第三章_农药残留分析样品制备11

分为：阴离子交换和阳离子交换。
正相吸附剂（如硅胶、弗罗里硅土、中性氧化 铝等）属极性保留，溶剂极性越强，洗脱能 力越强；反相吸附剂（如C18、C8、C2、 CH、PH等）属非极性保留，溶剂极性越强， 洗脱能力越弱。
由于农药残留分析中的固相提取主要是水样， 要使其中的农药被保留而提取出来，就要使 水的洗脱能力最弱，所以要使用反相吸附剂 进行提取。
最常用的反相吸附剂是C18（十八 碳烷基键合硅胶），其粒子大小一 般为40 µm、孔径6~10nm，适 于在pH为2~8范围下中等极性 (Kow=100~1000)残留农药的提 取。
正相吸附剂主要用于提取后样品的净 化处理
2.固相萃取装置
SPE装置由SPE小柱和辅件构成。SPE 小柱由三部分组成，柱管、烧结垫和 填料。SPE辅件一般有真空系统、真 空泵、吹干装置、惰性气源、大容量 采样器和缓冲瓶。
（5）超声波提取
超声波提取时将样品和溶剂放于密闭的容 器中，置于具有一定能量的超声波水浴中， 数秒后拿出，再放入、拿出。如此反复几 次就可达到定量提取的目的。每次超声时 间不能太长，避免溶剂过热沸腾，影响回 收率。超声波提取法操作简单，一次可以 同时提取多个样品。其提取时间短、速度 快、提取效率高。超声波提取法主要应用 在土壤中有机氯农药的提取。
商业化固相提取的吸附剂类型
吸附剂类型
分子作用
十八碳烷基（C18） 疏水
辛烷基（C8）
疏水
环已烷基 (CH) 疏水
中性氧化铝
氢键
应用
反相萃取，非极性到中极 性，有机磷，有机氯杀虫 剂等
反相萃取，非极性到中极 性，有机磷，有机氯杀虫 剂等
反相萃取，非极性到中极 性，有机磷，有机氯杀虫 剂等
极性，维生素、抗菌素、 激素等
标准索氏抽提法只有下面的样品收集 烧杯可以加热，索氏加热抽提法不仅 可以加热样品收集烧杯，而且还可以 加热索氏抽提器内浸提的样品；
C、加热抽提法（热浸法）
索氏加热抽提法的加热抽提器内浸提样品 时 溶剂的液面高度是可以控制的，在抽提 过程中溶剂不断被冷凝下来流入索氏抽提 器内。液面达到一定高度时，电磁阀打开 使一定量的溶剂和浸出物流入接收杯中， 阀门关闭溶剂继续冷凝下来流入索氏抽提 器，这样总是保持抽提器内溶剂的量是恒 定的，直到完成抽提；
反相固相萃取
正相固相萃取 离子交换固相萃取
① 阴离子交换 ② 阳离子交换
1)反相固相萃取
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。
原理
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。
固液提取常用方法：
⑴. 索氏提取法： 用适当的提取溶剂在索氏提取器（Soxhlet extractor） 中连续回流提取8个小时左右， 获得提取液。这一方法提取彻底，适用于 匀浆法等难于提取样品中残留农药的提取， 或是作为其它提取方法提取效率的参照标 准。 索氏提取法是许多残留农药提取的推荐方 法，在农药残留分析实验室内普遍使用。
1 溶剂提取法
溶剂提取法是根据残留农药与样品组分 在不同溶剂中的溶解性差异，选用对残 留农药溶解度大的溶剂，通过振荡、捣 碎、或回流等适当方式将分析物从样品 基质中提取出来的一种方法。 是最常用、最经典的有机物提取方法， 具有操作简单，不需要特殊的或昂贵的 仪器设备，适应范围广等优点。
溶剂提取法包括液液提取和固液提取二种主要 方式。
1.固相萃取的模式及原理
固相提取的原理可以看作是一个简单的液 相色谱过程，吸附剂为固定相，样品中的 溶剂（水）或洗脱时的溶剂为流动相。它 是利用吸附剂对农药和干扰性杂质吸着能 力的差异所产生的选择性保留，对样品进 行提取和净化。
这种保留可通过改变吸附剂的类型、调整 样品和洗脱溶剂的类型、pH值、离子强度 和体积等来满足不同分析的需要。
2）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
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。
