农药残留样品的提取

             农药残留样品的提取

上海市

上海连桥生物科技有限公司

分析样品的分类

由于样品中的物质和结构的差异，使得样品的提取，尤其是浓缩提取的净化。

一般将样品分为三类：

1.中等和高含水量的样品：

根和鳞茎类蔬菜：胡萝卜、洋葱；

叶绿素含量zui低的蔬菜和水果：仁果、核果、浆果和柑橘；

叶绿素含量高的作物：叶菜和豆菜。

2.干燥品。

3.油脂类。

农药残留提取条件的选择

提取就是将残留在样品中的多种农药，采用合适的有机溶剂和方法，将其分离出来，以供净化后测定，这是农药分析非常关键的一步。提取效果的好坏，一方面决定于溶剂的选择，另一方面和提取的方法也有密切的关系。在选择提取溶剂时，既要注意到溶剂本身的性质，又要结合农药的特性及样品的状况，在选用提取方法时也要考虑上述情况。

1.溶剂的选择：在农药分析中几乎不单独采用非极性溶剂，通常是与极性溶剂混合使用或只采用极性溶剂。

主要溶剂的极性强弱如下：

水>乙腈>甲醇>醋酸>乙醇>乙丙醇>丙酮>二恶烷>四氢呋喃>甲基乙基甲酮>苯酚>正丁醇>乙酸乙酯>yi醚>硝基甲烷>二氯甲烷>氯仿>苯>甲苯>二甲苯>四氯化碳>二硫化碳＞环己烷>正己烷>正庚烷>煤油

在农药分析中应用*的溶剂为石油醚、丙酮、二氯甲烷和乙酸乙酯等。

2.农药的极性：在提取样品中的农药残留时，农药本身的极性以及在提取溶剂中的溶解度，直接影响提取效果，一般采用和农药极性相仿的提取溶剂，即“相似相溶"原理，选择具有广泛覆盖面的溶剂作为农残提取溶剂。部分有机磷的极性强弱如下：

氧huale果>敌baichong>didi畏>马拉流磷>beishu磷>甲基duiliu磷>对liulin>jiaban磷>溴硫磷>辛liulin

3.样品的状况：样品的特点和状态，在提取时也必须认真考虑。在AOAC 中将样品分为脂肪性和非脂肪性两大类。脂肪含量大于10%为脂肪样品，小于则为非脂肪性样品。脂肪性大的样品，需要先提取脂肪，而后测定脂肪中的农药残留量。

非脂肪性的样品又分为含水样品和干品两大类；前者的水分含量≥75%，后者为干的或低水分样品。含水分样品又分含糖多少分类：含糖5%以下，含糖15~30%等几种。

不同现状的样品,必须采用不同的提取溶剂。在谷物、茶叶一类水分低的样品中，不同提取溶剂的提取效率的差异最为突出，即便采样极性溶剂也不能*提取，必须采用含水20~40%的溶剂或预先向试样中加入等量的水之后再行提取。土壤是个比较特殊的样品，是农药污染最大的受害者，许多农药较强的与土壤耦合，比动植物组织的提取更困难。土壤的水分、有机质、极性化合物以及其他因素的不同对农药的结合也不同，一般粘土高沙土低。

农药残留的提取和纯化(净化)

在农药残留分析中，提取溶剂必须适用于具有不同含量的水分、油脂、糖分和物质的基质中，提取出具有各种极性的化合物。为了提供合适的条件，使残留物从样品中转移到提取溶液中。例如土壤、粮食等干燥样品一种或多种混合溶剂浸泡，经震荡或索氏提取；中、高含水量的样品，需在高速捣碎机中，在一种或混合溶剂的存在下加以粉碎。在通常情况下，蔬菜和水果用匀浆机或组织捣碎机提取。

