農(nóng)藥殘留檢測新方法開發(fā)原則（一）

時間：2023-03-25 15:21:39來源：food欄目：食品快速檢測閱讀：

農(nóng)藥殘留檢測新方法開發(fā)原則（一）

[db:作者] / 2022-11-28 00:00

通過接觸不少剛從事檢測工作的人員，他們能很快掌握必要的GC基礎(chǔ)知識，甚至能很快操作儀器。但當(dāng)他們接到一批新任務(wù)時，面對樣品卻不知從何做起。也有一些人認(rèn)為GC分析很簡單：不就是打一針就可得到結(jié)果嘛！其實(shí)不然！就如醫(yī)院的護(hù)士打針，你若不了解病人情況，不知道用藥的劑量，隨便打一針不僅不能治病，還可能會出人命！這就涉及了方法開發(fā)問題。簡單地說，方法開發(fā)就是針對某類樣品、某項或多項參數(shù)建立一套完整的分析方法。即使是依據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)方法，也要進(jìn)行方法的證實(shí)和確認(rèn)。所以，掌握方法開發(fā)的技術(shù)要求對提高檢測人員技能水平和素質(zhì)非常必要。就GC而言，首先確定樣品的提取、凈化等前處理方法，然后優(yōu)化分離條件，直至達(dá)到滿意的分離結(jié)果。最后建立儀器檢測方法，優(yōu)化參數(shù)，包括定性鑒定和定量測定。當(dāng)然，這一方法要真正成為實(shí)用方法，還必須經(jīng)過多家檢測機(jī)構(gòu)驗證。下面首先討論方法開發(fā)的一般步驟。

1.樣品來源及其前處理方法GC能直接分析的樣品必須是氣體或液體，固體樣品在分析前應(yīng)當(dāng)溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲校疫€要保證樣品中不含GC不能分析的組分(如無機(jī)鹽)或可能會損壞色譜柱的組分。這樣，我們在接到一個未知樣品時，就必須了解它的來源，從而估計樣品中可能含有的組分，以及樣品的沸點(diǎn)范圍。如能確認(rèn)樣品可直接分析，問題就簡單了。只要找一種合適的溶劑，如丙酮、正己烷等就是GC常用的溶劑。一般講，溶劑應(yīng)具有較低的沸點(diǎn)，從而使其容易與樣品分離。盡可能避免用水、二氯甲烷和甲醇作溶劑，因為它們有損于色譜柱的使用壽命。另外，如果用毛細(xì)管柱分析，應(yīng)注意樣品的濃度不要太高，以免造成柱超載。通常樣品的濃度為mg/L級或更低。

如果樣品中有不能用GC直接分析的組分，或者樣品濃度太低，就必須進(jìn)行必要的處理，包括采用一些預(yù)分離手段，如各種萃取技術(shù)、濃縮方法、提純方法等。

需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，無論是樣品處理方法，還是下面要討論的GC分析條件確定，文獻(xiàn)、標(biāo)準(zhǔn)方法調(diào)研都是很重要的方法開發(fā)步驟。所以，開始實(shí)驗前，應(yīng)當(dāng)查一下文獻(xiàn)。若文獻(xiàn)中已有相同樣品甚至類似樣品的分析方法作為重要的參考，那就會大大加快方法開發(fā)的過程，從而避免走一些不必要的彎路。

2.確定儀器配置所謂儀器配置，就是用于分析樣品的方法采用什么進(jìn)樣裝置、什么載氣、什么色譜柱以及什么檢測器。例如，要用GC分析百菌清或測定水中痕量含氯農(nóng)藥的殘留量，就要用電子捕獲檢測器。就色譜柱而言，常用的固定相有非極性的DB-1(SE-30)或類似柱子、弱極性的SE-54、極性的DB-17和PEG-20M等。可根據(jù)極性相似相容原理來選用，即分離一般脂肪烴類或有機(jī)氯類時多用DB-1(SE-30)，分析醇類和酯類(如含酒精飲料)多用PEG-20M，分析有機(jī)磷類農(nóng)藥殘留量則多用DB-17或D-1701。而要分析特殊的樣品，如手性異構(gòu)體，就需要特殊的手性色譜柱。

3.確定初始操作條件當(dāng)樣品準(zhǔn)備好，且儀器配置確定之后，就可開始進(jìn)行嘗試性分離。這時要確定初始分離條件，主要包括進(jìn)樣量、進(jìn)樣口溫度、檢測器溫度、色譜柱溫度和載氣流速。

