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【摘 要】超临界流体萃取技术作为一种新的分离、提取技术在农药残留分析中具有许多独特的优点。本文综述了超临界流体萃取技术在农药残留分析上的应用、研究现状和存在问题,并提出了新的研究难点。
【关键词】超临界流体 萃取 农药残留
农药作为一类有毒的环境化学品,在防治病、虫、草害上具有重要作用,农药施用后会残留于土壤、水体、动植体内,残留农药的常规提取方法有:Soxhlet提取法、组织捣碎、震荡提取等方法。超临界流体萃取(SFE)是近年发展很快的一种新的提取分离技术,在农药残留分析中有极好的应用前景。在农药残留分析中,萃取是最关键的技术,但传统的萃取过程需要萃取、净化、浓缩等多步骤完成,耗时费力,特别是消耗大量有机溶剂,不仅费用高,还造成对分析人员的危害和环境污染,象土壤、粮食这一类样品,杂质干扰和提取效率不高常常是萃取中难以克服的障碍。与传统萃取方法相比,超临界流体萃取具有一步萃取,高效快速,节约溶剂〔有的样品仅用1~2ml有机溶剂),避免污染和操作方便安全等优点,因此,将这项技术尽快应用于农药残留分析,对于更有效地提高农残分析质量,监控农牧产品农药残留量和保护农业生态环境均有重要意义。
80年代,国外开始用SFE进行农药残留分析,以后SFE用于农药残留分析上作为一种新的萃取手段的报道日益增多。Lopez-Avilaetal,在土壤中添加41种有机氯和47种有机磷农药,在不同的CO2温度和压力下萃取测定其回收率,并评价了其影响因素,结果表明萃取时间和压力对回收率影响最大,其次是样品水分含量和样品大小。在该实验中他又将SFE法与Soxhlet提取法所花费的代价进行了比较。Wongetal将SFE与酶联免疫吸附技术联用分析土壤中4-硝基酚和对硫磷,SFE(CO2作萃取剂)获得的回收率等同于用溶剂乙酸乙酯的提取,且SFE/EL ISA方法能快速检测大量的环境样品。Sngderetal用SFE萃取有机氯、有机磷农药,并与超声波萃取、Soxhlet法比较,土壤是除草剂施用后的主要归宿。
SFE也常用于动、植物样品(包括一些食品)中的农药残留的提取。KamaL P,etal用SFE从草莓中提取有机氯杀虫剂、有机磷农药以及杀菌剂,并对影响因素包括温度、压力、萃取时间、收集溶剂和样品准备进行了选择。然后用GC(ECD、FPD/NPD)测定萃取物,并用GC-MS进一步证实。Ainsley Jonesetal从蜂蜜中提取有机磷和氨基酸甲酸酯农药,也用GC(ECD、FPD/NPD)测定、GC-MS证实。Nam和King利用(酶免疫法)作为一种手段可快速检测肉制品中的农药残留。从土壤中提取农药残留会受到土壤质地中杂质的干扰,对于动、植物样品,在提取过程中大量的脂类物质也会同时被萃取出来。SFE直接关系到实验的成功与否。摸索出最佳条件组合,就能获得较高萃取率,快速高效、不需一些繁琐的净化、浓缩步骤。France,etal利用SFE从鸡肉脂肪中分离、净化有机氯农药,获得的结果(回收率:93%-110%。;相对标准差:不大于8.5%)优于传统的柱层析净化方法。
70年代中期以后,涉及土壤结合态残留农药的研究日益活跃。结合残留,也称为不可提取态残留,指源于农药使用的、不能为残留分析和代谢研究中通常使用的方法所提取的、存在于植物、土壤和食品中的化学物质(农药母体或来源于它的化合物)在结合残留研究中必须说明提取方法。结合残留农药的释放方法有酸碱水解法、高温蒸馏法(HTD)、微生物释放法等。 目前,SFE也是研究土壤和植物中结合残留的理想技术之一。类似农药残留分析,SFE也常用于其他环境化学品如烃类化合物、多环芳烃、酚类的提取、分析工作上。
