農(nóng)藥殘留的提取操作方法有哪些全套的前處理方法
農(nóng)藥殘留是當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的一個(gè)重要問(wèn)題,它對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性產(chǎn)生了很大的影響。提取農(nóng)藥殘留的操作方法是確定農(nóng)產(chǎn)品中殘留物含量的關(guān)鍵步驟之一。本文將介紹全套的農(nóng)藥殘留提取操作方法,以幫助人們更好地了解和應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題
1、振蕩漂洗法
將待測(cè)樣品浸泡于提取溶劑中,若有必要可加以振蕩以加速擴(kuò)散,適用于附著在樣品表面的農(nóng)藥以及葉類樣品中的非內(nèi)吸性農(nóng)藥。
2、勻漿萃取法
將一定量的樣品置于勻漿杯中,加入提取劑,快速勻漿幾分鐘,然后過(guò)濾出提取溶劑凈化后進(jìn)行分析。
有時(shí)為了使樣品更具代表性,需加大樣品量,這時(shí)可先將大量樣品勻漿,然后稱取一定量的勻漿后的樣品用萃取溶劑萃取。
尤其適用于葉菜類及果實(shí)樣品,簡(jiǎn)便、快速。
3、索氏提取法
索氏提取法是一種經(jīng)典萃取方法,用于測(cè)量食品、飼料、土壤、聚合物、紡織品、紙漿和許多其他物質(zhì)中的可提取物,在當(dāng)前農(nóng)藥殘留分析的樣品制備中仍有著廣泛的應(yīng)用。美國(guó)環(huán)保署(EPA)將其作為萃取有機(jī)物的標(biāo)準(zhǔn)方法之一(EPA3540C);國(guó)標(biāo)方法中也用使用索式提取法作為提取方法。由于是經(jīng)典的提取方法,其它樣品制備方法一般都與其對(duì)比,用于評(píng)估方法的提取效率。
大多數(shù)農(nóng)藥是脂溶性的,所以一般采取提取脂肪的方法,將經(jīng)分散而干燥的樣品用無(wú)水乙醚或石油醚等溶劑提取使樣品中的脂肪和農(nóng)殘進(jìn)入溶劑中,再凈化濃縮即可分析。
適用谷物及其制品、干果、脫水蔬菜、茶葉、干飼料等樣品。無(wú)水乙醚或石油醚等溶劑,提取效率高,操作簡(jiǎn)便。
索氏提取法步驟:稱取2-5g樣品到索氏樣品套管中,添加150ml溶劑到索氏燒瓶中,按每小時(shí)4-6循環(huán)萃取16-24小時(shí),然后冷卻,對(duì)萃取液進(jìn)行濃縮,再適當(dāng)?shù)娜軇┻M(jìn)行復(fù)溶,進(jìn)行儀器分析。
需要注意:提取時(shí)間長(zhǎng),消耗大量的溶劑必須考慮被測(cè)物的穩(wěn)定性;含水量過(guò)高的水果蔬菜不宜作為分析對(duì)象。
影響提取效果的因素主要有:決定索氏提取效率的因素除了提取溶劑之外,還有就是提取溶劑的回流次數(shù)(在某種程度上可以說(shuō)是提取時(shí)間),料液比以及提取溫度等。
提取過(guò)程中的注意事項(xiàng):
①一般在實(shí)驗(yàn)中水浴的溫度不能過(guò)高以防止暴沸造成目標(biāo)物的損失。
②在索氏提取中,裝樣品一般都是用濾紙筒,不宜使用金屬的篩筒(這會(huì)造成部分農(nóng)藥目標(biāo)物的分解,如Fe可能會(huì)造成某些有機(jī)氯農(nóng)藥分解)。此外,應(yīng)注意濾紙筒在裝樣之后與提取器的匹配,尤其須注意紙筒不能堵塞虹吸回流管。
③實(shí)驗(yàn)中所使用的索氏提取器不宜過(guò)大,否則溶劑蒸氣到達(dá)提取器之前由于環(huán)境空氣的冷凝作用而減少(特別是冬天等環(huán)境溫度較低的時(shí)候),從而減緩了提取效率,使得提取耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)。
4、液-液萃取法
向液體混合物中加入某種適當(dāng)溶劑,利用組分溶解度的差異使溶質(zhì)由原溶液轉(zhuǎn)移到萃取劑的過(guò)程向溶液試樣加入非極性或水溶性的溶劑,用振蕩等方法來(lái)輔助提取試樣中的溶質(zhì)。
適合液態(tài)樣品,或經(jīng)過(guò)其他方法溶劑提取后的液態(tài)基質(zhì)。常用非極性的溶劑有正己烷、苯、乙酸乙酯;常用的水溶性溶劑有二氯甲烷、甲醇、乙、丙酮以及水
注意:不需要昂貴的設(shè)備和特殊儀器,操作簡(jiǎn)便;常用到大體積的溶劑,而在振蕩分配過(guò)程中則要控制溶劑體積,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,容易引起誤差。