進(jìn)樣量要根據(jù)樣品濃度、色譜柱容量和檢測器靈敏度來確定。進(jìn)樣量通常為1~5uL，而對于毛細(xì)管柱，若分流比為50：1時，進(jìn)樣量一般不超過2uL；不分流時進(jìn)樣量一般為1μL。如果這樣的進(jìn)樣量不能滿足檢測靈敏度的要求，可考慮加大進(jìn)樣量，但以不超載為限。必要時先對樣品進(jìn)行預(yù)濃縮，還可考慮采用專門的進(jìn)樣技術(shù)，如脈沖進(jìn)樣、大體積進(jìn)樣，還可采用靈敏度更高的檢測器。

進(jìn)樣口溫度主要由樣品的沸點(diǎn)范圍決定，還要考慮色譜柱的使用溫度，即首先要保證待測樣品全部汽化，其次要保證汽化的樣品組分能夠全部流出色譜柱，而不會在柱中冷凝。原則上講，進(jìn)樣口溫度高一些有利，一般要接近樣品中沸點(diǎn)最高的組分的沸點(diǎn)，但要低于易分解組分的分解溫度，常用的條件是250～350℃。大多數(shù)先進(jìn)GC儀器的進(jìn)樣口溫度均可達(dá)到450℃。注意，當(dāng)樣品中某些組分會在高溫下分解時，就適當(dāng)降低汽化溫度。必要時，可采用冷柱頭進(jìn)樣或程序升溫汽化(PTV)進(jìn)樣技術(shù)。

色譜柱溫度的確定主要由樣品的復(fù)雜程度和汽化溫度決定。原則是既要保證待測物的完全分離，又要保證所有組分能流出色譜柱，且分析時間越短越好。組成簡單的樣品最好用恒溫分析，這樣分析周期會短一些。對于組成復(fù)雜的樣品，常需要用程序升溫分離。因為在恒溫條件下，如果柱溫較低，則低沸點(diǎn)組分分離得好，而高沸點(diǎn)組分的流出時間會太長，造成峰展寬，甚至滯留在色譜柱中造成柱污染；反之，當(dāng)柱溫太高時，低沸點(diǎn)組分又難以分離。毛細(xì)管柱的一個最大優(yōu)點(diǎn)就是可在較寬的溫度范圍內(nèi)操作，這樣既保證了待測組分的良好分離，又能實(shí)現(xiàn)盡可能短的分析時間。農(nóng)藥殘留分析常用的是程序升溫，從較低的溫度升到較高的溫度。檢測器的溫度是指檢測器加熱塊溫度，而不是實(shí)際檢測點(diǎn)，如火焰的溫度。檢測器溫度的設(shè)置原則是保證流出色譜柱的組分不會冷凝，同時滿足檢測器靈敏度的要求。大部分檢測器的靈敏度受溫度影響不大，故檢測器溫度可參照色譜柱的最高溫度設(shè)定，而不必精確優(yōu)化。ECD檢測器易污染，溫度不能低于進(jìn)樣口和柱溫箱實(shí)際最高溫度。

上述初始條件設(shè)定后，便可進(jìn)行樣品的嘗試性分析。一般先分離標(biāo)準(zhǔn)樣品，然后分析實(shí)際樣品。在此過程中，還要根據(jù)分離情況不斷進(jìn)行條件優(yōu)化。

4.分離條件優(yōu)化分離優(yōu)化是一個很大的題目，有專門的優(yōu)化理論，這里只從實(shí)用的角度簡單介紹操作條件的優(yōu)化。

事實(shí)上，當(dāng)樣品和儀器配置確定之后，分析人員最經(jīng)常的工作除了更換色譜柱外，就是改變色譜柱溫和載氣流速(柱流速)，以期達(dá)到最優(yōu)化的分離。柱溫對分離結(jié)果的影響要比載氣的影響大。

簡單地說，分離條件的優(yōu)化目的就是要在最短的分析時間內(nèi)達(dá)到符合要求的分離結(jié)果。所以，當(dāng)在初始條件下樣品中難分離物質(zhì)對的分離度R大于1.5時，可采用增大載氣流速、提高柱溫或升溫速率的措施來縮短分析時間，反之亦然。比較難的問題是確定色譜圖上的峰是否是單一組分的峰。這可用標(biāo)準(zhǔn)樣品對照，也可用質(zhì)譜儀器測定峰純度。如果某一感興趣的峰是兩個以上組分的共流出峰，優(yōu)化分離的任務(wù)就比較艱巨了。在改變柱溫和載氣流速也達(dá)不到基線分離的目的時，就應(yīng)更換更長的色譜柱或更換不同固定相的色譜柱，因為在GC中，色譜柱是分離成敗的關(guān)鍵。

文章來源：《無機(jī)化學(xué)核心教程（第二版）》

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