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摘要：随着化肥、农药等有机农用化学品使用量的增加，给生态环境造成严重的污染和破坏。菊酯类农药由于所含的不稳定和水溶性化合物较多，它们极易被植物根部吸收，而又能以多种化学或光化学的途径较快的降解，在生物链中积累较低，因此广泛用于病虫害防治领域。但是菊酯类农药对生物机体机能的毒害作用更时不能忽视的问题。建立有效、快速、灵敏的菊酯类农药残留的检测技术日益成为关注的问题。
菊酯类农药必须经过的一定的前处理，用有机溶剂提取后才能在色谱仪上进行检测。现在各地对于有机提取剂和提取方法都有不同的标准。本文通过选用不同的提取剂，对样品进行前处理。实验结果表明：乙腈为最有效的提取剂。
关键词：氰戊菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯、气相色谱 (GC）
一、前言部分
1、概述：
农产品的安全性问题是当今全球关注的焦点之一，欧盟氰戊菊酯在茶叶上MRL从10ppm降到0.1ppm，导致我国很多地区的茶叶由于氰戊菊酯的超标而不得不停止出口。
菊酯类有机农药有较强的杀虫效果，是现代农药中要的类型之一。在广泛使用农药的今天，菊酯类杀虫剂以成为一中很普遍的化学污染物质。下面就介绍一下溴氰菊酯。
溴氰菊酯[2]化学名称为α-氰基-3-苯氧基苄基-3-（2，2-二溴乙烯基）-2，2-二甲基环丙烷羧酸酯。它的结构式如下：
该品的原药为乳油状。在水中溶解度小于2×10-6；在丙酮、二氯甲烷、环乙烷等有机溶剂中易溶。熔点大约在98～101℃。稳定性和氰戊菊酯相似。另外属于中等毒性吸入有毒，误服可致死。
随着人们生活水平的提高人们对环保的健康意思日益增强，农残的测定分析工作也受到人们的日益关注出现了不少行之有效的鉴别方法，农残的分析步骤一般包括农药的提取和浓缩、式样的净化、农药的定性的定量分析。
2、样品的提取和浓缩
样品提取总的要求是尽可能完全的提取所含有的农药成分，而尽量减少的提出干扰物质。
首先涉及的就是提取溶剂的选择。根据“相似相溶原理”，应该选择与待测农药相近的溶剂。要求提取剂不能与样品发生作用，毒性低。对极性小的农药，可以非极性溶剂来提取。常用的提取剂有丙酮、石油醚、甲醇、笨、乙酸乙酯、环丙烷、三氯甲烷等。
提取农药的方法很多，除了浸渍、漂洗房，匀浆、捣碎法，消化法，索氏提取法和机械震荡法等传统方法外，还有以下几中高效的方法：
2.1液—液萃取：液—液萃取的方法一般用在水中有机磷农药的提取。有机磷农药的极性一般较大，范围也较广泛。一般选用己烷或石油醚进行分配提取，也可以加入氯化钠来防止乳浊液的形成。振摇后接着进行分离、蒸发，再预浓缩，然后用正己烷定容，最后用GC-FPD测定。
2.2液—固萃取：适用于提取土壤、沉积物等固体样品中的有机磷农药，经典的方法为索氏提取。在索氏提取之前，样品要进行一些预处理。土壤样品风干或磨成粉末，植物或食物样品需要切碎、淹没。提取一般使用甲醇、二氯甲烷、丙酮或起混合溶剂。Meikle和Christie用丙酮淋洗含有14Nellite土柱并通过索氏法用氯仿反复提取16小时后，评价了水的提取效果。通过反复提取，没有发现更多的农药。在平衡166天和203天后14C标记的农药的回收率分别是72%和100%。利用这个系统，作者自称能完全回收所提取的几种衍生物。当然我们也可以直接将样品与上述的有机溶剂或热水使用机械振摇器进行振荡提取。提取经过过滤、干燥和溶剂蒸发后，进行色谱测定。
