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第六章食品中有毒有害成分的分析
食品中有害元素的測(cè)定1食品中農(nóng)藥殘留量的測(cè)定2食品中黃曲霉素的測(cè)定3食品中亞硝基化合物的測(cè)定4食品中苯并芘的測(cè)定5
動(dòng)物性食品中獸藥殘留測(cè)定6有害物質(zhì)自然界中,按其原來(lái)的用途正常使用導(dǎo)致人體生理機(jī)能、自然環(huán)境或生態(tài)平衡遭受破壞的物質(zhì)或含有該物質(zhì)的物料。有毒物質(zhì)凡是以小劑量進(jìn)入機(jī)體,通過(guò)化學(xué)或物理化學(xué)作用能夠?qū)е陆】凳軗p的物質(zhì)。有害物質(zhì)普通有害物質(zhì)有毒物質(zhì)致癌物質(zhì)危險(xiǎn)物質(zhì)食品中的有害物質(zhì)生物性有害物質(zhì)李斯特菌、口蹄疫病毒化學(xué)性有害物質(zhì)有害元素、農(nóng)藥殘留、黃曲霉毒素亞硝基化合物、甲醇、獸藥殘留、苯并芘物理性有害物質(zhì)金屬屑、石子、動(dòng)物排瀉物農(nóng)藥、獸藥使用不當(dāng)食品中有害物質(zhì)的主要來(lái)源加工、貯藏、運(yùn)輸污染特定食品加工工藝包裝材料環(huán)境污染食品原料固有毒素概述微量元素在體內(nèi)的作用濃度很低,我們通常以百萬(wàn)分之一(mg/kg)或十億分之一(μg/kg)來(lái)描述。一、為什么要測(cè)定微量元素?????????從營(yíng)養(yǎng)學(xué)角度來(lái)說(shuō)食品中的礦物質(zhì)不僅是構(gòu)成機(jī)體組織的材料,如鈣、鎂是骨骼、牙齒的重要成分;還可調(diào)節(jié)人體的生理功能,比如微量元素是是酶的活化劑;鐵元素是一種微量元素,它是血紅蛋白的主要成分,在體內(nèi)能夠傳遞氧,假如人體缺鐵的話就會(huì)引起缺鐵性貧血。所以從營(yíng)養(yǎng)學(xué)角度來(lái)說(shuō),測(cè)定食品中微量元素含量有一定的意義。從危害的角度來(lái)看食品中殘留的某些重金屬,不但會(huì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生不同程度的損害作用,也會(huì)影響食品的品質(zhì),國(guó)家也制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)控制食品中某些重金屬的允許含量,所以測(cè)定對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)控制等也有一定的積極意義。二、概念人體內(nèi)礦物質(zhì)含量很低,僅占人體重量0.06%左右.根據(jù)礦物質(zhì)在食品中的含量不同,可分為常量元素和微量元素兩類(lèi):常量元素含量在0.01%以上(如碳、氫、氧、氮、鈣、磷、鎂等
)微量元素含量在0.01%以下(如鐵、鋅、銅、錳、鉻、硒、鉬、鈷、氟等。其突出作用是與生命活力密切相關(guān),攝入過(guò)量、不足或缺乏都會(huì)不同程度地引起人體生理的異?;虬l(fā)生疾病)三、功能與濃度微量元素的濃度與功能形式常嚴(yán)格局限在一定的范圍之內(nèi),并且這個(gè)范圍很窄。范圍內(nèi)(功能)
微量元素在特定的范圍之內(nèi)可使組織的結(jié)構(gòu)與功能的完整性得到維持。范圍外(低)當(dāng)含量低于機(jī)體需要的濃度時(shí),組織功能會(huì)減弱或不健全,甚至?xí)艿綋p害并處于不健康的狀態(tài)。人體對(duì)硒的每日安全攝入量為50-200μg,如低于50μg會(huì)導(dǎo)致心肌炎、克山病等疾病,并誘發(fā)免疫功能低下和老年性白內(nèi)障的發(fā)生。范圍外(高)如果含量高于這一特定的范圍,則可能導(dǎo)致不同程度的毒性反應(yīng),甚至可以引起死亡。如果硒的攝入量在200-1000μg之間則會(huì)導(dǎo)致中毒,如果每日攝入量超過(guò)1mg則可導(dǎo)致死亡。四、來(lái)源來(lái)源主要有兩個(gè)途徑:一、生物鏈的富集作用農(nóng)作物可以富集賴(lài)以生長(zhǎng)的土壤、環(huán)境和水質(zhì)中的無(wú)機(jī)元素,再由魚(yú)蝦、家禽、家畜進(jìn)一步富集,最后都通過(guò)食品進(jìn)入人體。二、食品加工、貯藏、包裝和運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中發(fā)生污染造成的比如:不純金屬用具和容器造成食品中鉛、鋅含量增加,鍍錫罐頭由于酸的腐蝕造成錫的溶出,用銅鍋加工蜜餞、糖果會(huì)造成銅含量超標(biāo)。第二部分樣品預(yù)處理為什么要對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理呢?可不可以不對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理而直接測(cè)定呢?
答案:不可以。因?yàn)槭称分写郎y(cè)的無(wú)機(jī)元素,一般情況下都與有機(jī)物質(zhì)結(jié)合,以金屬有機(jī)化合物的形式存在于食品中,所以在測(cè)定之前,我們要對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理,破壞有機(jī)物質(zhì),釋放出被測(cè)組分。一、破壞有機(jī)物的方法通常采用破壞有機(jī)物的方法????
干法灰化法
濕法消化法干法灰化法以高溫灼燒的方式破壞樣品中有機(jī)物的一種方法,無(wú)機(jī)成分以金屬鹽的形式殘留下來(lái)。是否所有的微量元素在測(cè)定時(shí),都可以用干法灰化法來(lái)進(jìn)行預(yù)處理????
答案:否測(cè)定汞含量時(shí),不能用干法灰化法進(jìn)行樣品預(yù)處理,因?yàn)楣诟邷貤l件下很容易揮發(fā)(沸點(diǎn)356.6℃,灰化溫度一般在500-800℃
)。濕法消化法向樣品中加入強(qiáng)氧化劑,并加熱消煮,使樣品中的有機(jī)物質(zhì)完全分解、氧化,呈氣態(tài)形式逸出,而待測(cè)成分留在消化液中。Cu樣品處理時(shí),怎樣判斷消化完全了?
答案:當(dāng)樣品溶液為亮綠色時(shí),我們可以認(rèn)為樣品消化完全了。
是否經(jīng)過(guò)破壞有機(jī)物的預(yù)處理之后的樣品溶液就可以用來(lái)測(cè)定?
答案:不可以。因?yàn)槠茐挠袡C(jī)物后得到的樣液中,除含有待測(cè)元素之外,通常還含有其他多種干擾元素,而且通常情況下,待測(cè)元素的濃度很低,在我們現(xiàn)有的儀器條件下很難以測(cè)定。所以我們需要對(duì)樣品溶液進(jìn)行進(jìn)一步分離和濃縮,以除去干擾元素和富集待測(cè)元素。二、樣品中元素的分離濃縮方法(重點(diǎn))
分離濃縮的方法如果我們用比色法測(cè)定食品中微量元素,我們通常采用分離和濃縮待測(cè)微量元素的方法是:金屬鰲合物溶劑萃取法。如果我們用原子吸收分光光度法測(cè)定微量元素時(shí),我們通常采用離子交換法分離提純金屬離子或除去干擾離子。(一)金屬螯合物溶劑萃取法原理金屬離子先與螯合劑生成金屬螯合物,然后用與水不相溶的有機(jī)溶劑萃取金屬螯合物,使金屬螯合物進(jìn)入有機(jī)相,而另一些組分留在水相中,從而達(dá)到分離、濃縮的目的。優(yōu)勢(shì):如果被萃取的組分是有色化合物,則可以取有機(jī)相直接進(jìn)行比色測(cè)定。a、萃取溶劑的選擇(1)選擇依據(jù)(相似相溶)通常選擇與螯合劑結(jié)構(gòu)相類(lèi)似的溶劑,從而使得金屬螯合物在溶劑中有較大的溶解度。例如含烷基的螯合物可用鹵代烷烴(如CHCl3,CCl4等)作萃取劑。對(duì)含芳香基的螯合物可用芳香烴(如苯,甲苯等)作萃取劑。a、萃取溶劑的選擇(2)萃取所選用的有機(jī)溶劑是否合適,主要取決于它們的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。所以對(duì)萃取溶劑有一定的要求??首先選用的萃取溶劑要與水互不混溶。一般盡量采用惰性溶劑,假如采用含氧的活性溶劑,可產(chǎn)生副反應(yīng)而干擾測(cè)定。萃取溶劑的相對(duì)密度與水的密度差別要大,黏度要小,這樣才便于分層。萃取溶劑還應(yīng)該無(wú)毒,無(wú)特殊氣味,揮發(fā)性較小。萃取劑CHCl3和CCl4一般都選用CCl4作為萃取溶劑因?yàn)椋篊Cl4在水中的溶解度很低,并且不容易揮發(fā)(沸點(diǎn)77℃,CHCl3沸點(diǎn)為61.5℃),且相對(duì)密度比水大得多(1.58),在振蕩之后很易分層。而CHCl3則較CCl4易溶于水又更容易揮發(fā),且毒性較大。所以只有當(dāng)螯合物在CCl4中溶解度不大時(shí),才選用CHCl3作為萃取劑。b、常見(jiàn)的鏊合劑在食品分析中應(yīng)用最普遍的鏊合劑有:
雙硫腙(HOZ黑色結(jié)晶粉末)
二乙基二硫代氨基甲酸鈉(DDTC-Na)
丁二酮肟
銅鐵試劑(N-亞硝基苯胲胺,CUP)等它們生成的金屬螯合物都相當(dāng)穩(wěn)定,難溶于水而易溶于有機(jī)溶劑,很多都帶有可直接比色的顏色,故用于金屬的測(cè)定十分簡(jiǎn)便。c、干擾離子的消除因?yàn)闃悠分谐3:卸喾N金屬離子,這些金屬離子之間會(huì)相互干擾,影響最后結(jié)果的測(cè)定,所以在測(cè)定之前要消除干擾離子的影響。通常使用的方法有:控制PH使用掩蔽劑控制PH控制適當(dāng)?shù)乃岫龋梢宰龅竭x擇地只萃取一種離子,或連續(xù)萃取幾種離子,使它們相互分離。例如在含有Hg2+,Bi3+,Pb2+,Cd2+的溶液中,用雙硫腙—CCl4萃取Hg2+,若控制溶液的PH值為1,則Bi3+、Pb2+、Cd2+不被萃取,若要萃取Pb2+,可先將溶液的PH值調(diào)至4~5,將Hg2+、Bi3+先萃取除去,再將PH值調(diào)至9~10,將Pb2+萃取出來(lái)。PH對(duì)萃取金屬離子的影響見(jiàn)下圖:PH對(duì)萃取金屬離子的影響曲線使用掩蔽劑在螯合反應(yīng)中最普遍使用的一種方法。加入掩蔽劑之后,可使干擾離子生成穩(wěn)定的絡(luò)合物。從而避免干擾離子干擾測(cè)定。例如用雙硫腙—CCl4萃取Ag+時(shí),控制溶液的PH值為4~5,加入EDTA(乙二胺四乙酸),則除Hg2+、Au3+外,許多金屬離子都不被萃取。
