农药残留考试重难点解析.docx

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农药残留考试重难点解析

第一章绪论

有害物质与有毒物质的概念

在自然界所有的物质中，当某物质或含有该物质的物质被按其原来的用途正常使用时，若因该物质而导致人体生理机能、自然环境或生态平衡遭受破坏时，则称该物质为有害物质。

有毒物质：

凡是以小剂量进入机体，通过化学或物理化学作用能导致健康受损的物质。

食品中有害物质可分为三类

生物性有害物质：

如黄曲霉……

化学性有害物质：

如DDT、重金属……

物理性有害物质：

如石子、动物排泄物……

农药定义：

农药是指用于预防、消灭或控制危害农业、林业的病、虫、草和其他有害生物以及有目的调节植物、昆虫生长的化学合成的或者来源于生物、其他天然物质的一种物质或几种物质的混合物及其制剂。

不包括肥料、动植物营养素、食品添加剂及兽药等。

农药残留的定义：

是指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、代谢转化物和反应物等所有衍生物的总称（毒理：

农药的化学物质对有机体的有害作用。

）

残留的数量为残留量。

农药残留分析的定义

是在复杂基质（食品、农产品）中，对目标农药进行鉴别和定量。

分析方法的选择因素

1.目标农药的理化特性、分析任务和要求、样品的性质及样品来源的用药历史

2.单残留或多残留方法

3.考虑最大残留限量和方法检测限及总误差

4.分析方法的有效性

5.分析时间和费用

第二章农药残留样品的采集

样品的种类

主观样品：

为研究农药残留量与各种因素的关系，从设计的实验区域内采集的样品。

客观样品：

监测样品和执法样品，测定的农药残留种类是未知的或施药背景不清楚的样品。

商品取样的分类

1.检测调查取样：

随机、概率、分布水平

2.执法取样：

强制性、超标与否

样品的预处理

1.粉状物：

在包装袋内混合，后四分法取样

2.谷物：

研磨后四分法进行

3.小体积水果和蔬菜：

混合前切开并捣碎

4.大体积水果和蔬菜：

人工切碎

5.液体样品：

是充分混合，过滤除去漂浮物、沉淀物和泥土

6.土壤：

记录土样重量，风干，粉碎，过筛，除杂混匀，四分法缩分，留取1至2千克，装入容器，附上标签。

第三章样品制备

一、概述

（一）样品前处理和样品制备

1.样品前处理：

采样技术和样品制备技术。

采集→样品→适合分析的形态

2.样品制备：

包括从样品中提取残留农药、浓缩提取液和除去提取液中干扰性杂质的分离净化等步骤，是将检测样品处理成适合测定的检测溶液的过程。

3.样品前处理技术的目的：

从复杂样品基质中尽可能提取出痕量残留农药，并且通过一系列净化手段（物理、化学、生物等）去除基体杂质在检测时对分析目标物的干扰，提高定性定量的准确性。

4.样品处理的原则

①制备过程中避免组分发生化学变化

②防止和避免欲测定组分的沾污

③尽可能减少无关化合物引入制备过程

④尽可能简单易行

（2）样品制备的原理

利用残留农药与样品基质的物理化学差异，使其从检测系统有干扰作用的样品基质中提取分离出来（相似相容）。

样品制备的理化特性：

极性一溶解度；挥发性—蒸汽压

分配定律：

在一对互不相容的两相溶剂系统中，由于物质在非极性相和极性相中的溶解度不同，当达到平衡时，物质在该两相中的浓度比在一定条件下为常数的定律。

公式KD（分配系数）=[A]非极性相/[B]极性相

KD值的大小与溶质及溶剂的极性及平衡时的温度有关，与体积无关。

2、提取

提取是指通过溶解、吸附（吸着）或挥发等方式将样品中的残留农药分离出来的操作步骤，也叫萃取。

（1）溶剂提取法

根据农药与样品组分在不同溶剂中的溶解性差异，选用对残留农药溶解度大的溶剂，将分析物从样品基质中提取出来的方法。

最常用、最经典的有机物提取方法。

关键：

选择合适的提取溶剂。

选用溶剂考虑三方面的因素:

