食品质量安检测技术W3304GC ECD在农残检测中的应用 4 微教材.docx

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食品质量安检测技术W3304GCECD在农残检测中的应用4微教材

农产品与食品质量检测技术教学资源库

《农产品/食品质量安全检测技术》课程-微教材

aa

微课编号a

W3304aa

微课名称aaa

在农残检测中的应用GC-ECDaaa

（章节）所属模块aa

农药残留检测aa

子模块aa

拟除虫菊酯类农药残留的检测aa

关键词aaa

，农残检测，应用，拟除虫菊酯类农药GC-ECDaa

是否通用aaaaaaaaaaaa

食品农产品通用√aa

是否重点建设aaaaaaaaa

否是√aa

微课类型aa

实验实训型aa

微课形式aa

混合拍摄式aa

教学设计模式aa

任务驱动法aa

教学目标aaaaaaa

检测农残的规范操作。

GC-ECD准溶液的配制操作、检测器的工作原理，了解其在农残检测中的应用；掌握农药混合标ECD掌握aa

教学内容aa

知识点aa

技能点

aaaaaa

检测器的工作原理及应用ECD、1aaaaaaaa

2检测农残的规范操作GC-ECD、1、农药混合标准溶液的规范配制

知识讲解

一、ECD检测器的工作原理及应用

（一）ECD的应用

电子俘获检测器（（Electroncapturedetector，ECD）是灵敏度最高的气相色谱检测器之一，同时又是最早出现的选择性检测器。

它仅对那些能俘获电子的化合物，如卤代烃、含N、O和-14g/mL10，多年来已S等杂原子的化合物有响应。

由于它灵敏度高、选择性好，检测下限为广泛用于农副产品、食品及环境中农药残留、多氯联苯等的分析。

其应用面仅次于TCD和FID，一直稳居第三位。

ECD是气相电离检测器之一，是选择型浓度型检测器。

但它的信号不同于FID等其他电离检测器，FID等信号是基流的增加，ECD信号是高背景基流的减小。

ECD的24。

-10不足之处是线性范围较小，通常仅10

（二）ECD的结构

图1是ECD检测器的结构，主体是电离室，阳极是外径约2mm的铜管或不锈钢管，金633H）射线放射源（常用的有或Ni。

在阴极、阳极之间加β属池体为阴极。

离子室内内壁装有一个直流或脉冲电压，载气一般用N或Ar。

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图1ECD的结构

（三）ECD的工作原理

1.电离形成基流

由柱流出的载气及吹扫气进入ECD池，在放射源放出β-射线的轰击下被电离，生成的正-9-8A的恒定基流。

离子和电子分别向负极和正极移动，形成10-102++e

N+β粒子——N2

2.电子捕获

含有电负性元素的样品AB进入检测器后，就会捕获低能量的电子而生成稳定的负离子（图2），生成的负离子又与载气正离子复合。

结果导致基流下降。

因此，样品经过检测器，会产生一系列的倒峰。

-+E（AB+e——ABE为反应释放的能量）

-2+——AB+NN+AB2

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图2样品进入ECD检测器捕获电子

3.峰转换

负峰通过放大器放大，在记录器记录，即为响应信号。

其大小与进入池中组分量成正比。

负峰不便观察和处理，通过极性转换即为正峰。

（四）检测条件的选择

1.载气种类、纯度和流速

N、Ar、He、H等均可作ECD的载气。

N2、Ar作载气时，灵敏度高于He、H2，由于22氮气价廉易得、响应值大，故N是一种常用的载气。

