淺談《分析化學》課程中教學內容的研究與改革

段先哲+李南+胡楊+謝焱石+譚凱旋+馮志剛+陳亮+韓世禮

摘要：《分析化學》是一門關于研究物質的化學組成、結構及性質的科學，是高等學校化學、地球化學及相關專業的專業基礎課之一，是化學學科的一個重要分支?，F代樣品前處理技術是該課程中的重要教學內容，是國內外教育者教學研究改革的主攻領域之一，而農藥殘留檢測是該領域的研究熱點。本文主要介紹了現代的農藥殘留檢測的樣品前處理技術研究現狀，這些技術的研究與改革是《分析化學》教學內容的研究與改革的重要方向，具有重要意義。

關鍵詞：分析化學;樣品前處理技術;農藥殘留檢測;教學內容研究與改革

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）06-0110-02

一、引言

《分析化學》是一門關于研究物質的化學組成、結構及性質的科學，是高等學?；瘜W、地球化學及相關專業的專業基礎課之一，是化學學科的一個重要分支，也是化學、地球化學、化工、環境等研究所需的重要技術之一?，F代樣品前處理技術是該課程中的重要教學內容，是國內外教育者教學研究改革的主攻領域之一。由于農藥在農業生產過程中應用的嚴重利弊性[1]（例如，雖然在防治病蟲害、增加農作物產量方面發揮著重要作用，但又是造成污染、影響食品安全、人類健康等問題的重要因素之一），因此，農藥殘留檢測的樣品前處理技術的研究已經受到國內外的廣泛關注。目前，國際上較多使用固相萃取法（SPE）、固相微萃?。⊿PME）、凝膠滲透色譜法（GPC）、超臨界流體萃?。⊿FE）、基質固相分散萃?。∕SPDE）、加速溶劑萃取（ASE）、微波輔助萃取（MAE）等現代的樣品前處理技術。

二、農藥殘留檢測的樣品前處理技術的國內外研究現狀

1.固相萃取。固相萃取（Solid Phase Extraction，SPE）主要通過吸附填料與洗脫溶劑中的分析物質或雜質互相作用，實現組分的分離凈化，實質上是一種液相色譜分離。SPE有溶劑用量少、處理過程不會產生乳化現象、所用時間短、易實現自動化操作等優點。紀淑娟等[2]用石墨化碳和PSA分離和凈化了有色蔬菜中36種農藥，94%以上的農藥的回收率在60%～120%之間，達到了理想的檢測效果;李南等[2]用ENVI-18串聯PSA固相萃取柱凈化了花生仁、葵花籽、核桃仁和杏仁中的農藥，得出該方法準確、靈敏、簡便，可用于堅果中農藥殘留的日常檢測。

2.固相微萃取。固相微萃取（Solid Phase Microextraction，SPME），固相微萃取裝置外形如微量進樣器，由手柄和萃取頭組成，萃取頭是涂有不同吸附劑的纖維。其原理是纖維上的吸附劑極性與目標化合物相似，從而吸附目標化合物，不吸附干擾化合物。與液-液萃取和固相萃取相比，具有操作時間短，樣品量少，不需要萃取溶劑，對揮發性和非揮發性物質都適用，重現性好等優點。SPME主要與GC和HPLC聯用來實現對農藥殘留的檢測。例如，K.Fytianos等[3]用頂空固相微萃取-氣相色譜法測定不同水果中有機磷農藥，檢測限為0.03～3ppb，都低于歐盟最大殘留限量標準。

3.凝膠滲透色譜法。凝膠滲透色譜（Gel Permeation Chromatography，GPC）的原理是選擇不同孔徑的多孔凝膠作為固定相，根據多孔凝膠對大小和形狀不同的分子的排阻效應進行分離，分子量不同，流出時間就不同。目標農藥分子量一般小于500，而樣品中的色素、油脂等大分子雜質，先于農藥分子流出。它是農藥多殘留分析中一種常用的、有效的凈化方法，優點是凈化效果好，柱子可以重復使用，自動化程度高，可以同時實現樣品的凈化和濃縮，被廣泛用于凈化含脂類、色素等大分子的雜質的復雜基體[4]。

4.超臨界流體萃取。超臨界流體（Supercritical Fluid Extraction，SFE）原理是利用不同組分溶解度不同，且在不同壓力下溶解能力會發生變化，調節萃取劑流體壓力，可將組分逐一萃取。一般常用的是超臨界CO2。其優點是：萃取時間短，避免使用大量溶劑，具有極好的萃取效力和速度，可與分析儀器聯機，避免樣品轉移的損失，減少人為誤差，提高了方法的精密度和靈敏度。例如，邱月明等[5]用超臨界流體萃取技術測定糧谷和茶葉中的有機氯農藥殘留，檢出限在0.01～0.05mg/kg之間，回收率在81.2%～93.7%之間，說明該方法靈敏度和重現性好。

