1、 毕业论文 开题报告 化学工程与工艺 进出口水果中氯吡脲（吡效隆）残留量的检测方法 一、选题的背景、意义 由于农药的使用会导致药物的滞留或积蓄，并以残留的方式进入人体及生态系统，从而对人类生命健康和环境造成一定的危害。由于我国对农用化学品的生产、使用的管理混乱和惩治力度不够，加之农业科学技术普及程度较低，使得过量使用、滥用或误用农药而导致农作物、牲畜、土壤、水和大气中农药残留超标的问题日趋严重，甚至因无意食用农残超标的食品而导致急性中毒乃至死亡的事件也有发生，已严重威胁到我国人民的身体健康 1。 氯吡脲 (forchlorfenuron)，商品名为吡效隆，化学名称为 1 (2-氯 4吡啶基 )
2、 3苯基脲，是一种广泛应用于农业生产的新型高效植物生长调节剂。氯吡脲能促进细胞分裂、分化和扩大，促进器官的形成和蛋白质的合成，可促进瓜果类植物花芽分化，防止生理落果，提高座果率，对猕猴桃、葡萄和西瓜等作物增产效果极其显著 2,3。因氯吡脲可能会对人体带来潜在的健康危害，故研究良好的氯吡脲检测方法具有重要的实际意义。 二、相关研究的最新成果及动态 色谱分析法作为一种分离技术，是由俄国植物学家在 1906年创立的，发展至 今，已有将近百年的历史。色谱分析法原理是不同物质在两相 (固定相和流动相 )中具有不同的分配系数，当两相作相对运动时，这些物质在两相中进行多次分配，从而使分配系数只有微小差别的组
3、分得到分离。液相色谱法是以液体为流动相的色谱分析方法。迄今，液相色谱法已广泛应用于化工、医药、农业、环境监测等领域，在水质、大气、土壤、有机化工、食品、生物等方面已应用于实际指标分析 4。 高效液相色谱法（ High Performance Liquid Chromatography/ HPLC）又称 高压液相色谱 、 高速液相色谱 、 高分离度液相色谱 、 近代柱色谱 等。高效液相色谱是色谱法的一个重要分支，以液体为流动相，采用高压输液系统，将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱，在柱内各成分被分离后，进入检测器进行检测，从而实现对试样的分析。该方
4、法已成为化学、医学、工业、农学、商检和法检等学科领域中重要的分离分析技术 5。 高效液相色谱法有 三高一广一快 的特点： 高压：流动相为液体，流经色谱柱时，受到的阻力较大，为了能迅速通过色谱柱，必须对载液加高压。 高效：分离效能高。可选择固定相和流 动相以达到最佳分离效果，比工业精馏塔和气相色谱的分离效能高出许多倍。 高灵敏度：紫外检测器可达 0.01 ng，进样量为 ul数量级。 应用范围广：百分之七十以上的有机化合物可用高效液相色谱分析，特别是高沸点、大分子、强极性、热稳定性差化合物的分离分析，显示出优势。 分析速度快、载液流速快：较经典液体色谱法速度快得多，通常分析一个样品在 15 30
5、分钟，有些样品甚至在 5分钟内即可完成，一般小于 1小时。此外高效液相色谱还有色谱柱可反复使用、样品不被破坏、易回收等优点，但也有缺点，与气相色谱相比各有所长，相互补充。高效液相色谱的缺点是有 柱外效应 。在从进样到检测器之间，除了柱子以外的任何死空间（进样器、柱接头、连接管和检测池）中，如果流动相的流型有变化，被分离物质的任何扩散和滞留都会显著地导致色谱峰的加宽，柱效率降低。高效液相色谱检测器的灵敏度不及气相色谱。 液液萃取不仅耗时较长，而且处理时需要使用大量挥发性有机溶剂，易造成环境的污染，且易形成乳化。固相萃取虽然可以解决液液萃取的一些问题，但它也需要花费大量时间、物力。固相微萃取装置的
6、萃取头昂贵，使用寿命较短，多次使用还存在交叉污染问题。膜萃取一般需要一个特殊设计的装 置，且存在稳定性较差，痕量富集时耗时较长，适用底物的范围有限等缺点。同时，目前对禁用化学品残留的分离和检测手段，主要依靠高效液相色谱、分子印迹、液相色谱 -质谱联用仪等。传统的分析检测方法很难与这些仪器实现自动化。 离子交换色谱法 (Ion-exchange Chromatography)。 IEC是以离子交换剂作为固定相。 IEC是基于离子交换树脂上可电离的离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子进行可逆交换，依据这些离子以交换剂具有不同的亲和力而将它们分离。 离子对色谱法 (Ion Pair Chromato