载气纯度直接影响ECD的基流，一般用2高纯N（99.999%）含O<10mg/L。

若用普通N（含O量100mg/L），必须净化除去残留的2222氧和水等，因为O是电负性物质，可使基流降低很多。

22.色谱柱和柱温

色谱柱和柱温的选择原则是既保证各组分的分离度，又要保持ECD洁净，不受柱固定相的污染。

因此应尽量选择耐高温或交联固定相，柱温尽量偏低，可减少固定相的流失。

色谱柱必须经过严格老化后才能与ECD连接。

3.检测器温度

ECD响应值与温度密切相关。

可以调整检测器温度，使被测物组分信号增大，干扰物响应减小，来达到选择性检测的目的。

ECD检测器的响应明显受检测器温度的影响，因此，检测器温度波动必须小于±（0.1～0.3）℃，以保证测量精度在1%以内。

另外，在比较同一化合物的响应值或最小检测量时，注意温度应相同，并要标明温度。

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边学边练：

农药标准混合溶液配制一、任务1操作要点：

）配制单个农药标准溶液

（1）氯氟氰菊酯标准溶液的配制1次。

然后取2-3先将稀释用的正己烷倒入烧杯中，烧杯需要先用正己烷进行润洗，一般润洗氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯液体标准品各一支，开盖后，用巴氏吸g/mL100μ浓度为的容量瓶中，然后少量多次移入正己烷到标准品瓶中，并混匀，将剩余mL管全部移入到10

。

将三种μg/mL，混匀，此时浓度为的农药尽量移入到容量瓶中，用正己烷定容至10mL10-4℃冰箱中。

标准溶液作为单一农药标准储备液，贮存在-4℃2）配制农药混合标准溶液（容量瓶中，移液入10mL10ug/mL的标准储备液1mL1.00用mL的移液管移取第一种农药的移液管移取第次。

再用另一只1.00mL前，先对移液管用少量标准溶液进行润洗，一般2-3的移液管mL10mL容量瓶中。

再用第三只1.00的标准储备液二种农药10ug/mL1mL入同一容量瓶中。

用正己烷稀释至刻度，10mL的标准储备液1mL入同一移取第三种农药10ug/mL。

此时三种农药均为1ug/mL）标准工作液的配制（3如果按照一般来说，在检测前，用正己烷将混合标准液稀释成所需质量浓度的标准工作液。

20g/mLμ，按照欧盟标准标准溶液浓度为最低点GB2763标准，标准溶液浓度为最低点0.4106、2、4、ng/mL。

标准曲线一般要涵盖一个数量级，其余标准溶液的浓度一般为最低点的。

即分别200ng/mL、120、、倍。

本次实验根据欧盟的标准将工作曲线浓度配制为：

20、4080容量瓶中，用正己烷定容至10mL、2.0mL于1.20.41ug/mL吸取混合标准溶液0.2、、0.8、个浓度的标准工作液。

刻度，获得5

氯氰菊酯和溴氰菊酯等拟除虫菊酯类农GC-ECD检测小青菜中氯氟氰菊酯、：

二、任务2残操作要点：

（1）开氮气。

首先检查氮气是否充足，氮气压力控制在0.6Mpa。

氮气一般都在最先开，最后关，以保证柱子中的固定液不被氧化。

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）开仪器。

打开机器后，待机器自检正常后方可进行下一步操作。

（2）开电脑。

（3）开软件。

（4）新建方法。

（5。

325°C进样口温度：

270°C，检测器温度：

300℃℃/min→20/min→270℃（15min）→℃柱温:

70℃（1.0min）→20气体及流量：

1mL/min。

氮气，纯度≥99.999%，流速为载气:

。

≥99.999%，流速为60mL/min辅助气:

