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微分脉冲溶出伏安法测定有机药物复杂体系

作　者: 王林
导　师: 倪永年
学　校: 南昌大学
专　业: 分析化学
关键词: 电分析化学农药化学计量学除草剂药物
分类号: X839.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

本论文共分为五个部分。对电分析化学方法在有机农药残留量和药物分析中的应用进行了综述,将化学计量学方法应用于有机农药和药物的伏安波谱的解析,探讨了有机农药和药物的电化学性质及应用。随着农药的广泛应用及作用不当,环境污染日趋严重,农副产品中农药残留量较大超标,各种疾病增多,严重危害生态环境及人类的健康。因此,发展快速、可靠、灵敏和实用的农药残留分析方法以对其进行监测极为重要。化学计量学方法是采用“数学分离”来取代或部分取代经典的化学分离的一种方法,它可以不经化学分离而对复杂体系的测量信号进行解析,并且可以获得最大限度的定量和定性分析方面的信息。近年来,化学计量学作为化学量测的基础理论和方法学,正日益得到国内学者的注意。化学计量学为化学量测提供理论和方法,为各类波谱及化学量测数据的解析,为化学化工过程的机制研究和优化提供新途径,它涵盖了化学量测的全过程,是一门内涵相当丰富的化学学科分支。将该法用于农药残留分析简化了分析过程,这种结合在一定的情况下可以解决食品分析中的一些难题,拓宽了化学计量学方法的应用范围。第一部分对有机农药展开了评述,并对化学计量学方法(Chemometrics)在该领域中的应用作了讨论。农药残留量分析是一种复杂混合物中痕量组份的分析技术,农残分析既需要精细的微量操作手段,又需要高灵敏度的痕量检测技术。而电化学方法具有快速、灵敏、准确、简单等优点,能对环境和食品中的农药残留量进行测定分析。最后展望了农药残留分析方法的发展趋势。第二部分本文对除草通(Pendimethalin),地乐酚(Dinoseb)和5-硝基愈创木酚钠(Sodium 5-nitroguaiacolate)三种农药在汞电极上的微分脉冲伏安行为进行了研究,以Ag/AgCl作参比电极,Pt丝为辅助电极,在pH 5.72的B-R缓冲溶液中,该三种化合物均有良好的还原峰。但由于三种化合物的还原峰波谱重叠十分严重,峰电流具有非线性加和性,使用一般的方法,如经典最小二乘法(CLS),很难对它们进行解析。本文对常用的化学计量学算法结果进行了比较,发现采用主成分回归(PCR)和偏最小二乘法(PLS)算法能获得较好的分析结果,可实现对它们的同时测定。该法被用于蔬菜和水样中农药的标准加入法测定,获得较满意的结果。第三部分研究了氮环农药氰草净(Cyanazine)、西草净(Simetryn)和异丙净(Dipropetryn)三组分除草剂在悬汞电极上的伏安行为,以Ag/AgCl作参比电极,Pt丝作辅助电极,在pH 2.56的Britton-Robinson缓冲溶液介质中,采用微分脉冲溶出伏安法(DPSV)进行电化学扫描,优化了实验条件及实验参数,三种有氮环农药在该条件下均有良好的还原峰,由于这三种组分的波谱重叠非常严重,若不进行预先分离,难以用常规的伏安法进行三组分的同时测定。本文拟引入多元校正分析方法中的PLS、PCR和CLS对其进行解析,避免了三者的进一步分离和提纯,简化加快了测定过程,实现了三组分的人工合成样品的同时测定,本文还对实际样品进行了测定,结果令人满意。第四部分采用微分脉冲溶出伏安法(DPSV)伏安法-多元校正和人工神经网络同时测定甲羧除草醚(Bifenox)、三氟羧草醚(Acifluofen)和氟磺胺草醚(Fomesafen)。三种除草剂的伏安波谱重叠严重,而且,电极表面存在的相互竞争使得化合物在混合体系中伏安信号与它们浓度之间的关系变得非线性。要同时分别测定该化合物也就变得困难,采用线性校正方法模拟该体系可能得到相当大的误差。三组份的同时测定未见报导,本文利用三组份农药在汞电极上的还原性质,采用微分脉冲扫描溶出伏安法,考察了它们在汞电极上的电化学性质,讨论了它们的还原机理。由于它们的还原峰重叠严重,结合化学计量学方法PCR、PLS、RBF-ANN以及CLS等解析该重叠体系。并用于实际样品的测定,获得满意的结果。第五部分报导了伏安方法研究镇吐盐酸甲氧氯普胺(Metoclopramide)的电化学行为,在pH 3.29的Britton-Robinson缓冲溶液中,以玻碳电极为工作电极,Ag/AgCl电极为参比电极,铂丝为辅助电极,微分脉冲溶出伏安法进行扫描,盐酸甲氧氯普胺有一良好的氧化峰,该氧化峰在玻碳电极具有不可逆性,并且具有反应物弱吸附的特征。对针剂含量进行了测定。对农药反应机理进行了研究,运用电化学分析方法可以获取大量的过程信息、形态信息及化学反应信息。而且,电化学方法具有快速、灵敏、准确的优点,可以进行环境和食品中农药残留的定量分析。本论文对几种有机农药进行了一定的电化学探讨,并引入化学计量学方法,解决了复杂体系的伏安波谱严重重叠的问题。想必该技术在我国的农药分析中会起到一定的作用。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第1章电分析化学在农药和药物检测中的应用  8-19