5.基質固相分散萃取?；|固相分散（Matrix Solid-Phase Dispersion，MSPD）是類似于固相萃取的一種提取、凈化、富集技術，其基本原理是將試樣直接與固體吸附劑（硅膠、石墨化碳、C18等）一起研磨、混勻制成半固態，裝柱，用洗脫劑洗脫。具有同時制備、萃取和凈化樣品的優點。例如，朱學良等[6]采用基質固相分散的樣品前處理方法，從葡萄酒中提取凈化5種農藥，氣相色譜電子捕獲檢測器分析測定，結果令人滿意。Adou等[8]建立了氣相色譜法測定梨、哈密瓜、馬鈴薯和卷心菜中8類28種農藥殘留的方法，回收率均大于70%，RSD小于10%。

6.加速溶劑萃取。加速溶劑萃取（Accelerated Solvent Extraction，ASE）原理是在較高的溫度（50～200℃）和壓力（10.3～20.6MPa）下用溶劑萃取固體或半固體樣品的樣品前處理方法。ASE與其他萃取技術比較具有萃取時間短、溶劑使用量少和減少溶劑揮發的優點。樊苑牧等[7]建立了快速溶劑萃取-氣相色譜法同時測定含脂羊毛中28種有機氯、擬除蟲菊酯、殺蟲劑殘留量的方法，得出該方法具有操作簡便、快速、方便、靈敏度高等特點。

7.微波輔助萃取。微波輔助萃?。∕icrowave Assisted Extraction，MAE）原理是利用極性分子可迅速吸收微波能量的原理來加熱一些具有極性的溶劑，如乙醇、甲醇、丙醇或水等。它是一種萃取速度快、試劑用量少、回收率高、靈敏度高以及易于自動控制的樣品制備技術。袁寧等[8]建立了微波輔助萃取-固相微萃取-氣相色譜同時測定茶葉中六六六、滴滴涕類、氯氰菊酯和氰戊菊酯等10種農藥殘留的方法，取得了滿意的結果。

三、結語

現代的樣品前處理技術包括固相萃取法（SPE）、固相微萃取（SPME）、凝膠滲透色譜法（GPC）、超臨界流體萃取（SFE）、基質固相分散萃?。∕SPDE）、加速溶劑萃?。ˋSE）、微波輔助萃?。∕AE）等，這些技術相對于傳統的樣品處理技術，具有簡單、快速、引進誤差小、選擇性好、回收率高的優點。這些技術的研究與改革是《分析化學》教學內容的研究與改革的重要方向，具有重要意義。

參考文獻：

[1]董金斌.色譜-質譜聯用檢測茶葉中多種殘留農藥的研究[D].北京：北京化工大學，2007.

[2]紀淑娟，佐藤元昭.有色蔬菜農藥多殘留檢測樣品預處理方法研究[J].食品科學，2007，28（7）：411-414.

[3]李南，石志紅，龐國芳，等.堅果中185種農藥殘留的氣相色譜-串聯質譜法測定[J].分析測試學報，2011，30（5）：513-521.

[4]Fytianos，K.，N. Raikos，G.，Theodoridis，et al. Solid phase microextraction applied to the analysis of organophorus insecticides in fruits[J].Chemosphere，2006，65：2090-2095.

[5]王靜，金芬，邵華，等.農藥多殘留檢測樣品前處理技術研究進展[J].質量監督與檢驗，2007，（1）：28-31.

[6]邱月明，溫可可，白樺.超臨界流體萃取-氣相色譜法測定糧谷和茶葉中有機氯農藥殘留量[J].分析化學，1997，25（12）：1391-1394.

[7]朱學良，戚向陽，岳晶念，等.基質固相分散氣相色譜電子捕獲檢測器測定葡萄酒中5種農藥殘留[J].分析化學，2007，35（2）：259-262.

[8]Adou，K.，Bontoyan，W. R.，Sweeney，P. J.，Multiresidue method for the analysis of pesticide residues in fruits and vegetables byaccelerated solvent extraction and capillary gas chromatography[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2001，49（9）：4153-4160.

[9]樊苑牧，黃紹棠，俞雪鈞，等.快速溶劑萃取-氣相色譜法同時測定含脂羊毛中的28種有機氯擬除蟲菊酯殺蟲劑的殘留量[J].色譜，2008，26（5）：83-589.

[10]袁寧，余彬彬，張茂升，等.微波輔助萃取-固相微萃取-氣相色譜法同時測定茶葉中的有機氯和擬除蟲菊酯農藥殘留[J].農藥科學與管理，2007，25（3）：11-20.