氮气,纯度进样方式：

不分流。

。

进样量：

1.0uL在仪器上加载所设置的方法，按照初始条件开始走基线，并对方法进行保存。

柱温设置不能超过色谱柱最高限检测器温度设置不能超过仪器最高限制要求，注意：

进样口、制温度。

）设置序列表。

在序列表内，分别设置样品名称，进样位置，检测方法，进样次数等信息。

6（个样品。

设置完成后，对该序列文件进行保存。

个标样，3本次检测中，共有57）将标样与样品放到自动进样器中。

仪器状态就绪后，开始自动进样。

（8）在序列表中检查样品的进样顺序，以保证进样顺序正确。

（。

注0.5nA分钟加0.1nA，最后加到℃后，开始加电流，每（9）当ECD检测温度达到3255。

，通常为0.5~1nAECD意，检测器电流根据检测物质的灵敏度设置，检测器电流最大为3nA30min后，运行序列。

仪器开始自动进样。

10（）待基线走平）查看结果，打印气相报告。

报告模板模版中一般应包括进样量、方法、时间、样品名称（11等信息。

摄氏度以下后，关机50（12）关机。

设置关机参数，待进样口、色谱柱、检测器温度均降到器，最后关闭氮气。

拓展阅读色谱条件后简单说就是选择并优化一系列的样品预处理条件、气相色谱分析方法的建立，分析方法的建立主要包并能给出一个客观、对某物质进行有效的测定，较为接近真值的结果。

只有完第一个是分析条件的选择和优化，括两大部分，第二个是对建立的分析方法进行评价。

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成了上述两个方面，才能算是建立了完整的分析方法。

1.分析条件的选择和优化

在对分析条件进行选择和优化之前，要做好充分的准备工作。

准备工作包括了解样品的结构式信息，如果可能的话最好知道样品的合成工艺以及可能的副反应和副产物，是否有异构体存在等等。

因为异构体的存在对将来的分离可能会带来麻烦。

准备工作做得足够细致是下一步工作顺利进行的保证，下面就可以进行分析条件的选择和优化了。

（1）检测器的选择

气相色谱使用的检测器分为两种，通用型和选择型。

通用型对所有物质均有响应（比如TCD），但是对某些物质的灵敏度不太好，一般不选择这种检测器。

当然，检测器的选择也和定量方法有关。

如果用内标、外标定量，应选择对目标物有较高灵敏度的检测器，此时不建议使用通用型检测器。

如果用面积归一化法定量，通用型检测器还是有优势的。

除了通用型检测器之外的其它检测器都是选择型的，比如FID，ECD等等这类检测器只对部分物质或者大部分物质有响应。

绝大多数检测器都属于这种类型。

在对色谱条件优化之前一定要明确选择何种检测器。

（2）色谱柱的选择

色谱柱的选择是整个色谱分析条件优化过程中最重要的一环，色谱柱选择得是否恰当直接决定了分析结果的准确性、数据的重现性、峰型的美观等等。

目前，气相色谱中使用的色谱柱分为填充柱和毛细管柱两大类。

从使用范围来看，毛细管柱更广泛一些，但并不意味着填充柱不重要，比如一些永久性气体的分析、水份的测定等还必须用填充柱来做，简单说就是各有各的应用范围。

下面简述毛细管柱使用时的一些注意事项。

1）“相似相溶”原理是首要指导方针

在选择柱子的时候，根本的原则是相似相溶，简单说就是分析非极性物质用非极性的柱子，分析极性物质用极性的柱子。

相似相溶的道理比较简单，被分析物和固定液之间作用的次数越多，理论塔板数就越大，柱效也就越高，有助于难分离组分的分离，同时峰的对称性也较好；如果被分析物和固定液之间没有作用力，或者作用力很弱，即几乎不保留，这时几乎不可能有分离，所有组分都死时间出峰，这不是我们的目的。

因此，选择柱子一定要先对分析物的极性有个大致的判断，根据相似相溶的基本原理进行选择。

选择不当结果差异很大。

以某β-二羰基化合物的分析为例，不同柱子的结果如图3所示。

两张图对比鲜明，该选择谁，一目了然。

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图3同一种物质用不同极性的柱子分析

2）特殊样品需要用特殊柱子分析

在为很多新项目研发做分析工作时，经常会遇到一些奇特的样品，根本没有任何标准可以参考，都得自行摸索。

经常会遇到一些常用柱子无法分析的项目，比如胺类物质、杂环化合物等等。

由于这些物质多少都有碱性，对常规柱子伤害较大，且做出来的结果可靠性、峰型等不确定因素较多，因此对这类样品应该选择针对性较强的柱子。

此时选择柱子最好的办法就是多查阅相关资料、文献，再加上适当的实验摸索，才能选到合适的分析柱。

3）双柱定性

对于多组分的反应液，仅仅靠一根柱子，存在有些杂质和目标峰没有分开（或者完全包在主峰里面）的问题，因此采用不同极性柱分析，做出来的结果进行对比可以有效地避免类似的情况发生。