作为一种新的萃取技术,SFE尚未成熟,其本身还有许多不完善之处:(1)需在高压下操作,对设备材料、工艺要求都较高,投资较大,一般实验室很难购置,限制了该技术普遍推广,它代替传统的萃取方法尚需一段时间。(2)该技术萃取效果受温度、压力、流体流速、夹带剂的种类和含量、萃取时间、收集溶剂等因素的影响,分离某种新物质时,必须反复探索其萃取条件,才能获得最优组合条件,这也是该仪器操作技术的关键和难点所在。(3)作为一种新分离、萃取技术,其理论基础知识尚处于逐步探索阶段,研究农药及其它物质在超临界流体中溶解状况,建立其热学、动力学模型,进而能够预测、评价超临界萃取过程中的影响因素,对于指导SFE的实验方案、工艺流程的设计至关重要。这一直是SFE的研究难点。(4)就我国情况来说,SFE的应用主要集中于天然产品如食品、香料,关于农药残留分析应用的报道极为零星。残留于环境、生物体中农药的数量是非常微小的,其含量常以检得农药量占检样量的ppm(10-6)、ppb(10-9)、ppt(10-12)的级别来表示,在这种痕量概念的基础上, 对仪器也提出了严格的要求,它不同于进行中试产品或工业化生产的大型装置。这就需要我国大力加强这方面研制、开发。
但随着超临界流体及其应用的发展,SFE理论方面的知识逐步形成、完善。并且,在许多情况下,SFE直接与其他分析技术如GC、SFC、LC、FIA、HPLC、EIA或EL ISA联用,使得样品的萃取、净化、测定一步完成,方法简洁快速。这里值得一提的是超临界流体不仅可用作萃取剂,还可用作流动相进而形成一种新的色谱分析技术一超临界流体色谱1,它既是综合HPLC和GC技术发展起来的一种新的色谱分析手段,又是它们的良好补充,对一些非挥发、高吸附及热不稳定物质分离、测定较为简便、高效,但不能取代其他任何一种色谱方法。SFE-SFC联用进行农药残留以及其他环境化学品分析,会大大地提高样品的分析效率,必将成为化学分析工作者的有力工具。可见SFE确定是一项有吸引力和发展潜力的新技术,它在农药残留分析上的应用前景非常诱人。
参考文献:
[1]吴健玲等.用超临界流体技术萃取分离香茅油的研究.天然产物研究与开发1994, 6 (1): 42^49
[2]高彦祥等.茴香超临界二氧化碳提取的初步研究.食品工业科技,1996,(6): 16^19
【关键词】超临界流体 萃取 农药残留
农药作为一类有毒的环境化学品,在防治病、虫、草害上具有重要作用,农药施用后会残留于土壤、水体、动植体内,残留农药的常规提取方法有:Soxhlet提取法、组织捣碎、震荡提取等方法。超临界流体萃取(SFE)是近年发展很快的一种新的提取分离技术,在农药残留分析中有极好的应用前景。在农药残留分析中,萃取是最关键的技术,但传统的萃取过程需要萃取、净化、浓缩等多步骤完成,耗时费力,特别是消耗大量有机溶剂,不仅费用高,还造成对分析人员的危害和环境污染,象土壤、粮食这一类样品,杂质干扰和提取效率不高常常是萃取中难以克服的障碍。与传统萃取方法相比,超临界流体萃取具有一步萃取,高效快速,节约溶剂〔有的样品仅用1~2ml有机溶剂),避免污染和操作方便安全等优点,因此,将这项技术尽快应用于农药残留分析,对于更有效地提高农残分析质量,监控农牧产品农药残留量和保护农业生态环境均有重要意义。
80年代,国外开始用SFE进行农药残留分析,以后SFE用于农药残留分析上作为一种新的萃取手段的报道日益增多。Lopez-Avilaetal,在土壤中添加41种有机氯和47种有机磷农药,在不同的CO2温度和压力下萃取测定其回收率,并评价了其影响因素,结果表明萃取时间和压力对回收率影响最大,其次是样品水分含量和样品大小。在该实验中他又将SFE法与Soxhlet提取法所花费的代价进行了比较。Wongetal将SFE与酶联免疫吸附技术联用分析土壤中4-硝基酚和对硫磷,SFE(CO2作萃取剂)获得的回收率等同于用溶剂乙酸乙酯的提取,且SFE/EL ISA方法能快速检测大量的环境样品。Sngderetal用SFE萃取有机氯、有机磷农药,并与超声波萃取、Soxhlet法比较,土壤是除草剂施用后的主要归宿。