(二)離子交換法離子交換法是利用離子交換樹(shù)脂與待測(cè)溶液中的離子之間所發(fā)生的交換反應(yīng)來(lái)進(jìn)行分離的一種方法。本法適用于:
1.帶相反電荷的離子之間或帶相同電荷的離子之間的分離
2.也適用于食品分析中微量元素的富集與純化。舉例:欲測(cè)定樣品中六價(jià)鉻離子的含量,為了使之與三價(jià)鉻離子及其他金屬離子分離,可使檢液通過(guò)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂柱,六價(jià)鉻(Cr2O72-)不被吸附而流出柱外。a、離子交換樹(shù)脂的特性離子交換樹(shù)脂現(xiàn)在應(yīng)用較多的是有機(jī)離子交換樹(shù)脂,它是一種高分子化合物,其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的骨架上,有許多可以與溶液中的離子起交換作用的活性基團(tuán)。離子交換樹(shù)脂本身性質(zhì)穩(wěn)定,對(duì)酸、堿、有機(jī)溶劑不溶解,對(duì)氧化劑、還原劑不起氧化還原反應(yīng),對(duì)熱也較穩(wěn)定。b、離子交換樹(shù)脂的種類(lèi)按對(duì)離子的交換作用,離子交換樹(shù)脂可分為兩類(lèi):
1.陽(yáng)離子交換樹(shù)脂
2.陰離子交換樹(shù)脂1.陽(yáng)離子交換樹(shù)脂陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的活性基團(tuán)為酸性基團(tuán),按活性基團(tuán)酸性強(qiáng)弱,又可分為強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和弱酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的活性基團(tuán)如—SO3H等。nR-SO3H+Men+(R-SO3)nMe+nH+弱酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的活性基團(tuán)如-COOH等nR-COOH+Men+(R-COO)nMe+nH+2.陰離子交換樹(shù)脂活性基團(tuán)為堿性基團(tuán),如為季胺堿-N-,則為強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂;如果活性基團(tuán)為伯胺基,仲胺基或叔胺基,則為弱堿性陰離子交換樹(shù)脂。其交換反應(yīng)為:nR-N(CH3)3Cl+Xn-[R-N(CH3)3]nX+nCl-C、離子交換樹(shù)脂的主要性能指標(biāo)顆粒與形狀交聯(lián)度交換容量親和力①顆粒與形狀顆粒大小從十幾目到100目以上大小不等。顆粒大小越小,表面積越大,交換速度就越快。但是假如顆粒小的話,裝填就很緊密,阻力就大,交換壓力就很大。樹(shù)脂的形狀有不定形狀或球狀。目數(shù),就是孔數(shù),就是每平方英寸上的孔數(shù)目。目數(shù)越大,孔徑越小。一般來(lái)說(shuō),目數(shù)×孔徑(微米數(shù))=15000。比如,400目的篩網(wǎng)的孔徑為38微米左右;500目的篩網(wǎng)的孔徑是30微米左右。
②交聯(lián)度離子樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)大多數(shù)離子交換樹(shù)脂是由苯乙烯和二乙烯苯聚合而成,在長(zhǎng)碳鏈(苯乙烯)之間,用二乙烯苯交聯(lián)起來(lái),形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。二乙烯苯為交聯(lián)劑,樹(shù)脂中二乙烯苯的重量百分率稱(chēng)為該樹(shù)脂的交聯(lián)度。交聯(lián)度大小對(duì)離子交換的影響樹(shù)脂的交聯(lián)度小,對(duì)水的溶脹性能好,網(wǎng)眼大,交換速度快,且樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)疏松,強(qiáng)度小,各種體積大小的離子都容易進(jìn)入樹(shù)脂內(nèi)部,所以交換的選擇性差。樹(shù)脂交聯(lián)度大的則反之。結(jié)論
選擇適當(dāng)?shù)慕宦?lián)度,可使樹(shù)脂對(duì)大小不同的各種離子有選擇性通過(guò)的能力。通常樹(shù)脂的交聯(lián)度一般在4%~14%之間。③交換容量交換容量的概念及表示方法
交換容量是離子交換樹(shù)脂交換離子量的大小的指標(biāo)。用每千克干樹(shù)脂交換離子的摩爾數(shù)來(lái)表示。注意離子交換樹(shù)脂交換離子的量不能超過(guò)交換樹(shù)脂的交換容量。④親和力離子在離子交換樹(shù)脂上交換能力稱(chēng)為離子交換樹(shù)脂對(duì)離子的親和力,不同的離子的親和力不一樣,其大小與離子的水合半徑,離子的電荷數(shù)有關(guān)(通常水合離子的半徑越小,電荷越高,離子的極化程度越大,其親和力也越大)。水合金屬離子又稱(chēng)水合離子,是水溶液中的金屬離子與水分子絡(luò)合生成的絡(luò)離子。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的親和力不同價(jià)的離子,電荷越高,親和力越大Na+<Ca2+<Al3+<Th4+(釷)一價(jià)陽(yáng)離子的親和力順序?yàn)椋?/p>
Li+<H+<Na+<NH4+<K+<Rb+<Cs+<Ti+<Ag+二價(jià)陽(yáng)離子的親和力順序?yàn)椋海私猓?/p>
Mg2+<Zn2+<Co2+<Cu2+<Cd2+<Ni2+<Ca2+陰離子交換樹(shù)脂的親和力對(duì)于強(qiáng)堿型
Cr2O72->SO42->I->NO3->CrO42->Br->CN->Cl-
>OH-
>F->Ac-對(duì)于弱堿型
OH->SO42->CrO42->NO3->AsO43->PO43->Ac->I->Br->Cl->F-D、離子交換樹(shù)脂的柱上操作①裝柱②柱上操作①裝柱根據(jù)工作需要,選好樹(shù)脂的類(lèi)型和合適的粒度,先用4mol/lHCl溶液浸泡1-2天,以除去雜質(zhì),再用水漂洗至中性。此時(shí)若是陽(yáng)離子交換樹(shù)脂,則被處理成H+式,若是陰離子交換樹(shù)脂,則被處理成Cl-式.也可以特殊處理,比如用NaCl溶液處理H+式陽(yáng)離子交換樹(shù)脂,則H+式轉(zhuǎn)化為Na+式。處理好的樹(shù)脂可以用于裝柱,或浸泡在蒸餾水中待用。裝柱步驟及要點(diǎn)柱的下端要墊有玻璃棉或尼龍布,然后在有水的情況下,將處理好的樹(shù)脂帶水加入到柱中,最后在樹(shù)脂層上面蓋一層玻璃棉,以免在加液時(shí)沖動(dòng)樹(shù)脂層。柱中的樹(shù)脂應(yīng)保持在液面之下,否則會(huì)因樹(shù)脂層干涸而進(jìn)入氣泡,造成樹(shù)脂柱的斷路。柱上操作柱上操作包括:交換、洗脫和再生等過(guò)程。交換控制流速可以完成離子的交換過(guò)程,但是試液中離子總量不應(yīng)突破交換樹(shù)脂的交換容量。洗脫交換的逆過(guò)程。再生用適當(dāng)?shù)娜芤禾幚恚ㄈ?MHCl或1MNaOH溶液等)使樹(shù)脂恢復(fù)交換前的形式稱(chēng)為再生。所以離子交換樹(shù)脂可以反復(fù)使用離子交換原理第一節(jié)食品中有害元素的測(cè)定食品中有毒有害元素主要有鉛、鎘、汞、砷等;主要來(lái)源是工業(yè)“三廢”、化學(xué)農(nóng)藥、食品加工輔料等方面的污染;有害元素污染食品后,隨食品進(jìn)入體內(nèi),會(huì)危害人體健康,甚至致人終身殘廢或死亡;檢測(cè)食品中有害元素的意義:可以分析食品中有害元素的種類(lèi)及含量;可以防止有害元素危害人體健康;可以為加強(qiáng)食品生產(chǎn)和衛(wèi)生管理提供依據(jù)。食品中的重金屬
重金屬:密度在5×103kg/m3以上的金屬統(tǒng)稱(chēng)為重金屬,如金、銀、銅、鉛、鋅、鎳、鈷、鎘、鉻和汞等45種。砷本屬于非金屬元素,但根據(jù)其化學(xué)性質(zhì),又鑒于其毒性,一般將其列在有毒重金屬元素中。從污染方面所說(shuō)的重金屬,實(shí)際上主要是指汞、鎘、鉛、鉻以及類(lèi)金屬砷等生物毒性顯著的重金屬,也指具有一定毒性的一般重金屬如鋅、銅、鈷、鎳、錫等。目前最引起人們注意的是鉛、汞、鎘、鉻等。食品中的有毒重金屬元素,一部分來(lái)自于農(nóng)作物對(duì)重金屬元素的富集,另一部分則來(lái)自于食品生產(chǎn)加工、貯藏運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)的污染。重金屬元素可通過(guò)食物鏈經(jīng)生物濃縮,濃度提高千萬(wàn)倍,最后進(jìn)入人體造成危害。進(jìn)入人體的重金屬要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的積累才顯示出毒性,往往不易被人們所察覺(jué),具有很大的潛在危害性。