2.3固相萃取：固相萃取（SPE）的优点是装置简单、操作方便、萃取速度快、适用范围广、自动化程度高。固相萃取的形式很多，根据固定相的形状不同则可分柱型和盘型两种。无论是盘式还是柱式的都使分析物预步骤的选择更加灵活多样，并且SPE可进行在线操作，从而可实现自动化分析。将SPF用于农药分析的报告已经能相当常见了，而且SPE-GC连用分析农残，可以得到较好的回收率，精密度也较好。
3 分析检测技术
检测方法应具备简便、快捷、灵活度高的特点，根据检测目的，待检农药的性质和样本的种类等，采用符合要求的方法。
3.1 气相色谱法（GC）：使用气相色谱法，多种农药可以一起进样，得到完全的分离和高的定性定量分析，在配置搞性能的电子捕获，火焰光束或热离子等选择性的检测器，是分离速度更快，结果更可靠。气相色谱具有操作简便、分析速度快、分离效能高、灵敏度高以及应用范围广等特点。目前70%的农残检测是用气相色谱来进行的。用气相色谱测定的关键是如何选择检测器。理想的检测器应具备灵敏度高、稳定性和重复性好，线性范围宽，响应速度快以及结构简单、操作安全等特点。
3.2 高效液相色谱法（HPLC）：高效液相色谱法是以液体作为流动相的一种色谱法。它可以分离检测极性强、分子量大的离子型农药，尤其适用于不易气化或受热易分解的农药的检测。目前应用于农残检测最多的是紫外吸收检测器，其次是荧光检测器。紫外吸收检测器的优点是灵敏度高、流量和温度变化小，是梯度淋洗的一种比较理想的检测器，但是只能器，比紫外灵敏度高1～2个数量级。但由于大多数农药本身不发射荧光，经衍生化反检测对紫外光有吸收能的农药。荧光检测器是一种灵敏度高、选择性强的检测应又麻烦，限至了它的应用。
二、实验部分
1.实验仪器及试剂
1.1仪器设备：
HY-2多用振荡器（常州国华电器有限公司）；RE-52A旋转蒸发器（上海亚荣生华仪器厂）；CP-3800气相色谱仪配SRAR 5.X工作站,带又双火焰光度检测器,双塔自动进样器(VARIANUSA),所用色谱柱为熔融毛细管柱(30m×0.53mm×1.0um,50%聚苯甲氧基硅氧烷+50%聚二甲氧基硅氧烷)
1.2试剂:
乙氰、丙酮、乙醚、乙酸乙酯都为分析纯。
氯氰菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯标准溶液用丙酮稀释成0.1ppm的混合标准储备液，储存于冰箱。
自制二级蒸馏水，氯化钠。
无水硫酸钠、
1.3色谱条件：
进样口温度为250℃，不分流进样，进样量为1ul。采用程序升温，初始温度为130℃，然后以8℃/min升至250℃，然后保持12min。载气为氮气，流速为10ml/min。燃气为氢气，流速为75ml/min。
1.4样品前处理：
准确称取20g已粉碎好的式样置于三角烧瓶中，加入70ml乙腈，在振荡器上振荡30min后用滤纸过滤，滤纸中放少许无水硫酸钠。将滤液收集到装有5～7g的氯化钠的100ml具塞量筒中，盖上塞子，剧烈振荡1min，在室温下静止10min，使之分层。然后从具塞量筒中吸取25ml乙氰溶液，放入三角烧瓶中，净烧瓶放在旋转蒸发仪上蒸发，蒸至近干。过柱，柱子由无水硫酸钠+中性氧化铝+无水硫酸钠，并在柱子的底部放一个小棉球。过柱时用95ml石油醚和5ml乙酸乙酯的混合溶液洗涤3次。然后再蒸发至干。用正己烷定容，转移到微量进样瓶中，用色谱仪进行检测。
分别用石油醚和正己烷取代乙腈作萃取剂，对样品进行处理。溶剂的萃取能力与极性有关，对于极性小的，应选用非极性的溶剂来提取。本实验所用的三种溶剂对农残的萃取回收率看下表