5、超聲波提取方法
超聲波是一種高頻率的聲波,利用空化作用產(chǎn)生的能量,用溶劑將各類食品中殘留農(nóng)藥提取出來(lái)。
將樣品放在超聲波清洗機(jī),利用超聲波來(lái)促進(jìn)提取適合液態(tài)樣品,或經(jīng)過(guò)其他方法溶劑提取后的液態(tài)基質(zhì)。適用溶劑包括甲醇,乙醇,丙酮,二氯甲烷,苯等,簡(jiǎn)便,提取溫度低、提取率高,提取時(shí)間短。
(1)提取原理
①機(jī)械效應(yīng)
超聲波在介質(zhì)中的傳播可以使介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在其傳播空間內(nèi)產(chǎn)生振動(dòng),從而強(qiáng)化介質(zhì)的擴(kuò)散、傳播,這就是超聲波的機(jī)械效應(yīng)。超聲波在傳播過(guò)程中產(chǎn)生一種輻射壓強(qiáng),沿聲波方向傳播,對(duì)物料有很強(qiáng)的破壞作用,可使細(xì)胞組織變形,植物蛋白質(zhì)變性;同時(shí),它還可以給予介質(zhì)和懸浮體以不同的加速度,且介質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)大于懸浮體分子的運(yùn)動(dòng)速度。從而在兩者間產(chǎn)生摩擦,這種摩擦力可使生物分子解聚,使細(xì)胞壁上的有效成分更快地溶解于溶劑之中。
②空化效應(yīng)
通常情況下,介質(zhì)內(nèi)部或多或少地溶解了一些微氣泡,這些氣泡在超聲波的作用下產(chǎn)生振動(dòng),當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時(shí),氣泡由于定向擴(kuò)散(rectieddiffvsion)而增大,形成共振腔,然后突然閉合,這就是超聲波的空化效應(yīng)。這種氣泡在閉合時(shí)會(huì)在其周圍產(chǎn)生幾千個(gè)大氣壓的壓力,形成微激波,它可造成植物細(xì)胞壁及整個(gè)生物體破裂,而且整個(gè)破裂過(guò)程在瞬間完成,有利于有效成分的溶出。
③熱效應(yīng)
和其它物理波一樣,超聲波在介質(zhì)中的傳播過(guò)程也是一個(gè)能量的傳播和擴(kuò)散過(guò)程,即超聲波在介質(zhì)的傳播過(guò)程中,其聲能不斷被介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)吸收,介質(zhì)將所吸收的能量全部或大部分轉(zhuǎn)變成熱能,從而導(dǎo)致介質(zhì)本身和藥材組織溫度的升高,增大了藥物有效成分的溶解速度。由于這種吸收聲能引起的藥物組織內(nèi)部溫度的升高是瞬間的,因此可以使被提取的成分的生物活性保持不變。
此外,超聲波還可以產(chǎn)生許多次級(jí)效應(yīng),如乳化、擴(kuò)散、擊碎、化學(xué)效應(yīng)等,這些作用也促進(jìn)了植物體中有效成分的溶解,促使藥物有效成分進(jìn)入介質(zhì),并與介質(zhì)充分混合,加快了提取過(guò)程的進(jìn)行,并提高了藥物有效成分的提取率。
注意:
①超聲波提取器功率較大,噪音比較大,對(duì)容器壁的厚薄及容器放置位置要求較高,目前僅在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)使用,難以應(yīng)用到大規(guī)模生產(chǎn)上。目前實(shí)驗(yàn)室使用較多的還是超聲波清洗器作為提取儀器。一般在超聲波提取之前應(yīng)該將待提取樣品用提取溶劑浸泡一段時(shí)間,使之相互充分的接觸、滲透。在超聲波提取中,最好都是使用混合提取溶劑,分步驟提取,以提高目標(biāo)物的提取效率。
②對(duì)玻璃容器也有一定的要求,如果玻璃容器的質(zhì)地不好,有裂隙等,在提取過(guò)程中很容易破裂,因此在選擇玻璃器皿時(shí)應(yīng)特別注意。
③有機(jī)溶劑在使用超聲波提取時(shí),揮發(fā)性會(huì)增強(qiáng),污染環(huán)境。要注意提取容器不能密閉,應(yīng)有一定的空間。
④使用超聲波清洗器進(jìn)行提取,需注意在整個(gè)超聲容器中超聲波場(chǎng)的分布是不均勻的,類似在波場(chǎng)的分布中有死角,這會(huì)使得部分樣品的提取效率顯著下降,從而導(dǎo)致重現(xiàn)性較差。
⑤超聲波提取所需要的溶劑量較大,一般都是分步提取、過(guò)濾。雖然操作簡(jiǎn)單但是操作的勞動(dòng)強(qiáng)度較大,而且需要進(jìn)行過(guò)濾等步驟將提取溶劑與樣品分離。