1.溶剂的极性

2.溶剂的纯度

3.溶剂的沸点

固液提取的常用方法

1.索氏提取法

优点：

提取彻底

缺点：

耗时长、提取杂质多、不适于对热不稳定农药的提取

2.振荡提取法

3.组织捣碎法

4.消化提取法

（2）固相提取法的定义（SPE）

又叫液固提取法。

是指液体样品中的分析物质通过吸着作用（吸附和吸收）被保留在吸附剂上，然后用一定的溶剂洗脱的过程。

是一种液相色谱分离，利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物与干扰化合物分离，达到分离和富集目标化合物的目的。

固相萃取的模式

1.反相固相萃取（属非极性保留，溶剂极性越强，洗脱能力越弱。

）

2.正相固相萃取（属极性保留，溶剂极性越强，洗脱能力越强。

）

3.离子交换固相萃取：

A阴离子交换B阳离子交换

固相萃取的装置（见资料）和操作程序

操作程序：

（1）活化吸附剂

萃取之前要用适当的溶剂淋洗小柱，以使吸附剂保持湿润，可以吸附目标化合物或干扰化合物。

（2）上样（吸附）

样品倒入活化后的固相萃取小柱，然后利用抽真空，加压或离心的方法使样品进入吸附剂。

（3）洗涤（去除杂质）

在样品进入吸附剂，目标化合物被吸附后，可先用较弱的溶剂将弱保留干扰化合物洗掉。

（4）洗脱和收集

再用较强的溶剂将目标化合物洗脱下来，加以收集。

3、浓缩和富集

方法：

（1）减压蒸馏：

旋转蒸发器操作方便、高效率

（2）气流吹蒸：

空气或氮气

（3）K-D浓缩器浓缩浓缩瓶与施耐德分馏柱连接，下接有刻度的收集管，可有效的减少浓缩过程中农药的损失，且其样品收集管能在浓缩后直接定溶测定，无需转移样品。

（4）真空离心浓缩法

4、净化

净化是指通过物理的或者化学的方法除去提取物中对测定有干扰作用的杂质的过程。

常用的净化技术

1.样品过滤

2.柱层析法

3.液-液分配法

4.吹扫共馏法

5.沉淀净化法

6.化学净化法

第4章农药残留分析的质量控制

农药标准物质的基本要求

1.含量

2.物理常数

3.溶液

4.GC/HPLC鉴定

作用：

①测定方法的建立或验证已有方法的不确定度和精确度。

②对于中介的授权质检机构，必须采用有证农药标准物质，才能开展农药残留的检验工作，对农产品中的农药残留指标进行判定。

方法的灵敏度

是指该方法对单位浓度或单位质量的待测物质的变化所引起的响应量变化的程度。

方法的准确度

采用某方法测得的试样中农药残留量与试样中实际含量（真实值）的符合程度，即为某方法的准确度。

通常以加标回收率表征

第5章农药残留测定方法

一、色谱法的定义：

利用各组分在两相中具有不同的分配系数或吸附系数，使混合物中各组分分离的技术，称为色谱法。

二、色谱法的原理

当混合物随流动相流经色谱柱时，就会和柱中固定相发生作用（溶解、吸附），由于混合物中各组分物理化学性质和结构上的差异与固定相发生作用的大小、强弱不同，在同一推动力的作用下，各组分在固定相中滞留时间不同，从而使混合物中各组分按一定顺序从柱中流出。

