第二章样品的前处理 第一节样品前处理的目的 饲料卫生检验所要检测的有毒有害物质通常都是微量存在于样品中,而一般 的样品由于成分复杂、干扰因素多,不适于多数的检验项目。因此,在进行正式 分析前必须对样品进行前处理。 前处理的目的是将样品中的有毒有害物质提取出来,进行纯化和浓缩,除去 干扰物质,使样品符合分析要求。样品前处理的效果往往是决定分析成功如否的 关键。其包括样品的提取、样品提取液的纯化和浓缩三个步骤。 第二节样品的提取 由于被测物质的性质、所使用的分析方法不同,其提取的方法也不同。常用 的提取方法有溶剂提取法、灰化法和蒸馏法三种。 、溶剂提取法 溶剂提取法是利用有机溶剂将样品中的有机毒物如农药、真菌毒素等提取出 来加以纯化、浓缩供检测用的一种分离技术。 为了使毒物尽可能完全地被提取出来,而其它成分则尽可能少地进入提取液 中,以便于纯化、浓缩,必须正确地选择合适的提取溶剂和提取方法。 ()提取溶剂的选择 提取溶剂的选择主要根据相似者相溶原理,即根据被测物质的记性大小来选 择相应的提取溶剂。常用溶剂的极性顺序为:氨水>水>乙酸>甲醇>乙醇>丙醇> 丙酮>乙酸乙酯>氯仿>二氯甲烷>乙醚》苯>甲苯>四氯化碳>环己烷>正己烷 其次,应考虑提取溶剂的沸点。一般认为提取溶剂以沸点为40~80℃者为宜。 过高,则不易浓缩,在浓缩过程中易引起某些被测物质的破坏;过低则容易挥发, 不便于定容。 此外,还需考虑溶剂的稳定性(即溶剂不能与样品发生反应)、价格、毒性 以及分析所用的仪器(使用电子捕获检测仪时不能用含氯溶剂)等 第1页共8页
- - 第 1 页 共 8页 第二章 样品的前处理 第一节 样品前处理的目的 饲料卫生检验所要检测的有毒有害物质通常都是微量存在于样品中，而一般 的样品由于成分复杂、干扰因素多，不适于多数的检验项目。因此，在进行正式 分析前必须对样品进行前处理。 前处理的目的是将样品中的有毒有害物质提取出来，进行纯化和浓缩，除去 干扰物质，使样品符合分析要求。样品前处理的效果往往是决定分析成功如否的 关键。其包括样品的提取、样品提取液的纯化和浓缩三个步骤。 第二节 样品的提取 由于被测物质的性质、所使用的分析方法不同，其提取的方法也不同。常用 的提取方法有溶剂提取法、灰化法和蒸馏法三种。 一、溶剂提取法 溶剂提取法是利用有机溶剂将样品中的有机毒物如农药、真菌毒素等提取出 来加以纯化、浓缩供检测用的一种分离技术。 为了使毒物尽可能完全地被提取出来，而其它成分则尽可能少地进入提取液 中，以便于纯化、浓缩，必须正确地选择合适的提取溶剂和提取方法。 ㈠ 提取溶剂的选择 提取溶剂的选择主要根据相似者相溶原理，即根据被测物质的记性大小来选 择相应的提取溶剂。常用溶剂的极性顺序为：氨水>水>乙酸>甲醇>乙醇>丙醇> 丙酮>乙酸乙酯>氯仿>二氯甲烷>乙醚》苯>甲苯>四氯化碳>环己烷>正己烷。 其次，应考虑提取溶剂的沸点。一般认为提取溶剂以沸点为 40～80℃者为宜。 过高，则不易浓缩，在浓缩过程中易引起某些被测物质的破坏；过低则容易挥发， 不便于定容。 此外，还需考虑溶剂的稳定性（即溶剂不能与样品发生反应）、价格、毒性 以及分析所用的仪器（使用电子捕获检测仪时不能用含氯溶剂）等
