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摘 要:我国是农业大国,随着农业生产技术的发展,农药的广泛使用成为了为实现农业生产效率提高的必由之路,伴随着农药的升级与一些农产品农药残留严重事件的发生,卫生安全质检部门对此愈加重视。一方面其加强对于农产品农药残留检测,另一方面重在控制和检测农药本身的成分和质量。由此,高效液相色谱仪的应用得到了极大的普及,其在农药分析中也起到了便捷、高效、准确、全面的效果。本文主要在介绍了高效相色谱仪的工作原理的基础上重点刻画其在农药分析中的应用方式原理以及作用。
关键词:高效液相色谱仪;农药分析;原理;应用
一、高效液相色谱仪的工作原理
高效液相色谱仪的系统由储液器、泵、进样器、色谱柱、检测器、记录仪等几部分组成。储液器中的流动相被高压泵打入系统,样品溶液经进样器进入流动相,被流动相载入色谱柱(固定相) 内,由于样品溶液中的各组分在两相中具有不同的分配系数,在两相中作相对运动时,经过反复多次的吸附- 解吸的分配过程,各组分在移动速度上产生较大的差别,被分离成单个组分依次从柱内流出,通过检测器时,样品浓度被转换成电信号传送到记录仪,数据以图谱形式打印出来,液相色谱仪的具体分离类型见表1.
二、高效液相色谱仪的特点
特点主要有高压、高速、高效、高灵敏度和适应的范围比较广泛。第一高压,液相色谱法以液体为流动相(称为载液),液体流经色谱柱,受到的阻力较大,因此为了迅速地通过色谱柱,必须对载液施加高压。一般可达150~350 × 105Pa;第二高速:流动相在柱内的流速较经典色谱快得多,一般可达1~10ml/min。高效液相色谱法所需的分析时间较之经典液相色谱法少得多,一般少于1h ;第三高效:近年来研究出许多新型固定相,使分离效率大大提高;第四高灵敏度:高效液相色谱已广泛采用高灵敏度的检测器,进一步提高了分析的灵敏度。如荧光检测器灵敏度可达10-11g。另外,用样量小,一般几个微升;第五适应范围广泛:气相色谱法与高效液相色谱法的比较:气相色谱法虽具有分离能力好,灵敏度高,分析速度快,操作方便等优点,但是受技术条件的限制,沸点太高的物质或热稳定性差的物质都难于应用气相色谱法进行分析。而高效液相色谱法只要求试样能制成溶液,而不需要汽化,因此不受试样挥发性的限制。对于高沸点、热稳定性差、相对分子量大(大于400 以上)的有机物(这些物质几乎占有机物总数的 75% ~ 80%)原则上都可应用高效液相色谱法来进行分离、分析。据统计,在已知化合物中,能用气相色谱分析的约占 20%,而能用液相色谱分析的约占70%~80%。
三、高效液相色谱仪的应用
液相色谱仪以独特的特点及其技术的发展,已被广泛地应用到化工、食品分析、环境分析、天然产物分析以及医药、生化、临床检验,如农药检测方面,高效液相色谱仪可以分析农药的含量,农药的残留量等。在生化方面高效液相色谱仪可以分离分析与生命密切相关的多种物质 , 如氨基酸、肽、蛋白质、核酸、维生素、酶、糖等。
四、农药分析
农药分析中的分析源,在整个分析过程中占据重要地位,从分类上讲,我们将农药分析分为两大类,一者为原药制剂分析,二者为残留量分析。其中原药制剂分析更侧重对于准确度的分析,而残留量着重研究农药的效能作用。
在农药分析史上手工计算居多,我国最早使用滴定法进行农药分析,即:根据指示剂的颜色变化指示滴定终点,然后目测标准溶液消耗体积,计算分析结果,但是手工与目测存在着很大的主观性且误差较大。二十世纪中叶电位滴定法、银量法、用光度法、分光光度法即:通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸光度或发光强度,对该物质进行定性和定量分析的方法,而就目前的分析水平来讲,相色谱法是最为高效和科学的方法,也是目前应用在本行业最为广泛的方法。对于一般现用农药的分类见表2.
