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色谱分析技术及其在病虫害防治中的应用

阅读次数:531 发布时间:2018/2/26 14:03:59

色谱分析技术及其在病虫害防治中的应用

 

色谱分析的分类

 

       随着色谱理论不断的完蔷和色谱技术的进步,其方法分类众多,而且各类中的方法还继续不断地扩展:现就常见主要色谱法分类简述如下;

       按两相状态分类才以流动相状态为准划分方法类型。用气体作为流动相的色谱法则称为气相色谱法(GC)Gas chromatography;用液体作为流动相的色谱法则称为液相色谱(LC)Liquid chromatography

       按样品组分在两相阅分离机理分类:利用组分在流动相和固定相之间的分离原理不同而命名的分类方法。包括,;吸附色谱法,分配色谱法,离子交换色谱法,凝胶渗;透色谱法,离子色谱法和超临界,体色谱法等十余种方法。

       乱按固定相存在形状分类:根据固定相在色谱分离系统中存在的形状,可分为柱色谱法其中又含填充柱色谱法和开管柱色谱法,平面色谱法;其中又含纸色谱法和薄层色谱法等九种方法。

       按色谱技术分类:为提高组分的分离效能和高选择性,采取了许多技术措施,根据这些色谱技术的性质不同而形成的分类方法。例如,程序升温气相色谱法;反应气相色谱法;裂解气相色谱法;顶空气相色谱法;毛细血管气相色谱法;多维气相色谱法;制备气相色谱法等七种方法。

       按色谱动力学过程分类:根据流动相洗脱的动力学过程不同而进行的分类的色谱法。例如,冲洗色谱法、迎头色谱法等。

 
色谱分析原理

在色谱法中存在两相,一相是固定不动的,我们把它叫做固定相;

另一相则不断流过固定相,我们把它叫做流动相。使用外力使含有样品的流动相(气体、液体)通过一固定于柱中或平板上、与流动相互不相溶的固定相表面。当流动相中携带的混合物流经固定相时,混合物中的各组分与固定相发生相互作用。由于混合物中各组分在性质和结构上的差异,与固定相之间产生的作用力的大小、强弱不同,随着流动相的移动,混合物在两相间经过反复多次的分配平衡,使得各组分被固定相保留的时间不同,从而按一定次序由固定相中先后流出。与适当的柱后检测方法结合,实现混合物中各组分的分离与检测。

       对于气相色谱分析法,气相色谱仪是利用试样中各组份在气相和固定液液相间的分配系数不同,当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时,组份就在其中的两相间进行反复多次分配,由于固定相对各组份的吸附或溶解能力不同,因此各组份在色谱柱中的运行速度就不同,经过一定的柱长后,便彼此分离,按顺序离开色谱柱进入检测器,产生的离子流讯号经放大后,在记录器上描绘出各组份的色谱峰。
气相色谱仪一般包括

1)载气系统:包括气源、气体净化、气体流速控制和测量

2)进样系统:包括进样器、汽化室(将液体样品瞬间汽化为蒸气(3)色谱柱和柱温:包括恒温控制装置(将多组分样品分离为单个

4)检测系统:包括检测器,控温装置

5)记录系统:包括放大器、记录仪、或数据处理装置、工作站。

而液相分析法,高效液相色谱是在气相色谱和经典色谱的基础上发展起来的。现代液相色谱和经典液相色谱没有本质的区别。不同点仅仅是现代液相色谱比经典液相色谱有较高的效率和实现了自动化操作。经典的液相色谱法,流动相在常压下输送,所用的固定相柱效低,分析周期长。而现代液相色谱法引用了气相色谱的理论,流动相改为高压107Pa;´输送(输送压力可达4.9色谱柱是以特殊的方法用小粒径的填料填充而成,从而使柱效大大高于经典液相色谱(每米塔板数可达几万或几十万);同时柱后连有高灵敏度的检测器,可对流出物进行连续检测。因此,高效液相色谱具有分析速度快、分离效能高、自动化等特点。所以人们称它为高压、高速、高效或现代液相色谱法。