重金屬的危害重金屬離子對(duì)生物有嚴(yán)重的毒理效應(yīng),所以重金屬離子污染給人類(lèi)帶來(lái)了嚴(yán)重的威脅。重金屬對(duì)人體的危害,一方面通過(guò)直接飲用造成重金屬中毒而損害人體健康;另一方面,間接污染農(nóng)產(chǎn)品和水產(chǎn)品,通過(guò)食物鏈對(duì)人體健康構(gòu)成威脅。重金屬能抑制人體化學(xué)反應(yīng)酶的活動(dòng),使細(xì)胞質(zhì)中毒,從而傷害神經(jīng)組織,還可導(dǎo)致直接的組織中毒,損害人體解毒功能的關(guān)鍵器官——肝、腎等組織。常見(jiàn)重金屬及中毒重金屬中毒的一般癥狀:渾身乏力、齒齦發(fā)炎、肌肉酸痛、多汗、脫發(fā)、便秘、倦怠、嗜睡、睡覺(jué)時(shí)有輕度的呼吸困難、脖子酸痛等。不同重金屬中毒癥狀各有不同。常見(jiàn)重金屬及中毒砷(Arsenic,As)
急性中毒:食入性中毒:急性期會(huì)有惡心、嘔吐、腹痛、血便、休克、低血壓、溶血、大蒜、及金屬味、肝炎、黃疸、急性腎衰竭、昏迷、抽搐。吸入性中毒:咳嗽、呼吸困難、胸痛、肺水腫、急性呼吸衰竭。氫化砷中毒:引起大量溶血,會(huì)有腹痛、血尿及黃疸(triad)的典型癥狀,急性腎衰竭并不少見(jiàn)。慢性中毒A.皮膚:濕疹、角質(zhì)化、皮膚癌。
B.神經(jīng):中樞及周邊神經(jīng)病變。
C.血液:貧血、血球稀少、白血病。
D.其他:周邊血管病變、四肢壞死(烏腳病Blackfootdisease)及肝功能異常。肺癌、肝癌及膀胱癌的幾率大幅上升。
鉛(Lead,Pb)
急性中毒(成年人):
輕微及中度中毒:疲倦、躁動(dòng)、感覺(jué)異常、肌痛、腹痛、抖動(dòng)、頭痛、惡心、嘔吐、便秘、體重減少、性欲降低。
嚴(yán)重中毒:運(yùn)動(dòng)神經(jīng)病變、腦病變、抽搐、昏迷、嚴(yán)重腹絞痛、急性腎衰竭。鉛(Lead,Pb)慢性中毒:
中樞神經(jīng):腦病變、精神智能障礙、神經(jīng)行為異常(血鉛濃度30ug/dl以上),影響孩童發(fā)育、發(fā)展及智商(血鉛濃度5ug/dl以上)。
周邊神經(jīng):運(yùn)動(dòng)神經(jīng)傳導(dǎo)速度變緩,血鉛濃度大于30ug/dl尺神經(jīng)傳導(dǎo)即受影響。
血液:貧血、溶血、抑制ALAD(血鉛濃度10ug/dl以上)及FEP(15ug/dl)。尿中ALA上升(血鉛濃度30ug/dl以上)及紅血球Basophilicstippling。
腎臟:高血壓、痛風(fēng),及慢性腎衰竭。
其他:降低甲狀腺荷爾蒙濃度及慢性腎衰竭,干擾維生素D代謝、減少精子活動(dòng)性及數(shù)目、致癌性。
兒童鉛中毒的診斷和分級(jí)主要依照血鉛水平:
一級(jí):血鉛<100微克/升,相對(duì)安全(已有胚胎發(fā)育毒性,孕婦易流產(chǎn));
二級(jí):血鉛100~199微克/升,血紅素代謝受影響,神經(jīng)傳導(dǎo)速度下降;
三級(jí):血鉛200~499微克/升,鐵鋅鈣代謝受影響,出現(xiàn)缺鈣、缺鋅、血紅蛋白合成障礙,可有免疫力低下、學(xué)習(xí)困難、注意力不集中、智商水平下降或體格生長(zhǎng)遲緩等癥狀;
四級(jí):血鉛500~699微克/升,可出現(xiàn)性格多變、易激怒、多動(dòng)癥、攻擊性行為、運(yùn)動(dòng)失調(diào)、視力和聽(tīng)力下降、不明原因腹痛、貧血和心律失常等中毒癥狀;
五級(jí):血鉛≥700微克/升,可導(dǎo)致腎功能損害、鉛性腦?。^痛、驚厥、昏迷等)甚至死亡。
鎘(Cadmium,Cd)
急性中毒:
食入——惡心、腹痛、嘔吐、出血性腸胃炎、肝、腎壞死、心臟擴(kuò)大。
吸入——氧化鎘引起嚴(yán)重的金屬熏煙熱(Metalfumefever)在暴露后12一24小時(shí)后,發(fā)生胸痛、頭痛、咳嗽、呼吸困難、發(fā)燒、肺水腫、腎肝壞死。
慢性中毒:
食入——腎病變包括低分子量蛋白尿,胺基酸尿及糖尿、痛痛病、高血壓、心臟血管疾病、及癌癥。
吸入——肺纖維化及腎病變。
鉻(Chromium,Cr)
鉻(chromium,Cr)為人體必需的微量元素之一
急性中毒:
六價(jià)鉻:劇毒及腐蝕性<br>皮膚:(鉻潰瘍)Chromeulcer,鼻中膈穿孔,過(guò)敏性接觸皮膚炎(吸人),胃腸出血性胃腸炎(食入1-2g會(huì)致命),腎:急性腎衰竭(食入,吸入或皮膚吸收),肺:72h后會(huì)發(fā)生肺水腫(吸入大量).
三價(jià)鉻:
為身體必須元素,為糖份代謝必要,腸胃吸收困難(<1%)。
慢性中毒:
長(zhǎng)期六價(jià)鉻暴露可能引起癌癥,尤其是肺癌。呼吸系統(tǒng):氣喘及塵肺癥,
銅(Copper,Cu)
急性中毒:大多為食入硫酸銅或食入銅食器污染的食物、果汁所致。
食入大量的銅,會(huì)引起嚴(yán)重的惡心、含綠藍(lán)物的嘔吐、腹痛、腹瀉、吐血、變性血紅素癥、血尿等癥狀。嚴(yán)重者會(huì)有肝炎、低血壓、昏迷、溶血、急性腎衰竭、抽搐等并發(fā)癥。甚至死亡也可能發(fā)生。
銅慢性中毒原因A.
因?yàn)殂~為人體必須元素,吸收后很快的經(jīng)由尿液及膽汁排出。目前醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)少有慢性銅中毒報(bào)告。但有人認(rèn)為長(zhǎng)期暴露過(guò)多的銅或長(zhǎng)久使用銅餐俱及水管,可能引起慢性肝病變。長(zhǎng)期吸入銅粉塵及熏煙,會(huì)導(dǎo)致鼻中膈穿孔、肺部肉芽腫、肺間質(zhì)纖維化(VineyardSprayer'sLung)及肺癌。
B.威爾森病(WilsonDisease):是先天性銅代謝異常的一種疾病。銅會(huì)堆積在大腦神經(jīng)核、內(nèi)臟及角膜上面,造成健康傷害,又叫作hepatolenticulardegeneration。長(zhǎng)時(shí)間的累積,青春期后漸漸會(huì)有永久性腦部病變及肝硬化的病癥出現(xiàn)。
汞(Mercury,Hg)
a.元素汞中毒:
A.急性中毒:(主要為吸人汞蒸氣所致)
急性支氣管炎、肺炎、口腔炎、腸炎、發(fā)燒、意識(shí)混亂、呼吸困難、
吞食元素汞一般沒(méi)有癥狀,除非相當(dāng)大量。
B.慢性中毒:
主要影響中樞神經(jīng),有三項(xiàng)特別癥狀(Triad):發(fā)抖、牙齦炎、及紅。Erethism(包括失眠、害羞、記憶衰退、情緒不穩(wěn)、神經(jīng)質(zhì)、及食欲不振)
其他有視力障礙晶體混濁,類(lèi)似巴金森癥狀,周邊神經(jīng)病變。
b.無(wú)機(jī)汞中毒A.急性中毒:主要是食入性中毒,病患會(huì)有局部腐蝕性,產(chǎn)生消化道出血、壞死、休克、甚至急性腎衰竭出現(xiàn)。急性吸入煙霧,會(huì)產(chǎn)生急性呼吸窘迫癥候群及肺纖維化,缺氧而死亡。
B.慢性中毒則類(lèi)似元素汞慢性中毒。
c.有機(jī)汞長(zhǎng)鏈的有機(jī)汞毒性作用與無(wú)機(jī)汞類(lèi)似,短鏈有機(jī)汞如甲基汞毒性如下:
A.急性中毒:
心、嘔吐、腹痛、血球少、口腔炎、蛋白尿、腎病癥候群、腎衰竭,但仍以中樞神經(jīng)病變?yōu)橹饕Y狀,包括皮膚會(huì)有紅皮癥癢及脫落性皮膚炎。
B.慢性中毒:
與急性中毒類(lèi)似,中樞神經(jīng)異常為主要癥狀,但是視野縮小及視力受損,感覺(jué)及運(yùn)動(dòng)障礙,肌肉萎縮及智能受損較明顯。出生的孩童會(huì)有類(lèi)似腦性麻痹的癥狀,最有名的例子為MinamataDisease(水俁病
錳(Manganese,Mn)急性中毒:
吸入氧化錳的粉塵即有可能產(chǎn)生所謂金屬熏煙熱或化學(xué)性肺炎,氧化錳常因焊接或切割含錳物而產(chǎn)生的。發(fā)冷、發(fā)燒、惡心、咳嗽都會(huì)發(fā)生。慢性中毒:主要是引起神經(jīng)及精神上的異常,分為三個(gè)階段
A.初期——認(rèn)知障礙及情緒困擾,包括有食欲不振、肌痛、神經(jīng)質(zhì)、躁動(dòng)、無(wú)法控制暴力行為、失眠、性欲降低。
B.中期——無(wú)法控制的哭笑、說(shuō)話障礙、視幻覺(jué)、行動(dòng)笨拙、意識(shí)皆亂。
C.后期——行走困難、僵硬、無(wú)法說(shuō)話、抖動(dòng)、類(lèi)似“巴金森癥”。
鎳(Nickel,Ni)
急性中毒:
A.一般常見(jiàn)于吸入有機(jī)鎳Nickelcarbonyl所致,中毒癥狀類(lèi)似一氧化碳中毒,但合并有血糖及尿糖上升;常會(huì)有惡心、嘔吐、頭痛、頭暈、失眠、躁動(dòng)持續(xù)數(shù)小時(shí)、然后12小時(shí)到5天沒(méi)癥狀。隨之會(huì)有如肺炎般的胸悶、呼吸困難、咳嗽、心悸、流汗、虛弱及視力模糊。嚴(yán)重者4到13天可能會(huì)死亡。
B.二價(jià)無(wú)機(jī)鎳中毒:誤飲鎳污染的飲水或透析用水被污染所致,其癥狀為惡心、嘔吐、頭痛、心悸、虛弱、腹瀉、呼呶短促、咳嗽等持續(xù)1-2天。慢性中毒:
長(zhǎng)期皮膚接觸會(huì)有過(guò)敏性皮膚炎發(fā)生,另外慢性呼吸道疾病、免疫機(jī)能異常、及癌癥都可發(fā)生。常見(jiàn)于從事電鍍業(yè)者。
鋅(Zinc,Zn)
急性中毒:
A.食入性:惡心、嘔吐、腹痛、血便、發(fā)燒、常自行恢復(fù)。
B.吸入性:吸入氯化鋅的煙霧微粒會(huì)引起咳嗽、呼吸困難,嚴(yán)重者會(huì)變成呼吸窘迫癥,急性腎衰竭,甚至死亡。
C.接觸性:皮膚接觸鋅化合物會(huì)引起皮膚炎,有些人會(huì)潰瘍,眼睛噴到氯化鋅及硫酸鋅溶液會(huì)引起傷害。
D.金屬熏煙熱:吸入氧化鋅的粉塵及煙霧4到小時(shí)后發(fā)生,有金屬味,咳嗽、呼吸短促、疲勞、肌痛、發(fā)燒到,流汗,化學(xué)性肺炎,肺水腫等。大多數(shù)人功能可完全恢復(fù)。
鋅(Zinc,Zn)慢性中毒:
長(zhǎng)期大量鋅暴露,會(huì)引起慢性鋅中毒,如長(zhǎng)期吃雄性動(dòng)物生殖器、服用大量鋅藥片。會(huì)引起貧血、白血球稀少癥、免疫力受損、體重減輕等癥狀。元素的形態(tài)
