衍生化技术及其在环境分析中的应用

衍生化技术及其在环境分析中的应用

一、 关于衍生化技术

在液相色谱的分析过程中，有的样品不能或难以直接分离和检测。如液相色谱仪的检测器是紫外-可见检测器，而样品的待测组分在紫外-可见区没有吸收，或者吸收很弱，这时应采用一种称为衍生化技术，就是在色谱分析过程中使用具有特殊官能团的化学试剂（成为衍生化试剂）与待测样品进行化学反应（称为衍生化反应），将特殊的官能团引入到样品中，使样品转变成相应的衍生物，然后再进行分离和检测。

通过衍生化反映可以改善样品的色谱特性，改善色谱分离效果，提高检测的选择性和灵敏度，有利于样品的定性和定量分析。有时通过衍生化也可以对那些在分离过程中不稳定的化合物起到保护作用。

按衍生化反应的方式可分为色谱柱柱前衍生和柱后衍生两种：

柱前衍生是待测组分先通过衍生化反应，转化成衍生化产物，然后经过色谱柱进行分离，最后测定。柱前衍生的优点是不必严格限制衍生化反应的条件，可以允许较长的反应时间及使用各种形式的反应器。其缺点是一个复杂组分的样品经过衍生化反应后，有时可能产生多种衍生化产物给色谱分离带来困难。

柱后衍生是针对柱前衍生的某些缺点，加以改进的衍生法，即把多组分样品先注入色谱柱进行分离，当各个组分从色谱柱流出后，分别与衍生化试剂进行反应，生成带有显色

官能团的衍生化产物，再进入检测器。这种方法的优点是不会由于增加衍生反应步骤给色谱分离带来困难。柱后衍生的例子，如氨基酸分析仪，氨基酸分别从色谱柱分离流出后，与显色剂茚三酮相遇，在一定条件下，发生显色反应，生成有色的衍生物，在440nm和570nm处被检测。

二、 高效液相色谱柱后衍生化法检测蔬菜中氨基甲酸酯类杀虫剂农药残留

氨基甲酸酯类杀虫剂的杀虫作用机制为抑制昆虫神经传导的重要物质——乙酰胆碱酯酶(AChE) 。氨基甲酸酯类农药进入虫体后, 与AChE 结合,形成氨基甲酰化酶,使AChE 无法水解乙酰胆碱(ACh) ,致使神经突触部位ACh 大量积累,对突触后膜产生连续不断的刺激作用。昆虫在连续不断的神经刺激下, 出现兴奋、痉挛、最后瘫痪、死亡。氨基甲酸酯类杀虫剂由于其对多种害虫的良好的杀虫效果被广泛使用于各种作物, 而其中的高毒品种呋喃丹等经常被农民滥用于蔬菜、水果上,导致人体急性中毒、影响人体健康。另外氨基甲酸酯类杀虫剂也存在对地下水的污染问题。

高效液相色谱柱后衍生化法检测氨基甲酸酯类农药残留, 选择性强, 灵敏度高, 重现性好。世界卫生组织(WHO) 、联合国粮农组织( FAO) 和许多发达国家都把此方法作为检测氨基甲酸酯类杀虫剂残留的标准方法。

1、 原理

氨基甲酸酯类农药在碱性条件下水解产生甲胺, 甲胺与衍生化试剂邻苯二甲醛(OPA) 、巯基乙醇反应, 生成强荧光物质, 以荧光检测器检测。反应式如下:

高效液相色谱柱后衍生系统流程如下图:

三、衍生化反相高效液相色谱测定葡萄酒中有机酸的研究

葡萄酒中有近百种有机酸，其中主要是乳酸、乙酸、酒石酸、苹果酸、柠檬酸和琥珀酸，它们的含量占葡萄酒中有机酸总量的95％以上。这些酸的含量决定着葡萄酒的口感、品质和稳定性等特性。葡萄酒中有机酸的主要测定方法有酸碱滴定法、纸色谱法薄层色谱法和气相色谱法等。近年来，离子色谱法和直接高效液相色谱法得到重视，但由于检测方法的限制和葡萄酒中其它物质的干扰，使这两种方法的检测灵敏度及定量结果受到影响。葡萄酒中多种多元有机酸的存在使衍生化液相色谱法分析葡萄酒中有机酸比较困难，很少有报道。我们在研究中，选用-溴苯乙酮作酯化试剂，不预分离葡萄酒中有机酸，以18-冠-6作相转移催化剂进行衍生化反应。衍生化后的样品使用C18柱分离，紫外检测器检测，

定量测定了葡萄酒中六种主要有机酸。本方法操作简单，分析结果重现性好，定量准确，样品中水、糖、色素等其它物质的存在不干扰衍生化反应及色谱分析。

【参考文献】

[1] 王顺荣等，环境化学，2(5),201983

[2] 王永华，色谱,21),47(1985)

[3] 夏玉宇，化验员实用手册，1050~1056

[4] 陶传江、朱光艳，高效液相色谱柱后衍生化法检测蔬菜中氨基甲酸酯类杀虫剂农药残留，2001 ,22(4)

[5] 关家锐、邓丛蕊等，衍生化反相高效液相色谱测定

葡萄酒中有机酸的研究关，