表1不同溶剂对茶叶中的菊酯类农药萃取回收情况比较
溶剂 乙腈 正己烷 石油醚
回收率 氯氰菊酯 86.4% 36.1% 62.3%
溴氰菊酯 97.2% 48.9% 74.5%
氰戊菊酯 90.7% 40.1% 67.8%
经过比较比比较后，选定乙腈和石油醚萃取出的式样进行分析。
结果与分析
实验用CP-3800色谱仪进行定量分析，配有自动进样器，每次进样1ul。本实验采用面积外标法计算样品中农药残留浓度
式中：——样品中农药残留浓度，mg/kg；
——定容体积，mL；
——检测值，ng；
——称样质量，g；
——进样体积，μL；
——净化液与总提取液体积比
计算结果与标准对照，查看是否超标。
外标法用待测组分的纯品作为对照物质，以对对照物质和样品种待测组分的响应信号相比较进行定量的方法。用Cī与Aī分别表示在样品溶液中所含i组分的重量及相应的峰面积，（Cī）s和(Aī)s分别代表待测溶液中含有纯品i组分的重量及相应峰面积,则有: Cī= Aī ·（Cī）s/(Aī)s
添加回收率 在空白样本中添加一定量的待测农药标准样品，制成已知含量的样本，然后按拟定的方法对样本进行提取、净化和测定，所得到的实测值与已知值比较，实测值对已知值的百分率即为方法添加回收率。它是衡量农药残留量检测方法准确度的重要指标。回收率应以接近100%为最佳，但是由于试样种类、农药品种、杂质干扰、操作误差等原因，则要求添加回收率在70-110%，平均回收率为大于80%即符合要求。
表2添加回收率計算结果一览表
添加前
Cī 添加量
C0 添加后
C总 添加回收率
R
乙腈 1.7633 1.00 2.6942 97.499%
石油醚 1.2304 1.00 1.4886 66.741%
由上表可以看出选用石油醚作萃取剂在作添加回收率后不符合要求 所以乙腈才最合适的萃取剂。
结论：乙腈为最有效的提取剂。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
菊酯类农药必须经过的一定的前处理，用有机溶剂提取后才能在色谱仪上进行检测。现在各地对于有机提取剂和提取方法都有不同的标准。本文通过选用不同的提取剂，对样品进行前处理。实验结果表明：乙腈为最有效的提取剂。
关键词：氰戊菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯、气相色谱 (GC）
一、前言部分
1、概述：
农产品的安全性问题是当今全球关注的焦点之一，欧盟氰戊菊酯在茶叶上MRL从10ppm降到0.1ppm，导致我国很多地区的茶叶由于氰戊菊酯的超标而不得不停止出口。
菊酯类有机农药有较强的杀虫效果，是现代农药中要的类型之一。在广泛使用农药的今天，菊酯类杀虫剂以成为一中很普遍的化学污染物质。下面就介绍一下溴氰菊酯。
溴氰菊酯[2]化学名称为α-氰基-3-苯氧基苄基-3-（2，2-二溴乙烯基）-2，2-二甲基环丙烷羧酸酯。它的结构式如下：
该品的原药为乳油状。在水中溶解度小于2×10-6；在丙酮、二氯甲烷、环乙烷等有机溶剂中易溶。熔点大约在98～101℃。稳定性和氰戊菊酯相似。另外属于中等毒性吸入有毒，误服可致死。
随着人们生活水平的提高人们对环保的健康意思日益增强，农残的测定分析工作也受到人们的日益关注出现了不少行之有效的鉴别方法，农残的分析步骤一般包括农药的提取和浓缩、式样的净化、农药的定性的定量分析。
2、样品的提取和浓缩
样品提取总的要求是尽可能完全的提取所含有的农药成分，而尽量减少的提出干扰物质。
