第二章农残检测的样品采集和前处理方法.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第二章农药残留样品的采集,及前处理方法,学习指南,观察思考,课外阅读,复习自测,退出本章,演示文稿,本章目录,第二章 农药残留样品的采集,一、样品的种类,二、取样方法,三、样品的包装、记录和贮存,四、样品的预处理,本节首页,退出本章,1,、主观样品,残留试验样品为,研究,农药残留量与各种因素的关系，从设计的实验区域内采集的样品。,2,、客观样品,监测,样品和执法样品，测定的农药残留种类是未知的或施药背景不清楚的样品。,一、样品的种类,本节首页,退出本章,1,、实验室样品,从群体采集的送到残留分析实验室的样品。,2,、检测样品,实验室经过缩分减量或经过精制后的样品。,3,、检测样份,从检测样品中称取的用于分析的样品。,4,、检测溶液,经过提取、净化后进入待测状态。,知识窗,本节首页,退出本章,1,、取样原则,代表性,方法与目的保持一致,精度要求,防止化学变化或丢失,防止污染,二、残留试验的样品采集,本节首页,退出本章,1,、残留试验的样品采集,随机法、对角线法、五点法,有选择地采样避免有病、过小、未成熟。果树时,（上、下、内、外、向阳和背阴）果实密集,避免在地头或边沿采样，采可食用部分，符合采,收要求,先采对照区的样品，再按从小到大剂量采集。,二、残留试验的样品采集,（,2,）、采集量及采样部位,按照表,2-2,确定采样部位及采样量,土壤样品采集,0-15cm,耕作层，每小区设,5-10,个采样点，采样量不少于,1kg,。,水样多点取样约,5000ml,混匀后取,1000-2000ml,二、残留试验的样品采集,（,1,）、抽样,商品检测样品抽样必须按照国际或相关国家规定。,认定抽样的总体，从总体中选择并取出正确的总样品，将每一总样本减少到能能满足分析技术要求的最低值。,（,2,）、采集,商品检测样品的方法基本同残留实验样品,二、商品检验样品的采集,二、环境样品的采集,(1),、水样的采集：取样体积一般为,500-1000ml,，,盛水样的容器应干净，水样不超过瓶的,2/3,。,(2),、大气样品的采集：采用富集法，液液吸收,法。,(3),、土壤样品的采集：和残留试验的方法一样。,样品处理原则,在样品的采集、包装和预处理要避免样品表面残留农药的损失；,遇光降解的农药，避光保存。,采集和运输过程中样品的损坏及变质而影响残留量。,土壤等杂物要去除，避免交叉污染。,采用合适的方法缩分将采集的样品处理成实验室样品。,二、样品处理原则,四分法分析,用分样板先将样品混合均匀，然后按,2/4,的比例分取样品的过程，叫做四分法分样。,操作步骤：,1,、将样品倒在光滑平坦的桌面或玻璃板上；,2,、用分样板把样品混全均匀；,3,、将样品摊成等厚度的正方形；,4,、用分样板在样品上划两条对角线，分成两个对顶角的三角形；,5,、任取其中两个三角形为样本；,6,、将剩下的样本再混合均匀，再按以上方法反复分取；直至最后剩下的两个对顶角三角的样品接近所需试样重量为止。,样品处理原则,小的或轻的样品 用四分法缩分成,实际需要的试验样品；,中等大小样品 在充分混合的,样品中随机选取足够量的实验样品。,大的样品 有足够代表性,的样品,二、样品处理原则,1,、样品的缩分,农产品；,在对样品缩分前，首先需要挑选出样品的分析部位，去除不需要的部分。预处理方法见表,2-4,，缩分方法是四分法。,三、检测样品的采集和预处理,1,、样品的缩分,水和其他液体样品；过滤去除漂浮物、沉淀物和泥土。一般最后预处理的液体样品体积为,1000ml,。,土壤 土壤样品先出去其中石块、动植 物残体等杂物。超过,5%,，应该记录杂物质量。采用四分法缩分、粉碎、过,20,目筛，最后预处理的样品重量为,250-500g,。,三、检测样品的采集和预处理,1,、样品的预处理,样品预处理是指将抽取的样品按其特性进行预先混合、缩样、包装和存储的过程。,液态样品；可用离心或过滤的方法，去除漂浮物、沉淀物和泥土。一般最后预处理的液体样品体积为,1000ml,。