3、色谱分析法的分类

按操作形势分

柱色谱（CC）：

固定相装在柱管内的色谱法。

分为填充色谱柱和毛细管柱色谱两类。

纸色谱（PC）：

固定相为滤纸的色谱法。

色谱图：

色谱柱流出的组分通过检测器所产生的响应信号对时间或载气流出体积的曲线图称为色谱图。

色谱峰：

色谱柱流出组分通过检测器时所产生的响应信号曲线称为色谱峰。

由于电信号（电压或电流）强度与物质的浓度成正比，所以流出曲线实际是浓度—时间曲线，正常的色谱峰为对称的正态分布曲线。

基线：

正常操作条件下，没有组分流出，仅有流动相通过检测器时所产生的响应信号曲线。

峰面积：

峰与峰底之间的面积。

是色谱定量的依据，色谱峰的面积可由色谱仪中的微机处理器或积分仪求得。

保留时间（tR）:

组分从进样到柱后出现浓度最大值时所需的时间。

死时间（tR0）:

不被固定相吸附或溶解的组分从进样到出现峰最大值之间的时间。

分配系数K

一定温度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢。

某组分的K=0时，即不被固定相保留，最先流出。

塔板理论的特点：

1、当色谱柱长度一定时，塔板数n越大（塔板高度H越小），被测组分在柱内被分配的次数越多，柱效能则越高，所得色谱峰越窄。

2、不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同，用有效塔板数和有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时，应指明测定物质。