白提取方法的选择 提取方法主要有振荡提取法、组织捣碎提取法和索氏提取法三种 振荡提取法 这是一种最为常用的有机毒物提取法。将样品粉碎,过筛后放入磨口具塞的 三角烧瓶中,加入适宜的溶剂,置于电动振荡器中振荡提取半小时至1小时,然 后用过滤的方法将残渣与提取液分开,残渣再用有机溶剂洗涤数次,合并到提取 液中。 2、组织捣碎提取法 本法主要用于新鲜蔬菜、牧草等含水量较多的样品。将样品切碎后放入组织 捣碎机,加入适宜的溶剂,快速捣碎3~5分钟,然后过滤,残渣用溶剂洗涤数次, 合并到提取液中。此法提取效率高,但杂质的溶出也较多,在捣碎过程中所产生 的乳化现象,可用离心法除去。 3、索氏提取法 是一种应用索氏提取器进行连续回流提取的方法。索氏提取器又称脂肪提取 器,有烧瓶、抽提筒和冷凝管三部分组成。将样品用滤纸包好,放在抽提筒内, 溶剂放在烧瓶内,抽提时,加热下端烧瓶内的溶剂,溶剂不断蒸发,进入冷凝器 中,被冷凝成液体进入抽提管中对样品进行抽提,当溶剂达到一定高度后,就借 助虹吸管流到烧瓶中,溶剂不断地蒸发、冷凝、抽提、回流,直到样品中的被测 物质全部地被抽提出来。此法常用于谷类的提取。优点是溶剂的使用量少,提取 完全,回收率高,但较费时,一般每个样品要抽提12小时以上 灰化法 本法是一种适用于分析样品中有毒矿物质的预处理方法。样品中的矿物质如 g、F、Pb等在饲料中与有机物结合形成稳定、牢固的难以解离的物质,故不能 用一般的化学反应进行检测。在分析样品中的有毒矿物质时,需将样品灰化,破 坏有机物质,使结合状态的金属或非金属转变成无机物的形式,以便进行检测。 根据分析项目不同,破坏样品中有机物质的方法主要有灰化法和湿消化法两类。 l、干灰化法( Dry ashing 第2页共8页
- - 第 2 页 共 8页 ㈡ 提取方法的选择 提取方法主要有振荡提取法、组织捣碎提取法和索氏提取法三种。 1、振荡提取法 这是一种最为常用的有机毒物提取法。将样品粉碎，过筛后放入磨口具塞的 三角烧瓶中，加入适宜的溶剂，置于电动振荡器中振荡提取半小时至 1 小时，然 后用过滤的方法将残渣与提取液分开，残渣再用有机溶剂洗涤数次，合并到提取 液中。 2、组织捣碎提取法 本法主要用于新鲜蔬菜、牧草等含水量较多的样品。将样品切碎后放入组织 捣碎机，加入适宜的溶剂，快速捣碎 3～5 分钟，然后过滤，残渣用溶剂洗涤数次， 合并到提取液中。此法提取效率高，但杂质的溶出也较多，在捣碎过程中所产生 的乳化现象，可用离心法除去。 3、索氏提取法 是一种应用索氏提取器进行连续回流提取的方法。索氏提取器又称脂肪提取 器，有烧瓶、抽提筒和冷凝管三部分组成。将样品用滤纸包好，放在抽提筒内， 溶剂放在烧瓶内，抽提时，加热下端烧瓶内的溶剂，溶剂不断蒸发，进入冷凝器 中，被冷凝成液体进入抽提管中对样品进行抽提，当溶剂达到一定高度后，就借 助虹吸管流到烧瓶中，溶剂不断地蒸发、冷凝、抽提、回流，直到样品中的被测 物质全部地被抽提出来。此法常用于谷类的提取。优点是溶剂的使用量少，提取 完全，回收率高，但较费时，一般每个样品要抽提 12 小时以上。 ㈡ 灰化法 本法是一种适用于分析样品中有毒矿物质的预处理方法。样品中的矿物质如 Hg、F、Pb 等在饲料中与有机物结合形成稳定、牢固的难以解离的物质，故不能 用一般的化学反应进行检测。在分析样品中的有毒矿物质时，需将样品灰化，破 坏有机物质，使结合状态的金属或非金属转变成无机物的形式，以便进行检测。 根据分析项目不同，破坏样品中有机物质的方法主要有灰化法和湿消化法两类。 1、干灰化法（Dry ashing）
