手性农药对映异构体的拆分及在动物组织中的残留分析方法
农产品中手性农药对映体残留色谱法分析研究进展
农产品中手性农药对映体残留色谱法分析研究进展崔璇;钟青;张新忠;黎洪霞;王新茹;罗逢健;程有普;陈宗懋【摘要】手性农药对映体在对生物体的毒理作用、在生物体内的残留、代谢转化归趋方面存在差别.农产品作为重要的食品来源,与人体健康密切相关,因此区分农产品中手性农药对映体之间的残留,显得尤为重要.该文通过检索近年来发表的有关农产品中手性农药残留分析的文章,从气相色谱法、毛细管电泳法、液相色谱法及合相色谱法等不同色谱技术的应用方面进行归纳、综述、分析和展望,可为后续深入开展农产品中手性农药对映体的相关研究提供借鉴.【期刊名称】《分析测试学报》【年(卷),期】2019(038)002【总页数】14页(P249-262)【关键词】色谱法;手性农药;对映体;残留分析;农产品【作者】崔璇;钟青;张新忠;黎洪霞;王新茹;罗逢健;程有普;陈宗懋【作者单位】中国农业科学院茶叶研究所农产品质量安全研究中心,浙江杭州310008;天津农学院园艺园林学院,天津300384;中国农业科学院茶叶研究所农产品质量安全研究中心,浙江杭州310008;中国农业科学院茶叶研究所农产品质量安全研究中心,浙江杭州310008;中国农业科学院茶叶研究所农产品质量安全研究中心,浙江杭州310008;中国农业科学院茶叶研究所农产品质量安全研究中心,浙江杭州310008;中国农业科学院茶叶研究所农产品质量安全研究中心,浙江杭州310008;天津农学院园艺园林学院,天津300384;中国农业科学院茶叶研究所农产品质量安全研究中心,浙江杭州310008【正文语种】中文【中图分类】O657.7手性(Chirality)，指左手与右手的差异特征，呈镜像对称却不能重合的性质。
手性分子是指化合物基团组成相同但空间结构上互为镜像，二者互为对映异构体，简称对映体，分为S左旋体和R右旋体[1]。
根据农药分子结构中是否具有手性中心，可将其分为手性农药和非手性农药[2]。
畜产品中常见农药残留及检测方法
畜产品中常见农药残留及检测方法畜产品是指由动物生产的食品和非食品产品，如肉、奶、蛋、皮毛、骨骼等。
在畜产品的生产过程中，可能会使用农药来控制疾病、提高产量和质量。
然而，过量使用农药、不合理使用或者使用禁用农药会导致农药残留。
农药残留对人体健康有一定的潜在危害，因此对畜产品中农药残留的检测非常重要。
在畜产品中常见的农药残留有：1.杀虫剂：包括有机磷类、氨基甲酸酯类和氨基苯甲酰脒类等。
常见的有机磷类农药有敌敌畏、乐果、氟硅沙等；常见的氨基甲酸酯类农药有毒死蜱、罗克饴等；常见的氨基苯甲酰脒类农药有苯噻酮、氯氟氯氰菊酯等。
2.杀菌剂：包括如强力霉素、氧化乙酰氨基咪唑等。
3.杀螨剂：包括乙酰氧乙基硫酸匹优混剂等。
对畜产品中农药残留的检测方法有多种：1.气相色谱法（GC）：该方法适用于检测有机磷类、氨基甲酸酯类等农药。
样品经过提取、净化、浓缩后，采用气相色谱仪进行分析和定量。
2.液相色谱法（HPLC）：该方法适用于检测有机磷类、氨基甲酸酯类、氨基苯甲酰脒类等农药。
样品也需要经过提取、净化、浓缩后，采用高效液相色谱仪进行分析和定量。
3.气相质谱联用法（GC-MS）：通过将气相色谱仪与质谱仪相结合，可以对样品进行更准确的定性定量分析。
该方法可以同时检测多种农药，具有高灵敏度和高选择性。
4.高效液相色谱-三重四极杆质谱法（LC-MS/MS）：通过将高效液相色谱仪与质谱仪联用，可以对样品进行定性定量分析。
该方法适用于检测多种农药，具有高灵敏度和高选择性。
农药残留的检测是保障畜产品质量和食品安全的重要措施，可以确保畜产品的安全性和合规性。
同时，农药使用的合理控制和农药残留的检测也是农业可持续发展的重要方面。