首先涉及的就是提取溶剂的选择。根据“相似相溶原理”，应该选择与待测农药相近的溶剂。要求提取剂不能与样品发生作用，毒性低。对极性小的农药，可以非极性溶剂来提取。常用的提取剂有丙酮、石油醚、甲醇、笨、乙酸乙酯、环丙烷、三氯甲烷等。
提取农药的方法很多，除了浸渍、漂洗房，匀浆、捣碎法，消化法，索氏提取法和机械震荡法等传统方法外，还有以下几中高效的方法：
2.1液—液萃取：液—液萃取的方法一般用在水中有机磷农药的提取。有机磷农药的极性一般较大，范围也较广泛。一般选用己烷或石油醚进行分配提取，也可以加入氯化钠来防止乳浊液的形成。振摇后接着进行分离、蒸发，再预浓缩，然后用正己烷定容，最后用GC-FPD测定。
2.2液—固萃取：适用于提取土壤、沉积物等固体样品中的有机磷农药，经典的方法为索氏提取。在索氏提取之前，样品要进行一些预处理。土壤样品风干或磨成粉末，植物或食物样品需要切碎、淹没。提取一般使用甲醇、二氯甲烷、丙酮或起混合溶剂。Meikle和Christie用丙酮淋洗含有14Nellite土柱并通过索氏法用氯仿反复提取16小时后，评价了水的提取效果。通过反复提取，没有发现更多的农药。在平衡166天和203天后14C标记的农药的回收率分别是72%和100%。利用这个系统，作者自称能完全回收所提取的几种衍生物。当然我们也可以直接将样品与上述的有机溶剂或热水使用机械振摇器进行振荡提取。提取经过过滤、干燥和溶剂蒸发后，进行色谱测定。
2.3固相萃取：固相萃取（SPE）的优点是装置简单、操作方便、萃取速度快、适用范围广、自动化程度高。固相萃取的形式很多，根据固定相的形状不同则可分柱型和盘型两种。无论是盘式还是柱式的都使分析物预步骤的选择更加灵活多样，并且SPE可进行在线操作，从而可实现自动化分析。将SPF用于农药分析的报告已经能相当常见了，而且SPE-GC连用分析农残，可以得到较好的回收率，精密度也较好。
3 分析检测技术
检测方法应具备简便、快捷、灵活度高的特点，根据检测目的，待检农药的性质和样本的种类等，采用符合要求的方法。
3.1 气相色谱法（GC）：使用气相色谱法，多种农药可以一起进样，得到完全的分离和高的定性定量分析，在配置搞性能的电子捕获，火焰光束或热离子等选择性的检测器，是分离速度更快，结果更可靠。气相色谱具有操作简便、分析速度快、分离效能高、灵敏度高以及应用范围广等特点。目前70%的农残检测是用气相色谱来进行的。用气相色谱测定的关键是如何选择检测器。理想的检测器应具备灵敏度高、稳定性和重复性好，线性范围宽，响应速度快以及结构简单、操作安全等特点。
3.2 高效液相色谱法（HPLC）：高效液相色谱法是以液体作为流动相的一种色谱法。它可以分离检测极性强、分子量大的离子型农药，尤其适用于不易气化或受热易分解的农药的检测。目前应用于农残检测最多的是紫外吸收检测器，其次是荧光检测器。紫外吸收检测器的优点是灵敏度高、流量和温度变化小，是梯度淋洗的一种比较理想的检测器，但是只能器，比紫外灵敏度高1～2个数量级。但由于大多数农药本身不发射荧光，经衍生化反检测对紫外光有吸收能的农药。荧光检测器是一种灵敏度高、选择性强的检测应又麻烦，限至了它的应用。
二、实验部分
1.实验仪器及试剂
1.1仪器设备：
HY-2多用振荡器（常州国华电器有限公司）；RE-52A旋转蒸发器（上海亚荣生华仪器厂）；CP-3800气相色谱仪配SRAR 5.X工作站,带又双火焰光度检测器,双塔自动进样器(VARIANUSA),所用色谱柱为熔融毛细管柱(30m×0.53mm×1.0um,50%聚苯甲氧基硅氧烷+50%聚二甲氧基硅氧烷)
