第一章 文献综述
1.1标准物质概述
有证标准物质(certified reference material,RM):标准物质,使用计量学上的有效程序定值一种或者几种特性,具有计量学溯源性的证书以及提供了特性值(包括定性属性)的不确定度。
1.1.2 标准物质应具备的性能
量值的准确性、稳定性以及均匀性是标准物质的最基本的特征。均匀性就是指,物质中各部分的特性量值的差异非常小,不能被检测方法检测出来。稳定性指,在规定好的储存环境和时间条件下,标准物质的特性量值不能发生大的变化,超出规定的范围。准确性指,标准物质的认定值必须准确。另外,作为标准物质,其必须有特定的介绍自身主要特性的技术文件,即标准物质证书。这可以理解为生产者提供给使用者的质量保证书。标准物质必须能够实现批量生产,同时要有良好的重现性,这样才能满足实际工作中测试测量的需要。
1.1.3 标准物质类别和级别的划分
根据标准物质期望应用的领域或学科的不同,可对标准物质进行分类。目前采用这种分类方法的是国际标准化组织-标准物质委员会(ISO/REMCO),标准物质被 ISO/REMCO 分为 17 大类:
1.2 研制的五种农药标准物质
1.2.1 五种农药标准物质的概述
理化性质:清澈黏性液体(原药为葡萄酒红色油状物)。溶解度:水中 282mg/L(20℃),易溶于甲醇、二氯甲烷、正庚烷、丙酮和乙酸乙酯。稳定性:20℃保存2 年以上。乙草胺于 1971 年由孟山都公司研制成功,是目前全世界市场上最主要的除草剂品种之一,在我国农业生产中作为除草剂被广泛应用,使用量非常大。由于乙草胺在水中的代谢产物会对人体产生严重危害,并且具有基因毒性的潜在影响,乙草胺被欧盟委员会认定不能作为除草剂进行登记。欧盟成员国被规定需在 2012 年 7 月将乙草胺登记取消。已有的库存使用不可超过 1 年。因此,研制乙草胺纯度标准物质对乙草胺的农残和环境监测具有重要意义。现在研制的乙草胺纯度标准物质的原料来源于市售原药,经实验室纯化后纯度达到 99%以上,避光,密封冷藏与 4℃冰箱中。
理化性质:纯品为白色或接近白色的粉末状固体。堆密度 1318kg/m3(20℃)。在不同溶剂中溶解度:水 81.1(pH=4) ( mg/L,20℃),49.2(pH=7) ( mg/L,20℃),41.8(pH=9)( mg/L,20℃);甲苯 39.0(E 型) (g/L),10.5(Z 型) (g/L);正己烷 0.076(E型) (g/L),0.036(Z 型) (g/L);乙酸乙酯 39.9(E 型) (g/L),8.4(Z 型) (g/L);二氯甲烷296(E 型) (g/L),165(Z 型) (g/L);丙酮 84.1(E 型) (g/L),16.3(Z 型) (g/L);甲醇 31.5(E型) (g/L),7.5(Z 型)(g/L)。烯酰吗啉的稳定性:在黑暗条件下能够稳定保存 5 年以上,但在日光条件下烯酰吗啉中(E)异构体和(Z)异构体会发生互变。烯酰吗啉目前在我国被广泛使用在防治由于鞭毛菌亚门卵菌纲真菌所引起的蔬菜霜霉病、烟草黑胫病、苗期猝倒病等对蔬菜危害性极大的病害。烯酰吗啉的药效高于甲霜灵,恶霜灵等现在我国广泛使用的农药。因此,研制烯酰吗啉纯度标准物质对我国烯酰吗啉原药的质量控制具有重要意义。现在研制的烯酰吗啉纯度标准物质的原料来源于市售原药,经实验室纯化后纯度达到 99%以上,避光,密封冷藏与 4℃冰箱中。
第二章 乙草胺标准物质的研制
2.1 定性分析乙草胺标准物质
定性分析方法的优化确立色谱柱选择:通过实验证明,能够利用安捷伦 HP-5MS 型非极性柱对乙草胺样品进行很好的分离,样品峰与杂质峰的分离度能够达到 1.5 以上,分析时间短。升温速率的选择:由于提纯得到的高纯度乙草胺标准物质中依然含有微量杂质,尽管杂质含量很低,但如果设置柱箱温度过高,使乙草胺样品出峰时间过早,这些微量杂质有可能混入乙草胺的目标峰中,干扰定性分析的结果。为了得到准确定性结果,需要调节柱箱温度,使乙草胺处于合适的出峰时间,在得到准确定性结果的同时提升分析效率。因此,最终决定选择程序升温的方式对乙草胺样品进行分析,考察不同的升温速率对基线,样品峰型及分离度的影响情况。以 80℃为初始柱温保持 1min,以 10℃/min、15℃/min、20℃/min、30℃/min 不同升温速率升温,经对比不同升温速率样品的保留时间,峰型,确定以 15℃/min 的升温速率最佳,对比结果如图 2-1:
第三章 烯酰吗啉标准物质的研制...................................... 57-83
3.1 定性分析烯酰吗啉标准物质...................................... 57-62
3.2 烯酰吗啉标准物质的定量分析...................................... 62-68
3.标准物质纯化方法的建立...................................... 68-77
3.3.1 定量分析...................................... 70
3.3.2 结果讨论...................................... 70-77
