1、第一章 绪论一、农药残留与毒性1 农药：用于预防、消灭或者控制为害农业、林业的病、虫、草和其他有害生物以及有目的地调节、控制、影响植物和有害生物代谢、生长、发育、繁殖过程的化学合成或者来源于生物、其他天然产物及应用生物技术生产的一种物质或者几种物质的混合物及其制剂。2 农药分类（按作用方式分）： 杀虫剂：有机氯，有机磷，氨基甲酸酯，拟除虫菊酯，沙蚕毒素类 杀菌剂：保护性杀菌剂、治疗性杀菌剂、铲除性杀菌剂 除草剂：输导型、触杀型、选择性、灭生性3 农药残留 由于农药的应用而残存于生物体、农产品和环境中的农药亲体及其具有毒理学意义的杂质、代谢产物和反应物等所有衍生物的总称。可提取残留 结合残留：化
2、学键合或物理结合不可提取残留轭合残留：酶作用4 农药残留毒性因摄入或长时间重复暴露农药残留而对人、畜以及有益生物产生的急性中毒或慢性毒害。 农药对环境有益生物的毒性水生生物：鱼类、藻类陆地环境生物：鸟类、害虫天敌、蜜蜂、家蚕、非目标植物（药害） 农药对人体健康的危害急性毒性：甲胺磷、水胺硫磷等高毒农药慢性毒性：致突变性、干扰内分泌活动慢性神经系统功能失调(迟发性神经毒性) ：有机磷农药特有的干扰免疫系统对儿童脑发育的远期影响二、农药的环境行为1 农药的环境行为：农药进入环境后，在环境中有着复杂的迁移转化过程，包括挥发、沉积、吸附、分解等表现。 吸附：主要指农药在环境中由气相或液相向固相分配的过
3、程。 迁移：施于土壤或植物体时，一部分农药会通过各种途径进入气相或通过地表径流和淋溶的方式沉积。 分解：农药在环境中可以通过多种方式降解。最重要的是光解和水解。 生物降解：微生物 生物富集：生物体从环境中不断吸收低浓度的农药，并逐渐在其体内积累的能力。1. 体表直接吸收：藻类植物、原生动物、微生物2. 根系吸收：高等植物3. 食物链：大多数动物藻类：500 鱼、贝壳：2000 水鸟：10 万 三、农药残留与生态、食品安全1 生态系统：是自然界一定空间的生物与环境之间相互作用、相互制约、不断演变，达到动态平衡、相对稳定的统一整体。农药主要是通过生态系统中的环境介质（大气、土壤、水）进入生态系统中
4、，进而影响整个生态系统的物质循环和能量流动。同时，也在此过程中进入生态系统中的不同有机生命体，进一步对生态系统平衡产生影响。2 农药进入生态系统的途径农药进入大气环境的途径 农药喷洒于农田时，逸散到大气中（50%） 。 施用后，沉积在作物表面或土壤表面的农药通过挥发和蒸发作用进入大气。 农药配制、加工生产运输、农作物废弃燃烧、仓库、车船熏蒸后的通风排放、粮食保存、纤维防蛀等也可在一定时期内造成高浓度的大气污染。农药进入土壤环境的途径 农药直接施入土壤。如除草剂、拌种剂 农药间接进入土壤。 随大气沉降、灌溉水和动植物残体进入土壤。农药进入水环境的途径 农药直接施入水体。 土壤中农药随地面径流或经
5、渗滤液通过土层至地下水 农药厂和其他农药化学品生产厂的污水排放。农药在生物体间的转移（生物富集、食物链）3 农药污染食品的主要途径 使用农药防治农作物病虫害，直接污染食用作物。 农药被植物根部吸收后转移至食物中。 施用农药的同时或施用后对大气、水体的污染造成动植物体内含有农药残留，间接污染食品。 经食物链和生物富集作用污染食品。 运输及储存过程中由于和农药混放造成的食品污染。 四、农药残留检测与监控 农药残留超标是农产品污染的主要问题 1 农药与食品安全问题的对策 加快立法步骤，加强科学管理。 加强农业生产者的教育，合理用药。 加大在新型、低毒、高效农药研制和推广方面的投入。 提高农药残留检测
6、能力和速度。2 农药残留限量标准 最大残留限量（MRL，maximun residue limit）是指法定允许在食用农产品和动物饲料中一种化合物残留的最大浓度（用 mg/kg 来表示)。 每日允许摄入量（ADI，acceptable daily intake）是根据对一种化合物已有数据的评价，消费者一生之中每天摄入这种化合物不会对身体健康造成可见风险的量（用 mg/kg 体重来表示） 。ADI=NOAEL/安全系数（100）MRL=ADI60/（1.2某种食品所占比例）3 农药残留法规与管理 最早制定农药管理法的是法国（1905 年） ，之后是美国（1910 年） 、加拿大（1927 年）等