尽量在样品可能发生任何物理化学前完成分析工作。,三、检测样品的采集和预处理,1,、样品的预处理,固体样品；土壤，充分混匀后，过,1mm,筛，采用四分法取适量样品（,250g,），并取,100g,均匀的土壤样品，置于,105,烘至恒重，冷却后重新称重，测出土壤干重。动物和植物样品，取可食用部分切成小块后用高速捣碎机捣碎后，分别取适量样品供分析用。,三、检测样品的采集和预处理,1,、样品的存储,样品在实验室一般存储在,1-5,下，并应尽快进行检测（,3-5d,内）。如果需要存储较长时间，则样品必须在,-20,条件下冷冻保存，在检测时应该先解冻然后马上检测。,检测后的样品先保存大约半年的时间，以供复检。,三、检测样品的采集和预处理,第二节分析试剂的提纯和器皿的洗涤,一、农药残留分析试剂提纯方法,1,、为了不影响样品测定结果的判定。,二、器皿的洗涤,1,、分析器皿的洗涤,农药残留分析属于迹量分析范畴，对于器皿干净程度的要求比一般化学分析要高，干净的器皿应该是,内壁能被水均匀湿润而无水的条纹且不挂水珠,。,第三节 样品制备常规技术,一、,样品制备（,sample preparation,）一般包括从样品中提取残留农药、浓缩提取液和去除提取液中干扰性杂质的分离净化等步骤，是将检测样品处理成适合测定的检测溶液的过程。,第三节 样品制备常规技术,一、样品制备的目的和原理,1,、样品制备的目的,提高灵敏度和降低最小检出限。,提高测试精度；色素、油脂、蛋白质等，通过前处理的方法去除这些干扰的杂质，提高结果的重现性和准确度。,提高方法的选择性；,延长仪器的寿命；,2,、样品制备原理,利用残留农药与样品基质的,物理化学差异,，使其从检测系统有干扰作用的样品基质中提取分离出来（相似相溶）。就是指溶质和溶剂的化学组成、分子量和分子结构相同或相似，因而分子间引力也相似。,极性,-,溶解度、分配系数；,挥发性,-,蒸汽压。,（一）、分子的极性和水溶性,1,、极性,提取、净化条件的依据。,相似相溶原理：使用与农药极性相近的溶剂为提取剂，,使残留农药在溶剂中达到最大溶解度。,极性判断：电负性、双键、对称性,表示：氧化铝吸附剂上洗脱供试溶质的能力,本节首页,退出本章,2,、水溶性,农药的极性决定其在溶剂中的溶解性。,影响溶解性的其他因素,温度：高溶解性高,含盐量：盐会降低有机物的溶解度。,pH,：影响可解离的农药的溶解度,（一）、分子的极性和水溶性,本节首页,退出本章,极 性,溶剂强度,溶 剂,溶解度（,20,25,）,溶剂在水中（,%,）,水在溶剂中（,%,）,非极性,强反相,弱正相,正己烷,0.00095,0.0111,异辛烷,微溶,微溶,四卤化碳,0.077,0.010,三卤甲烷,0.815,0.072,二卤甲烷,2,-,四氢呋喃,任意混溶,任意混溶,乙 醚,6.04,1.468,乙酸乙酯,8.08,2.94,丙 酮,任意混溶,任意混溶,乙 腈,任意混溶,任意混溶,异丙醇,任意混溶,任意混溶,甲 醇,任意混溶,任意混溶,水,任意混溶,任意混溶,极 性,弱反相,强正相,醋 酸,任意混溶,任意混溶,（二）、分配定律,分配定律：,在一对互不相溶的两相溶剂系统中，由于物质在,非极性相和极性相,中的溶解度不同，当达到平衡时，物质在该两相中的浓度比在一定条件下为常数的定律。,K,D,（分配系数）,=A,非极性相,/B,极性相,本节首页,退出本章,（三）、挥发性与蒸汽压,挥发性：,液态或固态物质转变为气态的物理性能。,挥发性决定：物质在气,-,液或气,-,固两相中的分布。分为沸点和蒸汽压。,蒸汽压：固态、液态气态,本节首页,退出本章,四、样品制备（提取）,提取,是指通过溶解、吸附（吸着）或挥发等方式将样品中的残留农药分离出来的操作步骤，也叫,萃取,。,避免：强酸、强碱、高温、剧烈操作,极性,-,溶解度、分配系数；挥发性,-,蒸汽压。,本节首页,退出本章,常用样品制备技术,溶剂萃取,蒸馏技术,固相萃取,微波萃取,衍生化,超临界萃取,样品制备,本节首页,退出本章,第二节溶剂萃取技术,溶剂萃取：,溶解性差异，选用对残留农药溶解度大的溶剂，将分析物从样品基质中提取出来的方法。