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1、第十章农药分析 1 概述 2 农药分析中样品的采集和制备 3 农药理化性能测试 4 各种分析方法在农药分析中的应用 5 农药残留分析,一、 概述 农药分析可分为原药和制剂分析、残留量分析两大类，前者属常量分析，后者属微量分析。 在农药常量分析中，对测定的准确度和精密度要求较高，而对灵敏度要求不高；而在农药分析残留量中，由于残留量极少，试样的前处理复杂，测定时对准确度和精密度要求不高，而对灵敏度要求很高。 农药常量分析对农药生产和应用都有重要作用，生产企业对农药中间体和产品的分析，是控制和改进生产工艺的主要依据，是保证产品质量的主要指标，也是质监部门和农业生产资料部门进行管理质量的重要措施。,原
2、料药是批由化学合成、植物提取或着生物技术所制备的各种用来作为药用的粉末、结晶、浸膏等，但病人无法直接服用，需要进一步加工的物质。 制剂系根据药典、药品标准、制剂规范等规定的处方，加工或提取后制成具有一定规格，可以直接用于防病治病的一类药品。,1.1 农药的分类 种类达2千余种，多种分类方法： 防治对象：杀虫剂、杀螨剂、杀菌剂、杀鼠剂、除草剂和植物生产调节剂等。 化学组成和结构：有机氯类、有机磷类、氨基甲酸酯类、苯氧乙酸类等。 制剂形态：原药和母药、固体制剂、液体制剂等。 以有机氯和有机磷农药最为常见。,1.2 分析方法的进展 早期用铜、砷、铅无机农药时，主要用重量法和滴定法；上世纪五十年代，主
3、要用银量法、电位滴定法或重量法测定有机氯农药(总氯量)，用光度法测定有机磷农药；六十年代开始使用紫外和红外分光光度法，目前仍是分析中常用的方法。但以上这些方法不具备分离杂质的能力，且只能测定单一组分。 六十年代后期气相色谱法在农药分析中得到广泛应用，不仅能有效分离杂质，同时测定多个组分，且选择性好，灵敏度高；而后高效液相色谱法在农药分析中的使用，用于测定热稳定性较差的农药，更使农药分析技术得到进一步的发展。,1.3 农药质量评价 评价依据是各个农药的质量标准。 主要从两个方面来评价：一是有效成分的含量；另一方面是其物理化学性质，各种性质指标根据原药及各种制剂的特性而有不同的要求。 农药产品有效
4、成分含量是其质量的基本物质，有些农药产品如有机磷农药粉剂在贮藏过程中会逐步分解，需在加工过程加入适当的稳定剂；而如果物理化学性质达不到要求，农药产品质量也得不到保证，如可湿性粉剂的指标中，对悬浮率、润湿性、pH值等都有一定的要求，如果悬浮率不够，配成药液后药剂下沉，喷洒时就影响药效。,2 农药分析中样品的采集和制备 2.1 标准农药样品的制备 国际农药分析协作委员会(CIPAC)规定农药分析中必须区分两种物质： 农药基准参比物：经调试纯化、具有对选择性详细描述的合格参比物。用于标定工作标样及测定其物理参数等。 农药工作标样：用于日常分析工作的、具有一般纯度的参比物。其纯度和理化性质是与基准参比
5、物在相同条件下测试比较而确定的，用于质量控制、残留分析和稳定性试验等。,2.2 商品农药采样方法 2.2.1基本原则 不同批次产品需每批次单独采样。P205 2.2.2采样工具 一般用取样器：长约100cm，用不锈钢制成，一端装有木柄或金属柄。 如是易变质或易潮解的样品，可用双管取样器；需开采件数较多或样品较坚硬的样品用取样探子和实心尖形取样器。 液体样品用玻璃或塑料制成的取样管。,2.2.3 采样方法及采样量P205206 2.2.3.1 原药和固体制剂采样 每批开包取样件数5，多于100件按5%取样。取样时从包装的上、中、下三部分取代表性样品；每件取样量不少于0.1kg，再按制样步骤进行破