7、。 联合国粮农组织（FAO） 1975 年设立了 5 个专家组：农药规格、农药登记资料要求、农药使用标准、食品中农药残留及环境中农药残留。我国农药残留法规与管理 1982 年 4 月， 农药登记规定 。 1982 年 10 月， 农药安全使用规定 。 1997 年，国务院发布了中华人民共和国农药管理条例 。 1999 年，农业部发布实施农药管理条例实施办法 2001 年，修改了农药管理条例 。我国新农药登记资料要求田间试验阶段：（不得销售） 产品化学资料（有效成分，物化参数，分析方法等） 毒理学资料（急性毒性） 药效资料（室内活性测定，试验作物、防治对象、施药方法） 其他资料（已有的田间药效、
8、残留、环境生态试验和登记情况）临时登记阶段（试销，有效期 1 年，可续展，不得超过 4 年） 产品化学资料（产品标准） 毒理学资料（急性毒性试验报告、眼睛皮肤刺激性试验报告、致敏性试验报告、亚慢性试验报告、致突变性试验报告等） 药效资料（室内活性测定报告、2 年 4 地室外药效报告） 残留资料（可在临时登记期间进行） 环境生态资料（鱼、鸟、蜜蜂、家蚕的毒性试验报告） 标签、说明书 其他资料（在其他国家或地区的登记情况）正式登记阶段（有效期 5 年，可续展） 产品化学资料（2 年常温稳定性试验报告） 毒理学资料（人群接触毒性、主要杂质毒性、在动物体内的代谢、每日允许摄入量等） 药效资料 残留资料
9、（2 年 2（3 ）地残留试验报告） 环境生态资料（环境行为特征、非靶标生物毒性 规范的标签、说明书4 农药安全性评价 健康安全评价：评价登记产品在推荐施药条件下对人的健康风险。农药毒性试验和农药残留试验结果 生态安全评价：评价登记产品在推荐使用条件下对环境生物的毒害风险。农药环境行为和环境毒性试验结果农药残留检测的目的： 研究农药施用后再农作物或环境介质中的代谢、降解和转归，制定农药残留限量标准、农药安全使用标准。 检测食品和饲料中农药残留的种类和水平，以确定其质量和安全性。 检测环境介质和生态系生物构成的农药残留种类和水平，以了解环境质量和评价生态系统的安全性。5 农药残留检测的特点与程序
10、 农药残留分析的特点痕量性（ ng、pg、fg） ； 复杂性 多样性 农药残留分析的程序样品采集 样品制备 样品分析 质量控制与数据处理农药残留分析的发展和任务 安全、环保、高效、经济； 样品处理新技术 SPE,SFE,ASE,GPC 检测新技术 GC,HPLC,联用技术 快速检测技术 多残留分析，快速筛选 方法的标准化； 监测和管理的完善。第二章 农药残留试验准则1 农药残留试验的目的：了解农药在大田农作物施用后的残留消解动态以及不同施药水平与农药最终残留量的关系；并以此为重要依据，制定农产品中农药最大残留限量标准、农药安全使用标准及满足农药登记的要求。2 准则主要内容 术语和定义 田间试验
11、部分田间试验设计和实施；样品采集和运输、贮藏；田间试验的记录。 实验室检测部分方法确定；样品检测；数据处理；记录。 试验报告的撰写3 术语和定义农药残留：使用农药后，残存于农产品及环境中的农药活性成份及其在性质上和数量上有毒理学意义的代谢（或降解、转化）产物。推荐剂量：一种农药产品经田间药效试验后，提出的防治某种作物病、虫、草害的施药量）或浓度） 。采收间隔期：采收距最后一次施药的间隔天数。安全间隔期：经残留试验确证的试验农药实际使用时采收距最后一次施药的间隔天数。田间样品：按照规定的方法在田间采集的样品。实验室样品：田间样品按照样品缩分原则缩小后的样品，用于冷冻贮藏、分析取样和复检。分析样品
