水果中农药残留样品前处置和分析检测方法专家讲座.pptx

水果中农药残留样品前处理及分析检测方法概述 近年来，农药种类和应用规模不停扩大，化学结构组成日益复杂，而且日趋低效和低剂量化，尤其是人们对长久摄入低水平农药残留所造成各种慢性及远期效应关注和国际贸易等原因，使残留分析对象、样本数量和测定难度大大增加。所以，省时、省力、价廉、低溶剂用量、对环境污染小、微型化和自动化样品前处理系统平台使快速、准确进行水果农药残留检测基础和保障。水果中农药残留样品前处置和分析检测方法专家讲座第1页水果中农药残留样品前处理及分析检测方法概述 农药残留分析中样品前处理包含农药残留分离、提取和净化，使农药残留分析中工作量最大，最残留分析结果起关键作用步骤。据统计，农药残留分析中结果30%误差起源于此，61%时间也被用于样品前处理。因农药残留痕量（普通在0.001mg/kg1mg/kg之间）及样品复杂性，将农药从样品基质中释放出来，除去其中杂质并到达仪器能够检测浓度范围决非易事。水果作为含水量大、含脂肪少固体样品，在农药残留分析中，其前处理过程比液体样品愈加复杂，也要消耗更多时间。当前认为溶剂萃取法仍是水果农药残留提取主要技术，SFE、MSPD、SPME、SBSE等新技术尚且未能广泛应用；净化技术是水果样品前处理技术中必要而必须步骤，SPE和GPC是当前应用最广泛、效率最高净化技术。水果中农药残留样品前处置和分析检测方法专家讲座第2页水果中农药残留前处理方法1.1 溶剂提取 1.1.1 加速溶剂萃取（ASE）1.1.2 微波辅助萃取（MAE）1.2 其它提取方法 1.2.1 超临界流体萃取（SFE）1.2.2 固相微萃取（SPME）1.2.3 固相萃取搅拌棒（SBSE）1.2.4 基质固相萃取技术（MSPD）2.1 固相萃取技术（SPE）2.2 分散固相萃取（DSPE）2.3 凝胶渗透色谱（GPC）水果中农药残留样品前处置和分析检测方法专家讲座第3页1.1 溶剂萃取惯用有机萃取剂：乙腈、丙酮、乙酸乙酯，这三种溶剂在水果中农药残留提取中适用性次序：乙腈乙酸乙酯丙酮惯用农药残留溶剂提取方法：浸渍法、漂洗法、匀浆法、震荡法、消化发、超声法和索氏提取法等。但这些方法通常繁琐复杂、费时费劲、选择性差、提取与净化效率低，轻易引发误差，同时需要使用大量有毒有机溶剂。水果中农药残留样品前处置和分析检测方法专家讲座第4页1.1.1 加速溶剂萃取加速溶剂萃取（Accelerated solvent extraction,ASE）:在较高温度（50200）和压力（10.320.6MPa或10003000Psi（1Psi=0.145kPa）下，用溶剂对样品进行提取。该方法含有快速、溶剂用量少、自动化程度高、萃取效果好等优点，可从水果样品中萃取全部目标物质，尤其适合用于农药残留样品前处理。水果中农药残留样品前处置和分析检测方法专家讲座第5页1.1.2 微波辅助萃取微波辅助萃取（Microwave Aided Extraction,MAE）:将微波技术和萃取技术相结合，利用极性分子能够快速吸收微波能量并转化为热能，从而使溶剂温度快速上升原理。常见极性溶剂有甲醇、乙醇、丙酮、乙酸、甲苯、二氯乙烷、乙腈等。非极性溶剂则不能吸收微波，所以在微波萃取时，普通使用苯、正己烷等非极性溶剂中加入一定百分比极性溶剂混合溶剂。常规MAE是在聚四氟乙烯制成样品杯和可密封、耐高压密封罐内进行，溶剂加热后在密封罐内产生高压，并使溶剂沸点升高，提升了萃取效率，缩短了提取时间。比如，郑孝华利用微波辅助液液萃取技术，结合毛细管气相色谱-质谱（选择离子检测模式），分析了苹果、山楂等10种新鲜蔬菜水果中各种你除虫菊残留。结果表明：10种菊酯农药检出限在0.010.1ng。