附剂作色谱柱填料的柱层析法。通常使用直径0.5~2厘米、长15~30厘米的玻璃管作色谱柱,柱内装有吸附剂作为固定相,以溶剂作为流动相。将含有农药及各种杂质的样本提取液浓缩至一定体积后,加进柱中使其被吸附剂吸附,再向柱中加入适当极性的淋洗溶剂。样本组分随淋洗剂移动,其移动性取决于被吸附的强度,吸附较弱的农药移动快,而与脂肪、蜡质和色素等物质分离。常用的吸附剂有氧化铝、弗罗里硅土、硅胶和活性炭等。

氧化铝

氧化铝价格较便宜,是常用的吸附剂之一,它有酸性、中性和碱性之分,可根据农药的性质选用。有机氯、有机磷农药在碱性中易分解,用中性或酸性氧化铝净化。均三氮苯类除草剂则使用碱性的。没有标明活性度的氧化铝要进行活化(脱水)处理,氧化铝活性度和含水量的关系密切,经活化的氧化铝吸附性太强,不利于农药组分的淋洗分离,必须加水脱活(见)。

弗罗里硅土

由硫酸镁和硅酸钠作用生成的沉淀物,经过滤干燥而得的硅酸镁,是多孔性固体。有极大的表面积,为世界上用得最多的柱吸附剂,也称硅镁吸附剂。商品弗罗里硅土也应进行活化处理后,再加水脱活。淋洗时如逐渐增大溶剂的极性,淋洗下来的农药极性也依次增大。可根据待测农药的极性大小选用淋洗溶剂,以达到与杂质分离的目的。

硅胶

硅酸钠溶液中加入盐酸而得的溶胶沉淀,经部分脱水而得无定形的多孔固体硅胶。通常也需进行活化处理除去残余水分,使用前再加入一定量水分以调节其吸附性能。

活性炭

对色素吸附力强,但对脂肪和蜡质吸附力差,常与中性氧化铝、弗罗里硅土或硅藻土混合装柱,可使色素、脂肪和蜡质等都被吸附;由于它对农药的吸附力也强,使用时必须注意。

凝胶柱法

以不同孔径的多孔凝胶为柱填充剂的柱层析法。它是利用多孔凝胶对不同大小分子的排阻效应进行分离,故也称凝胶排阻色谱法。当样品提取液随流动相流经凝胶柱时,分子量较大的干扰物质如油脂、蛋白质、叶绿素等,被排阻在凝胶颗粒之外,随流动相直接排出色谱柱。绝大多数农药分子比较小,扩散进入凝胶孔内,较晚流出色谱柱,可使农药与杂质分离。

吹扫蒸馏法

在高温下通入氮气,利用农药易于气化的特性,使农药与油脂等杂质分离的净化方法。含油脂量较高的农畜产品,采用常规的液—液分配、柱色谱等方法,不能将油脂除去,且步骤复杂,可采用此法。经过预处理的样本提取液由进样口注入分馏管的内管中;残留农药在一定温度下气化,随载气(氮气)经装有硅烷化玻璃珠的外管进入装有吸附剂弗罗里硅土的收集管中,而油脂等高沸点物质则留在分馏管外管的玻璃珠上;取下收集管,用适当淋洗剂将农药淋洗下来,经浓缩即可测定(见图)。

吹扫蒸馏法装置图

磺化法

浓硫酸与样本提取液中的脂肪、蜡质等干扰物质起磺化作用,生成极性很强的物质,从而和农药分开的净化方法。常用于有机氯农药的净化;遇酸易分解或起反应的有机磷、氨基甲酸酯和菊酯类农药,则不能使用此法。油脂类与硫酸的磺化反应式如下。

样本净化

按加酸的方式又可分为两种方法。

硫酸硅藻土柱法

在等量的浓硫酸和20%发烟硫酸中,加入硅藻土,混合后装柱,使用己烷或石油醚等非极性溶剂淋洗,用于有机氯农药残留样本的净化,当样本杂质含量多时常用此法。

直接磺化法

即用浓硫酸与样本提取液直接进行磺化,硫酸用量约为提取液的1/10。如样本含油量较多,可用硫酸磺化2~3次,此法比上述硫酸硅藻土柱简便,中国普遍采用。

凝结剂沉淀法

使用凝结剂将杂质沉淀的净化方法。对于极性较强,在水中有一定溶解度的农药,如有机磷、氨基甲酸酯或其他含氮农药,可用此法。凝结剂由氯化铵与磷酸按一定比例配制而成,可使样本中蛋白质等杂质沉淀。测定时将样品提取液浓缩后,溶于一定浓度的丙酮水溶液中,加入凝结剂,使干扰物质沉淀,过滤除去。其他沉淀剂如醋酸铅等亦可使用。