12、：按照分析方法要求直接用于分析的样品。4 田间试验部分田间试验设计是农药残留试验的前提和基础。正确的田间试验设计是整个残留试验成功的关键所在。依据：农药残留试验准则项目：最终残留量试验、残留消解动态要素：不同施药剂量、不同施药次数，不同间隔期操作：田间标准操作规程田间试验设计 SOP残留试验背景资料调查（农药残留试验背景资料调查表（SOP FT-05-01） ） 供试农药：有效成份/制剂种类/ 商品名/通用名供试作物：品种/生育周期农药应用情况：防治对象/适用期/ 推荐使用剂量/施用次数 /施药间隔/安全间隔期 理化性质：化学名称/分子式/ 理化性/溶解度/ 稳定性农药相关数据：LD 50/A
13、DI/MRL 农药代谢：有毒代谢产物残留分析方法：方法原理/相关介质中的方法 试验地的选择1.必须选择两个以上不同的气候生态种植区域（试验地点） 。2.根据试验作物的不同，确定试验地点的数量三地：水稻、小麦、甘蓝、黄瓜、番茄（辣椒） 、柑桔、梨（苹果） 、大豆、茶、花生。一地：榴莲、亚麻籽、可可、咖啡、调味品类、香草类等。二地：其它作物。3.选定的种植区域（试验地点）内，选择有代表性的试验地。4.选择作物长势均匀，地势平整的地块。试验前了解试验地的土壤类型、用药历史等。5.试验地的灌溉条件需满足残留试验的要求。如：单独灌溉、不可串灌、渠水流向等。6.试验地应有足够的作物面积，且相对集中，保证足
14、够的缓冲区与处理区。7.试验地与外界须设置有效的隔离。8.按要求设置各处理小区，做好标记。最终残留量测定试验检测对象：一般为作物的可食部位和种植地土壤。施药剂量：设两个施药剂量（推荐剂量的高剂量与 1.5 倍剂量） 。g(ai)/ha 或 mg/kg施药次数：设两个施药次数（除草剂、土壤处理剂、种子处理剂、植物生长调节剂等可不增加次数）施药间隔：依据推荐的施药间隔或药效试验结果。采收间隔期：以作物农产品的收获时期作为样品采收时期，根据防治情况和推荐采收间隔期确定试验采收间隔。设两个以上采收间隔期，第二年做相应调整。施药方法：依据推荐施药方法施药。施药时间：以农作物的收获期进行倒推设计。残留消解
15、动态试验检测对象：可食部分、植株。施药剂量：推荐剂量高剂量的 1.5 倍。施药时间：作物生长期，一般为作物生长至成熟个体一半大小时开始施药。土壤（水）试验：可在种植地附近选择一块土质相同的空白地进行。采样间隔和次数：一般采用一次施药多次采样的方法进行。通常采样间隔可设计为0,1,3,7,10,14,21,30,45d 等。要求有效采样次数不少于 6 次，降解率一般应达到 90%以上。田间试验的处理和小区设计处理数量：原则上一个施药剂量、一个施药次数和一个采收间隔期为试验的一个处理。处理重复：每个处理设 3 个重复小区面积：粮食作为30 m2，叶菜类蔬菜15 m2，果树不少于 2 棵。空白对照小
16、区保护行：设置保护行或田埂（缓冲、漂移、串流）田间施药 供试农药的接收、贮存、使用和处置 施药前做好前期准备工作 避免对人员、试验样品的污染 施药器械的清洗和维护 应选择风速小于 3m/s 的晴朗天气施药 施药健康与安全 按 SOP 中不同作物的田间施药标准操作规程进行样品采集和运输、贮藏 采样方法选择合适的采样方法：随机法、对角线法、五点法有选择地，按剂量从小到大顺序采样避免在地头或边沿采样（留 0.5m 边缘） 采样量及采样部位按照附录 A作物分类及采样部位和推荐采样量及 SOP 中不同作物田间样本采集与实验室样品制备标准操作规程确定采样部位和采样量。 样品处置避免样品表面残留农药的损失（
17、采集、包装、制备）避免样品损坏及变质（采集、运输）避免交叉污染（采集、制备）样品上粘附的土壤等杂物可用软刷子或干布处理干净。 样品缩分按照 SOP 中各种作物样品制备标准操作规程缩分。个体较小的样品（如麦粒和小粒水果）用四分法进行缩分；谷物等样品先粉碎，全部过 20目筛，最后取 100-200 克样品保存待测。中等个体的样品（如豆荚） ，可在充分混合的田间样品中随机选取足够量的样品。土壤样品不能风干，过 1mm 筛，最后取 200-500g 样品保存。 （测定时校正干土残留量）不能过筛的去掉植物残枝和石砾后保存。 样品包装和贮藏采集的每个样品应写好标签，24h 内运送到实验室。样品送达实验室后