在病虫害防治中的应用

无论是在植物检疫过程中,对发现的病虫害处理时,通常采的集熏

蒸处理、辐射处理、高温或低温处理、微波等方法,还是在植物保护的预防和治理方面,或者其他方面,药剂都发挥着非常重要的作用。而色谱分析技术在日益成熟和高速发展的前提下,也凸显了其显著作用。

 1)熏蒸剂的分析研究,硫酰氟熏蒸剂为例。硫酰氟熏蒸剂在美国用于木材、建筑物熏蒸灭虫,澳大利亚应用于集装箱检疫熏蒸商品,我国已在卫生检疫、植物检疫系统、集装箱、大船检疫熏蒸处理、城建系统和档案系统熏蒸白蚁类、蛀虫类害虫,另外用于粮、油、棉、种子等熏蒸灭虫。

       我国有些具有一定经济实力和技术的化工厂都在生产硫酰氟,产品质量和美国道公司一样硫酰氟的浓度均为99%,不含水分。鉴于生产硫酰氟的原料含硫、氟、氯,产品的组分必定含有二氧化碳、二氧化硫、氯等酸性的不纯物质,因此,除生产工艺,必须建立高精尖手段气相色谱和分析测试。硫酰氟的沸点很低,高纯度的产品是无色无味的气体,经压力液化贮存于耐压钢瓶内,不纯的组成成分,均是可气化的酸性物质。因此必须采用气相色谱来进行分析。

 2)植物性杀虫剂的分析研究,以印楝素植物性杀虫剂为例。植物性杀虫剂代表着未来杀虫剂的研究方向,它是“绿色”的杀虫剂,是符合人类对环境安全,作物、食品安全及生产发展的要求。印楝素(Azadirachtin)是个从印楝素(Azadirachta indica A. Juss)种子中分离出来的高效化合物,

对害虫具有显著的拒食和生长发育抑制作用。在产品的组分研究分析中,为了保证其浓度的精确性,采取高效液相色谱分析法师不二之选        
3)农药残留问题,以氨基甲酸酯类农药为例。
气相色谱(gas 
chromatographyGC)是农残分析中最重要的方法之一,常用于气相色谱法的检测器主要有电子捕获检测器(electron capture detectorECD)、热导检测器(thermal conductivity detectorTCD)、氢火焰离子化检测器(hydrogen flame ionization detectorFID)等。氨基甲酸酯类农药在高温条件容易分解,气相色谱对于高沸点或热稳定性差的氨基甲酸酯类农药不能进行分离检测。

    因此,在实际操作中,将氨基甲酸酯类农药水解,生成稳定的氨基甲酸酯类农药的水解产物甲胺或酚,或通过衍生化反应提高氨基甲酸酯类农药的热稳定性,达到用GC对氨基甲酸酯类农药的测定的要求。此外也是拟除虫菊酯类杀虫剂、有机磷类的农药残留重要分析方法之一,在此就不多介绍。

 4)某些病毒的检测方法,以建兰花叶病毒及齿兰环斑病毒的检测为例。

对于病毒的检测除了运用血清学方法以外,还可以液相色谱一质谱分析和激光解吸一离子质谱分析法(LCand MALDImass spectrometry)。对于已知外壳蛋白分子量的病毒。可用LCand MALDImass spectrometry来检测。

该方法可快速、精确、灵敏地提供样品分子量信息。样品制备方法简便,可自动检测大量样品。

 5)检疫杂草的防治,以红花酢浆草为例。

红花酢浆草(Oxalis corymbosa DCprodr原产于美洲热带地区,现在是我国一种重要的入侵生物,具有极强的耐逆性、繁殖和生长能力,主要的繁殖方式为鳞茎繁殖。在中国的南方和北方均已经蔓延,对我国的粮食作物及辣椒、花生、大豆、西瓜等造成了严重的损害,部分地区的损失率到达loo%。对红花酢浆草叶斑病致病菌的分离,产毒培养,毒素提取、纯化,并利用高效液相色谱初步鉴定,可以为红花酢浆草叶斑病菌作为生物防治的生物农药生产菌提供一个可靠的依据。

 

 

 

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