1.2试剂:
乙氰、丙酮、乙醚、乙酸乙酯都为分析纯。
氯氰菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯标准溶液用丙酮稀释成0.1ppm的混合标准储备液，储存于冰箱。
自制二级蒸馏水，氯化钠。
无水硫酸钠、
1.3色谱条件：
进样口温度为250℃，不分流进样，进样量为1ul。采用程序升温，初始温度为130℃，然后以8℃/min升至250℃，然后保持12min。载气为氮气，流速为10ml/min。燃气为氢气，流速为75ml/min。
1.4样品前处理：
准确称取20g已粉碎好的式样置于三角烧瓶中，加入70ml乙腈，在振荡器上振荡30min后用滤纸过滤，滤纸中放少许无水硫酸钠。将滤液收集到装有5～7g的氯化钠的100ml具塞量筒中，盖上塞子，剧烈振荡1min，在室温下静止10min，使之分层。然后从具塞量筒中吸取25ml乙氰溶液，放入三角烧瓶中，净烧瓶放在旋转蒸发仪上蒸发，蒸至近干。过柱，柱子由无水硫酸钠+中性氧化铝+无水硫酸钠，并在柱子的底部放一个小棉球。过柱时用95ml石油醚和5ml乙酸乙酯的混合溶液洗涤3次。然后再蒸发至干。用正己烷定容，转移到微量进样瓶中，用色谱仪进行检测。
分别用石油醚和正己烷取代乙腈作萃取剂，对样品进行处理。溶剂的萃取能力与极性有关，对于极性小的，应选用非极性的溶剂来提取。本实验所用的三种溶剂对农残的萃取回收率看下表
表1不同溶剂对茶叶中的菊酯类农药萃取回收情况比较
溶剂 乙腈 正己烷 石油醚
回收率 氯氰菊酯 86.4% 36.1% 62.3%
溴氰菊酯 97.2% 48.9% 74.5%
氰戊菊酯 90.7% 40.1% 67.8%
经过比较比比较后，选定乙腈和石油醚萃取出的式样进行分析。
结果与分析
实验用CP-3800色谱仪进行定量分析，配有自动进样器，每次进样1ul。本实验采用面积外标法计算样品中农药残留浓度
式中：——样品中农药残留浓度，mg/kg；
——定容体积，mL；
——检测值，ng；
——称样质量，g；
——进样体积，μL；
——净化液与总提取液体积比
计算结果与标准对照，查看是否超标。
外标法用待测组分的纯品作为对照物质，以对对照物质和样品种待测组分的响应信号相比较进行定量的方法。用Cī与Aī分别表示在样品溶液中所含i组分的重量及相应的峰面积，（Cī）s和(Aī)s分别代表待测溶液中含有纯品i组分的重量及相应峰面积,则有: Cī= Aī ·（Cī）s/(Aī)s
添加回收率 在空白样本中添加一定量的待测农药标准样品，制成已知含量的样本，然后按拟定的方法对样本进行提取、净化和测定，所得到的实测值与已知值比较，实测值对已知值的百分率即为方法添加回收率。它是衡量农药残留量检测方法准确度的重要指标。回收率应以接近100%为最佳，但是由于试样种类、农药品种、杂质干扰、操作误差等原因，则要求添加回收率在70-110%，平均回收率为大于80%即符合要求。
表2添加回收率計算结果一览表
添加前
Cī 添加量
C0 添加后
C总 添加回收率
R
乙腈 1.7633 1.00 2.6942 97.499%
石油醚 1.2304 1.00 1.4886 66.741%
由上表可以看出选用石油醚作萃取剂在作添加回收率后不符合要求 所以乙腈才最合适的萃取剂。
结论：乙腈为最有效的提取剂。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。