,关键：,选择合适的提取溶剂。,本节首页,退出本章,一、分 类,液,-,液萃取,液,-,固萃取,液,-,气萃取（溶液吸收）,萃取对象,本节首页,退出本章,二、液,-,液萃取,两种不相容,的液体,水溶剂：亲水化合物进入到水相中。,有机溶剂：疏水性化合物将进入有机相中的程度就越大。,本节首页,退出本章,（一）、液,-,液萃取原理,利用样品中不同组分分配在两种不混溶的溶剂中,溶解度,或,分配比,的不同来达到分离、提取或纯化的目的。,有机相,水相,本节首页,退出本章,（二）、,Nernst,分配定律（,1,）,K,D,=c,o,c,w,有机物质在有机溶剂中的溶解度一般比在水相中的溶解度大，分配系数越大，水相中的有机物可被萃取。,本节首页,退出本章,（二）、,Nernst,分配定律（,2,）,式中，,m,0,是被萃取溶液中溶质（,X,）的总含量，,m,n,是经过,n,次萃取后，,X,在溶剂中的剩余量，,V,是被萃取溶液的体积，,V,B,是每次萃取所用溶剂,B,的体积（均为,V,B,），,n,是等量萃取的次数。,本节首页,退出本章,（三）、液,-,液萃取步骤（,1,）,溶剂体积为样品溶液的,30,35,。,振荡几次,打开活塞,Gas,蒸气逸出（也叫放气）,本节首页,退出本章,（三）、液,-,液萃取步骤（,2,）,絮状物,（乳化）,有机相,水相,水相和絮状物,静置分层,激烈振摇,1,2min,本节首页,退出本章,（三）、液,-,液萃取步骤（,3,）,有机相,3,5,次,本节首页,退出本章,（四）、产生乳化的原因,由于液,-,液萃取过程中剧烈振动，经常发生,乳化现象,，特别是那些含,脂肪,的样品。,原因：,体系的性质、离子浓度、有机相粘度、萃取温度、,pH,等。,温度越低，,有机相粘度越大，离子浓度越高越易产生乳化。,本节首页,退出本章,（五）、破乳的常用方法,通过改变,K,D,;,改变溶剂或化学平衡作用的添加剂（表面活性剂）,;,缓冲剂调节,pH;,盐调节离子强度等。,离心法破乳。,2000r,min,，,2min,；,无水硫酸钠研磨法破乳；,蒸干法，蒸干后，再用有机溶剂萃取。不适用挥发性物质的萃取。,A,、高度乳化（即全部乳化）,本节首页,退出本章,B,、中度乳化（乳化率达,50,）,电解质破乳。加入无机盐,，通过提高,体系中水相的比重使两相分层；,破乳率与加入电解质的量成正比。,lmol,L,的盐酸；,无水乙醇溶解两相液滴；,无水硫酸钠漏斗过滤。,本节首页,退出本章,C,、轻度乳化（两相间形成一薄乳化层）,玻璃棒搅动，削弱吸附作用；,静置一定的时间后，可自然分层。,因为,乳浊液,是液体杂质以微小珠滴散布在液体溶剂中的一种分散体系，是热力学不稳定体系。,本节首页,退出本章,三、液,-,固萃取,固体萃取溶剂振荡（加热）离心,/,过滤分离欲萃取组分进入溶剂。,本节首页,退出本章,（一）、萃取过程,溶解和扩散的过程,分子扩散：,固体样品表面,/,溶剂接解处,影响因素：温度、分子大小和液体介质的黏度。,对流扩散：,远离固体样品表面处的扩散,影响因素：流动液体的速度和状态，液体的黏度、样品表面的性质等。,索氏萃取装置和,K-D,浓缩器,本节首页,退出本章,（二）、萃取装置,3,、残留农药的提取,1,、索氏提取器,2,、捣碎法：组织捣碎机；匀浆器,3,、振荡法,4,、超声波法,5,、消化法,四、不同样品中残留农药的提取,1,、水样,2,、气体样品,3,、植物和动物样品,4,、土壤样品,本节首页,退出本章,3,、残留农药的浓缩技术,1,、旋转蒸发法,3,、残留农药的浓缩技术,1,、,K-D,浓缩器,3,氮气吹干法,五、萃取剂的选择,1,、萃取剂的选择性（极性）,2,、稳定性、毒性,3,、沸点：,4080,者为宜,4,、萃取剂回收的难易与经济性,5,、色谱检测器的响应,本节首页,退出本章,52,第四节 样品制备新技术,固相萃取,SPE,：,Solid Phase Extraction,是一种液相色谱分离，利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物与干扰化合物分离，达到分离和富集目标化合物的目的。