化學(xué)形態(tài)就是物質(zhì)在自然界存在的形式“形態(tài)”包含狀態(tài)(state)、形式(form)和物種(species)的意思。根據(jù)形態(tài)層次不同可分為六組:溶解態(tài)和非溶解態(tài)、膠態(tài)和非膠態(tài)、有機(jī)態(tài)和無(wú)機(jī)態(tài)、離子態(tài)和非離子態(tài)、絡(luò)合態(tài)和非絡(luò)合態(tài)以及價(jià)態(tài)。 元素的某一形態(tài)可能是有毒的,而同一種元素的另一形態(tài)卻可能是無(wú)毒的,甚至對(duì)生物組織的特定功能是必需的。因此,測(cè)定元素特定的化學(xué)形態(tài)的含量,如Cr6+而不是總鉻,有機(jī)汞而不是總汞,對(duì)于解釋它們的生物化學(xué)行為和評(píng)價(jià)其潛在危害是很有必要的。形態(tài)分析也越來(lái)越受到人們的重視。形態(tài)分析(speciationanalysis)按照IUPAC(國(guó)際理論與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合)會(huì)的定義,形態(tài)分析是識(shí)別和測(cè)定存在于樣品中的一種特定元素不同化學(xué)物理形式的過(guò)程。微量元素的形態(tài)分析是現(xiàn)在研究中的一個(gè)熱點(diǎn)。形態(tài)分析的對(duì)象①元素天然物種之間的差別。如砷的化合物包括As(III)、As(V)、單甲基砷酸(MMA)、二甲基砷酸(DMA)、砷膽堿(AsB)、砷甜菜堿(AsT)。這些物種的毒性順序:As(III)>As(V)>MMA>DMA,而AsB和AsT可認(rèn)為是無(wú)毒的。另一個(gè)例子是鉻,Cr(III)是人體必需,有利于糖的代謝,而Cr(VI)則被認(rèn)為是高毒性的。
②一些人工合成物質(zhì)如用作廣譜殺菌的有機(jī)錫化合物,這些化合物可能會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。到目前為止,雖然食物中有機(jī)錫還不足以引起危害,但魚(yú)和海產(chǎn)品中的這些化合物含量呈上升趨勢(shì)。雖然現(xiàn)在不能確定這些化合物對(duì)人類(lèi)產(chǎn)生多大的危害,確切的數(shù)據(jù)也比較缺乏,但有一點(diǎn)可以肯定在人類(lèi)活動(dòng)將它們引入到環(huán)境之前,環(huán)境中有機(jī)錫的濃度為零。③一些元素以低毒性、低濃度、大范圍的形式進(jìn)入環(huán)境,但這種元素可能在食物鏈底部的生物體內(nèi)轉(zhuǎn)化為有毒物種,而且在食物鏈的頂部達(dá)到很危險(xiǎn)的程度。汞就是一個(gè)這樣的例子,無(wú)機(jī)汞在酶的作用下,通過(guò)甲基化轉(zhuǎn)化為高毒性的甲基汞。
食品中重金屬分析檢測(cè)技術(shù)紫外-可見(jiàn)分光光度法(金屬離子)原子吸收分光光度法(可測(cè)定70多種元素,檢出限:10-2mg/L
)原子熒光光譜法(As、Bi、Pb、Sn、Se、Sb、Te、Zn、Cd(
g/L))
電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜(ICP-AES)(70多種元素)電感耦合等離子體-質(zhì)譜(ICP-MS)多元素同時(shí)分析檢出限:10-3
g/L
(形態(tài)分析,聯(lián)用技術(shù):HPLC-ICP-MS,CE-ICP-MS)一、鉛的分布與污染鉛是具有代表性的重金屬元素之一,在自然界和食品中分布很廣。對(duì)人體具有毒害作用,并且不為人體所必需。全世界每年鉛消耗量約為400萬(wàn)噸。40%用于制造蓄電池25%以烷基鉛形式加入到汽油中12%用于建筑材料6%用作電纜外套5%用于彈藥17%用于其它方面鉛的測(cè)定二、鉛的代謝與毒性鉛對(duì)人體的毒害作用主要表現(xiàn)在四個(gè)器官系統(tǒng)。即作用于造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、腸胃系統(tǒng)和腎。鉛還干擾免疫系統(tǒng)功能。鉛在人體內(nèi)具有蓄積作用。兒童攝入過(guò)量的鉛還會(huì)引起腦力發(fā)展障礙。我國(guó)膳食調(diào)查研究結(jié)果:5歲以下兒童鉛攝入量平均值為ADI的92.6%。所謂ADI:AcceptableDailyIntake--是不伴隨被認(rèn)可的健康上的風(fēng)險(xiǎn)、人類(lèi)一生中可每日攝取的每1kg體重的量。
三、鉛的測(cè)定方法(一)石墨爐原子吸收分光光度法(二)火焰原子吸收光譜法(三)雙硫腙比色法(四)氫化物原子熒光法(五)示波極譜法(1)效率高:石墨爐的原子化效率接近100%,可以測(cè)定固體及粘稠試樣,而火焰法的原子化效率只有1%左右。(2)靈敏度高:用石墨爐進(jìn)行原子化時(shí),基態(tài)原子在吸收區(qū)內(nèi)的停留時(shí)間較長(zhǎng)(3)火焰法測(cè)試的元素多石墨爐法相對(duì)少;(4)進(jìn)樣量石墨爐小.分析速度火焰快。利用惰性氣體作載氣,將氣態(tài)氫化物和過(guò)量氫氣與載氣混合后,導(dǎo)入加熱的原子化裝置,氫氣和氬氣在特制火焰裝置中燃燒加熱,氫化物受熱以后迅速分解,被測(cè)元素離解為基態(tài)原子蒸氣,其基態(tài)原子的量比單純加熱砷、銻、鉍、錫、硒、碲、鉛、鍺等元素生成的基態(tài)原子高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。示波極譜法又稱(chēng)“單掃描極譜分析法”。它是一種快速加入電解電壓的極譜法。常在滴汞電極每一汞滴成長(zhǎng)后期,在電解池的兩極上,迅速加入一鋸齒形脈沖電壓,在幾秒鐘內(nèi)得出一次極譜圖,為了快速記錄極譜圖,通常用示波管的熒光屏作顯示工具,因此稱(chēng)為示波極譜法。(一)石墨爐原子吸收光譜法(GB5009.12-2010第一法)1.原理
樣品經(jīng)灰化或酸消解后,注入原子吸收分光光度計(jì)石墨爐中,電熱原子化后吸收283.3nm共振線,在一定濃度范圍,其吸收值與鉛含量成正比,與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。分析步驟
(1)樣品預(yù)處理
在采樣和制備過(guò)程中,應(yīng)注意不使樣品污染。
糧食、豆類(lèi)去雜物后,磨碎,過(guò)20目篩,儲(chǔ)于塑料瓶中,保存?zhèn)溆谩?/p>
蔬菜、水果、魚(yú)類(lèi)、肉類(lèi)及蛋類(lèi)等水分含量高的鮮樣,用食品加工機(jī)或勻漿機(jī)打成勻漿,儲(chǔ)于塑料瓶中,保存?zhèn)溆?。?)樣品消解(根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件選用)濕式消解法:稱(chēng)取樣品1.00~5.00g于三角瓶或高腳燒杯中,放數(shù)粒玻璃珠,加10mL混合酸(或再加1~2mL硝酸),加蓋浸泡過(guò)夜,加一小漏斗電爐上消解,若變棕黑色,再加混合酸,直至冒白煙,消化液呈無(wú)色透明或略帶黃色,放冷用滴管將樣品消化液洗入或過(guò)濾入(視消化后樣品的鹽分而定)10~25mL容量瓶中,用水少量多次洗滌三角瓶或高腳燒杯,洗液合并于容量瓶中并定容至刻度,混勻備用;同時(shí)作試劑空白。稱(chēng)樣浸泡過(guò)夜消解過(guò)濾轉(zhuǎn)移定容混合酸混合酸(3)測(cè)定儀器條件:根據(jù)各自?xún)x器性能調(diào)至最佳狀態(tài)。參考條件為波長(zhǎng)283.3nm,狹縫0.2~1.0nm,燈電流5~7mA,干燥溫度120℃,20s;灰化溫度450℃,持續(xù)15~20s,原子化溫度1700~2300℃,持續(xù)4~5s,背景校正為氘燈。標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制:吸取上面配制的鉛標(biāo)準(zhǔn)使用液10.0,20.0,40.0,60.0,80.0μg/mL各10μL,注入石墨爐,測(cè)得其吸光值并求得吸光值與濃度關(guān)系的一元線性回歸方程。樣品測(cè)定:分別吸取樣液和試劑空白液各10μL,注入石墨爐,測(cè)得其吸光值,代入標(biāo)準(zhǔn)系列的元線性回歸方程中求得樣液中鉛含量。
基體改進(jìn)劑的使用:對(duì)有干擾樣品,則注入適量的基體改進(jìn)劑磷酸銨溶液(20g/L)(一般為小于5μL)消除干擾。繪制鉛標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)也要加入與樣品測(cè)定時(shí)等量的基體改進(jìn)劑磷酸銨溶液??上尘案蓴_,減少鉛在灰化過(guò)程的損失,可獲得更好的穩(wěn)定和重現(xiàn)性,還可作為釋放劑。計(jì)算
式中:X1——樣品中鉛含量,μg/kg(μg/L);
m1——測(cè)定樣液中鉛含量,ng/mL;
m2——空白液中鉛含量,ng/mL;
V1——實(shí)際進(jìn)樣品消化液體積,mL;
V2——進(jìn)樣總體積,mL;
V3——樣品消化液總體積,mL;
m3——樣品質(zhì)量或體積,g或mL。
結(jié)果的表述:報(bào)告算術(shù)平均值的二位有效數(shù)字。(二)火焰原子吸收光譜法(GB5009.12-2010第三法)1原理
樣品經(jīng)處理后,鉛離子在一定pH條件下與DDTC(二乙基二硫代氨基甲酸)形成絡(luò)合物,經(jīng)4-甲基-2戊酮(MIBK)萃取分離,導(dǎo)入原子吸收光譜儀中,火焰原子化后,吸收283.3nm共振線,其吸收量與鉛含量成正比,與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。(三)雙硫腙比色法(GB5009.12-2010第四法)原理