  1.1 引言  8
  1.2 用于农药分析的电化学技术  8-9
  1.3 化学计量学  9-12
    1.3.1 多元校正方法  10-12
  1.4 不同种类农药的研究状况  12-14
    1.4.1 含氮农药  12
    1.4.2 除草剂  12-13
    1.4.3 其他  13-14
  1.5 结语  14
  参考文献  14-19
第2章微分脉冲溶出伏安法结合化学计量学解析硝基类农药  19-32
  2.1 引言  19-21
  2.2 实验部分  21-22
    2.2.1 仪器与软件  21
    2.2.2 试剂  21
    2.2.3 样品预处理  21
    2.2.4 实验步骤  21-22
  2.3 结果和讨论  22-29
    2.3.1 三种农药在汞电极上的溶出伏安法  22
    2.3.2 支持电解质选择和pH影响  22-23
    2.3.3 富集时间和富集电位的影响  23-24
    2.3.4 循环伏安法  24
    2.3.5 线性范围  24-26
    2.3.6 校正方法:校正模型和预报模型  26-29
  2.4 实际样品的测定  29-30
  参考文献  30-32
第3章微分脉冲溶出伏安法同时测定三嗪类除草剂  32-44
  3.1 引言  32-33
  3.2 化学计量学方法  33-34
    3.2.1 经典最小二乘法  33
    3.2.2 主成分回归和偏最小二乘法  33-34
  3.3 实验部分  34
    3.3.1 仪器  34
    3.3.2 试剂  34
    3.3.3 伏安分析  34
    3.3.4 样品预处理  34
  3.4 结果和讨论  34-41
    3.4.1 支持电解质的选择和pH的影响  35-36
    3.4.2 实验条件的影响  36
    3.4.3 富集时间  36-37
    3.4.4 除草剂在汞电极上的电化学行为及机理  37-38
    3.4.5 定量分析  38-39
    3.4.6 除草剂三组分合成样品的预报  39-41
  3.5 水样品的测定  41
  参考文献  41-44
第4章微分脉冲溶出伏安法结合化学计量学测定醚类除草剂  44-55
  4.1 引言  44-45
  4.2 数学原理  45-47
    4.2.1 经典最小二乘法  45-46
    4.2.2 主成分回归和偏最小二乘法  46
    4.2.3 径向基函数-人工神经网络  46-47
  4.3 实验部分  47-48
    4.3.1 仪器  47
    4.3.2 试剂  47-48
    4.3.3 实验步骤  48
  4.4 结果与讨论  48-53
    4.4.1 电化学介质与富集时间的选择  48-49
    4.4.2 起始扫描电位和其它实验条件的选择  49
    4.4.3 电子转移数  49-50
    4.4.4 各除草剂测定的线性范围  50-51
    4.4.5 合成样品的测定  51-53
  4.5 实际样品的测定  53-54
  参考文献  54-55
第5章在玻碳电极上用微分脉冲溶出伏安法检测盐酸甲氧氯普胺  55-60
  5.1 引言  55
  5.2 实验部分  55-56
    5.2.1 仪器  55
    5.2.2 试剂  55-56
    5.2.3 步骤  56
  5.3 结果与讨论  56-59
    5.3.1 pH与富集的选择  56
    5.3.2 起始扫描电位的选取  56-57
    5.3.3 循环伏安法  57
    5.3.4 扫描速度对不同浓度峰电流的影响  57
    5.3.5 电子转移数  57
    5.3.6 定量的线性范围  57-58
    5.3.7 干扰物质的影响  58
    5.3.8 样品测定  58-59
  5.4 结果讨论  59
  参考文献  59-60
致谢  60-61
攻读学位期间的研究成果  61
  攻读硕士学位期间已发表论文  61
  基金资助  61
  作者简介  61

微分脉冲溶出伏安法测定有机药物复杂体系

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