简称灰化法或灼烧法,是一种常用的有机物质破坏法,适用于除汞、砷以外 的各种金属类金属元素。 (1)干灰化的方法根据灰化过程中是否加其它试剂,本法又分二种。 ①直接灰化法:将样品放在坩埚中,在髙温灼烧下,使样品脱水、焦化, 在空气中氧的作用下,使样品中的有机物氧化分解成二氧化碳、水和其它气体而 挥发,剩下无机物(盐类或氧化物),用适当溶剂溶解定容,供测定用。 ②加助灰化剂灰化法:常用的助灰化剂有氧化镁、硝酸镁、氢氧化钠、氢 氧化钙等。加入助灰化剂,可使样品呈疏松状态,加速灰化过程,并使灰化完全。 此外,助灰化剂还可和被测物质结合成难挥发的盐类,防止灰化过程中被测物质 的损失,如氧化镁或硝酸镁能使砷变成难挥发的焦砷酸镁( Mg,Aso-),氢氧化 钙则转变成难挥发的CaF2等 (2)干式灰化法的优缺点 优点: ①其它试剂少,减少了操作过程污染的可能性,因而空白值较低 样品分解彻底,操作简便,仪器设备简单,一次可以处理大量的样品 缺点: ①干灰费时,一般500~550℃需4h,600℃需lhr~2hr ②长时间的高温加热易使一些被测物质挥发; ③瓷坩埚能吸附金属,可造成结果偏低 (3)干灰化法操作的注意事项 ①灰化前应进行样品的预炭化,预炭化系指将坩埚内的样品先放在文火上 加热,直至样品变黑,然后转入控温茂福炉内550℃灰化,预炭化的目的在于防 止样品因急剧灼烧引起的残灰飞散 ②瓷坩埚对金属有吸附作用,特别是新的瓷坩埚,因此在使用时应选用用 过的坩埚。 ③如果样品在灰化后仍不变白,可在冷却后沿坩埚边缘加入少量蒸馏水湿 润,再使其充分干燥后继续灰化。加水的目的是有助于灰分溶解,解除低熔点灰 第3页共8页
- - 第 3 页 共 8页 简称灰化法或灼烧法，是一种常用的有机物质破坏法，适用于除汞、砷以外 的各种金属类金属元素。 ⑴ 干灰化的方法 根据灰化过程中是否加其它试剂，本法又分二种。 ① 直接灰化法：将样品放在坩埚中，在高温灼烧下，使样品脱水、焦化， 在空气中氧的作用下，使样品中的有机物氧化分解成二氧化碳、水和其它气体而 挥发，剩下无机物（盐类或氧化物），用适当溶剂溶解定容，供测定用。 ② 加助灰化剂灰化法：常用的助灰化剂有氧化镁、硝酸镁、氢氧化钠、氢 氧化钙等。加入助灰化剂，可使样品呈疏松状态，加速灰化过程，并使灰化完全。 此外，助灰化剂还可和被测物质结合成难挥发的盐类，防止灰化过程中被测物质 的损失，如氧化镁或硝酸镁能使砷变成难挥发的焦砷酸镁（Mg2As2O7），氢氧化 钙则转变成难挥发的 CaF2 等。 ⑵ 干式灰化法的优缺点 优点： ① 其它试剂少，减少了操作过程污染的可能性，因而空白值较低； ② 样品分解彻底，操作简便，仪器设备简单，一次可以处理大量的样品。 缺点： ① 干灰费时，一般 500～550℃需 4 hr，600℃需 1hr～2hr； ② 长时间的高温加热易使一些被测物质挥发； ③ 瓷坩埚能吸附金属，可造成结果偏低。 ⑶ 干灰化法操作的注意事项 ① 灰化前应进行样品的预炭化，预炭化系指将坩埚内的样品先放在文火上 加热，直至样品变黑，然后转入控温茂福炉内 550℃灰化，预炭化的目的在于防 止样品因急剧灼烧引起的残灰飞散。 ② 瓷坩埚对金属有吸附作用，特别是新的瓷坩埚，因此在使用时应选用用 过的坩埚。 ③ 如果样品在灰化后仍不变白，可在冷却后沿坩埚边缘加入少量蒸馏水湿 润，再使其充分干燥后继续灰化。加水的目的是有助于灰分溶解，解除低熔点灰
