凝膠滲透層析是农药利用多孔的凝膠聚合物將化合物按分子大小選擇性分離的機製,即由於大分子化合物不能進入填料粒子的残留孔內,溶劑淋洗時隻能在粒子間隙通過,分析而小分子化合物能在粒子孔內穿行,农药二者運行路徑的残留距離不一樣,大分子的分析路徑短,最先流出,农药小分子的残留路徑長,最後流出。分析這樣就能把最先流出的农药大分子化合物除去而得到淨化。農藥殘留樣品淨化中最常用的残留凝膠滲透層析填料是各種不同孔徑大小和粒子大小的苯乙烯-二乙烯苯共聚物(SDVB),如SX-3,分析通過控製其聚合時的农药交聯度來獲得所需孔徑的凝膠粒子。由於大多數農藥的残留分子質量都在400u以下,選擇一定孔徑的分析填料就可很容易地去除提取液中分子質量在400u以上的雜質。淋洗劑一般用二氯甲烷、1:1二氯甲烷-環戊烷或1:1乙酸乙酯-環戊烷。
使用凝膠滲透層析進行淨化處理不存在不可逆保留問題,而且一根柱子可以重複使用上千次,速度快、成本低,適用於動植物組織、果蔬、加工食品、土壤、牛奶、血液、水等幾乎所有樣品的淨化處理。現已有商業化凝膠滲透層析自動淨化裝置麵市,可同時處理60個樣品,非常方便、快速。
(二)液液分配法
液液分配淨化法(1iquid-liquid partition)的原理和操作都和前麵介紹的液液提取完全一樣。比如農藥與脂肪、蠟質、色素等一起被己烷提取後,再用一種極性溶劑(如乙腈)與其共同振搖時,由於農藥的極性比脂肪、蠟質、色素等要大一些,因而大部分被極性溶劑(乙腈)所提取,經幾次提取後,農藥幾乎可以完全地與脂肪等雜質分離,從而達到淨化的目的。
在應用液液分配淨化時,要注意農藥的p在不同溶劑對中的分布情況是不相同的。對異辛烷-80%丙酮、戊烷-90%乙醇、己烷-乙腈、異辛烷-二甲基甲酰胺、異辛烷-85%二甲基甲酰胺和己烷-90%二甲基亞碸6種溶劑對的研究結果表明,在異辛烷-80%丙酮和戊烷-90%乙醇溶劑對中,各種農藥的p很分散。這種情況有利於對不同農藥的分離或是單殘留樣品的淨化。在己烷-乙腈、異辛烷-二甲基甲酰胺等溶劑對中,大部分的農藥p均較小,特別是在異辛烷-二甲基甲酰胺溶劑對中,約有3/4的農藥p小於0.21,這樣的p有利於農藥殘留量分析中的淨化。對於異辛烷-85%二甲基甲酰胺等溶劑對,大部分的農藥p增加,平均增大4倍。同樣在異辛烷-80%丙酮溶劑對中,有一半農藥的p在0.6以上,這說明當極性溶劑的親水性增強時,農藥在非極性溶劑中的溶解度也就增大。
比較典型的己烷-二甲基甲酰胺溶劑對液液分配淨化的操作步驟如下。
取己烷提取含脂肪等雜質的農藥樣品的提取液25 mL,用預先經己烷飽和過的二甲基甲酰胺在分液漏鬥中提取3次,每次10 mL。合並二甲基甲酰胺提取液,放入另一個分液漏鬥中,再另用10 mL己烷洗滌提取,以除去少量殘留脂肪。靜置分層後,分出己烷層。另用10 mL二甲基甲酰胺提取分出的己烷層。合並40 mL二甲基甲酰胺提取液。放人500 mL分液漏鬥中,加入200mL 2%硫酸鈉溶液及10 mL己烷。強烈振搖2 min,靜置20 min,棄去二甲基甲酰胺水溶液。被淨化的農藥轉人己烷溶液中,以備下一步處理。
(三)吹掃共餾法
吹掃捕集和頂空法是從水樣或不易揮發的基體中提取揮發性分析物的方法,而吹掃共餾法(sweep codistillation)則是與其原理相同的淨化技術,用於除去揮發性較低的雜質。
吹掃共餾法是在惰性氣體和溶劑蒸氣流的作用下使農藥從脂類和其他低揮發性提取成分中揮發出來,然後通過冷凝或吸附柱將其收集,使農藥與雜質得到分離。這一技術最早是由Storherr等(1965)應用於有機磷酸酯農藥的淨化。把提取物溶於適當的溶劑(如乙酸乙酯)中,由進樣口注入分餾管的內管中,殘留農藥在一定的溫度下被強製揮發,隨載氣和溶劑蒸氣流經裝有矽烷化玻璃棉或玻璃珠的外管,最後進入裝有弗羅裏矽土吸附劑的收集管中,而油脂等低揮發性物質則留在分餾管外管的玻璃棉(珠)上。取下收集管,用適當溶劑洗脫農藥用於測定,或直接與氣相色譜儀(GC)連接,通過瞬間加熱解吸用於分析。近年,隨著對共餾溫度、載氣流速、冷凝回收控製技術的提高,這一方法對動植物樣品中有機氯、有機磷、三嗪類和其他農藥,包括人乳中的多氯苯類,試驗顯示有很好的回收率。可以說,隻要所測農藥有一定的揮發性和熱穩定性,就可采用這一技術進行淨化。
(四)沉澱淨化法
沉澱淨化法(precipitation cleanup method)是在低溫下,脂肪和蠟質會形成結晶,故而可以將其從溶解度較高的農藥提取物中去除。對動植物樣品很典型的一個操作步驟就是,用丙酮提取,然後放入-80℃環境,脂類和某些色素就會沉澱出來。此法可以替代多脂肪樣品淨化中的液液分配。
(五)化學淨化法
化學淨化法(chemical cleanup method)是針對動物樣品的,用強酸、強堿將樣品基體消解掉,留下農藥母體或其可測知降解物的淨化方法。這些方法主要是早期在測定穩定的有機氯農藥而建立的。例如毒殺芬、氯丹、艾氏劑、七氯的分析,先用發煙硫酸處理提取物,使脂類和色素物質水解後除去。同樣,濃堿也用於脂類的水解(皂化)。有些酶(如木瓜蛋白酶、胃蛋白酶)可用來降解淨化樣品中的肽類雜質。
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