叶菜中多残留农药的超声强化萃取-LC/MS/MS检测方法研究

论文摘要

叶菜是人类的重要食品,易生虫,常用农药防治,要保障食品安全,必须严格监测农药残留。安徽省叶菜中的常见农药有4类28种,农药间的极性和稳定性差异较大,现有的提取和检测方法存在样品前处理速度慢、回收率参差不齐、定量限高等问题,严重影响到检测速度和精度。建立叶菜中多种残留农药的快速、精确、同步检测新方法是安徽省“十一五”重大项目《百亿元级食用农产品流通过程质量安全监控技术及体系建设》的主要研究内容。本文从前处理和检测方法两个方面进行研究,首先基于农药的物理化学性质,通过实验和理论分析,阐明了超声波促进农药溶解和引发农药分解两种效应的内在机理和相互制约关系,并在此基础上建立了高效的超声波强化萃取方法;然后,通过对检测条件的优化,提高液相色谱—串联质谱（LC/MS/MS）检测的精确度;最后,建立安徽省叶菜中常见的4类28种农药的超声强化萃取—LC/MS/MS同步定量方法。研究结果表明:1.超声波具有促进农药溶解和引发农药降解的双重作用,优选超声参数可实现超声波的促溶减解。超声空化破坏植物组织,促进被吸附的农药溶解于萃取溶剂,超声空化也产生羟自由基（·OH）等游离子,导致农药的氧化分解。对乙酸乙酯:石油醚（V/V）=1:1的溶剂体系,实验比较不同超声条件下9种代表性农药在纯溶剂中的平均分解率和在叶菜基质中的平均回收率,发现:农药的回收率受超声空化引起的溶解效应和分解效应正反两方面的制约;当单位时间内空化泡崩溃释放的压力(Pmax/t)≤2.1×107atm/s时,溶解效应强于分解效应,农药的平均回收率随Pmax/t增大而增大;当Pmax/t＞2.1×107atm/s时,分解效应大于溶解效应,平均回收率降低;农药的平均回收率在Pmax/t=2.1×107 atm/s（45 kHz,400 W）时达最高值。2.在最适超声空化条件下,进一步对超声萃取溶剂种类、溶剂体积及萃取时间进行优化,建立了一种快速、低成本、高回收率的多残留农药超声强化萃取方法。取5g基质,加1mL标样,使用40 mL的乙酸乙酯:石油醚（2:1,V/V）超声萃取35分钟,在1.9×10-2～0.2mg/L的加标范围内,代表性农药的回收率范围为83.4～97.8%,R.S.D.＜2.5%。与常见的均质萃取法相比,超声强化萃取法优点明显:超声萃取液背景干扰小,萃取液不需要净化即可进行色谱分析;农药的回收率范围更集中,超声萃取法获得的农药回收率范围跨度为14.4%,而均质法为26.9%;操作简单,处理速度快,比均质法节约近25%的操作时间。3.通过对液—质接口、离子化方式、扫描模式以及流动相、流动相添加剂及梯度洗脱程序的优化,在准确定性目标农药的基础上,建立了28种农药LC/MS/MS检测方法。该法分析周期短、准确性好、精度高。纯甲醇中,当农药浓度在5.0×10-2～5.0×101μg/L范围内时,线性良好（r≥0.9990）,定量限范围为5.0×10-2～0.5μg/L。4.用所建立的超声强化萃取—LC/MS/MS检测法检测叶菜中4类28种农药的残留量,结果表明:即使叶菜中农药残留量低于我国国家标准和日本肯定列表的限量要求时,该方法仍可进行快速、精确定量。同时,本文所建立的研究方法具有一般性,可用于解决各种类似的问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 农药残留监测现状
• 1.2.2 样品前处理技术研究现状
• 1.2.3 检测技术研究现状
• 1.3 存在的问题
• 1.4 主要研究内容
• 第二章 28种农药理化性质分析
• 2.1 有机磷类农药理化性质分析
• 2.2 氨基甲酸酯类农药理化性质分析
• 2.3 拟除虫菊酯类农药理化性质分析
• 2.4 硝基亚甲基类农药理化性质分析
• 2.5 28种农药理化性质总结
• 2.6 小结
• 第三章 超声空化的促溶和助解效应
• 3.1 超声空化原理
• 3.2 空化类型分析
• 3.2.1 模型的建立
• 3.2.2 模型计算
• 3.2.3 结果与分析
• 3.3 瞬态空化强度计算
• 3.4 超声空化与农药回收率的关系
• 3.4.1 分析仪器与试剂
• 3.4.2 高效液相色谱及质谱条件
• 3.4.3 取样
• 3.4.4 制备标准储备液
• 3.4.5 制备混合标准液
• 3.4.6 制备加标样品
• 3.4.7 样品前处理
• 3.4.8 结果与分析
• 3.5 小结
• 第四章 叶菜中多农残超声强化萃取方法
• 4.1 分析仪器与试剂
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 高效液相色谱及质谱条件
• 4.2.2 取样
• 4.2.3 制备标准储备液
• 4.2.4 制备混合标准液
• 4.2.5 制备加标样品
• 4.2.6 样品前处理
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 超声萃取溶剂的选择
• 4.3.2 超声萃取时间的选择
• 4.3.3 超声萃取溶剂体积的选择
• 4.3.4 超声强化萃取法和均质法的比较
• 4.4 结论
• 第五章 多残留检测方法优化
• 5.1 分析仪器及试剂
• 5.2 实验内容
• 5.2.1 电离模式和农药仪器参数的确定
• 5.2.2 流动相与添加剂的选择
• 5.2.3 流动相梯度的优化
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 电离模式的选择
• 5.3.2 农药仪器参数的确定
• 5.3.3 液相及质谱条件
• 5.4 28种农药的液相色谱-串联质谱检测方法
• 5.5 小结
• 第六章 28种农药超声强化萃取-LC/MS/MS快速定量方法
• 6.1 分析仪器与试剂
• 6.2 实验内容
• 6.2.1 高效液相色谱及质谱条件
• 6.2.2 取样
• 6.2.3 制备标准储备液
• 6.2.4 制备混合标准液
• 6.2.5 制备加标样品
• 6.2.6 样品前处理
• 6.2.7 验证性实验
• 6.3 结果与讨论
• 6.4 小结
• 第七章 结论
• 参考文献
• 附录
• 主要创新点
• 读博期间发表的论文