分对炭粒的包裹。 2、湿灰化法( Wet digestions) 简称消化法,也是常用的样品无机化方法之一。系利用氧化性强酸,结合加 热将有机物质破坏使待测的无机物分解释放出来并形成难挥发的无机化合物供测 定用。它适用于易挥发散失的矿物质,除汞外,大多数金属均有良好效果。 (1)常用的氧化性强酸 在消化过程中常用的氧化性强酸有浓硝酸、浓硫酸和髙氯酸三种。 ①浓硝酸通常使用的浓硝酸,其浓度为65~68%(ml/ml),有较强的氧化 性,浓HNO3在温热条件下分解成O2、NO和HO,NO2进一步分解成O2及NO 2HNO3-2NO2+- 02+H20 2NO+O 沸点较低,硝酸易挥发,因而需要经常放冷补充,消化完成后消化液中常含 有较多氮氧化物,必要时需加热或加水加热除去 ②高氯酸冷的高氯酸无氧化能力,但热的髙氯酸却是一种极强的氧化剂, 氧化能力强于硝酸和硫酸。这是由于高氯酸在加热条件下能产生氧和氯的缘故 4HCIO4- 702+2C12+H20 应予注意的是,HClO4在髙温下直接接触还原性较强的物质如酒精、脂肪、 糖类、甘油等有发生爆炸的可能,故一般不单独使用,并且勿使消化液烧干,以 免发生危险。 ③硫酸热的浓硫酸具有一定的氧化作用。受热分解时,放出氧、二氧化硫 和水 H2SO4 O2+SO2+H20 硫酸较硝酸、髙氯酸弱得多,但硫酸沸点髙,不易挥发。 (2)常用的消化方法 在实际工作中,除了单独使用浓硫酸的消化法外,经常采取两或两种以上氧 化性强酸配合使用,利用各种酸的特点,取长补短,以达到安全快速、完全破坏 第4页共8页
- - 第 4 页 共 8页 分对炭粒的包裹。 2、湿灰化法（Wet digestions） 简称消化法，也是常用的样品无机化方法之一。系利用氧化性强酸，结合加 热将有机物质破坏使待测的无机物分解释放出来并形成难挥发的无机化合物供测 定用。它适用于易挥发散失的矿物质，除汞外，大多数金属均有良好效果。 （1）常用的氧化性强酸 在消化过程中常用的氧化性强酸有浓硝酸、浓硫酸和高氯酸三种。 ① 浓硝酸 通常使用的浓硝酸，其浓度为 65～68%（ml/ml），有较强的氧化 性，浓 HNO3 在温热条件下分解成 O2、NO2 和 H2O，NO2 进一步分解成 O2 及 NO。 2HNO3 2NO2+ 1 2 O2+H2O 2NO+O2 沸点较低，硝酸易挥发，因而需要经常放冷补充，消化完成后消化液中常含 有较多氮氧化物，必要时需加热或加水加热除去。 ② 高氯酸 冷的高氯酸无氧化能力，但热的高氯酸却是一种极强的氧化剂， 氧化能力强于硝酸和硫酸。这是由于高氯酸在加热条件下能产生氧和氯的缘故。 4HClO4 7O2+2Cl2+H2O 应予注意的是，HClO4 在高温下直接接触还原性较强的物质如酒精、脂肪、 糖类、甘油等有发生爆炸的可能，故一般不单独使用，并且勿使消化液烧干，以 免发生危险。 ③ 硫酸 热的浓硫酸具有一定的氧化作用。受热分解时，放出氧、二氧化硫 和水。 H2SO4 1 2 O2+SO2+H2O 硫酸较硝酸、高氯酸弱得多，但硫酸沸点高，不易挥发。 （2）常用的消化方法 在实际工作中，除了单独使用浓硫酸的消化法外，经常采取两或两种以上氧 化性强酸配合使用，利用各种酸的特点，取长补短，以达到安全快速、完全破坏