3）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。
全自动索氏提取器（型号：B-111）
自动取样器+溶剂自 动分流器
采用150℃高温加热 （可用水进行抽 提），测定一批样 品的工作时间在2h， 测定时间短，是为 快速测定仪。测定 分为抽提、淋洗及 溶剂回收和烘干四 个步骤在同一台仪 器中进行。
B-811有四种抽提方法：
A、标准索氏抽提法；
B、索氏加热抽提法（快速法）
概述
1.样品制备（sample preparation） 是将检测样品处理成适合测定的检测溶液的过 程，是农药残留分析方法的重要部分 一般包括步骤：
（1）提取残留农药 （2）浓缩提取液 （3）提取液中干扰性杂质的分离净化
2.样品制备的目的 使样品经处理后更适合农药残留分析仪 器测定的要求，以提高分析的速度、效 率、准确度、灵敏度和精密度 。
KD值越大，存在于非极性溶剂中的农药 越多，越有利于用非极性溶剂向极性溶 剂中提取农药，而KD值越小，则存在于 极性溶剂中农药越多，越有利于用极性 溶剂向非极性溶剂中提取农药。
在农药残留分析样品制备中，我们常应 用分配定律进行农药的提取和分离净化。
萃取
萃取(extraction)是指通过溶解、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，也常称为提取。 由于残留农药含量甚微（痕量），提取效率的 高低直接影响分析结果的准确性。 萃取方案的选定主要是根据残留农药的理化特 性来定，但也需要考虑试样类型、样品的组 分（如脂肪、水分含量）、农药在样品中存 在的形式以及最终的测定方法等因素。
固液提取过程中，不同样品类型对溶 剂的选择有很大影响。
对含水量大的样品，应采用与水混溶 的溶剂或混合溶剂提取；
对含脂肪多的样品则用非极性或极性 弱的溶剂提取；
对土壤样品则用含水溶剂或混合溶剂 提取。
目前较多的农药残留分析方法中对动植 物组织、食品等固体样品采用与水混溶 的溶剂（如丙酮、乙腈）提取，这样可 以减少油脂、蜡质等非极性杂质的含量， 同时有些样品提取后经加水稀释可以方 便地用固相提取技术进行净化和浓缩。
⑶. 组织捣碎法：这也是一种常用的方法， 效果较好。特别是对于一些新鲜动植 物组织中农药的提取较方便，一般操 作是将样品先进行适当的切碎，再放 入组织捣碎机中，加入适当的提取溶 剂，快速捣碎3～5 min，过滤，残 渣再重复提取一次即可。
⑷. 消化提取法：用消化液把试样消煮分 解后，再用溶剂提取的一种方法。适 用于动物样品量少而又不易捣碎的器 官（皮、鳃、肠等）。
在农药残留量分析中，p值主要用于 溶剂对的选择以决定分配提取的次数。
液液提取效率的高低取决于化合物与提取 溶剂的亲和性（分配系数或p值）、二相 的体积比和提取次数三个因素。
液液提取通常用分液漏斗进行。 操作时注意事项： 1.分液漏斗体积； 2.分液漏斗活塞的密封性； 3.加入的提取剂的量； 4.振摇（摇晃→激烈振摇）。
样品制备的原理
样品制备的原理主要是利用残留农药与样品基质的物 理化学特性差异，使其从对检测系统有干扰作用的样 品基质中提取分离出来。 化合物的极性和挥发性是指导样品制备最有用的理化 特性。 极性主要与化合物的溶解性及两相分配有关，如在进 行液液提取、固液提取、液固提取等操作时就是利用 农药的极性这一理化特性。 挥发性则主要与化合物的气相分布有关，如在进行吹 扫捕集提取、顶空提取等操作时就是利用农药的挥发 特性。
3.3.2 固相提取法
固相提取法（SPE, solid phase extraction），又叫液固提取法 (liquid-solid extraction)，是指液 体样品中的分析物通过吸着作用（吸 附和吸收）被保留在吸着剂(sorbent) 上，然后用一定的溶剂洗脱的过程。
慢
中等
淋洗液
wk.baidu.com
快
固相提取技术最早由Breiter等(1976)提 出，用于人体体液中的药物提取，称为 “柱提取”，后用于水中农药的提取和净 化，并称为“固相提取”。