6、固相萃取法
利用吸附劑對(duì)待測(cè)組分與干擾雜質(zhì)的吸附能力的差異,在層析柱中加入一種或幾種吸附劑,再加入待測(cè)樣本提取液,用淋洗液洗脫。適用于分離保留性質(zhì)差別很大的化合物;
7、固相微萃取法
(1)固相微萃取裝置主要由手柄和萃取頭2部分構(gòu)成,萃取頭是涂有不同吸附劑的熔融纖維,選擇的基本原則是“相似相溶原理”;
(2)用極性涂層萃取極性化合物,用非極性涂層萃取非極性化合物。集采集、濃縮于一體,簡(jiǎn)單、方便、無(wú)溶劑,不會(huì)造成二次污染;
(3)若在樣品中加入適當(dāng)?shù)膬?nèi)標(biāo)進(jìn)行定量分析,其重現(xiàn)性和精密度都非常好。
8、超臨界流體萃取
利用超臨界流體高密度、粘度小、滲透能力強(qiáng)等特點(diǎn),能快速、高效將被測(cè)物從樣品基質(zhì)中分離,先通過(guò)升壓、升溫使其達(dá)到超臨界狀態(tài),在該狀態(tài)下萃取樣品,再通過(guò)減壓、降溫或吸附收集后分析,對(duì)熱不穩(wěn)定、難揮發(fā)性的烴類,非極性脂溶化合物,二氧化碳,水,乙烯,丙酮,乙烷等可進(jìn)行族選擇性萃取,萃取物不會(huì)改變其原來(lái)的性質(zhì),萃取過(guò)程簡(jiǎn)單易于調(diào)節(jié),萃取裝置較昂貴,不適合分析水樣和極性較強(qiáng)的物質(zhì)。
9、自制提取裝置
將超聲波的空化效能與固相萃取的特性結(jié)合起來(lái)。超聲波提取后,再通過(guò)固相萃取柱來(lái)純化。適用于濃縮樣品中的物質(zhì)、分離保留性質(zhì)差別很大的化合物,或經(jīng)過(guò)其他方法溶劑提取后的液態(tài)基質(zhì),常用試劑水,乙烯,丙酮,乙烷等;吸附劑氟羅里硅土,氧化鋁,硅藻土等,集合了超聲波提取和固相萃取兩種方法的優(yōu)點(diǎn),適合多樣品的同時(shí)處理需要定時(shí)清洗。
10、微波輔助萃取法
(1)微波能是一種非離子輻射,它使分子中的離子發(fā)生位移和偶極矩,其中有機(jī)物受微波輻射使其分子排列成行,又迅速恢復(fù)到無(wú)序狀態(tài)。這種反復(fù)進(jìn)行的分子運(yùn)動(dòng),讓樣品液迅速加熱。
(2)微波穿透力強(qiáng),能深入機(jī)體內(nèi)部,輻射能迅速傳遍整個(gè)樣品液,而不使其表面過(guò)熱。內(nèi)部的分子運(yùn)動(dòng)溶劑與樣品液充分作用,加速了提取過(guò)程。適用于土壤、食品、飼料等固體物中的有機(jī)物,植物及肉類食品中的農(nóng)殘?zhí)崛『?jiǎn)便、快速。
該法在縮短萃取時(shí)間和提高萃取效率的同時(shí)也使萃取液中干擾物質(zhì)的濃度增大,加重了凈化步驟的負(fù)擔(dān)。
11、加速溶劑萃取法方法
該法是在較高溫度(20~2000℃)和壓力條件(10.3~20.6MPa)下,用有機(jī)溶劑萃取。
(1)適用于固體和半固體樣品;
(2)食品分析中有廣泛的應(yīng)用;
(3)提取復(fù)雜的生物基質(zhì)中有機(jī)氯農(nóng)藥;
(4)處理中毒樣品;
(5)有機(jī)溶劑用量少(1g樣品僅需1.5ml溶劑);
(6)樣品處理時(shí)間短(12~20min);
(7)回收率好;
(8)處理中毒樣品,如氟乙酰胺、毒鼠強(qiáng),更顯示出其萃取快速的優(yōu)越性,能為及時(shí)搶救贏得時(shí)間。
12、基質(zhì)固相分散萃取法
此技術(shù)使分析者能同時(shí)制備、萃取和凈化樣品。該技術(shù)包括在玻璃研缽中將鍵合相載體和組織基質(zhì)混合,用玻璃杵將其研碎成近乎均質(zhì)分散的組織細(xì)胞和基質(zhì)成分。組織與涂以C18或C3、C8的硅膠迅速混合產(chǎn)生半固體物質(zhì),將半固體物質(zhì)填充于柱中。根據(jù)不同分析物在聚合物/組織基質(zhì)中的溶解度不同進(jìn)行洗脫。這樣獲得的萃取物在儀器分析前不需要再處理。
(1)特別適合于食品中藥物、污染物及農(nóng)殘分析;
(2)幾乎囊括了所有的固體樣品;
(3)對(duì)于很難勻漿和均質(zhì)的樣品,尤其適于處理。
13、衍生化技術(shù)
通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將樣品中難以分析檢測(cè)的目標(biāo)化合物定量轉(zhuǎn)化成另一易于分析檢測(cè)的化合物,通過(guò)后者的分析檢測(cè)對(duì)可疑目標(biāo)化合物進(jìn)行定性和定量分析