樣品經(jīng)消化后,加入檸檬酸銨、氰化鉀和鹽酸羥胺等,消除鈣、鎂、鐵、銅、鋅等離子干擾,在pH8.5~9.0時(shí),鉛離子與雙硫腙生成紅色絡(luò)合物,溶于三氯甲烷。在510nm處有最大吸收,與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。適用范圍適用于各類(lèi)食品中鉛殘留量的測(cè)定;同樣適用于食品包裝材料、食具、容器等浸泡液中鉛含量的測(cè)定。2.主要試劑:掩蔽劑(鹽酸羥胺溶液、檸檬酸銨溶液、氰化鉀溶液)二硫腙-三氯甲烷溶液(0.5g/L)二硫腙使用液(透光率70%)1mL→10mL,測(cè)吸光度A510nm,1cm
VmL→100mL鉛標(biāo)準(zhǔn)使用液吸取1.0mL二硫腙溶液,加三氯甲烷至10mL,混勻。用1cm比色杯,以三氯甲烷調(diào)節(jié)零點(diǎn),于波長(zhǎng)510nm處測(cè)吸光度(A),用下式算出配制100mL二硫腙使用液(70%透光率)所需二硫腙溶液的毫升數(shù)(V)。3.分析步驟
樣品預(yù)處理:同石墨爐原子吸收光譜法
測(cè)定:
吸取0,0.10,0.20,0.30,0.40,0.50mL鉛標(biāo)準(zhǔn)使用液(相當(dāng)0,1,2,3,4,5μg鉛),分別置于125mL分液漏斗中,各加1mL硝酸(1+99)至20mL。吸取10.0mL消化后的定容溶液和同量的試劑空白液,分別置于125mL分液漏斗中,各加水至20mL。于樣品消化液、試劑空白液和鉛標(biāo)準(zhǔn)液中各加2mL檸檬酸銨溶液(20g/L),1mL鹽酸羥胺溶液(200g/L)和2滴酚紅指示液,用氨水(1十1)調(diào)至紅色,再各加2mL氰化鉀溶液(100g/L),混勻。各加5.0mL二硫腙使用液,劇烈振搖1min,靜置分層后,三氯甲烷層經(jīng)脫脂棉濾入1cm比色杯中,以三氯甲烷調(diào)節(jié)零點(diǎn)于波長(zhǎng)510nm處測(cè)吸光度,各點(diǎn)減去零管吸收值后,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線或計(jì)算一元回歸方程,樣品與曲線比較。樣液分液漏斗掩蔽調(diào)pH值掩蔽絡(luò)合萃取比色4計(jì)算注意:①雙硫腙法用氰化鉀作掩蔽劑,不要任意增加濃度和用量以免干擾鉛的測(cè)定。②氰化鉀,劇毒,不能用手接觸,必須在溶液調(diào)至堿性再加入。廢的氰化鉀溶液應(yīng)加NaOH和FeSO4(亞鐵),使其變成亞鐵氰化鉀再倒掉。③如果樣品中含Ca、Mg的磷酸鹽時(shí),不要加檸檬酸銨,避免生成沉淀帶走使鉛損失。④樣品中含錫量>150mg時(shí),要設(shè)法讓其變成溴化錫,而蒸發(fā)除去,以免產(chǎn)生偏錫酸而使鉛丟失。⑤測(cè)鉛要用硬質(zhì)玻璃皿,提前用1-10%HNO3浸泡,再用水沖洗干凈。鎘的測(cè)定(Cd)GB5009.15—2003鎘用于治金、電鍍、顏料、原子工業(yè)、農(nóng)藥等,生活用水,因使用鍍鋅、塑料管中鎘的污染經(jīng)消化道、呼吸道進(jìn)入人體,損害人的腎、肝,易引起“骨痛病”。國(guó)標(biāo)有四種方法:第一法:石墨爐原子吸收光譜法原理:酸性溶液中,鎘離子與碘離子形成絡(luò)合物,并經(jīng)4-甲基戊酮—2萃取分離,導(dǎo)入原子吸收儀中,原子化后,吸收228.8nm共振線,與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液:用金屬鎘溶于HCl中加HNO3+H2O稀釋。鎘的測(cè)定第二法:原子吸收分光光度法
(碘化鉀—4-甲基戊酮—2法)
(雙硫腙—乙酸乙酯法)原理:樣品經(jīng)消化處理后,在pH6左右的溶液中,鎘離子與雙硫腙形成絡(luò)合物,并經(jīng)碘化鉀—4-甲基戊酮—2或乙酸乙酯萃取分離,導(dǎo)入原子吸收儀中。第三法:比色法第四法:原子熒光法汞的測(cè)定汞多用于電氣儀器及設(shè)備、電解食鹽、農(nóng)藥等等。工業(yè)自動(dòng)化越發(fā)展,汞的用量越大,環(huán)境污染就越嚴(yán)重。污染嚴(yán)重的日本、瑞典40ug/人·
天攝入,其它國(guó)家10ug/人·天,F(xiàn)AO/WHO規(guī)定34ug/人·天,中國(guó)食品汞允許量(mg/kg)糧食0.02 禽肉蛋0.05水產(chǎn)0.3 牛乳0.01蔬菜水果0.01 植物油0.05汞的測(cè)定汞揮發(fā)性強(qiáng),氣態(tài)汞被人呼吸進(jìn)入肺部,大部分進(jìn)入紅血球中;進(jìn)入消化道;接觸或皮膚吸收進(jìn)入體內(nèi)。汞對(duì)中樞神經(jīng)損害,汞蒸汽中毒:興奮亢進(jìn)、易怒、健忘失眠。汞急性中毒:惡心、嘔吐、腹痛、腎損害、死亡。有機(jī)汞毒性更強(qiáng),特別是甲基汞:使人感官失調(diào)、視野縮小、頭發(fā)損傷、各機(jī)群間共濟(jì)失調(diào)。GB5009.17—2003《總汞及有機(jī)汞的測(cè)定》1.氫化物原子熒光光譜法(雙道原子熒光光度計(jì))
2.冷原子吸收光譜法3.二硫腙比色法壓力消解法其他消化法原子熒光光譜分析法
原理:試樣經(jīng)酸加熱消解后,在酸性介質(zhì)中,試樣中汞被硼氫化鉀或硼氫化鈉還原成原子態(tài)汞,由載氣(氬氣)帶入原子化器中,在特制汞空心陰極燈照射下,基態(tài)汞原子被激發(fā)至高能態(tài),在去活化回到基態(tài)時(shí),發(fā)射出特征波長(zhǎng)的熒光,其熒光強(qiáng)度與汞含量成正比,與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。高壓消解法:針對(duì)糧食及豆類(lèi)等干樣:稱(chēng)取經(jīng)粉碎混勻過(guò)40目篩的干樣0.2g-1.00g,置于聚四氟乙烯塑料內(nèi)罐中,加5mL硝酸,混勻后放置過(guò)夜,再加7mL過(guò)氧化氫,蓋上內(nèi)蓋放入不銹鋼外套中,旋緊密封,將消解器放入普通干燥箱中加熱,升溫至120℃后保持恒溫2-3h,至消解完全,自然冷卻至室溫。將消解液用硝酸溶液(1+9)定量轉(zhuǎn)移并定容至25mL,搖勻。同時(shí)做試劑空白試驗(yàn)。待測(cè)。微波消解法稱(chēng)取0.10-0.50g試樣于消解罐中加入1-5mL硝酸,1-2mL過(guò)氧化氫,蓋好安全閥后,將消解罐放入微波消解系統(tǒng)中,根據(jù)不同種類(lèi)的試樣設(shè)置微波爐消解系統(tǒng)的最佳分析條件,至消解完全,冷卻后用硝酸溶液(1+9)定量轉(zhuǎn)移并定容至25mL,混勻待測(cè)。冷原子吸收光譜法
原理:汞蒸氣對(duì)波長(zhǎng)253.7nm的共振線具有強(qiáng)烈的吸收作用。試樣經(jīng)過(guò)酸消解或催化酸消解使汞轉(zhuǎn)為離子狀態(tài),在強(qiáng)酸性介質(zhì)中以氯化亞錫還原成元素汞,以氮?dú)饣蚋稍锟諝庾鳛檩d體,將元素汞吹入汞測(cè)定儀,進(jìn)行冷原子吸收測(cè)定,在一定濃度范圍內(nèi)其吸收值與汞含量成正比,與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。其他消化法回流消化法五氧化二釩消化法(適用于水產(chǎn)品、果蔬)取可食部位,洗凈,晾干,切碎,混勻。取2.50g水產(chǎn)品或10.00g蔬菜、水果,置于50-100mL錐形瓶中,加50mg五氧化二釩粉末,再加8mL硝酸,振搖,放置4h,加5mL硫酸,混勻,然后轉(zhuǎn)移至140℃砂浴上加熱,開(kāi)始作用較猛烈,以后逐漸緩慢,待瓶口基本上無(wú)棕色氣體逸出時(shí),用少量水沖洗瓶口,再加熱5min,放冷,加5mL高錳酸鉀溶液(50g/L),放置4h,滴加鹽酸羥胺溶液(200g/L)使紫色褪去,振搖,放置數(shù)分鐘,移入容量瓶中,并稀釋至刻度。蔬菜、水果為25mL,水產(chǎn)品為100mL。
(1)比色法:(>1mg/kg)原理:雙硫腙氯仿溶液與樣品中汞離子在酸性條件下生成雙硫腙汞,在氯仿溶液中呈橙黃色,顏色深淺與汞離子濃度成正比。主要儀器:消化裝置:上帶冷凝管的平底燒瓶。721型分光光度計(jì)(2)甲基汞測(cè)定:1、氣相色譜法2、冷原子吸收法氣相色譜法(酸提取巰基棉法)
原理:試樣中的甲基汞,在氯化鈉研磨后加入含有Cu2+的鹽酸(1+11),(Cu2+與組織中結(jié)合的CH3Hg交換)完全萃取后,經(jīng)離心或過(guò)濾,將上清液調(diào)試至一定的酸度,用巰基棉吸附,再用鹽酸(1+5)洗脫,最后以苯萃取甲基汞,用帶電子捕獲鑒定器的氣相色譜儀分析。
另:分離測(cè)定痕量汞時(shí)要注意試劑、濾紙、橡皮管上可能含有少量汞。
汞若灑在地上,應(yīng)馬上用吸塵器或用洗耳球吸除干凈,或用脫汞劑去除。(1)硫磺粉(2)20%FeCl2溶液(3)礦物油+含有粉末硫、碘的水→乳濁液(4)鹽酸酸化的10%KMnO4溶液。食品中砷的測(cè)定性質(zhì)砷(As)類(lèi)金屬,常見(jiàn)砷化物有:
As2O3(亞砷酸酐)砒霜、信石、人信、地信
As2O5(砷酸酐)
As2S2(雄黃)、As2S3(雌黃)
Na3AsO4AsH3(胂)有機(jī)砷(退菌特、甲基胂酸鋅、甲基胂酸鈣、對(duì)氨基苯基砷酸、乙酰砷酸銅、二甲胂酸等)食品中砷存在狀態(tài)分有機(jī)砷和無(wú)機(jī)砷兩類(lèi)。無(wú)機(jī)砷的毒性>有機(jī)砷>砷化氫檢測(cè)方法銀鹽法砷斑法硼氫化物還原比色法氫化物原子吸收(熒光)法砷的測(cè)定砷的測(cè)定
銀鹽法原理樣品經(jīng)消化后,以碘化鉀,氯化亞錫將高價(jià)砷還原為三價(jià)砷,然后與鋅粒和酸產(chǎn)生的新生態(tài)氫生成砷化氫,通過(guò)乙酸鉛溶液浸泡的棉花去除硫化氫的干擾,然后與溶于三乙醇胺-氯仿的二乙氨基二硫代甲酸銀(AgDDC)作用,生成棕紅色膠態(tài)銀,比色定量。