18、赋予每个样品唯一编号。样品需用干净的、牢固的容器包装，并尽快保存在 冷冻或冷藏冰箱中。检测后的样品需保存至少半年时间，以供复检。田间试验的记录：试验记录应及时、清晰、详细、准确。农药残留试验背景资料调查表（SOP FT-05-01）农药收发、使用和保存记录表（SOP FT-05-05）田间试验设计（SOP FT-05-02.1） 试验地点选择（SOP FT-05-06.1） 试验地信息和小区布置图（SOP FT-05-06.2）试验地耕种与管理历史（SOP FT-05-06.3）供试作物的耕作管理调查记录表（SOP FT-05-06.4）5 实验室检测部分 术语与定义最小检出量（LOD ）：指
19、使检测系统产生 3 倍噪音信号所需待测物的质量(以 ng 为单位) 。最低检测浓度（LOQ）：指用添加方法能检测出待测物在样品中的最低含量(以 mg/kg 为单位)。方法性能指标：灵敏度、准确度、精密度检测方法研究 方法选择：查文献/化合物理化性质/ 分析仪器/方法评价 最低检测浓度：MRL /仪器方法/前处理方法 标准曲线：至少 5 个浓度 回收率：至少 2 个添加浓度， 5 个重复 精密度：相对标准偏差（RSD）评价标准添加浓度（mg/kg ）平均回收率（70%）添加浓度（mg/kg ）平均回收率（70%）1 70-110 1 100.1-1 70-110 0.1-1 150.01-0.1
20、 70-110 0.01-0.1 200.001-0.01 60-120 0.001-0.01 300.001 50-120 0.001 35结果计算和表达 残留量应为农药母体及其有毒代谢物，降解物的总和，以 mg/kg 表示。 当检测值低于 LOQ 时，应写50 时，就可以得到对称的峰形曲线。在气相色谱中，一般 n 约103106，因而这时的流出曲线可趋于正态分布。2-3.速率理论塔板理论的缺点： 快速平衡的假设是难以实现的； 流动相的不连续流动是不符合实际的； 忽略了因浓度差等因素引起的纵向扩散； 流出曲线方程未能描述色谱参数如载气流速、固定相性质等对峰展宽的影响。 速率理论及影响柱效率的
21、因素范弟姆特等的速率理论认为：色谱峰扩展的原因是受涡流扩散、分子扩散、气流两相间传质阻力的影响。H=A+B/+C 式中 A 为涡流扩散项，B/ 为分子扩散项，C 为传质阻力项， 为载气线速度。 涡流扩散项 A=2dp 为反映柱填充状态的系数，对于给定的色谱柱； dp 为填料的颗粒直径。可见在填充柱中，填料粒度越小越有利。理理 L理理或 L/ 2212)(6)(54.)(WtttnRRR理 纵向扩散项 B/=2Dm/ Dm 为样品组分在流动相中的分子扩散系数。所以较高的载气流速和黏度大的流动相（或在较低柱温下）有利于抑制纵向扩散。 传质阻力项 C=(Cm+Cs) 传质阻力项与载气流速成正比，流速
22、越快越不利于平衡的建立。薄的液膜和大的扩散系数（或在较高柱温下）有利于传质。 最佳载气流速 opt 和最小理论塔板高度 Hmin 分离条件的优化1. 在柱长一定的条件下，采用接近 opt 的载气流速，小内径的色谱柱，如果是填充柱就采用较小的填料粒度。2. 改变柱温（程序升温）3. 改变固定相，即更换色谱柱4. 利用化学作用，如通过衍生化反应改变待 测物的结构。 4.2 气相色谱仪器及操作仪器的基本配置： 气路系统：高压钢瓶、减压阀、净化管、稳压阀、压力表、流量计等。 进样系统：进样器和气化室 柱系统：色谱柱和恒温箱 检测系统：检测器、恒温室和放大器 记录和数据处理系统几种高档 GC 仪器的配置