如果二者不一致，需结合其他定性手段综合分析，决定柱子的选择。

这需要多摸索，多实践，多积累来完成。

4）色谱柱参数对分离的影响

毛细管色谱柱的参数主要包括四个方面：

固定液极性、柱长、内经、膜厚等。

根据固定液极性的强弱可以分为非极性柱（DB-1或者等同的其它品牌）。

弱极性柱（DB-5或者等同的其它品牌）、中等极性柱（DB-17或者等同的其它品牌）、强极性柱（DB-WAX或者等同的其它品牌）。

在选择柱子的时候应该根据样品本身极性的强弱依据“相似相溶”原理进行选择。

柱长对分离的影响也很明显，通常柱子越长，分离效果越好，但是保留时间增加的也很明显，这本身是个矛盾，需要找到一个平衡点。

对于特别难分离的物质，一般可以选用长柱子。

内径对柱容量和柱效有较大的影响，内径越小，柱效会变高，但柱容量会下降，这个参数选择的空间不是很大。

膜厚是一个选择空间比较大的参数，通常膜厚越厚，对分析物的保留会增加，保留时间增大，有助于分离；但是由于7/9

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传质阻力的增加，柱效会降低。

因此，如果分析的是保留弱的物质（比如一些小分子），可以考虑厚液膜的柱子；反之则选择薄液膜的柱子。

（3）温度程序的优化

对气相色谱而言，仅仅依靠温度程序的优化是无法从根本上改变分离度的，只能在一定范围内改善分离度。

例如，如果你选定其它的色谱条件（柱子，载气），A物质和B物质在某个温度程序下是一个峰（就是没有任何分离迹象），无论怎么改变温度程序，A和B能分开的可能性都很小，此时最有效的办法就是更换其它极性不同的柱子或者换根长柱子。

所以说温度程序的优化对难分离物质对的分离作用很有限。

对于分析某个物质（已知结构式），最单的办法是自己试几个温度程序即可。

很多物质的分析是没有现成的分析方法的。

色谱是一门实践的学科，自己多试几个温度程序，哪个分离度好就用那个。

这需要自己去摸索实践。

到底是恒温分离度好还是程升分离度好？

对于这个问题，也很难回答。

其实首先要明确程序升温的目的是什么。

程升多应用于组分沸程宽的混合物的分离，简单说就是各组分的沸点差异比较大的分析样品多用程升来做。

不建议使用程序升温。

下面说明恒温和程序升温对难分离物质进行分离的影响。

如图4所示，B的温度程序是180℃起，10℃／min程序升温至300℃；A的温度程序是240℃，恒温12min后20℃／min升温至300℃。

图4不同的程序升温温度分离同样的物质

从图4中对比可以看出，程升时大峰后面的两个小峰分离度较差，且和大峰的分离度也不是很好；经过较高的一个温度恒温后，那两个小峰的分离度得到了有效的改善，效果还是比较明显的。

但这并不意味着恒温的分离度一定优于程序升温，不能一概而论，要具体问题具体分析再具体解决。

2.分析方法的评价

分析方法建立后需要对方法的准确性、稳定性、可行性进行一个评价，需要做的实验包括：

检出限、检测限、线性范围、重现性、回收率等。

检出限是指所建立方法可以检测到的最小样8/9

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品浓度，通常以3倍信噪比计算；检测限可以间接说明方法的灵敏度。

线性范围通常由检测器的特性所决定，越大约好。

重现性实验包括多次连续进样分析的重复性、不同时间的重复性、不同型号仪器间的重现性、不同实验者之间的重现性等等，重现性可以表征方法的稳定性和数据的精密度，是一个很重要的参数。

回收率实验是表征方法准确度的重要参数，一般情况下要

大于60％，越接近100％越好。

当所有评价实验都满足要求后，说明该方法在实验室是可靠的，还需要在不同实验室间进行多次对比实验，才有可能成为标准方法。

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