手性药物的结晶拆分方法
手性药物的结晶拆分方法手性药物的结晶拆分方法－－直接结晶法－－－逆向结晶法在优先结晶法中，通过加入不溶的添加物即晶种形成晶核，加快或促进与之晶型或立体构型相同的对映异构体结晶的生长。
而逆向结晶法则是在外消旋体的饱和溶液中加入可溶性某一种构型的异构体[如(R)—异构体]，添加的(R)—异构体就会吸附到外消旋体溶液中的同种构型异构体结晶体的表面，从而抑制了这种异构体结晶的继续生长，而外消旋体溶液中相反构型的（S）—异构体结晶速度就会加快，从而形成结晶析出。
例如在外消旋的酒石酸钠铵盐的水溶液中溶入少量的(S)—（—）—苹果酸钠铵或(S)—（—）—天冬酰胺时，可从溶液中结晶得到(R，R)—(十)—酒石酸钠铵。
逆向结晶中的添加物必须和溶液中的化合物在结构和构型上有相关之处。
这样所添加的物质才能嵌入生长晶体的晶格中，取代其正常的晶格组分并能阻止该晶体的生长。
逆向结晶是一种晶体生长的动力学现象，添加物的加入造成了结晶速度上的差别。
由于逆向结晶是晶体生长的动力学的现象，因此当结晶时间无限制的延长下之，最终得到的仍是外消旋的晶体。
从化合物的性质上来看，逆向结晶只能用于能形成聚集体的化合物。
在结晶法的拆分过程中，若能将优先结晶法中“加入某种单—对映异构体晶体可诱导相同构型结晶生长”的原理和逆向结晶中“加入另一个对映异构体溶液可抑制相同构型的对映异构体生长”的原理相结合，可使结晶拆分的效率大大提高手性药物的结晶拆分方法－－直接结晶法－－－优先结晶法优先结晶方法(preferential crystallization)是在饱和或过饱和的外消旋体溶液中加入一个对映异构体的晶种，使该对映异构体稍稍过量因而造成不对称环境，结晶就会按非稍的过程进行，这样旋光性与该晶种相同的异构体就会从溶液中结晶出来。
优先结晶方法是在巴士德的研究基础上发现的。
文献最早报道的优先结晶方法是用于肾上腺素的拆分。
1934年Duschinsky第一次用该方法分离得到盐酸组氨酸，使人们认识到该方法的实用性。
手性物质分离分析方式与其应用
手性物质分离分析方式与其应用
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二、结晶拆分法
结晶拆分法是基于对映体与纯手性物质形成非对 映体盐或共价衍生物，然后利用非对映体的性质差异 进行分离(如分级结晶)，再将衍生物还原为纯对映体。 结晶拆分法分为晶体机械拆分法和接种结晶拆分法。
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2、气相色谱(GC)拆分法
气相色谱法是对映体拆分的一个重要手段。 目前气相色谱中用于分离对映体的固定相主要 有三类：
手性氨基酸衍生物 光学活性的金属配合物 环糊精手性固定相。
手性物质分离分析方式与其应用
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优点：
流动相简单 分离度和柱效高 适合拆分一些不带芳香环的对映体化合物
（这类对映体在液相色谱条件下通常很难被 分离和检测）
与传统的萃取过程相比，其最大的区别在于拆分 过程中所选择的萃取剂是具有手性的。因而，萃取 剂的选择也是拆分过程中的关键。
手性物质分离分析方式与其应用
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第三节 手性色谱分离分析法
手性物质分离分析方式与其应用
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一、手性色谱分离技术
随着现代科学技术特别是仪器分析技术的发 展，科学家们已经把注意力集中在手性化合物的色 谱分离方法的研究上。色谱法是最可靠和最常用的 测定低含量对映体杂质的方法之一，并且是唯一能 测定复杂基质中对映体纯度的方法。