23、仪器型号 厂商 气路系统 进样系统 检测系统 控制及数据处理 Agilent-6890 美国安捷伦 电子气路控制(EPC)也可选择手动控制可同时配置两个进样口 可同时配置两个检测器 可全部由工作站控制，也可用积分仪控制；主机有控制键盘。 GC-17A 日本岛津 高级气流控制(AFC)也可选择手动控制 可同时配置三个进样口可同时配置三个检测器 可全部由工作站控制，也可用积分仪控制；主机有控制键盘。 3800GC 美国 电子气流控制 可同时配置 可同时配置 可全部由工作站瓦里安 (EFC)也可选择手动控制 三个进样口 三个检测器 控制，也可用积分仪控制；主机有控制键盘。 气路系统 气源：就是为 G
24、C 提供载气或辅助气体的高压钢瓶或气体发生器。纯度要求：99.999%净化装置：分子筛、变色硅胶钢瓶放置位置：实验室以外的安全地方 气路控制系统气路控制系统的好坏直接影响分析重现性。常见问题：泄露问题EPC：电子压力传感器和电子流量控制器 流量控制准确，重现性好 可实现载气的多模式操作 使仪器体积更小 使自动化程度更高 仪器更省气 操作更安全进样系统进样口结构与技术指标：进样系统包括样品引入装置（注射器和自动进样器）和汽化室。几项技术指标： 操作温度范围：350420 载气压力和流量设定范围：0100psi，0200ml/min。 惰性：不对样品发生吸附作用或化学反应。需插入石英玻璃衬管 隔垫
25、吹扫功能（3ml/min）常见 GC 进样口及其选择：常见 GC 进样口和进样技术： 填充柱进样口：最简单的进样口，所有汽化的样品均进入色谱柱，可接玻璃和不锈钢填充柱，也可接大口径毛细管柱进行直接进样。 分流/不分流进样口：最常用的毛细管柱进样口。分流进样最为普遍，操作简单，但有分流歧视和样品可能分解的问题，不分流进样虽然操作复杂一些，但分析灵敏度高，常用于痕量分析。 冷柱上进样口：样品以液体形态直接进入色谱柱，无分流歧视问题。分析精密度高，重现性好。尤其适用于沸点范围宽、或热不稳定的样品，也常用于痕量分析（可进行柱上浓缩） 。 程序升温进样口：将分流/不分流进样和冷柱上进样结合起来，功能多，
26、适用范围广，是较为理想的 GC 进样口。 大体积进样：采用程序升温汽化或冷柱上进样口，配合以溶剂放空功能，进样量可达几百微升，可大大提高分析灵敏度，在环境分析中应用广泛，但操作较为复杂。 顶空进样：只取复杂样品基体上方的气体部分进行分析，适合于环境分析、食品分析及固体材料中的可挥发物分析等。 裂解进样：在严格控制的高温下将不能汽化或部分不能汽化的样品裂解可汽化的小分子化合物，进而用 GC 分析，适合于聚合物样品或地矿样品等。进样口和操作参数的选择应注意的问题： 样品的稳定性：在保证样品有效汽化的前提下，进样口温度应尽可能的低一些。 进样口对峰展宽的影响： 一般地讲，进样量小一些、进样口温度高一
27、些、载气流速快一些、汽化室体积小一些、分流比大一些都对窄的初始谱带宽度有利。固定相聚焦：初始柱温要低。溶剂聚焦：初始柱温要比溶剂温度至少低 10。 热聚焦：初始柱温低于待测分析样品的沸点 150 。 隔垫和衬管要选择耐高温的隔垫，并定期检查是否漏气，需要时及时更换。衬管能起到保护色谱柱的作用，注意及时清洗和更换。柱系统GC 仪器的柱系统包括柱箱、色谱柱以及色谱柱与进样口和检测器的连接头。色谱柱是色谱分离的心脏。色谱柱的类型与选择：填充柱色谱柱 填充型毛细管柱 涂壁开管柱（WCOT）开管型 多孔层开管柱（PLOT）填充柱 色谱柱的材料和形状：色谱柱可用玻璃管、不锈钢管等材料制成。常用的有 U 形
28、和螺旋形，内径一般在 24mm，柱长 0.52m。 固定液：固定液的不同直接影响到待测组分的分离效能，固定液的选择是色谱分析的关键环节,其基本原则也是“ 相似相溶”原理。毛细管色谱柱毛细管的特点：柱效能高、柱渗透率大、柱容量小，分辨能力、灵敏度、分析速度以及色谱柱的相对惰性都优于填充柱。色谱柱操作注意事项：色谱柱安装： 先将密封垫套在柱头，此时应将柱头朝下，避免密封垫碎屑进入柱管造成堵塞。将石墨垫套在柱头后，应将柱头截去 12cm。 柱端伸出密封垫的长度不同仪器有不同的规定，应严格按仪器说明书确定。 接头不要拧得太紧，以免将色谱柱压裂或压碎。色谱柱的老化：先接通载气，然后将柱温从 60以 51