2.試劑硝酸—高氯酸混合溶液(4+1):硝酸鎂溶液(150g/L)、氧化鎂銀鹽溶液:二乙基二硫代氨基甲酸銀[(C2H5)2NCS2Ag]-三乙醇胺-三氯甲烷溶液0.10mg/mL砷標(biāo)準(zhǔn)溶液:稱(chēng)取干燥過(guò)的三氧化二砷→加堿溶解→加酸→加水定容(貯存于棕色玻塞瓶中)1.0μg/mL砷標(biāo)準(zhǔn)使用液3.儀器4.測(cè)定步驟(1)樣品消化灰化法稱(chēng)樣坩堝混勻浸泡4h蒸干炭化氧化鎂、硝酸鎂灰化550℃灰分容量瓶6M鹽酸洗5ml×3加5mL水濕潤(rùn)加6M鹽酸10ml水洗5mL×3(2)測(cè)定濕法消化液標(biāo)準(zhǔn)系列樣品液標(biāo)準(zhǔn)使用液體積(mL)0.02.04.06.08.010.0加水至40mL×加硫酸(1+1)10mL×加KI、3mL加SnCl20.5mL,混勻后靜置15min加鋅粒2g粗粒鋅、1g細(xì)粒鋅反應(yīng)45min后補(bǔ)足氯仿比色0管調(diào)零,1cm比色皿,520nm下測(cè)吸光度干法灰化液標(biāo)準(zhǔn)系列樣品液標(biāo)準(zhǔn)使用液體積(mL)0.02.04.06.08.010.0加水至43.5mL×加鹽酸6.5mL×加KI、3mL加SnCl20.5mL,混勻后靜置15min加鋅粒2g粗粒鋅、1g細(xì)粒鋅反應(yīng)45min后補(bǔ)足氯仿比色0管調(diào)零,1cm比色皿,520nm下測(cè)吸光度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,比較定量計(jì)算氯化亞錫為什么要調(diào)酸性?
是因?yàn)樵撛噭┎环€(wěn)定,在空氣中能氧化生成不溶性氯氧化物,失去還原劑作用,所以配制時(shí)加入鹽酸溶解為酸性氯化亞錫。酸性氯化亞錫在此的作用是:還原As5+成As3+以及在鋅粒表面沉淀錫層以抑制產(chǎn)生氫氣作用過(guò)猛。(二)砷斑法1.原理
樣品經(jīng)消化后,以碘化鉀、氯化亞錫將高價(jià)砷還原為三價(jià)砷,然后與鋅粒和酸產(chǎn)生的新生態(tài)氫生成砷化氫,再與溴化汞試紙生成黃色至橙色的色斑,與標(biāo)準(zhǔn)砷斑比較定量。
AsH3
+3HgBr2→3HgBr+As(HgBr)3
As(HgBr)3+AsH3→3AsH(HgBr)2
As(HgBr)3+AsH3→3HBr+As2Hg32.試劑同銀鹽法溴化汞試紙3.儀器4.測(cè)定步驟樣品處理測(cè)定5.計(jì)算總結(jié)樣品有機(jī)物破壞定容取樣
比色法調(diào)節(jié)pH加還原劑加掩蔽劑加螯合劑顯色溶劑萃取特定波長(zhǎng)比色同時(shí)作標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算結(jié)果
原子吸收分光光度法回歸曲線測(cè)定計(jì)算結(jié)果
元素鉛Pb鋅Zn汞Hg錫Sn銅Cu三價(jià)鐵二價(jià)鐵消化干濕法(不用H2SO4干濕法濕法回流干濕法干濕法干濕法干濕法pH8—91:9硫酸調(diào)4—5.54酸性<8.5強(qiáng)酸<2強(qiáng)酸2還原劑鹽酸羥胺Na2S2O3鹽酸羥胺KMnO4氧化再鹽酸羥胺還原L-抗壞血酸不用過(guò)硫酸鉀鹽酸羥胺掩蔽劑KCN,檸檬酸胺酒石酸EDTA,檸檬酸胺顯色劑雙硫腙雙硫腙雙硫腙苯芴酮DDTC-Na鹽硫氰酸鉀鄰氮二菲溶劑萃取CCl4CHCl3動(dòng)物膠CCl4水水波長(zhǎng)510530490橙色490440黃色485紅色510橙紅比色法總結(jié)有機(jī)破壞法總結(jié)濕法氧化干法灰化微波灰化速度快慢更快溫度低高更高過(guò)程需監(jiān)視不需監(jiān)視操作規(guī)范樣品性質(zhì)要求低,適應(yīng)面廣要求高,適應(yīng)面窄廣試劑空白大小小樣品量少大少揮發(fā)性少多少食品中農(nóng)藥殘留量的測(cè)定概述農(nóng)藥:用于預(yù)防、消滅或者控制危害農(nóng)業(yè)、林業(yè)的病、蟲(chóng)、草及其他有害生物,以及調(diào)節(jié)植物、昆蟲(chóng)生長(zhǎng)的藥物總稱(chēng)。農(nóng)藥殘留:指農(nóng)藥本身及代謝產(chǎn)物等在環(huán)境、動(dòng)植物或食品中的殘留現(xiàn)象。殘留量:就是殘留的數(shù)量,單位mg/Kg或μg/Kg。目前,全世界使用的農(nóng)藥品種有上千種,其中絕大部分為化學(xué)合成農(nóng)藥。農(nóng)藥按用途可分為殺蟲(chóng)劑、殺菌劑、除草劑、殺螨劑、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、殺鼠藥等。農(nóng)藥按化學(xué)成分可分為有機(jī)磷類(lèi)、氨基甲酸酯類(lèi)、有機(jī)氯類(lèi)、擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)、苯氧乙酸類(lèi)、有機(jī)錫類(lèi)等。食物中農(nóng)藥殘留數(shù)量超過(guò)最大殘留限量時(shí)經(jīng)對(duì)人體和動(dòng)物產(chǎn)生不良影響。
農(nóng)藥殘留的分析一般過(guò)程為:
提取→凈化→檢測(cè)
提取是將樣品中的農(nóng)藥溶解分離出來(lái)的操作步驟。凈化的基本原理主要為液一液作用,液一固作用,液一氣作用及化學(xué)反應(yīng)。檢測(cè)是指利用儀器檢測(cè)樣品中的農(nóng)藥殘留。樣品的前處理
提取和凈化是前處理部分,樣品前處理不僅要求盡可能完全提取其中的待測(cè)組分,還要盡可能除去與目標(biāo)物同時(shí)存在的雜質(zhì),避免對(duì)色譜柱和檢測(cè)器等的污染,減少對(duì)檢測(cè)結(jié)果的干擾,提高檢測(cè)的靈敏度和準(zhǔn)確性。常用樣品制備技術(shù)
溶劑萃取樣品制備微波萃取衍生化固相萃取固相微萃取超臨界萃取固相萃取SPESPE:SolidPhaseExtraction是一種液相色譜分離,利用固體吸附劑將液體樣品中的目標(biāo)化合物與干擾化合物分離,達(dá)到分離和富集目標(biāo)化合物的目的。SPE是利用選擇性吸附與選擇性洗脫的液相色譜法分離原理。較常用的方法是使液體樣品溶液通過(guò)吸附劑,保留其中被測(cè)物質(zhì),再選用適當(dāng)強(qiáng)度溶劑沖去雜質(zhì),然后用少量溶劑迅速洗脫被測(cè)物質(zhì),從而達(dá)到快速分離凈化與濃縮的目的。也可選擇性吸附干擾雜質(zhì),而讓被測(cè)物質(zhì)流出;或同時(shí)吸附雜質(zhì)和被測(cè)物質(zhì),再使用合適的溶劑選擇性洗脫被測(cè)物質(zhì)。1.填料保留目標(biāo)化合物固相萃取操作一般有四步l活化----除去小柱內(nèi)的雜質(zhì)并創(chuàng)造一定的溶劑環(huán)境。l上樣----將樣品用一定的溶劑溶解,轉(zhuǎn)移入柱并使組分保留在柱上。l淋洗----最大程度除去干擾物。l洗脫----用小體積的溶劑將被測(cè)物質(zhì)洗脫下來(lái)并收集。2.填料保留雜質(zhì)固相萃取操作一般有三步l活化--除去柱子內(nèi)的雜質(zhì)并創(chuàng)造一定的溶劑環(huán)境。l上樣--將樣品轉(zhuǎn)移入柱,此時(shí)大部分目標(biāo)化合物會(huì)隨樣品基液流出,雜質(zhì)被保留在柱上,l故此步驟要開(kāi)始收集l洗脫---用小體積的溶劑將組分淋洗下來(lái)并收集,合并收集液。此種情況多用于食品或農(nóng)殘分析中去除色素。優(yōu)點(diǎn):1可同時(shí)完成樣品富集與凈化,大大提高檢測(cè)靈敏度2比液液萃取更快,更節(jié)省溶劑,可自動(dòng)化批量處理3重現(xiàn)性好缺點(diǎn):1.使用進(jìn)口固相萃取小柱成本較高2.需要專(zhuān)業(yè)人員協(xié)助進(jìn)行方法開(kāi)發(fā)固相微萃取SPME
SPME是在固相萃取技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的一種微萃取分離技術(shù),是一種集采樣,萃取,濃縮和進(jìn)樣于一體的無(wú)溶劑樣品微萃取新技術(shù)。與固相萃取技術(shù)相比,固相微萃取操作更簡(jiǎn)單,攜帶更方便,操作費(fèi)用也更加低廉;另外克服了固相萃取回收率低、吸附劑孔道易堵塞的缺點(diǎn)。因此成為目前所采用的樣品前處理技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的方法之一。SPME有三種基本的萃取模式:直接萃?。―irectExtractionSPME)、頂空萃取(HeadspaceSPME)和膜保護(hù)萃?。╩embrane-protectedSPME)。
直接萃取方法中,涂有萃取固定相的石英纖維被直接插入到樣品基質(zhì)中,目標(biāo)組分直接從樣品基質(zhì)中轉(zhuǎn)移到萃取固定相中。在實(shí)驗(yàn)室操作過(guò)程中,常用攪拌方法來(lái)加速分析組分從樣品基質(zhì)中擴(kuò)散到萃取固定相的邊緣。對(duì)于氣體樣品而言,氣體的自然對(duì)流已經(jīng)足以加速分析組分在兩相之間的平衡。但是對(duì)于水樣品來(lái)說(shuō),組分在水中的擴(kuò)散速度要比氣體中低3-4個(gè)數(shù)量級(jí),因此須要有效的混勻技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)樣品中組分的快速擴(kuò)散。比較常用的混勻技術(shù)有:加快樣品流速、晃動(dòng)萃取纖維頭或樣品容器、轉(zhuǎn)子攪拌及超聲。
在頂空萃取模式中,萃取過(guò)程可以分為兩個(gè)步驟:1、被分析組分從液相中先擴(kuò)散穿透到氣相中;2、被分析組分從氣相轉(zhuǎn)移到萃取固定相中。這種改型可以避免萃取固定相受到某些樣品基質(zhì)(比如人體分泌物或尿液)中高分子物質(zhì)和不揮發(fā)性物質(zhì)的污染。在該萃取過(guò)程中,步驟2的萃取速度總體上遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于步驟1的擴(kuò)散速度,所以步驟1成為萃取的控制步驟。因此揮發(fā)性組分比半揮發(fā)性組分有著快得多的萃取速度。實(shí)際上對(duì)于揮發(fā)性組分而言,在相同的樣品混勻條件下,頂空萃取的平衡時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于直接萃取平衡時(shí)間。