表2 生物农药分类
五、具体样本分析
1.残留量分析案例
取准备好的蔬菜10克,放置在带盖的离心管中,之后加入五毫升无水硫酸钠进行简单的组织脱水,脱水工序之后在离心管中加入适当的农药分析丙酮正乙烷混合液,适当搅匀,放置到超声波提取器中做提取工作十分钟左右,十分钟后以滴管深入上层汲取液体样本,将样本滴入到烧杯内,之后再加入无水硫酸钠进行脱水,对于样本不充足的情况可以采取在样本残渣中不断加入混合液进行提取知道提取足量。
2.原药制剂分析(10%吡虫啉)
(1)介绍。吡虫啉是烟碱类超高效杀虫剂,具有广谱、高效、低毒、低残留,害虫不易产生抗性,对人、畜、植物和天敌安全等特点,并有触杀、胃毒和内吸等多重作用。害虫接触药剂后,中枢神经正常传导受阻,使其麻痹死亡。产品速效性好,药后1天即有较高的防效,残留期长达25天左右。药效和温度呈正相关,温度高,杀虫效果好。主要用于防治刺吸式口器害虫。
(2)质量测定步骤。随机从包装中取出样品源,从中取出100克药剂。试样用甲醇溶解,以甲醇+水为流动相,使用NovapakC18、5μm为填料的色谱柱和可变波长紫外检测器,通过分离手法进行检测。
抽取样本后,取0.1克样品滴取到容量瓶中,加入甲醇溶液稀释,手工摇均匀 ,摇摆均匀后提取溶液5毫升到新容量瓶中定容。在上述操作条件下,待仪器稳定后,连续注入数针标样溶液,直至相邻两针吡虫啉峰面积相对变化小于1.5%后,按照标样溶液、试样溶液、试样溶液、标样溶液的顺序进行测定。
之后进行计算,计算公式:x1=(A2·m1·p)/(A1·m2) 其中:
A1——标样溶液中,吡虫啉峰面积的平均值
A2——试样溶液中,吡虫啉峰面积的平均值;
m1——标样的质量,单位为克(g);
m2——试样的质量,单位为克(g)
p—— 标样中吡虫啉的质量分数,单位为百分数(%)
通过计算,一次测试计算吡虫啉为10.22%浓度,二次测试为10.16%浓度,经过平均后,吡虫啉浓度为10.19%浓度。
六、结语
就我国的农药应用现状而言,农药残留愈来愈严重,而由此害虫的免疫机能也愈加增强,这就陷入了一场无尽的竞争中,也同时制造了一场食物链的恶性循环,由于害虫免疫力增强所以加重农药浓度在很多农药制造工序中体现出来,而把握能力的欠失又造成了残留量的加重,在这种情况下检测力度的加大势在必行,不仅仅体现了科学性的分析,另一方面也着眼于人类的健康生活,本文通过对液相色谱仪的应用进行分析,对具体参数、流动相、进样量等进行描述,旨在技术检测部门严格把关,为农药检测做出贡献。
参考文献:
【1】张晓彤.液相色谱检测方法.北京:化学工业用出版社,2000
【2】谢洪学.基于离子液体的液相微萃取-高效液相色谱法测定水中有机磷农药[J].分析化学,2007.35(2):187~190
关键词:高效液相色谱仪;农药分析;原理;应用
一、高效液相色谱仪的工作原理
高效液相色谱仪的系统由储液器、泵、进样器、色谱柱、检测器、记录仪等几部分组成。储液器中的流动相被高压泵打入系统,样品溶液经进样器进入流动相,被流动相载入色谱柱(固定相) 内,由于样品溶液中的各组分在两相中具有不同的分配系数,在两相中作相对运动时,经过反复多次的吸附- 解吸的分配过程,各组分在移动速度上产生较大的差别,被分离成单个组分依次从柱内流出,通过检测器时,样品浓度被转换成电信号传送到记录仪,数据以图谱形式打印出来,液相色谱仪的具体分离类型见表1.