SFE也常用于动、植物样品(包括一些食品)中的农药残留的提取。KamaL P,etal用SFE从草莓中提取有机氯杀虫剂、有机磷农药以及杀菌剂,并对影响因素包括温度、压力、萃取时间、收集溶剂和样品准备进行了选择。然后用GC(ECD、FPD/NPD)测定萃取物,并用GC-MS进一步证实。Ainsley Jonesetal从蜂蜜中提取有机磷和氨基酸甲酸酯农药,也用GC(ECD、FPD/NPD)测定、GC-MS证实。Nam和King利用(酶免疫法)作为一种手段可快速检测肉制品中的农药残留。从土壤中提取农药残留会受到土壤质地中杂质的干扰,对于动、植物样品,在提取过程中大量的脂类物质也会同时被萃取出来。SFE直接关系到实验的成功与否。摸索出最佳条件组合,就能获得较高萃取率,快速高效、不需一些繁琐的净化、浓缩步骤。France,etal利用SFE从鸡肉脂肪中分离、净化有机氯农药,获得的结果(回收率:93%-110%。;相对标准差:不大于8.5%)优于传统的柱层析净化方法。
70年代中期以后,涉及土壤结合态残留农药的研究日益活跃。结合残留,也称为不可提取态残留,指源于农药使用的、不能为残留分析和代谢研究中通常使用的方法所提取的、存在于植物、土壤和食品中的化学物质(农药母体或来源于它的化合物)在结合残留研究中必须说明提取方法。结合残留农药的释放方法有酸碱水解法、高温蒸馏法(HTD)、微生物释放法等。 目前,SFE也是研究土壤和植物中结合残留的理想技术之一。类似农药残留分析,SFE也常用于其他环境化学品如烃类化合物、多环芳烃、酚类的提取、分析工作上。
作为一种新的萃取技术,SFE尚未成熟,其本身还有许多不完善之处:(1)需在高压下操作,对设备材料、工艺要求都较高,投资较大,一般实验室很难购置,限制了该技术普遍推广,它代替传统的萃取方法尚需一段时间。(2)该技术萃取效果受温度、压力、流体流速、夹带剂的种类和含量、萃取时间、收集溶剂等因素的影响,分离某种新物质时,必须反复探索其萃取条件,才能获得最优组合条件,这也是该仪器操作技术的关键和难点所在。(3)作为一种新分离、萃取技术,其理论基础知识尚处于逐步探索阶段,研究农药及其它物质在超临界流体中溶解状况,建立其热学、动力学模型,进而能够预测、评价超临界萃取过程中的影响因素,对于指导SFE的实验方案、工艺流程的设计至关重要。这一直是SFE的研究难点。(4)就我国情况来说,SFE的应用主要集中于天然产品如食品、香料,关于农药残留分析应用的报道极为零星。残留于环境、生物体中农药的数量是非常微小的,其含量常以检得农药量占检样量的ppm(10-6)、ppb(10-9)、ppt(10-12)的级别来表示,在这种痕量概念的基础上, 对仪器也提出了严格的要求,它不同于进行中试产品或工业化生产的大型装置。这就需要我国大力加强这方面研制、开发。
但随着超临界流体及其应用的发展,SFE理论方面的知识逐步形成、完善。并且,在许多情况下,SFE直接与其他分析技术如GC、SFC、LC、FIA、HPLC、EIA或EL ISA联用,使得样品的萃取、净化、测定一步完成,方法简洁快速。这里值得一提的是超临界流体不仅可用作萃取剂,还可用作流动相进而形成一种新的色谱分析技术一超临界流体色谱1,它既是综合HPLC和GC技术发展起来的一种新的色谱分析手段,又是它们的良好补充,对一些非挥发、高吸附及热不稳定物质分离、测定较为简便、高效,但不能取代其他任何一种色谱方法。SFE-SFC联用进行农药残留以及其他环境化学品分析,会大大地提高样品的分析效率,必将成为化学分析工作者的有力工具。可见SFE确定是一项有吸引力和发展潜力的新技术,它在农药残留分析上的应用前景非常诱人。
参考文献:
[1]吴健玲等.用超临界流体技术萃取分离香茅油的研究.天然产物研究与开发1994, 6 (1): 42^49
[2]高彦祥等.茴香超临界二氧化碳提取的初步研究.食品工业科技,1996,(6): 16^19