1.初步提取溶剂的体系

(1)丙酮提取法：用于含多糖类样品中农药的提取，再用二氯甲烷经液-液分配转入二氯甲烷中。在有机磷和有机氮多残留分析中已经广泛使用。

(2)乙腈提取法：适用于一些农药，但若是水溶的农药时，采用二氯甲烷进行液-液分配。

(3)丙酮-正已烷混剂：用于非极性化合物，极性有机磷和有机氮农药及其性代谢产物。此外，也有报道采用乙腈-二氯甲烷、乙腈-氯仿、丙酮-二氯甲烷、丙酮-石油醚。

对于谷物、秸秤、茶、土壤等干燥样品，添加一倍水量后或用含水溶液提取，提取率比直接用极性溶剂要高得多。

2.初步提取液的纯化(净化)

(1)液-液分配净化法：液-液分配是一种常用的净化方法，基本原理是分配规律，根据农药与杂质在不同溶剂中溶解度的差别，常用一种非极性溶剂和极性溶剂对来进行分配，如：丙酮-已烷、乙腈-乙烷(石油醚)、丙酮-二氯甲烷、二甲基甲酰胺-已烷等。

农药与脂肪、蜡质、色素等一起被正已烷提取后，再用一种极性溶剂，如乙腈与共同震摇，使农药与脂肪、蜡质、色素*分开。这样农药大部分被乙腈所提取，经几次提取，农药几乎可以*与脂肪等杂质分离，从而达到净化的目的。

(  2 )弗罗里硅土柱层析方法：弗罗里硅土柱层析净化方法在农药残留分析中已有广泛应用，而在多残留分析中常用极性不同的溶剂体系，把各种农药淋洗入不同的洗提馏分中，使农药得到分组分离。

MILLS 等提出的淋洗体系为A、B、C3 种极性依次增大的体系：A液：二氯甲烷：正已烷(1:4) B液：二氯甲烷：乙腈：正已烷(50:0.35：49.65)、C液：二氯甲烷：乙腈：正已烷(50：1.5：48.5)。

THEIR 的用石油醚：二氯甲烷(4:1);石油醚：二氯甲烷(3:3);二氯甲烷：甲醇(19：1)的淋洗体系，分离水果和蔬菜中的一些磷酸酯、有机氯、甲基氨基甲酸酯、苯基氨基甲酸酯和脲类农药。

黄士忠等研究采用二氯甲烷：石油醚：丙酮(6:3:1)预淋及二氯甲烷：石油醚：丙酮(6:3.5:0.5)淋洗，分离了土壤和粮食中10 种有机氮，回收率81~103%。

农药残留的提取

尽管农药残留的种类很多，各种农药残留的性质也不尽相同，但是一些基本的提取方法是一致的。目前，农药残留的提取方法大致有以下几种：对于固体或半固体样品，常采用索氏提取法(Soxhlet extraction，SE)、超声波提取法(ultrasonic wave extraction，UE)、加速溶剂提取法(accelerated solvent extraction,ASE)、超临界流体萃取法(supercritical fluid extration，SFE)、微波辅助提取法(microwave—assisted extraction，MAE)和基质固相分散法(matrix solid—phasedispersion，MSPD)等；对于液体样品，提取的方法包括液液萃取法(1iquid-liquid extraction，LLE)、固相萃取法(solid—phase extraction，SPE)和固相微萃取法(solid—phase microextraction，SPME)等，其中SPME也可以处理固体或半固体样品。

索氏提取法(SE)是一种经典萃取方法，它利用溶剂回流及虹吸原理，使固体物质连续不断地被溶剂提取。该法的特点是提取效率高，操作简便，但提取时间长，需消耗大量的溶剂。在有机氯农药残留的提取中常用SE。