固相提取技术是取代“液液提取”的新技 术，具有提取、浓缩、净化同步进行的作 用，目前主要用于水样中分析物的提取， 但也开始越来越多地应用于食品中农药残 留分析的样品制备。
这一技术有重复性好、省溶剂、快速、 适用性广、可自动化和用于现场等优 点。在农药残留分析中，尤其是对较 强极性农药（如氨基甲酸酯类农药） 的提取能发挥很好的作用。
索氏提取器（下图）是 1879年由德 国化学家Franz van Soxhlet设计出， 其主要特点是样品与提取液分离，利 用虹吸管通过回流溶剂浸渍提取，不 会有溶质饱和问题，可达到完全提取 的目的。但一般需时较长，要提取8 h左右或以上。
使用时将样品盛装在滤纸筒中放 入回流提取管内，上部接上冷 凝管，下接圆底烧瓶。溶剂装 在底部圆底烧瓶中，置水浴上 加热。至溶剂沸点后，溶剂蒸 汽从回流提取管的侧管进入冷 凝管，冷凝后滴流在样品上将 残留农药提取出来。待回流溶 剂达到虹吸管高度后，由于虹 吸作用流入底部烧瓶。如此重 复多次，直至残留农药被完全 提取出来。这一方法不适宜于 对热不稳定农药的提取。
于极性相中的份数为q，则
KD=
[A]非极性相 [A]极性相
= m·p/ v1 = m·q/ v2
p q
由于p值与KD值的变化趋势一致，有相 同的特性，但比KD值更直观地表明了分 配平衡后农药存在于非极性溶剂中的比 例。
例如当p＝0.1时，即表示经一次等体 积液液分配将会有10％的农药存在于非 极性溶剂中，而90％的农药存在于极性 溶剂中。
分配定律
分配定律是一个与极性及溶解性相关的概念， 它是指在一对互不相溶的二相溶剂系统中， 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，物质在该二相中的浓度 比在一定条件下为一常数的定律 KD= [A]非极性相/[A]极性相 KD称为分配系数，与溶质及溶剂的性质及平 衡时的温度等条件有关，而与相体积无关。
液液萃取操作步骤
溶剂体积为样品溶液的10％ ~30％。
摇晃几次
Gas
打开活塞 放气
激烈振摇 3～ 5min
静置分层
液液提取要求有较大的分配系数。
通过调节溶液的pH值阻止酸性或碱性农 药离子化，或通过加盐降低农药的水溶 性，这样可以提高分配系数。
2. 固液提取
固液提取(SLE, solid-liquid extraction)是指通过溶解、扩散作用 使固相物质中的化合物进入溶剂（包括 水）中的过程。它主要用于固体样品 （如土壤、动植物样品）残留农药的提 取。
D、连续抽提法；
一般索氏抽提法收集的样品需要放入烘箱 内烘干，而B-811在溶剂回收时向索氏抽 提器内充入惰性气体，使加热回收溶剂和 烘干样品同时进行。这样既可以使溶剂彻 底回收，而且又使样品不会氧化损失。抽 提结束即可称重，不必放入烘箱烘干半小 时。 这样使索氏抽提法（国际法）与其他 三种方法在同一台仪器中进行对比校正。
1. 液液提取
液液提取(LLE, liquid-liquid extraction)是
指根据分配定律，用与液体样品（一般是水）不
混溶的溶剂与样品液体接触、分配、平衡，使溶
于样品液体相的化合物转入提取溶剂相的过程。
根果据溶下质(式m，)存当在二于相非的极体性积相相中等的时份（数v1为=vp2，）存，在如
固相萃取盘
3.吸附容量和穿透体积
吸附容量(adsorption capacity)是指 单位重量吸附剂所能吸附有机化合物的 总质量。 吸附容量越大，能吸附残留农药的量就 越大。现在使用的固相吸附剂大都有 500 μg/g以上的吸附容量，有的高达 15~60 mg/g。
索氏抽提法适用样品：
谷物及其制品、干果、脱水蔬菜、茶 叶、烟草土壤等
⑵. 振荡浸提法：将样品粉碎后置于具塞 三角瓶中，加入一定量的提取溶剂， 用振荡器振荡提取1~3次，每次时间 多在0.5~1h，有时也需要更长时间。 过滤出溶剂后，再用溶剂洗涤滤渣一 次或数次，合并提取液后进行浓缩净 化。这一方法对于蔬菜、水果、谷物 等样品都可以使用。