二、高效液相色谱仪的特点
特点主要有高压、高速、高效、高灵敏度和适应的范围比较广泛。第一高压,液相色谱法以液体为流动相(称为载液),液体流经色谱柱,受到的阻力较大,因此为了迅速地通过色谱柱,必须对载液施加高压。一般可达150~350 × 105Pa;第二高速:流动相在柱内的流速较经典色谱快得多,一般可达1~10ml/min。高效液相色谱法所需的分析时间较之经典液相色谱法少得多,一般少于1h ;第三高效:近年来研究出许多新型固定相,使分离效率大大提高;第四高灵敏度:高效液相色谱已广泛采用高灵敏度的检测器,进一步提高了分析的灵敏度。如荧光检测器灵敏度可达10-11g。另外,用样量小,一般几个微升;第五适应范围广泛:气相色谱法与高效液相色谱法的比较:气相色谱法虽具有分离能力好,灵敏度高,分析速度快,操作方便等优点,但是受技术条件的限制,沸点太高的物质或热稳定性差的物质都难于应用气相色谱法进行分析。而高效液相色谱法只要求试样能制成溶液,而不需要汽化,因此不受试样挥发性的限制。对于高沸点、热稳定性差、相对分子量大(大于400 以上)的有机物(这些物质几乎占有机物总数的 75% ~ 80%)原则上都可应用高效液相色谱法来进行分离、分析。据统计,在已知化合物中,能用气相色谱分析的约占 20%,而能用液相色谱分析的约占70%~80%。
三、高效液相色谱仪的应用
液相色谱仪以独特的特点及其技术的发展,已被广泛地应用到化工、食品分析、环境分析、天然产物分析以及医药、生化、临床检验,如农药检测方面,高效液相色谱仪可以分析农药的含量,农药的残留量等。在生化方面高效液相色谱仪可以分离分析与生命密切相关的多种物质 , 如氨基酸、肽、蛋白质、核酸、维生素、酶、糖等。
四、农药分析
农药分析中的分析源,在整个分析过程中占据重要地位,从分类上讲,我们将农药分析分为两大类,一者为原药制剂分析,二者为残留量分析。其中原药制剂分析更侧重对于准确度的分析,而残留量着重研究农药的效能作用。
在农药分析史上手工计算居多,我国最早使用滴定法进行农药分析,即:根据指示剂的颜色变化指示滴定终点,然后目测标准溶液消耗体积,计算分析结果,但是手工与目测存在着很大的主观性且误差较大。二十世纪中叶电位滴定法、银量法、用光度法、分光光度法即:通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸光度或发光强度,对该物质进行定性和定量分析的方法,而就目前的分析水平来讲,相色谱法是最为高效和科学的方法,也是目前应用在本行业最为广泛的方法。对于一般现用农药的分类见表2.
表2 生物农药分类
五、具体样本分析
1.残留量分析案例
取准备好的蔬菜10克,放置在带盖的离心管中,之后加入五毫升无水硫酸钠进行简单的组织脱水,脱水工序之后在离心管中加入适当的农药分析丙酮正乙烷混合液,适当搅匀,放置到超声波提取器中做提取工作十分钟左右,十分钟后以滴管深入上层汲取液体样本,将样本滴入到烧杯内,之后再加入无水硫酸钠进行脱水,对于样本不充足的情况可以采取在样本残渣中不断加入混合液进行提取知道提取足量。
2.原药制剂分析(10%吡虫啉)
(1)介绍。吡虫啉是烟碱类超高效杀虫剂,具有广谱、高效、低毒、低残留,害虫不易产生抗性,对人、畜、植物和天敌安全等特点,并有触杀、胃毒和内吸等多重作用。害虫接触药剂后,中枢神经正常传导受阻,使其麻痹死亡。产品速效性好,药后1天即有较高的防效,残留期长达25天左右。药效和温度呈正相关,温度高,杀虫效果好。主要用于防治刺吸式口器害虫。
(2)质量测定步骤。随机从包装中取出样品源,从中取出100克药剂。试样用甲醇溶解,以甲醇+水为流动相,使用NovapakC18、5μm为填料的色谱柱和可变波长紫外检测器,通过分离手法进行检测。
抽取样本后,取0.1克样品滴取到容量瓶中,加入甲醇溶液稀释,手工摇均匀 ,摇摆均匀后提取溶液5毫升到新容量瓶中定容。在上述操作条件下,待仪器稳定后,连续注入数针标样溶液,直至相邻两针吡虫啉峰面积相对变化小于1.5%后,按照标样溶液、试样溶液、试样溶液、标样溶液的顺序进行测定。
之后进行计算,计算公式:x1=(A2·m1·p)/(A1·m2) 其中:
A1——标样溶液中,吡虫啉峰面积的平均值
A2——试样溶液中,吡虫啉峰面积的平均值;
m1——标样的质量,单位为克(g);
m2——试样的质量,单位为克(g)
p—— 标样中吡虫啉的质量分数,单位为百分数(%)
通过计算,一次测试计算吡虫啉为10.22%浓度,二次测试为10.16%浓度,经过平均后,吡虫啉浓度为10.19%浓度。
六、结语
就我国的农药应用现状而言,农药残留愈来愈严重,而由此害虫的免疫机能也愈加增强,这就陷入了一场无尽的竞争中,也同时制造了一场食物链的恶性循环,由于害虫免疫力增强所以加重农药浓度在很多农药制造工序中体现出来,而把握能力的欠失又造成了残留量的加重,在这种情况下检测力度的加大势在必行,不仅仅体现了科学性的分析,另一方面也着眼于人类的健康生活,本文通过对液相色谱仪的应用进行分析,对具体参数、流动相、进样量等进行描述,旨在技术检测部门严格把关,为农药检测做出贡献。
参考文献:
【1】张晓彤.液相色谱检测方法.北京:化学工业用出版社,2000
【2】谢洪学.基于离子液体的液相微萃取-高效液相色谱法测定水中有机磷农药[J].分析化学,2007.35(2):187~190