6、碎、混匀和缩分。 2.2.3.2 液体制剂采样 混匀后用取样器取样；取样量不少于0.5kg，密封保存。 2.2.3.3 粉剂和可湿性粉剂采样 一次取够，不再缩分；取样量不少于0.2kg，保存于磨口瓶中。,3 农药理化性能测试(5.5) 3.1 水分的测定P206207 水分的测定可以用卡尔费休法和共沸蒸馏法。 卡尔费休法是一种非水溶液氧化还原测定水分的化学元素分析方法,该法的原理是:以合适的溶剂溶解样品,加入已知滴定度的卡尔费休试剂(碘、二氧化硫、吡啶和甲醇组成的溶液）时，水将与I2、SO2、C5H5N进行定量反应。 I2+SO2+3C5H5N+H2O2C5H5NHI + C5H5NSO3 C
7、5H5NSO3 + CH3OH C5H5NHSO4CH3 确定终点的办法常用“永停法”，其原理是在浸入溶液中的两组电极间加一电压，若溶液中有水分存在时，两极之间无电流通过，当水分反应完后，溶液中有过量的碘化物存在，电流突然增加至一最大值，并稳定1min即为终点。,共沸蒸馏法： 该法是根据两种互不相溶的液体混合物的沸点低于其中易挥发组分的沸点原理，在试样中加入这种有机溶剂并进行蒸馏时，可使试样中的水分全部分离出来，由蒸馏出水的量，可计算出水的含量。 例： 称取含水0.31.0g的试样，置于园底烧瓶中，加入100mL甲苯，试样中的水与甲苯形成共沸二元混合物，一起被蒸馏出来，根据蒸馏出来的水的体积，
8、计算水份含量。,3.2 乳液稳定性的测定 乳液稳定性是指试样用标准硬水(硬度及配制方法见P207)稀释放置1h后乳液的分层情况。 在250mL烧杯中加入100mL(302)标准硬水，用移液管移取1mL乳剂试样，在不断搅拌下慢慢加入至硬水中，配成100mL乳状液，继续搅拌30s，立即转移至清洁、干燥的100mL量筒中，置于(302)恒温水浴中1h后取出，观察乳状液的分离情况，若无浮油、沉油和沉淀析出，则判断稳定性合格。,3.3 热贮稳定性的测定 热贮稳定性是指试样在54下贮存14天后，其有效成分的变化情况。 3.3.1液体制剂 用注射器将30mL试样注入具塞玻璃瓶中，再将玻璃瓶置于(542)恒温
9、箱或恒温水浴中贮存14天，取出后测定其规定项目。 3.3.2粉体制剂 将20g试样于烧杯中铺成等厚的平滑均匀层，再将一个能产生2.45kPa平均压力的配套圆盘压在上面，置于(542)恒温箱或恒温水浴中贮存14天，取出后测定其规定项目。,3.4 低温稳定性的测定 低温稳定性是指试样在0保持1h后外观的变化情况和0保持7天后物化指标等的变化情况。 3.4.1乳剂和均相液体制剂 移取100mL试样于离心管中，再置于(02)制冷器保持1h，每间隔15min搅拌15s一次，检查有无固体物或油状物析出。继续放置7天后取出，在室温下静置3h，离心分离15min ，记录底部析出物的体积。 3.4.2悬浮制剂
10、取80mL试样于烧杯中，于(02)制冷器保持1h，每间隔15min搅拌15s一次，观察外观有无变化。继续放置7天后取出，恢复室温后测定筛析、悬浮率等。,3.5 丙酮不溶物的测定 称取适量样品用丙酮加热溶解，趁热过滤并干燥不溶物，称重后计算其质量分数。 3.6 乳化剂苯不溶物的测定 称取2.0g农药乳化剂试样于烧杯中，加80g苯混匀，用已在110恒重的烧结漏斗在真空下抽滤，再用100mL苯分三次洗涤烧杯及漏斗，抽滤5min，再将漏斗在110干燥至恒重。计算试样中苯不溶物的质量分数。,4 各种分析方法在农药分析中的应用 4.1 薄层色谱法 薄层色谱法曾广泛农药残留量分析，经薄层色谱将农药有效成分与
11、杂质分离，再与标准样品的斑点面积或吸光度进行比较以求得样品中的农药残留量。 但在工业品分析中一般不用薄层色谱直接进行定量测定，因为其定量结果误差较大，精密度也不能够满足要求。薄层色谱在常量分析中只是作为分离的手段将有效成分与杂质分离后再用其它分析方法定量测定。,在农药分析中主要使用吸附薄层色谱，一般情况下农药的极性是固定的，吸附剂可改变其活性，主要是通过选择合适的展开剂，如测定氧乐果含量时，用硅胶G制板，(2+3)苯-丙酮展开，效果不理想：,改用(8+2)氯仿-冰醋酸展开，能使各成分完全分离：,在农药分析中薄层色谱只是作为分离手段，要求选用的展开剂不能影响后面的定量测定。,4.2 气相色谱法