有机物的目的。下面介绍常用的两种湿消化方法。 ①硝酸硫酸湿消化法 将5g样品置于100ml的凯氏烧瓶中,随之加入与浓硝酸等体积的蒸馏水, 缓缓加热至沸腾,继续加热至容积减半。冷却后逐渐加入lom硫酸,再加热,待 内容物变黑,既加入少量浓硝酸,为防止过度炭化,加热必须适度,整个消化过 程必须存在少量的硝酸,加热至发烟而不再变黑,最后至溶液无色,冷却、用蒸 馏水稀释至一定体积备用 本法可缩短炭化过程,减少消化时间,反应速度适中。但因消化过程中使用 硫酸,而碱土金属的硫酸盐溶解度较小,故本法不宜作碱土金属的分析。 硝酸高氯酸湿消化法 将含有不超过2g干物质的样品至于200ml的凯氏烧瓶中,加入25m硝酸(相 对密度为142)缓慢蒸煮沸30min,冷却、加l5ml高氯酸(60%ww)。缓慢煮沸 至无色或近乎无色,继续沸腾Ihr(注意防止瓶中内容物蒸干)。冷却,用蒸馏水 稀释至适当体积备用 本法氧化能力强,反映速度快,炭化过程不明显;消化温度较低,挥发损失 少。但由于硝酸和高氯酸加热后均容易挥发,故如温度过髙、加热时间过长,容 易烧干,并可能引起残余物燃烧或爆炸。本法对某些还原性较强的样品,如酒精 甘油、油脂和大量磷酸盐存在时,不宜采用。 (2)湿消化法的特点 ①优点:所用时间短,温度较低,因而挥发损失较少,同时应用玻璃仪器 凯氏烧瓶),吸附损失也较少。 ②缺点:使用试剂较多,易造成高的试剂空白值,操作较复杂,危险性大, 不便于大量样品的处理。为此,美国分析化学家协会(AOAC)推荐一种湿消化 法和干灰化法相结合的消化方法,其过程如下 lg样品置于上釉的高形陶瓷坩埚内,500℃灰化2hr,冷却,用10滴蒸馏水 湿润,然后小心加入3~4m硝酸(1:1),100~200℃下蒸发除去多余的硝酸,将 坩埚转至马福炉内,500℃灰化Ihr,冷却、用l00ml盐酸(1:1)溶解并定量转至 第5页共8页
- - 第 5 页 共 8页 有机物的目的。下面介绍常用的两种湿消化方法。 ① 硝酸-硫酸湿消化法 将 5g 样品置于 100ml 的凯氏烧瓶中，随之加入与浓硝酸等体积的蒸馏水， 缓缓加热至沸腾，继续加热至容积减半。冷却后逐渐加入 10ml 硫酸，再加热，待 内容物变黑，既加入少量浓硝酸，为防止过度炭化，加热必须适度，整个消化过 程必须存在少量的硝酸，加热至发烟而不再变黑，最后至溶液无色，冷却、用蒸 馏水稀释至一定体积备用。 本法可缩短炭化过程，减少消化时间，反应速度适中。但因消化过程中使用 硫酸，而碱土金属的硫酸盐溶解度较小，故本法不宜作碱土金属的分析。 ② 硝酸-高氯酸湿消化法 将含有不超过 2g 干物质的样品至于 200ml的凯氏烧瓶中，加入 25ml硝酸（相 对密度为 1.42）缓慢蒸煮沸 30min，冷却、加 15ml 高氯酸（60%w/w）。缓慢煮沸 至无色或近乎无色，继续沸腾 1hr（注意防止瓶中内容物蒸干）。冷却，用蒸馏水 稀释至适当体积备用。 本法氧化能力强，反映速度快，炭化过程不明显；消化温度较低，挥发损失 少。但由于硝酸和高氯酸加热后均容易挥发，故如温度过高、加热时间过长，容 易烧干，并可能引起残余物燃烧或爆炸。本法对某些还原性较强的样品，如酒精、 甘油、油脂和大量磷酸盐存在时，不宜采用。 ⑵ 湿消化法的特点 ① 优点：所用时间短，温度较低，因而挥发损失较少，同时应用玻璃仪器 （凯氏烧瓶），吸附损失也较少。 ② 缺点：使用试剂较多，易造成高的试剂空白值，操作较复杂，危险性大， 不便于大量样品的处理。为此，美国分析化学家协会（AOAC）推荐一种湿消化 法和干灰化法相结合的消化方法，其过程如下： 1g 样品置于上釉的高形陶瓷坩埚内，500℃灰化 2hr，冷却，用 10 滴蒸馏水 湿润，然后小心加入 3～4ml 硝酸（1:1），100～200℃下蒸发除去多余的硝酸，将 坩埚转至马福炉内，500℃灰化 1hr，冷却、用 100ml 盐酸（1:1）溶解并定量转至