3.4 烯酰吗啉标准物质的定值分析...................................... 77-78
3.5 均匀性检验...................................... 78-79
3.6 稳定性检验 ...................................... 79-80
3.7 不确定度计算...................................... 80-82
3.8 结论...................................... 82-83
第四章 马拉硫磷标准物质的研制 ...................................... 83-107
4.1标准物质的定性分析 ...................................... 83-87
4.2标准物质的定量分析...................................... 87-91
4.3标准物质纯化方法的建立 ...................................... 91-100
4.4 马拉硫磷标准物质的定值分析...................................... 100-101
4.5 均匀性检验...................................... 101-102
4.6 稳定性检验...................................... 102-103
4.7 不确定度计算...................................... 103-105
第五章 噻螨酮标准物质的研制...................................... 107-121
5.1 定性分析噻螨酮标准物质 ...................................... 107-110
5.2 噻螨酮标准物质的定量分析...................................... 110-111
5.3标准物质纯化方法的建立 ...................................... 111-116
5.4 噻螨酮标准物质的定值分析...................................... 116-117
5.5 均匀性检验...................................... 117-118
5.6 稳定性检验 ...................................... 118-119
5.7 不确定度计算...................................... 119-120
结论
1、通过薄层层析的方式找到了合适的展开剂分离乙草胺和马拉硫磷样品,并通过柱层析实验证明该展开剂性能良好,能够很好的分离乙草胺和马拉硫磷中的杂质。使用柱层析的方法对乙草胺与马拉硫磷原药进行了纯化。通过讨论柱层析的硅胶柱柱长,流动相流速及样品收集时间等柱层析参数,以及旋转蒸发的时间和温度等对产品后处理的参数,建立了分离纯化乙草胺和马拉硫磷样品的最优化提纯方法。该方法能够使乙草胺样品的纯度的纯度由原药的 96%,提升至 99.7 以上,使马拉硫磷样品的纯度的纯度由原药的 96%,提升至 99.3 以上,均满足作为国家一级纯度标准物质的纯度条件。并通过平行实验的方式对方法的重现性做了考察,证明方法重现性良好,结果稳定,适用于乙草胺和马拉硫磷标准物质的研制。
2、使用重结晶的方式对市售的烯酰吗啉原药进行了纯化,将烯酰吗啉的纯度提升至 99.5%以上,满足作为国家一级纯度标准物质的纯度条件。通过实验,得到了适用于烯酰吗啉纯化的溶剂。对重结晶的方法进行了讨论,使用二次重结晶的方式对样品进行纯化,解决了重结晶时烯酰吗啉 Z 异构体和 E 异构体在产品中比例不正常的问题。在实验过程中,优化了重结晶的方法,讨论了第一步与第二步重结晶时使用溶剂的比例以及结晶时间,确定了提纯烯酰吗啉样品的有效方法,并根据建立的方法进行了大量重复实验,得到了大量纯化后的产品,为烯酰吗啉标准物质的研制打下基础。
3、使用重结晶的方式对市售的噻螨酮原药进行了纯化,将噻螨酮的纯度提升至 99.7%以上,满足作为国家一级纯度标准物质的纯度条件。通过实验,得到了适用于噻螨酮纯化的溶剂。在实验过程中,优化了重结晶的方法,讨论了重结晶时使用溶剂的量以及结晶时间,确定了提纯噻螨酮样品的有效方法,并根据建立的方法进行了大量重复实验,得到了大量纯化后的产品,为噻螨酮标准物质的研制打下基础。
4、通过优化气相色谱柱箱的升温速率,质谱的扫描范围及扫描频率,开发了合适的气质分析方法对研制的乙草胺、马拉硫磷、烯酰吗啉、噻螨酮和乙烯菌核利样品进行定性,结合对乙草胺、马拉硫磷、烯酰吗啉、噻螨酮和乙烯菌核利样品的红外定性结果,对研制的 5 种标准物质做了定性的确证。通过选择气相色谱的检测器及对柱箱升温程序的优化,开发了乙草胺、马拉硫磷、烯酰吗啉和乙烯菌核利样品的气相定量分析方法;通过选择乙草胺、马拉硫磷、烯酰吗啉、噻螨酮和乙烯菌核利样品的检测波长及对流动相比例和洗脱方式的优化,开发了 5 种样品的液相定量分析方法。