水果中农药残留样品前处置和分析检测方法专家讲座第6页 1.2.1 超临界流体萃取超临界流体萃取（Supercritical fluid extraction，SFE）：作为水果样品前处理技术，SPF能够使用GC或HPLC检测器FID、FPD、NPD、ECD、UV以及与MS、FTIR联用，定性和定量分析极为方便，是未来很有发展前途一个检测方法。当前超临界流体萃取技术已应用于水果样品中各种杀虫剂、杀菌剂和除草剂萃取。Poustka等人用SFE技术以CO2为冲临界流体，分析了果蔬中有机氯、有机磷及拟除虫菊酯类农药。Stefani依据不一样操作条件，经过掺入适量农药强化苹果基质，可同时检测出种农药残留，并得到很好回收率和重现性。但因为需要一定特殊设备，且对于每一个基质都要寻找大量最优化参数，当前应用受到一定限制，主要在一些有条件试验室使用。水果中农药残留样品前处置和分析检测方法专家讲座第7页1.2.2 固相微萃取固 相 微 萃 取（Soild-phase microextraction，SPME）:利用待测物在涂层和样品之间平衡分配，使待测组分扩散吸附到石英纤维表面固定相涂层，待吸收平衡后，再与气相色谱（GC）或高效液相色谱（HPLC）联用以分离和测定待测组分。SPME与GC联用，能够简单、快速提取、检测挥发性有机物。而对于难挥发有机物可利用SPME与HPLC联用技术，经过溶剂解析作用到达高效分离。但经典SPME在农药残留分析中应用需要先对样品中农药进行提取，水果样品中提取常是经过样品与高速混合实现。水果中农药残留样品前处置和分析检测方法专家讲座第8页1.2.3 固相萃取搅拌棒固相萃取搅拌棒（Stir bar sorptive extraction，SBSE）:是一个新固相微萃取方法，其基本原理与SPME一样，这一方法与SPME一样很适合用于低极性农药萃取，与SPME相比含有很高灵敏度和重现性，作为一个新、更轻易实现与色谱仪器联用前处理技术。但此方法当前用于水果农残分析回收率、检出限等结果还不是很理想，尤其不宜于一些极性农药。水果中农药残留样品前处置和分析检测方法专家讲座第9页1.2.4 基质固相萃取技术基 质 固 相 萃 取 技 术（Matrix soild-phase dispersion，MSPD）:是将试样直接与反相填料（C14或C18）研磨、混匀得到半干状态混合物并将其作为填料装柱，然后用不一样溶剂淋洗柱子，将各种待测物洗脱下来。MSPD浓缩了传统样品前处理中所需要样品匀化、组织细胞裂解、提取、净化等过程，防止了样品均化、转溶、乳化、浓缩等造成待测物损失。经MSPD柱后柱淋洗液可直接经过florisil柱深入净化，最终流出液可直接进行色谱分析。MSPD适合用于各种分子结构和极性农药残留提取净化，含有良好通用性和发展潜力，在水果农药残留检测中得到广泛应用。但MSPD不易实现自动化操作，在处理大批量样品时依然比较费时。水果中农药残留样品前处置和分析检测方法专家讲座第10页MSPD、SPME和SBSE都是安全、环境友好型提取方法，大大降低了分析时间、空间及玻璃仪器，但他们当前在水果中农药残留检测中应用仍不够广泛。水果中农药残留样品前处置和分析检测方法专家讲座第11页水果中农药残留净化方法样品提取液能够直接进行GC或HPLC检测，但这时提取液仍含有很多杂质，会对检测结果有一定影响，同时对检测仪器也有负面影响，所以当前大多数样品前处理方法都要再进行不一样净化步骤。净化一样要求尽可能降低基质影响，并降低农残分析LOQs。水果中农药残留样品前处置和分析检测方法专家讲座第12页2.1 固相萃取技术2.1 固相萃取技术（Solid-Phase Extraction,SPE）:利用固体吸附剂对液体样品中目标化合物与基质和干扰化合物吸附能力差异，来分离和富集目标化合物方法。固相萃取(SPE)包含正相、反相和离子交换树脂柱3种固相萃取柱正相柱固定相吸附剂为极性，且极性大于洗脱剂极性，用来萃取极性物质，普通用氰基(-CN.）