7、graphy)。离子对色谱法是将一种 (或多种 ) 与溶质分子电荷相反的离子 (称为对离子或反离子 )加到流动相或固定相中，使其与溶质离子结合形成疏水型离子对化合物，从而控制溶质离子的保留行为。其原理可用下式表示： X+水相 + Y-水相 = X+Y-有机相。式中： X+水相 -流动相中待分离的有机离子 (也可是阳离子 )； Y-水相-流动相中带相反电荷的离子对 (如氢氧化四丁基铵、氢氧化十六烷基三甲铵等 )； X+Y-形成的离子对化合物 5,6。 离子色谱法 (Ion Chromatography)。用离子交换树脂为固定相， 电解质溶液为流动相。以电导检测器为通用检测器，为消除流动相中强电解
8、质背景离子对电导检测器的干扰，设置了抑制柱。试样组分在分离柱和抑制柱上的反应原理与离子交换色谱法相同 7。 空间排阻色谱法 (Steric Exclusion Chromatography)。空间排阻色谱法以凝胶 (gel) 为固定相。它类似于分子筛的作用，但凝胶的孔径比分子筛要大得多，一般为数纳米到数百纳米。溶质在两相之间不是靠其相互作用力的不同来进行分离，而是按分子大小进行分离。分离只与凝胶的孔径分布和溶质的流动力学体积或分子大小有关。试 样进入色谱柱后，随流动相在凝胶外部间隙以及孔穴旁流过。在试样中一些太大的分子不能进入胶孔而受到排阻，因此就直接通过柱子，首先在色谱图上出现，一些很小的分
9、子可以进入所有胶孔并渗透到颗粒中，这些组分在柱上的保留值最大，在色谱图上最后出现。 2007年高立民等 6利用反相液相色谱法测定氯吡脲含量。采用二极管阵列检测器和 C18色谱柱的高效液相色谱仪 ,以对羟基苯甲酸丙酯为内标 ,以甲醇 +纯水 (60+40 V/V)做为流动相 ,在检测波长为 260 nm、流速为 0.8 mL/min条件下 ,氯吡脲、内标物和杂质能较好的分离。 该方法的线性相关系数为 0.999958,回收率范围 99.49% 100.48%,平均值 99.93%,变异系数0.58%。该方法具有样品准备简单 ,分析速度快等优点 ,可以用于氯吡脲产品中有效成分的测定。 2007年
10、Yasuhiro Tamura等 7对高效液相色谱法，紫外检测农产品中氯吡脲净化方法进行研究。把样品切碎、匀浆用丙酮提取。提取液经过滤、浓缩，残留物放于硅藻土柱上用乙酸乙酯提取，粗提取物用 Oasis HLB 和硅藻土 SPA小柱净化用甲醇和乙酸乙酯的混合液淋洗，高效液相色谱检测氯吡脲时，紫外检测器检测 波长为 263 nm，用 C18柱进行分离，甲醇水溶液作为流动相。在对几种氯吡脲含量为 0.1 ug/g的农产品进行回收率实验时，回收率范围为 87.699.5%。样品中氯吡脲的检测下限为 0.005 ug/g（ S/N=3， S/N为信噪比）。 2003年，由美国农业部农业研究服务中心的 A
11、nastassiades M等 8开发了一种快速、简便、价格低廉的预处理方法来实现高质量的农药多残留物分析，该法被简称为 QuEChERS法 。该法已在世界各国得到广泛应用， 2006年欧盟委员会制定了相应的 SANCO操作指南。QuEChERS是英文字母 QuickEasyCheapEffectiveRugged and Safe的缩写，即快速、容易、便宜、有效、稳定和可靠。其主要步骤是用乙腈对放入聚四氟乙烯离心管的样品进行浸提，再加入无水硫酸镁与氯化钠振荡，离心促使其分层，随后进行分散固相萃取，即将浸提液转移至含有 PSA等吸附剂和硫酸镁的聚四氟乙烯离心管中，离心后取上清液进行测定。 三、
12、课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、研究难点及预期达到的目标 课题的研究内容是用高效液相色谱 质谱检测水果样中的氯吡脲，易溶于有机溶剂 ，难溶于水，在热、酸、碱条件下稳定考察提取剂 9，提取剂体积，盐浓度的影响 10，提取时间的影响，净化条件的选择，固定相的选择 11，浓缩温度的影响， PSA填料、 C18填料、无水硫酸镁用量的研究 ，仪器的进样温度，色谱柱流量，线性范围和 检出限等内容，从而 确定最优条件。 提取剂：甲醇，丙酮，乙 腈 12 提取剂体积： 1020 mL13 盐浓度的影响 :0-100 g/L NaCl 提取时间选择： 1-10 min14 难点：能够熟练操作 HP