3、柱效不能表示被分离组分的实际分离效果，当两组分的分配系数K相同时，无论该色谱柱的塔板数多大，都无法分离。

4、塔板理论无法解释同一色谱柱在不同的载气流速下柱效不同的实验结果，也无法指出影响柱效的因素及提高柱效的途径。

（2）速率理论—影响柱效的因素

1.速率方程：

H=A+B/u+c·u

A-涡流扩散项B/u分子扩散项C·u传质阻力项

2.流速与柱效-最佳流速

流速高时：

传质阻力项是影响柱效的主要因素，随着流速的提高，柱效下降。

流速低时：

分子扩散项成为影响柱效的主要因素，随着流速的增加，柱效提高。

色谱定性方法

1）与标样对照的方法

2）利用保留指数法定性

色谱定量方法

1）外标法

2）内标法

3）归一化法成立的前提条件是什么？

样品所有组分全部流出色谱柱，且都有相应的色谱峰时，可以通过各组分的校正因子和峰面积计算各组分的含量。

气相色谱法

（一）填充柱与毛细管柱

填充柱：

一般用不锈钢、玻璃和聚四氟乙烯等材料制成，柱内径2~6mm，柱长1~5mm。

柱内填充固定相。

柱容量大，柱效高，应用广泛。

毛细管柱：

又称开管柱，用石英或不锈钢拉制而成，柱管内径0.1~0.5mm，柱内表面涂一层固定液。

特点：

柱效能高、柱渗透率大、柱容量小；分辨能力、分析速度以及色谱柱相对惰性都优于填充柱。

（2）气相色谱固定相：

固定液+担体（支持体）

检测器性能评价指标

1、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称为噪音。

2、漂移：

基线在一定时间内对原点产生的偏离。

常用的检测器

1.火焰离子化检测器（FID）是使含碳有机物在火焰中燃烧产生离子，在外加电场的作用下，形成离子流，根据离子流产生的电信号强度检测组分。

特点：

1.典型的质量型检测器。

2.对含碳有机化合物具有很高的灵敏度。

3.无机气体、水、四氯化碳等含氢少或不含氢的物质灵敏度低或不响应。

4.氢焰检测器具有结构简单、稳定性好、灵敏度高、响应迅速等特点。

5.比热导检测器的灵敏度高出近3个数量。

高效液相色谱法的主要分离类型

1.吸附色谱

2.分配色谱

3.离子交换色谱

4.凝胶色谱

HFLC由高压输液系统、进样系统、分离系统、检测系统、控制和数据处理系统组成。

输液系统

1.过滤：

0.45um或更小孔径滤膜

目的：

除去溶剂中的微小颗粒，避免堵塞色谱柱，尤其是使用无机盐配制的缓冲液。

2.脱气

（1）目的：

除去流动相中溶解或因混合而产生的气泡

（2）脱气的方法分为在线和离线脱气。

离线脱气有真空脱气法、超声波脱气法、吹气脱气法三种。

梯度淋洗装置：

利用两台高压输液泵，将两种不同极性的溶剂按一定的比例送入梯度混合室，混合后进入色谱柱。

梯度淋洗：

又称梯度洗脱，程度洗脱。

在同一分析周期中，按一定程度不断改变流动相浓度配比。

紫外可见光检测器（UV）

特点：

灵敏度高；噪音低；对中等强度紫外吸收的农药，最小检出量可达10负11次方g，最低检出浓度可达10负10g/mL；对流动相组成的变化或温度变化不敏感，适于梯度洗脱；对无紫外吸收的物质无响应或响应很小，容易选用在检测波长无紫外吸收的流动相；为非破坏性检测器，可用于制备色谱或与其它检测器联用。

质谱分析法的基本原理

质谱仪是利用电磁学原理，将样品转化为运动的带电气态离子，并按质荷比大小进行分离，记录处理的装置。

其一般过程是通过合适的进样装置将样品引入到离子源进行电离，电离后的离子经加速进入质量分析器，按不同的质荷比进行分离，然后到达检测器，收集不同的信号而进行处理分析。

电离源

电离源的功能：

是将进样系统引入的气态样品分子转化成离子。

电离源的分类：

1.电子轰击源

2.化学电离源

3.场解吸源

质量分析器

质谱仪为什么在真空下工作？

为了保证样品离子化合后，离子与离子之间以及离子与其他中性粒子之间，不会有碰撞发生。

气相色谱——质谱（GC—MS）联用仪

GC—MS的基本构造：

主要由气相色谱仪、接口、质谱和计算机系统组成。

GC：

混合样品组分分离器

接口：

样品组分传输器和GC、MS两机工作流量或气压的匹配器。

质谱：

试样组分的检测器

计算机：

整机工作的指挥器，数据处理器和分析结果输出器。

第6章农药残留的酶抑制法与免疫测定技术

酶抑制法有关的技术问题

（1）分析对象：

有机磷、氨基甲酸酯类

（2）灵敏度不高，需用GC进一步定性和定量、重现性不好

（3）农药含量影响酶抑制程度

（4）影响因子：

酶的浓度、温度、pH、反应时间等

酶联免疫吸附测定（ELISA）

原理：

是在测定过程中，样品提取液中的农药与已知数量的酶联剂竞争有限数量的抗体吸附位点，为了观察测定结果，往往加入底物和显色剂，以产生颜色变化。

根据样品颜色和标准颜色的吸光度之差就可以计算出样品中农药的含量。

步骤：

一般包括农药的选择、半抗原合成、人工抗原合成、抗体制备和样品前处理方法等。

完全抗原：

既具有免疫原性又具有反应原性的抗原。

半抗原：

又称不完全抗原，只具有反应原性没有免疫原性的抗原。

实验条件的选择应注意的几个方面

1.确定酶结合的最适浓度

2.确定包被物质的最适浓度

3.避免样品交叉反应

4.避免酶的变形等

生物传感器：

是指由一种生物敏感部件与转换器紧密配合，对特定种类物质或生物活性物质具有选择性和可逆响应的分析装置。

生物传感器的原理：

传感器的敏感层与复杂样品的特定目标分析物之间，如酶与底物、抗原与抗体等之间的识别反应会产生一些物理化学信号的变化，这些变化通过不同原理传感器转化成第二信号，给放大后显示记录。

第七章食品中霉菌毒素的测定

与食品关系较为密切的霉菌毒素有黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、杂色曲霉素、岛青霉素、桔青霉素、展青霉素、黄天精、单端孢霉素类、玉米赤霉烯酮、丁烯酸内醋等。