29、0 的速率程序升温到色谱柱的最高使用温度以下 30 或者实际操作温度以上 30 ，并在高温时恒温 30120min，直到所记录的基线稳定为止。 暂时不用的色谱柱从仪器上卸下后，柱两端应当用一块硅橡胶（可利用废进样隔垫）堵上。并放在相应的柱包装盒中。 每次开机前都应先开载气，再开仪器、工作站，再设定方法；关机前都应将柱箱温度降到 50以下，然后再关电源和载气。 使用时不能超过柱子的最高使用温度。检测系统 检测器是测量柱后流出物质成分和浓度变化的装置，通过化学和物理作用，将流出物质成分和浓度的变化转换为电信号。积分型检测器 浓度型（TCD，ECD ）微分型 质量型（FID，FPD ，NPD ）检测
30、器的性能指标： 噪音：在没有样品进入检测器的情况下，检测器或放大器本身以及其他操作条件引起基线在短时间内的起伏。 灵敏度：单位时间或单位体积载气内一定量的物质通过检测器时所产生的信号的大小。 最小检出量（limit of detection, LOD)：检测系统产生 3 倍噪音信号所需待测物的质量（以 ng 为单位表示。 最低检测浓度（limit of quantification, LOQ)：用添加方法能检测出待测物在样品中的最低含量（以 mg/kg 为单位表示） 。 线性范围：指被测组分的量与检测器响应信号成线性关系的范围，通常用保持线性的最大进样量与最小检出量的比值表示。常用检测器：火焰
31、离子化检测器（FID）火焰光度检测器（FPD）电子捕获检测器（ECD ）氮磷检测器（NPD）火焰离子化检测器（FID） 特点：能检测大多数含碳有机化合物，结构简单，性能稳定，灵敏度较高，线性范围宽。 结构：离子室（主体）石英喷嘴极化极和收集部件 工作原理：是一个化学电离的过程，有机物在火焰中燃烧生成自由基，然后与氧产生正离子，再同水反应生成 H3O+离子。正离子及电子在电场作用下向收集电极和发射电极做定向移动从而形成微电流，经放大后记录下色谱峰。 影响灵敏度的因素：检测器的结构操作条件：氢气、载气、空气流速及其比例：氢气 40ml/min，空气 450ml/min 检测器温度：250330尾吹
32、气流速: 20-60ml/min 火焰光度检测器（FPD） 特点：也称硫、磷检测器。对含硫或磷的化合物具有较高的选择性和灵敏度，检出限可达10-12g（对 P）或 10-11g（对 S） 。广泛用于有机磷和有机硫农药残留量的测定。 结构：氢火焰：与 FID 检测器类似光度测定：包括石英窗、滤光片和光电倍增管 工作原理：从色谱柱进入检测器的含硫或含磷化合物在富氢火焰中燃烧时，生成化学发光物质，并能发射出特征波长的光，这些特征光谱再通过特征滤光片并放大记录就能检测硫和磷。硫滤光片的波长是 394nm，呈蓝紫色。磷滤光片的波长是 526nm，呈黄绿色。 影响灵敏度的因素：滤光片类型氢气、空气流速及其
33、比例：氢气 75ml/min，空气 100ml/min 尾吹气流速： 30-60ml/min检测器温度：250 工作原理：铷珠被加热后，铷珠的周围有挥发的铷原子，处于热激发状态。无样品时，气化的铷原子与火焰中的各种基团反应生成 Rb+，被负极的铷珠吸引返回表面，中和后又再次挥发；而火焰中产生的各种基团获得电子成为负离子，负离子与电子被正极的收集极吸引和收集，形成本底基流。含氮和磷化合物进入铷珠周围完全燃烧成游离基，这些游离基团从气化的铷原子获得电子，向收集极迁移形成电流。 影响灵敏度的因素：加在铷珠上的电压：电压越大，灵敏度越高，但铷珠寿命会降低。氢气、空气流速及其比例：氢气 3ml/min，