,53,（一）、反相,固相萃取,本节首页,退出本章,流动相：极性（水溶液）或中等极性,固定相：非极性。,分离对象：中等到非极性物质。,54,本节首页,退出本章,分析物中的,CH,键,+,硅胶表面官能团吸附极性溶液中的有机分析物保留在,SPE,。,用非极性溶剂解吸吸附在固定相中的目标物质。,1,、反相固相萃取原理,55,本节首页,退出本章,2,、常用反相固相萃取柱,LC-18,、,LC-8,：,标准的单键合硅胶,ENVI-18,、,ENVI-8,：,聚合键合类填料,ENVI-Chrom P,：,苯乙烯：疏水,ENVI-Carb,：,含碳,56,本节首页,退出本章,（二）、正相固相萃取,流动相：非极性、中等极性,固定相：极性。,分析物质：极性、中等极性、非极性,57,本节首页,退出本章,1,、正相固相萃取原理,保留取决于分析物的极性官能团与吸附剂表面的极性官能团之间的相互作用。,用比样品本身更极性的溶剂洗脱吸附的分析物质。,58,极性官能团键合硅胶,LC-CN,，,LC-NH,2,，,LC-Diol,非离子表面活性剂，,9-10,乙氧基群（辛基酚）,极性吸附物质,LC-Si,，,LC-Florisil,（硅酸镁），,ENVI-Florisil,，,LC-Alumina,（氧化铝）,2,、常用正相固相萃取柱,59,知识窗,流,动,相,60,本节首页,退出本章,（三）、离子交换固相萃取,适用于带有电荷的化合物（水溶液、有机溶液）。,原理：静电吸引，化合物上的带电荷基团与键合硅胶上的带电荷基团之间的吸引。,分为：阴离子交换和阳离子交换。,61,1,、阴离子（负电荷）交换,本节首页,退出本章,LC-SAX,、,LC-NH,2,：,脂肪族季铵类盐,+,硅胶,62,2,、阳离子交换,本节首页,退出本章,LC-SCX,：,磺酸基；,LC-WCX,：,羧酸基团,63,本节首页,退出本章,（四）溶剂极性的影响,目标化合物在极性,/,非极性溶剂中的,溶解度,，这主要涉及淋洗液的选择。,目标化合物有无可能,离子化,（可用调节,pH,值实现离子化）。,64,三、固相萃取的装置及操作程序,本节首页,退出本章,固相萃取的装置,筛板,筛板,筛板,65,本节首页,退出本章,1,、固相萃取的装置,66,本节首页,退出本章,1,、固相萃取的装置,67,本节首页,退出本章,2,、操作程序,（,1,）、活化吸附剂,萃取之前要用适当的溶剂淋洗小柱，以使吸附剂保持湿润，可以吸附目标化合物或干扰化合物。,68,本节首页,退出本章,2,、操作程序,3,、洗涤（去除杂质）,在样品进入吸附剂，目标化合物被吸附后，可先用较弱的溶剂将弱保留干扰化合物洗掉。,69,本节首页,退出本章,2,、操作程序,4,、洗脱和收集,再用较强的溶剂将目标化合物洗脱下来，加以收集。,70,本节首页,退出本章,活化吸附剂,进,样,洗 涤,洗 脱,我来说！,71,四、,SPE,分离机制与溶剂的选择,分离机制,典型的弱溶剂,（保留条件）,典型的强溶剂,（洗脱条件）,反相,SPE,缓冲液或低浓度的甲醇或乙腈,乙腈、甲醇或溶剂与水的混合物,正相,SPE,正己烷、甲苯等,二氯甲烷、甲醇等,阳离子交换,SPE,低离子强度缓冲液,(0.1mol/L),高离子强度缓冲液（,0.1mol/L),低反离子强度,高反离子强度,阴性离子交换,SPE,低离子强度缓冲液（,0.1mol/L),72,本节首页,退出本章,五、,HPLC,与,SPE,的比较,HPLC,SPE,硬件（柱子）,不锈钢柱,塑料柱,颗粒度,(,um,),5,40,颗粒形状,球型,(,均匀）,球型（不均匀）,塔板数,20,25,，,000,100,73,1,、柱子的比较,柱接头,螺帽,柱管,过滤片,型号：,C,18,柱管,筛板,固定相,尖端,？,74,本节首页,退出本章,六、固相微萃取,SPME,不是将待测物质全部分离出来，通过在样品与固相涂层间的平衡来达到分离。,方法：玻璃纤维浸入样品中残留农药扩散吸附平衡取出玻璃纤维洗脱分析。,75,使用方法,