第三章 样品前处理技术

净化技术
净化（cleanup）是指通过物理的或化学 的方法除去提取物中对测定有干扰作用 的杂质的过程。主要是利用分析物与基 体中干扰物质的理化特性的差异，将干 扰物质的量减少到能正常检测目标残留 农药的水平。
主要干扰杂质及性质
类别 脂类
色素
蜡质 肽、氨基酸 碳水化合物
木质素
化合物及其性质
脂肪、油脂（动物样品）， 不溶于水，溶于多少有机溶剂 叶绿素、叶黄素、胡萝卜素等（植物样品）， 不溶于水，能溶于乙醇、丙酮和石油醚 蜡质（许多蔬菜），易溶于有机溶剂 含氮，对NPD、FPD检测器有干扰 糖、淀粉等，对低挥发性和高水溶性农药有干扰 酚类及其衍生物，影响氨基甲酸酯类和苯氧羧酸
索式提取法
❖ 用适当的提取溶剂在索式提取器中连续回流提取几 小时，获得提取液。
❖ 提取效率高，但耗时长8h以上） ❖ 适用于匀浆法等难提取样品中
残留农药的提取或是作为其他 提取方法提取效率的参照标准。 不适合于热不稳定农药的提取。
吹扫捕集法
❖ 主要用于水样中挥发性有机物的分析。 ❖ 主要构件有吹沸器、捕集管，气相色谱仪 ❖ 操作步骤：
吹沸 捕集 解吸 GC分析
提取方法-
液-液提取法：常用于水样或其他液体样品中残 留农药的提取。将一种溶剂加入被测溶液中， 利用被测组分在两相中的分配不同而进入有 机相，其他组分仍留在原液中而达到分离的 目的。通常使用的是分液漏斗。
❖ 常用的二相溶剂对系统有：乙酸乙酯-水、二 氯甲烷-水，石油醚-水、石油醚-丙酮等。
常用四种吸附剂的比较
吸附剂名称
主要成分
活性强弱
活化处理方法
弗罗里硅土 硫酸镁与硅酸
（Florisil)
钠作用生成的 沉淀物
适合脂肪含量高 650℃烘烤3h ，干燥器 的样品的净化 存放。使用前再于130 ℃活化1-2h。
氧化铝 (alumina)
硅胶
活性炭
氧化铝（酸性、 中性、 碱性）
对色素、脂肪、 先550 ℃加热4h，用前
❖ 适用于土壤、谷物等 样品中农药的提取。
Hale Waihona Puke 组织捣碎法❖ 组织捣碎法也是一种常用的方法。它是将样品先进 行适当的切碎，再放入组织捣碎机中，加入适当的 溶剂，快速捣碎3~5min，过滤后进行浓缩净化。
❖ 适用于蔬菜、水果等新鲜动植物组织 样品中农药的提取。
超声波法
❖ 目前一般是用超声波清洗机来进行超声波提 取。在超声波清洗槽中装入一定量的水，将 装有样品和提取溶剂的玻璃瓶放入其中，提 取溶剂的液面要与槽中水面齐平。
❖ 样品制备的目的
1）提高灵敏度和降低检测限。 2）提高测试精度。 3）提高方法的选择性。（衍生化） 4）延长仪器的使用寿命。
样品制备原理
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。
农药的极性和溶解性是选择提取和净化条件的重要依据， 在残留农药的溶剂提取中常采用“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。
❖ 液液分配提取效率的高低取决于化合物与提 取溶剂的亲和性、二相的体积比和提取次数 三个因素。
❖ 影响提取效率的因素：
1. 提取溶剂的选择
乳化现象
2. 水相的盐浓度
3. 水相的PH值
有机相、水相、乳化物和外力是乳化形成的主要因 素。
破除乳化的方法： ❖ 离心(2000rpm，2min） ❖ 过滤（滤纸或无水硫酸钠） ❖ 在水相中加入一定量的盐（氯化钠或其水溶液） ❖ 加入少量不同的有机溶剂（无水乙醇） ❖ 在振摇时，采用轻缓地向一个方向振摇的方式。
❖ 常用的提取溶剂：
石油醚、正己烷、二氯甲烷、丙酮、乙酸乙 酯、乙腈、甲醇、水等
❖ 提取方法-
液固提取法：将固体放入提取剂中，加以振 荡，必要时加热，再利用离心或过滤的方法 使液、固分离，欲提取的农药组分进入溶剂。
常用提取方法有振荡法、捣碎法、超声波法、 索氏提取法、吹扫捕集法。
振荡提取法
❖ 振荡浸提法是最常用的一种方法。它是将样 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1~3次，每次振荡 0.5~1h，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。
1）极性：共价键电子密度不均衡分布结果产生了键偶极。
常用溶剂的极性大小：
己烷（石油醚）<苯<乙醚<氯仿<二氯甲烷<丙酮<乙酸乙酯<乙 腈<二甲亚砜<甲醇<水
2）溶解性 指农药在水相和有机相中的溶解能力。
溶解度的大小很大程度上取决于农药分子所 含官能团的种类、数量、溶剂的性质和其他 外部因素。
农药的水溶性还受温度、含盐量、有机质、 PH值的影响。
蜡质有较强吸附 130 ℃活化1-2h。
能力
加入5%~10%重量的水，
混匀，放置过夜。
硅酸钠溶液加 入盐酸而制得 的溶胶沉淀物
对糖等极性杂质 先110 ℃加热1h，再加 有较强吸附能力 入0%~10%重量的水，
类农药酚类代谢物的分析
常用净化方法
❖ 柱层析法 ❖ 浓硫酸处理法（水解脂类和色素，如净化含
有机氯类样品） ❖ 低温冷冻（-80℃）法（净化动物样品，除去
脂肪和某些色素）
柱层析法
柱层析法是应用最普遍的传统净化方法。 原理是将提取液中的农药和杂质一起通过一 支装有吸附剂的层析柱，它们即被吸附在具 有表面活性的吸附剂上，然后用溶剂进行淋 洗，以达到目标物与杂质分离的目的。 吸附剂的基本要求：具有较大的比表面；适 宜的表面孔径和吸附活性；粒度分布范围尽 量窄，并具有一定的强度。
3.2 样品制备常规技术
提取技术
提取（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，也称为萃取。
提取原则：根据农药理化性质按“相似相溶” 原理进行。
• 溶剂的选择是关键。 1. 溶剂的极性（“相似相溶”原理） 2. 溶剂的纯度（分析纯以上） 3. 溶剂的沸点（45~80℃之间）。
第三章 农药残留分析的前处理技术
3.1 样品制备目的和原理 3.2 样品制备常规技术 3.3 样品制备新技术
3.1 样品制备的目的和原理
样品制备（sample preparation）是农药残留 分析方法的重要部分。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，是将实验室样品处理成适 合测定的检测溶液的过程。