膜保護(hù)SPME的主要目的是為了在分析很臟的樣品時(shí)保護(hù)萃取固定相避免受到損傷,與頂空萃取SPME相比,該方法對(duì)難揮發(fā)性物質(zhì)組分的萃取富集更為有利。另外,由特殊材料制成的保護(hù)膜對(duì)萃取過(guò)程提供了一定的選擇性。超臨界萃取SFE超臨界為超臨界流體,是介于氣液之間的一種既非氣態(tài)又非液態(tài)的物態(tài),這種物質(zhì)只能在其溫度和壓力超過(guò)臨界點(diǎn)時(shí)才能存在。超臨界流體的密度較大,與液體相仿,而它的粘度又較接近于氣體。因此超臨界流體是一種十分理想的萃取劑。
超臨界流體的溶劑強(qiáng)度取決于萃取的溫度和壓力。利用這種特性,只需改變萃取劑流體的壓力和溫度,就可以把樣品中的不同組分按在流體中溶解度的大小,先后萃取出來(lái),在低壓下弱極性的物質(zhì)先萃取,隨著壓力的增加,極性較大和大分子量的物質(zhì)再被萃取出來(lái),所以在程序升壓下可萃取不同的組分,同時(shí)還可以起到分離的作用。
溫度的變化體現(xiàn)在影響萃取劑的密度與溶質(zhì)的蒸汽壓兩個(gè)因素,在低溫區(qū)(仍在臨界溫度以上),溫度升高降低流體密度,而溶質(zhì)蒸汽壓增加不多,因此,萃取劑的溶解能力隨著溫度的升高而降低,可使溶質(zhì)從流體萃取劑中析出,溫度進(jìn)一步升高到高溫區(qū)時(shí),雖然萃取劑的密度進(jìn)一步降低,但溶質(zhì)蒸汽壓增加,揮發(fā)度提高,萃取率不但不會(huì)減少反而有增大的趨勢(shì)。除壓力與溫度外,在超臨界流體中加入少量其他溶劑也可改變它對(duì)溶質(zhì)的溶解能力。其作用機(jī)理至今尚未完全清楚。通常加入量不超過(guò)10%,且以極性溶劑甲醇、異丙醇等居多。加入少量的極性溶劑,可以使超臨界萃取技術(shù)的適用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大到極性較大化合物。微波萃取
微波萃取是利用電磁場(chǎng)的作用使固體或半固體物質(zhì)中的某些有機(jī)物成分與基體有效的分離,并能保持分析對(duì)象的原本化合物狀態(tài)的一種分離方法。微波是指頻率在300兆赫至300千兆赫的電磁波。
吸收微波→細(xì)胞內(nèi)部溫度↑→細(xì)胞內(nèi)部壓力超過(guò)細(xì)胞壁膨脹承受能力→細(xì)胞破裂→有效成分自由流出。經(jīng)典檢測(cè)技術(shù)氣相色譜法GC氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法GC-MS高效液相色譜法HPLC液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法LC-MS超臨界流體色譜法SFC氣相色譜法GasChromatography,GC
氣相色譜法是利用試樣中各組分在氣相和固定液一液相間的分配系數(shù)不同,當(dāng)汽化后的試樣被載氣帶人色譜柱中運(yùn)行時(shí),組分就在其中的兩相間進(jìn)行反復(fù)多次分配,經(jīng)過(guò)一定的柱長(zhǎng)后,便彼此分離,按順序離開(kāi)色譜柱進(jìn)人檢測(cè)器,產(chǎn)生的離子流信號(hào)經(jīng)放大后,在記錄器上描繪出各組分的色譜峰。氣相色譜法具有操作簡(jiǎn)單,分析速度快,分離效能高,靈敏度高,應(yīng)用范圍廣,可進(jìn)行多殘留分析等特點(diǎn),但一般不適用現(xiàn)場(chǎng)檢側(cè),沸點(diǎn)太高的物質(zhì)或熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)都難以應(yīng)用氣相色譜法進(jìn)行分析。氣相色譜法氣路系統(tǒng)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法GC-MS
氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用是將氣相色譜儀和質(zhì)譜儀串聯(lián)起來(lái)作為一個(gè)整體的檢測(cè)技術(shù)。樣本中的殘留農(nóng)藥通過(guò)氣相色譜分離后,對(duì)它們進(jìn)行質(zhì)譜的從低質(zhì)量數(shù)到高質(zhì)量數(shù)的全譜掃描。根據(jù)特征離子的質(zhì)荷比和質(zhì)量色譜圖的保留時(shí)間進(jìn)行定性分析,根據(jù)峰高或峰面積進(jìn)行定量,不但可將目標(biāo)化合物與干擾雜質(zhì)分開(kāi),而且可區(qū)分色譜柱無(wú)法分離或無(wú)法完全分離的樣品。
高效液相色譜法HPLC
高效液相色譜法也是一種傳統(tǒng)檢測(cè)方法,可以分離檢測(cè)極性強(qiáng)、分子量大的離子型農(nóng)藥,尤其適用于高沸點(diǎn)、熱穩(wěn)定性差、相對(duì)分子質(zhì)量大、不易氣化或受熱易分解農(nóng)藥的檢測(cè)。由于受熱易分解或失去活性的物質(zhì)不能直接使用或不適合用氣相色譜(GC)分析,從而推動(dòng)液相色譜技術(shù)的發(fā)展。高效液相色譜HPLC流程示意液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法LC-MS
液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用是利用內(nèi)噴射式和粒子流式接口技術(shù)將液相色譜和質(zhì)譜聯(lián)接起來(lái)的方法。LC在分離方面非常有效,而MS允許分析物在痕量水平上進(jìn)行確認(rèn)和確證。LC-MS對(duì)簡(jiǎn)單樣品具有幾乎通用的多殘留分析能力,檢測(cè)靈敏度高,選擇性好,定性定量可同時(shí)進(jìn)行,結(jié)果可靠。主要用于分析熱不穩(wěn)定、分子量較大、難于用氣相色譜分析的樣品,是農(nóng)藥殘留分析中很有力的一種方法。由于高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用通過(guò)在常溫條件下實(shí)現(xiàn)擇品的分離,就可以得到質(zhì)譜鑒定所獲取的參數(shù),因此比氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的應(yīng)用前景更為廣泛。超臨界流體色譜法SFC
超臨界流體色譜是以超臨界流體為流動(dòng)相的色譜分離檢測(cè)技術(shù),可以使用各種類(lèi)型的較長(zhǎng)色譜柱,可在較低溫度下分析分子量較大、對(duì)熱不穩(wěn)定和極性較強(qiáng)的化合物。超臨界流體(通常是CO2)具有氣體和液體的雙重性質(zhì),粘度小、傳質(zhì)阻力小、擴(kuò)散速度快,分離能力和速度可與氣相色譜相比,而其密度、溶解力和速度又可與高效液相色譜相當(dāng),這對(duì)于在含有脂肪的食品中的農(nóng)藥殘留分析具有重要意義。SFC以超臨界流體為流動(dòng)相,對(duì)操作人員和環(huán)境無(wú)害,保留時(shí)間較短,工作溫度較低,適于分析中等極性、熱不穩(wěn)定性化合物,可以與大部分GC和HP優(yōu)的檢測(cè)器相連,極大地拓寬了其應(yīng)用范圍??焖贆z測(cè)方法酶抑制法免疫分析法生物傳感器活體檢測(cè)酶抑制法
酶抑制檢測(cè)法應(yīng)用于檢測(cè)蔬菜、水果或農(nóng)產(chǎn)品中的有機(jī)磷類(lèi)和氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥殘留。其原理是將乙酰膽堿酯酶與蔬菜、水果或農(nóng)產(chǎn)品提取液混合,以碘化乙酰硫代膽堿(ATCHI)為底物,二硫雙硝基苯甲酸(DTNB)為顯色劑,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的反應(yīng)后比色。如果提取液中不含農(nóng)藥或殘留量極低,酶的活性就不被抑制,基質(zhì)就會(huì)被水解,水解產(chǎn)物與加入的顯色劑產(chǎn)生顏色反應(yīng)。反之,加入的顯色劑就不顯顏色或顏色變化很小。酶抑制法顯色原理
水解加酶顯色劑未水解顯色劑不顯色顯色無(wú)農(nóng)藥有農(nóng)藥測(cè)定方法
加入20ml提取試劑提取
取2g樣品(非葉菜類(lèi)取4g),切碎取樣振蕩1-2min抑制反應(yīng)將上清液倒入試管中,靜止3min,加入50ul酶,3ml樣品提取液,50ul顯色劑培養(yǎng)倒入比色杯測(cè)定儀器測(cè)定免疫分析法
免疫分析法(ImmunoassayAnalysis,IA)是利用抗原和相應(yīng)抗體在體外也能特異性結(jié)合的原理發(fā)展的一類(lèi)特異性強(qiáng)、靈敏度高、分析容量大、分析成本低、安全可靠的檢測(cè)方法,是一種以抗體作為生物化學(xué)檢測(cè)器,對(duì)化合物、酶或蛋白質(zhì)等物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析,將免疫反應(yīng)與現(xiàn)代測(cè)試手段相結(jié)合而建立的超微量測(cè)定技術(shù)。由于抗體是專(zhuān)為抗原產(chǎn)生的,試驗(yàn)的專(zhuān)一性及親和力強(qiáng),因而方法靈敏度高,同時(shí)它對(duì)提取凈化的要求不是太高。酶聯(lián)免疫檢測(cè)法(ELISA)
酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定技術(shù)(ELISA)是免疫技術(shù)與現(xiàn)代測(cè)試手段相結(jié)合的一種超微量的測(cè)定技術(shù)。其原理是通過(guò)在合適的載體上,酶標(biāo)限定量的抗原與未知抗原競(jìng)爭(zhēng)固相抗體結(jié)合位點(diǎn),形成抗體復(fù)合物。在一定底物參與下,復(fù)合物上的酶催化底物使其水解氧化或還原成另一種帶色物質(zhì),由于酶的降解產(chǎn)物與顯色成正比,因此可通過(guò)酶標(biāo)儀來(lái)測(cè)定,從而確定是否存在未知抗原及其含量。
生物傳感器
生物傳感器是將傳感器技術(shù)與農(nóng)藥免疫分析技術(shù)相結(jié)合而建立起來(lái)的檢測(cè)方法。用固定化的生物體成分(酶、抗原、抗體等)或者生物體本身(細(xì)胞、微生物等)為敏感元件,再與適當(dāng)?shù)哪芰哭D(zhuǎn)換器結(jié)合而成器件。傳感器的生物敏感層與復(fù)雜樣品中特定的目標(biāo)分析物之間的識(shí)別反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生一些物理化學(xué)信號(hào)的變化,這些變化通過(guò)不同原理的傳感器轉(zhuǎn)換成次級(jí)信號(hào)(通常為電信號(hào)),經(jīng)放大后顯示或記錄下來(lái),通過(guò)分析信號(hào)對(duì)待測(cè)物進(jìn)行定性和定量檢測(cè)。生物傳感器是將化學(xué)量轉(zhuǎn)化為其他可測(cè)量的物理量,是集生物化學(xué)、生物工程、電化學(xué)、材料科學(xué)和微型制造技術(shù)于一體。
活體生物檢測(cè)利用發(fā)光細(xì)菌檢測(cè)農(nóng)藥殘留
發(fā)光細(xì)菌體內(nèi)的熒光素在有氧時(shí)經(jīng)熒光酶的作用會(huì)產(chǎn)生熒光,但當(dāng)受到某些有毒化合物的作用時(shí)發(fā)光會(huì)減弱,其減弱的程度與有毒物的質(zhì)量濃度呈一定的線性關(guān)系,利用這一特性對(duì)農(nóng)藥殘留試樣進(jìn)行測(cè)定。該方法的特點(diǎn)是快速、簡(jiǎn)便、靈敏、價(jià)廉,是檢測(cè)蔬菜中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的一種快速、有效的方法,經(jīng)稍加改進(jìn)還可應(yīng)用于蔬菜以外的農(nóng)產(chǎn)品如水果、稻米中的毒物檢測(cè)。
利用大型水蚤檢測(cè)農(nóng)藥殘留
該方法的原理是將蔬菜汁按ISO標(biāo)準(zhǔn)稀釋?zhuān)總€(gè)劑量10個(gè)水蚤,測(cè)定24、48、96h的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,以實(shí)驗(yàn)水蚤的心臟停止跳動(dòng)作為最終死亡指標(biāo),測(cè)定半數(shù)致死濃度。
利用家蠅檢測(cè)農(nóng)藥殘留
將高敏感性的家蠅置于菜汁中,4-5h后家蠅死亡率10%以下即定為合格農(nóng)產(chǎn)品。該方法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)產(chǎn)品中各種有毒物質(zhì)均可進(jìn)行測(cè)定,無(wú)需儀器,無(wú)需前處理,靈敏度比較高。食品中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留量的測(cè)定一、有機(jī)氯農(nóng)藥結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)1、常見(jiàn)的有機(jī)氯農(nóng)藥A、DDT類(lèi):氯化苯及其衍生物,DDT、六六六等。B、氯化亞甲基萘類(lèi):七氯、氯丹、艾氏劑、狄氏劑、異狄氏劑、毒殺酚劑等。2、有機(jī)氯農(nóng)藥的結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)1)六六六簡(jiǎn)稱(chēng)BHC,有多種異構(gòu)體,若含γ—BHC達(dá)99%以上,則稱(chēng)為林丹(lindane)。
BHC為白色或淡黃色固體,有霉臭氣味,不溶于水,易溶于有機(jī)溶劑,對(duì)光、熱、空氣、強(qiáng)酸均很穩(wěn)定,在土壤中半衰期為2年,遇堿能分解(脫去HCl)。C6H6Cl6+3KOHC6H3Cl3+3KCl+3H2O2)滴滴涕,簡(jiǎn)稱(chēng)DDT。分子式為C14H9Cl15,有幾種異構(gòu)體,起主要作用的是P.P’—DDT,O.P—DDT。DDT產(chǎn)品為白色或淡黃色固體,純品為白色結(jié)晶,不溶于水,易溶于有機(jī)溶劑,對(duì)光、酸均很穩(wěn)定,對(duì)熱較穩(wěn)定,在土壤中半衰期為3~10年,對(duì)堿不穩(wěn)定,遇堿會(huì)脫去HCL。二、樣品的預(yù)處理1、提取a、動(dòng)、植物油脂,奶油等直接用石油醚或環(huán)己烷提取。b、蔬菜、水果及蛋與蛋制品;先加丙酮提取,然后加Na2SO4溶液稀釋?zhuān)僖允兔烟崛 、乳及乳制品:先加乙醇與草酸鉀振搖,然后以乙醚—石油提取,提取的醚層應(yīng)經(jīng)無(wú)水Na2SO4脫水去雜。d、魚(yú)、禽、肉類(lèi)及其制品:一是.先加入無(wú)水Na2SO4研磨至干粉狀以脫水,然后用乙烷或石油醚提?。欢?加入高氯酸—冰醋酸(1:1)進(jìn)行水浴消化處理,再用石油醚提取,提取的醚層應(yīng)經(jīng)無(wú)水Na2SO4脫水去雜。2、凈化排除脂肪,蠟質(zhì)及色素等干擾測(cè)定的雜質(zhì)。濃硫酸磺化法:于提取液中加相當(dāng)提取液1/10的濃硫酸,輕輕振搖并靜置分層——分離(1~3次以振搖后硫酸層清亮為度)。3、濃縮凈化液用Na2SO4脫水——K-D濃縮器中減壓濃縮至0.2~1.0mL——石油醚定容,供測(cè)定用。三、氣相色譜法測(cè)定食品中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留量1、原理濃縮樣品進(jìn)樣汽化并由氮?dú)廨d入色譜柱中分離,再進(jìn)入對(duì)負(fù)電性強(qiáng)的組分具有較高栓測(cè)靈敏度的電子捕獲栓測(cè)器中檢出,與標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)氯農(nóng)藥比較定量。2、特點(diǎn)及使用范圍靈敏度高,分離效率高、速度快,可同時(shí)分離鑒定BHC和的DDT的各種異構(gòu)體,適應(yīng)面廣。
3、試劑所用的試劑系分析純或優(yōu)級(jí)純,有機(jī)溶劑須經(jīng)全玻璃蒸餾裝置重蒸至色譜圖無(wú)異常。4、儀器5、操作1)提??;2)強(qiáng)化;3)濃縮;4)測(cè)定。(1)色譜條件(2)標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制(3)樣品測(cè)定吸樣品處理液1.0~5.0μL進(jìn)樣記錄色譜峰,據(jù)其峰面積(或峰高)于BHC與DDT各異構(gòu)體的標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出相應(yīng)的組分含量(mg)。6、定性定量1)定性分析根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)BHC與DDT的各異構(gòu)體的保留時(shí)間進(jìn)行定性。2)定量計(jì)算采用多點(diǎn)效正的外標(biāo)方法進(jìn)行定量計(jì)算。X=(CV)/(mV1)式中:X——食品樣品中BHC.DDT及其異構(gòu)體的單一殘留量,mg/kg或mg/L;C——從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出的BHC.DDT及其異構(gòu)體的單一含量,mg;V1——樣品進(jìn)樣體積,μL;V——樣品農(nóng)縮液體積,mL;m——樣品質(zhì)量或體積,g或mL。7、說(shuō)明1)要確保樣品凈化完全、脫水徹底,試劑純潔和栓測(cè)器無(wú)污染,否則靈敏度下降。2)磺化過(guò)程應(yīng)保證脫水干凈,否則磺化效果不好。3)色譜柱要使用硬質(zhì)玻璃柱,若采用不銹鋼柱,金屬易引起農(nóng)藥分解。4)盛裝液體樣品應(yīng)用玻璃瓶,不能用塑料瓶對(duì)有機(jī)氯農(nóng)藥測(cè)定有嚴(yán)重影響。5)食品中BHC殘留是以α-、β-、γ-、δ-四種異構(gòu)體總量計(jì);DDT殘留量以р.р′—DDT,οр′—DDT,рр′—DDD,рр′DDE總量計(jì)。四、薄層色譜法測(cè)定食品中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留量。1、原理樣品中的BHC、DDT經(jīng)提取、凈化、濃縮后,點(diǎn)樣于薄層層析板上,在吸附劑與展開(kāi)劑之間產(chǎn)生連續(xù)吸附與解吸附作用,從而分離,用硝酸銀顯色、經(jīng)紫外線照射后生成黑色斑點(diǎn),與標(biāo)準(zhǔn)比較進(jìn)行定性和定量。2、特點(diǎn)及適用范圍本法操作簡(jiǎn)單,設(shè)備顯色容易,展開(kāi)速度快。3、試劑4、儀器5、操作方法提取、凈化及濃縮均同GC法——測(cè)定(薄板的制備——點(diǎn)樣——展開(kāi)——顯色,計(jì)算比移值Rf值)6、定性定量分析1)定性分析:對(duì)照比較樣液斑點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)斑點(diǎn)的Rf值即可對(duì)BHC、DDT等各個(gè)異構(gòu)體進(jìn)行定性分析。2)概略定量計(jì)算:目測(cè)樣品斑點(diǎn)的大小、顏色
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