12、气相色谱法在农药研究、生产和管理中的应用越来越多，被分析的农药只要在气相色谱仪所能达到的工作温度下“气化”，而且不发生分解，都可以采用气相色谱法，是农药分析最重要的方法之一。 研制创新：新农药的研制，新剂型的开发； 工业生产：生产工艺流程的控制与改进，原料、中间体和产品质量的检验； 科学管理：制定农药质量标准，检验与监督农药质量； 农业应用：制定使用准则，提供科学使用依据； 其它：污染防治，查明中毒或发生药害的原因。,目前国际上大约有70%有农药制剂采用气相色谱法分析，而在残留量分析中应用更多。当然，气相色谱法也有局限性，不能用于分析分子量大、热分解和不挥发的农药，分析性质极为活泼和腐蚀性的样
13、品也比较困难，且色谱峰定性的可信度较差，而对各个分析项目，都需要建立特定的分析方法。 4.2.1检测器 气相色谱仪所用的各种检测器中，TCD结构简单，灵敏度适中，稳定性好，对所有的物质均有响应为，帮用于常量分析，但近年来逐渐被FID取代。 FID是一种较理想的检测器，对所有有机物均有响应，且结构简单，性能稳定，响应快，灵敏度高，线性范围宽，在农药常量分析中应用最多。,ECD、FPD对含Cl、N、S、P等的化合物有较好的选择性和灵敏度，所以在残留量分析中应用广泛。 残留量分析中各种检测器使用频率,4.2.2色谱柱 色谱柱中，农药分析常用的为气液填充柱，材质可以是玻璃柱和不锈钢柱。 用气相色谱分析
14、农药，柱温一般为150250，且检测类型多、样品组分复杂、干扰较多，因而对固定液的要求： 在操作温度下蒸气压低，热稳定性好，与被分析物质及载气不产生不可逆反应。 在操作温度下呈液态，且粘度越低越好。 选择性高，对两个沸点相同或相近的不同类型组分，要有尽可能高的分离能力。 对样品组分有足够的溶解能力。,4.2.3定性定量分析 农药品种多，剂型多，检样复杂，在制备样品时需注意： 提取溶剂必须保证把农贷药有效成分从检测对象中提取完全。 稀释溶剂要能与有效成分充分溶解。 溶剂的化学性质要稳定，不能因与制剂中的成分反应而影响测定结果；使用分析纯试剂。 可用过滤、柱层析等多种方法提取，但不能加热，以免农药
15、分解。 在农药分析中，常利用双柱或多柱、选择性检测器与其它方法相结合等进行定性分析。,气相色谱常用的定量分析方法有归一化法、内标法、外标法等，在农药生产的常量分析对准确度和精密度要求较高，故多用内标法；而残留分析因检测含量低微，对准确度和精密度要求不高，故多用操作简单、计算方便的外标法。 内标物的选择要根据农药的性质、杂质和所用的溶剂进行选择，目前选用的主要是随分子量增加而沸点升高的邻苯二甲酸酯系列和正碳烷系列。,4.3 高效液相色谱 液相色谱可检测的对象占有机物的80%以上，高效液相色谱可分离分析不挥发的、热稳定性差的和离子型的农药，且样品前处理简单，液体样品通常稀释后即可进样，固体样品则需
16、用适当的溶剂提取，过滤后即可进样，因而高效液相色谱在农药分析中发挥着越来越重要的作用。 与气相色谱法相比，液相色谱法有以下特点： 气相的流动相单一，主要是通过改变固定相和改变柱温来改善分离效果；而液相色谱除改变固定相处，还可通过改变流动相来改善分离效果。,液相色谱的柱温通常是室温或略高于室温，分离温度低，能保留农药的原来分子，可利用这一原理来制备农药标准品。 气体可被压缩，因而在气相色谱中与载气体积有关的参数都必须进行校正；而液体是不可压缩的。 不足之处是： 液体的粘度比气体小23个数量级，因此液相色谱柱通常不超过30cm；而气相色谱可采用长柱，通常填充柱长度为0.53m，空心柱可长达几十米。另外农药分子在液体中的扩散系数比在气体中小45个数量级，因此在液相色谱中必须特别注意柱外效应。,4.3.1检测器 农药分析中用得最多的是紫外检测器，多数农药分子结构中有吸收紫外光的基团。现在多用光电二极管阵列检测器，和紫外检测器不同的是进入流动池的光不是单色光。它具有可得到任意波长、任意时间色谱图的功能，极为方便。 事实上用于农药分析的液相色谱仪的最基本设备是：带有梯度洗脱的泵