34、空气 60ml/min常用 GC 检测器的特点和技术指标检测器 类型 最高操作温度/最低检出限/g/s线性范围 主要用途FIDECDNPDFPD质量型通用型浓度型选择型质量型选择型质量型选择型45040040025010-1010-1110-1310-1410-1210-1310-1110-12107 104105硫 105磷 106 适用于各种有机化合物的分析适合分析含电负性元素的有机化合物适合于含氮或磷的化合物适合于含硫或磷的化合物4.3 定性与定量分析定性分析： 利用保留值的定性分析：利用已知纯物质对照定性，在一定操作条件下，任何组分都有一个确定的保留值。 双柱、多柱定性：不同物质在同一
35、色谱柱上可能具有相同的保留值，用两根或多根不同极性的色谱柱进行分析，考察样品的纯物质保留值的变化作为定性依据。 与其他方法结合定性：气相色谱与质谱、光谱、核磁共振等仪器配合进行未知组分定性。定量分析：定量分析就是根据色谱峰的峰高或峰面积来计算样品中各组分的含量。常用的定量方法：外标法：已知浓度的标准样品与待测样品在完全相同的条件下进行色谱分析，以两者的峰高或峰面积的比较计算样品的 浓度。样品中的浓度= 样品的峰面积（峰高）标准样品的峰面积（峰高） 标准样品的浓度 标准曲线法：以标准样品作浓度与峰值关系图，然后根据测得的待测样品峰值从峰值-浓度关系曲线图查浓度。 特点：外标法较为简便，不需要校正
36、因子，但进样量要求十分准确，操作条件也需严格控制。内标法：在试样中加入能与所有组分完全分离的已知量的内标物质，用校正因子校正待测组分的峰值，并与内标物质的峰值进行比较，求出待测组分含量的方法。特点：准确性较高，对仪器操作条件要求不高，但具体操作较麻烦。面积归一化法：样品中所有组分全部流出色谱柱，并在色谱图上都出现色谱峰，可以通过各组分的峰面积计算各组分的含量。特点：简单但不准确。第二节 高效液相色谱检测方法气相色谱与液相色谱的比较类别 气相色谱 液相色谱流动相 气体(He,N 2,H2) 液体固定相 多（数百种） 较少（十几种）分析对象 可挥发且热稳定，沸点 流动相反相色谱：固定相5000）高
37、档仪器：质量范围4000，高分辨率（10000）质谱仪通常由进样系统、离子源、质量分析器、离子检测器和记录系统及高真空系统等部分组成。 进样系统：作用是将待测物质送进离子源。直接进样：由进样杆和真空安全锁定装置构成。间接进样：经 GC 或 HPLC 分离后进到离子源内。 离子源或电离室离子源的作用是使试样中的原子、分子转化成离子，是质谱仪的核心，直接影响质谱仪的灵敏度和分辨能力。使用何种电离方式取决于：1. 样品的状态（液体、固体） ，极性、挥发性和热稳定性；2. 需探寻的样品信息类型（分子结构或序列分析）电离技术：“硬” 电离技术：电离能量较高，生成较多碎片离子，如 EI 源。“软” 电离技
38、术：电离能量较低，生成的碎片离子较少，如 CI 源、ESI、APCI 。电子电离（Electron impact，EI）源：EI 源是研究最早、技术最成熟、应用最广泛的离子源。主要由电离室（离子盒） 、灯丝、离子聚焦透镜和一对磁极组成。EI 源的优缺点 ：优点：非选择性电离；离子化效率高；灵敏度高；提供丰富的结构信息；有庞大的标准谱库供检索。缺点：样品必须能气化，不适于难挥发、热不稳定的样品；有可能得不到分子量信息。化学电离（Chemical Impact，CI ）源：CI 源结构与 EI 源相似，主要区别时气密性较好。原理是利用高能量的电子（100eV）轰击反应气体（甲烷、异甲烷、氨气等）
39、，使之电离，电离后的反应分子再与有机化合物样品分子发生碰撞，进行分子-离子反应而生成样品分子离子的一种软电离方法。CI 源的优缺点 ：优点：是获得分子量信息的重要手段。缺点：样品必须能气化；谱图重复性不如 EI 源，没有标准谱库；反应试剂容易形成较高本底，影响检测限；操作比 EI 源难一些，反应试剂的压力需要摸索。电喷雾电离源（ESI）：ESI 由大气压腔、真空接口和离子传输区构成。原理：ESI 是在高静电梯度下，使样品溶液发生静电喷雾，在干燥气流中，形成带电雾滴，随着溶剂的蒸发，通过离子蒸发等机制，生成气态离子，以进行质谱分析的过程。 质量分析器（mass analyzer）是质谱仪的离子分