黄曲霉毒素（AFT）是黄曲霉素和寄生曲霉菌的代谢产物。

赭曲霉毒素是由曲霉属和青霉属的某些菌种的次生代谢产物。

第8章食品中限量元素的测定

从营养角度可分为：

必需元素、非必需元素、有毒元素。

人体内矿物质大约占人体重量6%其中包括常量元素、微量元素、有毒元素。

微量元素：

含量在0.01%以下的称为微量元素。

有毒元素：

目前尚未发生对人体有生理功能、且人体耐受力极小、进入人体内量稍大就中毒的元素。

限量元素：

微量元素与有毒元素的合称。

第9章农药残留法规与管理

最早制定农药管理法的国家：

法国、美国、加拿大。

我国是1997年迈入法制化的轨道。

新农药：

指含有的有效成分尚未在我国批准登陆的国内外农药原药及其制剂。

三个阶段：

田间试验阶段，临时登记阶段，正式登记阶段。

正式登记阶段要求提供在中国两年两地的农药残留试验报告。

美国

1910年，制定了《杀虫剂法》标志着美国的农药使用真正进入法制化的轨道。

美国涉及农药管理最重要的三部法律《联邦杀虫剂、杀菌剂和杀鼠剂法（FIFRA）》、《联邦食品、农药和化妆法（FFDCA）》和《食品质量保护法（FQPA）》

日本

2006年5月以前，日本通过《食品卫生法》对蔬菜等食品农药残留问题加以控制。

1650年颁布的《食品、添加物等的规格标准》

2006年5月以后日本实施《食品中残留农业化学品肯定列表制度》一律按0.01ppm统一标准限制。

农药最大残留限量（MRL）的定义

是指法定允许在食用农产品和动物饲料中一种农药残留最大浓度（用mg/Kg来表示）。

每日允许摄入量（ADI）

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（mg/Kg体重来表示）。

农药残留限量的作用

①成为各国制定农药安全标准以指导安全合理使用农药的依据；

②成为各国政府对农药残留进行管理和控制的依据

③同时也成为各国政府进行农产品国际国内贸易时对产品质量和安全性进行判断的重要依据。

农药残留监测的目的：

检查农产品上一种农药是否被正确的使用，监测的主要依据是农药残留限量（MRL）主要内容包括：

1.各种来源食品中农药残留限量的执行和遵守情况2.各种来源食品中农药残留的超标及其来源。

风险性评价的构成

化学品风险性评价是对暴露于某化学品时人体健康、生物或环境受到伤害的可能性与可能程度的评估，其结论是管理决策的重要依据。

由以下几部分构成：

1.危害鉴定

2.剂量——反应评价

3.人群暴露评价

4.风险性特征

农药残留风险性取决于两个因素：

一是农药的毒性，即农药可能引起的对健康的不良影响；二是人们通过饮食摄入残留农药的可能性

农药残留的风险性评价一般包括三个步骤：

（1）测定农药毒性，建立ADI

（2）确定农药残留的最大摄入量

（3）将可能的膳食摄入量与人体摄入量可能接受水平加以比较，得出风险性评价结论。

论述

分析我国农药超标原因及解决办法

超标原因：

1.农药产品结构不合理，剂型不配套

2.农药残留量超标问题尚未引起有关部门的高度重视

3.我国对于农药使用普遍素质不高，农药知识缺乏

4.我国农药残留监测工作起步较晚，市场监测有待提高

解决办法：

1.调整农药产品结构，逐步淘汰高毒高残留产品

2.加强生产基地的用药管理

3.加大无农药残留的宣传力度，普及农药相关科学知识

4.加快农药残留监测体系的建设

现阶段农药残留所存在的风险及问题

1.农药残留对健康的影响

2.影响农业的生产

3.影响进出口的贸易

4.农药残留对生态环境的影响

5.残留的废弃农药的处理问题

6.农药残留产品的检测与处理问题