超声波提取法(UE)是Johnson等于1967年提出的。现在普遍认为UE的三大理论依据是空化效应(cavitation effect)、热效应(thermal effect)和机械作用(mechanical effect)。所谓空化效应是指存在于液体中的微小气泡(空化核)在超声波的作用下振动、生长并聚集声场能量，当能量达到某个阈值时，空化气泡急剧崩溃的过程。气泡崩溃时可释放出巨大能量，产生速度约为11Om／s、具有强烈冲击力的微射流，并在崩溃的瞬间产生局部高温高压(5000K，1800atm)，从而使非均相物质间均匀混合，加速物质的扩散。热效应是指超声波在介质的传播过程中，其声能不断被介质中的质点吸收，并转化为热能的现象。热能可促进介质中质点的运动，增加物质的溶解性。机械效应是超声波在传播中使质点产生振动，从而增强介质的扩散与传质能力，促成液体乳化、凝胶液化和固体分散的过程。总之，超声波通过加速分子运动，从而促进样品中各组分脱附与溶解，提高提取效率。

加速溶剂提取法(ASE)是在高温(50~200℃)及加压(102~136atm)条件下的溶剂提取方法。高温可以加快待分析物从基体中解吸出来而进入溶剂中；加压能使溶剂保持液态，从而用少量的溶剂就可快速提取固体分析物。该方法的优点是有机溶剂用量少(1g样品仅需1.5mL溶剂)、快速(一般为15min)、基质影响小、回收率高、重现性好，是目前样品前处理的最佳方式之一。本方法已经广泛用于环境、药物、食品和高聚物等样品的前处理，特别是在有机氯农药残留量分析中应用较多。

超临界流体萃取法(SFE)是利用超临界流体具有较高的扩散系数，较低的黏度，与液体密度相似的性质，以及在不同压力的超I临界流体中被萃取物质的化学亲和力和溶解性的差异，通过控制超临界流体的条件，进行组分分离纯化的方法。SFE的特点是样品用量少，样品提取在低温下进行，避免了分析目标物的损失及降解，大大提高了分析方法的可靠性。

微波辅助提取法(MAE)是1986年匈牙利学者Ganzler等首先发现的。他们利用微波作为提取过程的辅助手段，成功地萃取了土壤、食品、饲料等固体物中的有机物。对样品进行微波加热，利用极性分子可迅速吸收微波能量的特性，加热一些具有极性的溶剂与样品，达到萃取样品中目标化合物的目的。与传统的振荡提取法相比，MAE具有高效、安全、快速、试剂用量小和易于自动化控制等优点，适用于热不稳定性物质如农药等的提取，并可同时进行多个样品的同时提取。

基质固相分散法(MSPD)是将试样直接与适量填料[一般是C18、Al20O3、Florisil(弗罗里硅土)和硅胶等固相萃取填料]研磨、混匀制成半固态物质，然后装柱、淋洗分离的技术。MSPD浓缩了传统的样品前处理过程中所需要的样品均化、组织-N~g4、提取、净化等过程，避免了样品均化、转溶、乳化、浓缩等造成的待测物的损失。MSPD自1989年提出之后，已在蔬菜、水果的农药残留分析中得到广泛的应用。    

液液萃取法(LLE)是利用样品中一些农药残留(如有机氯农药残留)在互不相溶的两种溶剂中分配系数的差异而进行分离，从而达到纯化被测物质并消除基质干扰的方法。

固相萃取法(SPE)足基于液相色谱理论的一种分离、纯化方法。它利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附，与样品的基体和干扰物分离，然后再以洗脱液或加热的方式解吸附，从而达到分离和富集目标化合物的目的。与LLE相比，SPE的优点是它不需要大量使用溶剂，处理过程不会发生乳化现象，同时所需费用也有所减少。一般来说，SPE所需的萃取时间为LLE的1／2，而费用只为LLE的1／5。其缺点是日标化合物的回收率和精密度低于LLE。

固相微萃取法(SPME)是在SPE的基础上发展起来的一种崭新的萃取分离技术。SPME是指在微量进样器的针头部分涂一层相当于GC固定液的物质或键合一层固定相，然后直接将其插入液体样品中或样品的顶空，萃取、浓缩有机化合物，最后将进样器直接插入GC等进样口加热，使被测物进入检测器从而进行分析测定。目前sPME已经广泛用于食品中残留农药的提取。

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