40、离系统。作用是将离子源产生的离子按照质荷比 m/z 进行分离检测，得到化合物特征质量信息。常用的有：四极杆质量分析器离子阱质量分析器飞行时间质量分析器扇形磁场分析器 特性：1. 根据离子在不同场的运动规律实现质量分离2. 只检测带电粒子，测定的是离子的质荷比3. 只检测气相离子，必须在真空状态下工作。 单四极杆质量分析器（single quadrupole，Q）由四根严格平行并与中心轴等间隔的双曲面柱状或圆柱形电极构成的正、负两组电极组成。两组电极间施加一定的直流电压和射频交流电压，最终只有共振离子能够到达检测器。有全扫描和选择离子监测两种不同扫描模式，多配置 EI 和正、负 CI 离子源。优
41、点：扫描速度快，灵敏度高，体积小。缺点：是分辨率较低。三重四极质量分析器（trip quadrupole，Q-Q-Q ）是由三组四极串接起来的质量分析器，第一组和第三组是质量分析器，中间一组时碰撞活化室。优点：比 Q 的 SIM 选择性更好，排除干扰能力更强，信噪比更高。离子阱质量分析器（ion trap）由一个具有双曲线表面中心环形电极和上下 2 个端电极间构成一个三维四极场。也是利用交变的高频电场使离子源注入的离子产生振荡，先将离子储存在“肼”里，然后改变电场按不同质荷比将离子推出“肼”外进行检测。优点：在不增加质量分析器数量的前提下，就能达到 10 级 MS-MS 的分析。缺点：灵敏度较
42、低。 飞行时间质量分析器（TOF-MS）是最简单的质量分析器，它与离子的飞行速度和质量相关。线性同轴的飞行试剂质量分析器由一段无场的飞行管构成。离子束被高压加速以脉冲方式推出离子源进入飞行管， “自由漂移” 到达检测器。优点：扫描速度快、质量范围宽、分辨率高。缺点：价格高，主要用于生物质谱领域 离子检测器离子检测器的功能是接收由质量分析器分离的离子，进行离子记数并转换成电压信号放大输出，再经计算机采集和处理，最终得到按不同 m/z 排列和对应离子丰度的质谱图。检测器有法拉第杯、闪烁计数器、电子倍增器和光电倍增管等。 真空系统什么叫真空？在质谱真空中，常用 Torr 作为测量单位。1 Torr=
43、1mmHg=133.3Pa=0.00133bar为什么要真空？ 运动的气体分子，在发生相互作用之前所飞越的平均距离。1. 提供足够的平均自由程； 2. 提供无碰撞的离子轨道； 3. 减少离子-分子反应； 4. 减少背景干扰，增加灵敏度。5. 延长灯丝寿命；高真空系统一般由机械泵和油扩散泵或分子涡轮泵串联组成。机械泵作为前级泵，真空度达 10-2Torr 以下。 油扩散泵或分子涡轮泵作为高真空泵，真空度达 10-510-8Torr 以下。2 气相色谱-质谱（GC-MS）联用技术 GC 与 MS 联用的有利条件：GC 分离与 MS 分析过程都是在气态下进行的；GC 分析的化合物沸点范围适于 MS
44、分析；GC 分离的组分足够 MS 检测。不利条件：两者的工作压强不同。 GC-MS 的特点 1. 气相色谱作为进样系统，极大地提高了混合物的分离、定性、定量分析效率；2. 质谱作为检测器，解决了气相色谱定性的局限性，既是一种通用型检测器，又是有选择性的检测器；3. 可得到质量、保留时间、强度三维信息。4. 凡可用 GC 进行残留分析的农药品种都可以采用 GC-MS 的方法。 气相色谱-质谱联用系统的基本构造 气相色谱仪：进样、组分分离系统接口：传输线、匹配器质谱：质荷比分离、离子检测器计算机系统：操作系统、数据处理器 气相色谱仪特殊要求 1. 气相色谱的流动相：氦气（99.995% ） ；2. 选择低流失的 GC-MS 专用的色谱柱（250um） ；3. 一般不配备气相色谱仪常用的选择性检测器；