.Al203、键合Si、氨基等离子交换树脂柱同定相为带电荷离子交换树脂用来吸附带相反电荷离子化合物SPE柱最早使用吸附剂是Flocilis土，二氯化硅和少许氧化铝混合物，但这些物质对有机磷农药有很强吸附性水果样品农残提取物净化则应用对色素有很好去除效率石墨化碳黑(GCB)和去除非极性共提取物效果好C18水果中农药残留样品前处置和分析检测方法专家讲座第13页2.1 固相萃取技术而氨基（一NH2）、PSA和强阴离子交换剂（SAX）很早就被用于农药多残留分析中Lehotay等人研究对比了惯用SPE吸附剂净化效率，证实-NH2和PSA净化效果最好质谱检测表明NH2和81柱要能够去除水果样品中脂肪酸比如：软脂酸和硬脂酸；C18和-SAX去除样品提取液中共提取杂质能力相对较弱。最近，水果农药残留检测一些方法中，为了提升净化效果，开始使用两到三种SPE商品柱（GCB、C18、-SPA、PSA、-NH2）进行净化，如GCB+SPA。但商品化SPE柱价格昂贵，这么做法大大增加了农残分析成本。Masahiro等建立了一个果蔬180种农药多残留前处理方法，样品经过乙腈提取，离心过滤后，再经过石墨化碳黑/伯仲胺双层固相萃取柱净化。该方法提取、净化效果显著提升，回收率在70%110%。水果中农药残留样品前处置和分析检测方法专家讲座第14页2.2 分散固相萃取分散固相萃取（Dispersive solid-phase extraction,DSPE）在农残分析中经典应用是QuECHEERS方法，将净化剂PSA直接加入到提取液中，与传统固相萃取法相比可节约大量柱活化和淋洗所需溶剂，并可节约装柱时间。与C18、石墨化碳黑等各种吸附剂相比，PSA含有弱阴离子交换能力，有利于吸附样品基质中有机酸、糖以及色素，而且对各种性能差异较大农药含有较高回收率，性能显著优于惯用固相萃取吸附剂ODS。水果中农药残留样品前处置和分析检测方法专家讲座第15页2.3 凝胶渗透色谱凝胶渗透色谱（Gelpermeation chromatography，GPC）又称为体积排阻色谱，被用来去除脂肪和其它分子量相对较高化合物，使用样品范围极广，回收农药品种多，回收率也较高，不但对油脂净化效果好，而且分析重现性好，柱子能够重复使用，已成为农药多残留分析中通用净化方法。GPC能够用于苹果，桃，草莓等水果样品中。Sanninoa等用环己烷乙酸乙酯提取，凝胶渗透色谱精华苹果等样品，HPLC-UV测定其中二氯苯农药残留，加标回收率在70-100%之间。Goto用环己烷提取，凝胶渗透色谱净化柑橘样品，采取流动进样电喷雾电离串联质谱（Electrospray Ionization-MS/MS)同时测定其中涤灭威等7种氨基甲酸甲酯类农药，加标0，5mg/kg回收率在66.8129.2%，变异系数（CV）在0.5%6.2%之间（3d内）和4.1%15.9%（15d内）。水果中农药残留样品前处置和分析检测方法专家讲座第16页总结 当前，溶剂萃取法依然是水果农药残留提取主要技术，SFE、MSPD、SPME、SBSE等新技术尚且未能广泛应用。尽管有些研究中将初提物直接上样检测，但净化技术依然是水果样品前处理技术中必要而且必需步骤，它不但能够降低分析中基体效应，而且对于大批量样品连续检测中保护色谱柱和检测器使其能够长时间良好运行含有主要意义。SPE和GPC使当前应用最广泛、效率最高净化技术。水果中农药残留样品前处置和分析检测方法专家讲座第17页即使水果农药残留检测技术发展到今天，已经取得重大进展，尤其是样品前处理程序简化，标准操作规程建立，GC-MS和LC-MS应用，为检测质量控制搭建了技术平台。但伴随科学技术不停发展，水果能要残留分析技术也不停地更新、完善和快速发展，更加快速、更准确、更经济、更环境保护是其发展必定趋势。水果中农药残留样品前处置和分析检测方法专家讲座第18页The endthanks水果中农药残留样品前处置和分析检测方法专家讲座第19页