13、LC色谱仪器， HPLC-MS联用，理解 HPLC色谱仪的原理构 造，能 进行测量分析，流动相的选择确定，质谱条件的设定。为了能将 HPLCMS联用技术成功应用到水果样品中氯吡脲的测定。 四、论文详细工作进度和安排 2010 年 11 月 25 日前，由专业系队教师个人选题进行审核后对毕业生公布选题，完成选题和任务书。 2010 年 11 月 25 日 -2011年 1 月 10 日，查阅相关文献，完成文献综述，开题报告以及外文翻译。 2011年 1月 10日 -2011年 1月 15日，实验前期准备和进入毕业论文实验阶段。 2011年 3月 1日 -4月 10日，整理资料，处理数据，撰写毕业
14、论文。 2011年 4月 11 日 -5月 10日，论文答辩。 五、主要参考文献 1 李瑞娟 , 于建垒 , 宋国春 . 氯吡脲的环境行为及其安全性的研究进展 J.农药 .2008 47(4): 240-243. 2 胡江涛 ,盛毅 ,方智等 . 分散固相萃取高效液相色谱法快速检测猕猴桃中的氯吡脲 J. Chinese Journal of Chromatography.2007 25(3): 441-442. 3 Taylor.etc. Analysis and residue levels of forchlorfenuron(CPPU) in watermelons J. Journal
15、 of Environmental Science and Health. 2007,(42): 801-807 4 姜欣 ,周宁 .氯吡脲的气相色谱分析 . 农药 .1996,35,(9):21-22 5 胡江涛 , 盛毅等。分散固相萃取 -高效液相色谱法快速检测猕猴桃中的氯吡脲 J.色谱，2007,25(3):441-442. 6 高立明 ,王广成 ,吴春先等 . 氯吡脲的高效液相色谱分析方法 J.农药科学与管理 .2007 25(2): 9-12. 7 Kyoko Kamijo.etc. Clean-up Method of Forchlorfenuron in Agricultural
16、 Products for HPLC Analysis J. J.Food Hyg.Soc.Japan.2007 48(5): 148-152. 8 Shinichi Adaniya,Koya Minemoto,etc.the use of CPPU for efficient propagation of pineapple J. Scientia Horticulturae.2004, 100: 7-14. 9 杨生 林。 新型高效植物生长调节剂 氯吡脲的应用技术 J. 农药科技与信息 .2009 (19) 46-46. 10 Paula Pay, Michelangelo Anastas
17、siades, etc. Analysis of pesticide residues using the Quick Easy Cheap Effective Rugged and Safe (QuEChERS) pesticide multiresidue method in combination with gas and liquidchromatography and tandem mass spectrometric detection J. Anal Bioanal Chem, 2007, 389: 16971714. 11 Mnatsakanyan, Mariam;etc.Th
18、e assessment of selective stationary phases for two-dimensional HPLC analysis of foods: Application to the analysis of coffeeJ. Academic Journal.2010,4,(82):1349-1357. 12 张卫炜等。氯吡脲的研究及应用进展 J. 农药科学与管理 .2006, 27(5): 36-40. 13 李佳，龚道新。 氯吡脲在土壤和黄瓜中的残留分析 J. 湖南农业科学 .2010, (5): 884-87. 14 Theisen, S.; Hnsch, R.;etc. A fast and sensitive HPLC method for sulfite analysis in food based on a plant sulfite oxidase biosensorJ.Biosensors & Bioelectronics,2010 ,175-181.