手性物质分离分析方式与其应用
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第二节 手性物质分离分析的一般方法
手性物质分离分析方式与其应用
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1、手性源合成法 2、结晶拆分法 3、化学拆分法 4、酶拆分法 5、膜拆分法 6、萃取拆分法 7、色谱拆分法（下一节着重介绍）
手性药物的拆分
*
COOH
COOH
COOH
酶
H2N CH3
H
＋H
CH3
NHCOCH3
消旋丙氨酸
NH2
消旋乙酰丙氨酸
NHCOCH3
L-丙氨酸（溶于乙醇）D-乙酰丙氨酸 （不溶于乙醇）
三．色谱法
1. 高效液相色谱法(HPLC)
HPLC法包括直接法和间接法 直接法的分离原理：手性药物对映体之 一与手性固定相或手性流动相之间发生 分子间的三点作用,同时另一对映异构体 则发生两点作用,形成暂时的非对映异构 体的结合物质,前者较后者稳定,通过洗 脱使两对映异构体分离
优先结晶法是一种高效、简单而又快捷 的拆分方法，晶种的加入造成2个对映异 构体具有不同的结晶速率是该动态过程 控制的关键。 利用循环优先结晶方法进行拆分的实例： 抗高血压药物L－甲基多巴的拆分[5]，见 图（三）。
HO HO H3C COOH NH2
图（三）L－甲基多巴
1.3 逆向结晶法
在外消旋体的饱和溶液中加入可溶性某 一种构型的异构体（如R-异构体），添 加的（R）-异构体就会吸附到外消旋溶 液中的同种构型异构体结晶的表面，从 而抑制了这种构造体结晶的继续生长， 而溶液中的（S）-异构体结晶速度就会 加快，从而形成结晶析出。
奥沙西泮新戊酸酯
2．气相色谱法(GC)
在气相色谱仪中选择适当的吸附剂作固 定相(通常是手性固定相),使之选择性地 吸附外消旋体中的一种异构体,可以快速 分离手性化合物。 手性化合物的直接气相色谱分离,其关键 问题是必须找到一个合适的手性固定相, 如高聚物固定相、均三氮苯型固定相、 菊酰胺型固定相、光学活性金属络合物 固定相等。
手性药物的拆分
超高效合相色谱法对6种三唑类农药对映体的拆分及其在黄瓜中的残留分析
超高效合相色谱法对6种三唑类农药对映体的拆分及其在黄瓜中的残留分析张文华; 谢文; 侯建波; 陈钦可; 李淑敏; 祝泽龙; 邹学权; 徐敦明【期刊名称】《《色谱》》【年(卷),期】2019(037)012【总页数】7页(P1356-1362)【关键词】超高效合相色谱; 三唑类农药; 对映体; 手性分离; 残留【作者】张文华; 谢文; 侯建波; 陈钦可; 李淑敏; 祝泽龙; 邹学权; 徐敦明【作者单位】浙江省检验检疫科学技术研究院浙江杭州 310016; 浙江立德产品技术有限公司浙江杭州 310016; 厦门海关技术中心福建厦门 361026【正文语种】中文【中图分类】O658手性是自然界普遍存在的现象,随着科学的发展,对光学纯物质的需求量越来越大,手性对映体分离日益引起人们的关注。
传统的手性农药研究,不区分对映体,将所有对映体视为同一物质来对待,GB 2763-2016《食品中农药最大残留限量》中只是规范了农药的外消旋体使用安全标准,并未精确规定每种农药的有功效且低毒性的对映体和无功效且高毒性的对映体残留限量。
然而,手性农药的不同对映体在生物过程及环境介质中,往往存在着立体选择性行为。
如三唑醇有2个手性中心,因此有4个对映异构体,这4个光学异构体杀菌能力完全不同,左旋体的药效高于右旋体,毒性还比右旋体低[1]。
而GB 2763-2016规定茄果类蔬菜中三唑醇的最高残留限量≤1.0 mg/kg,如果能进一步研究三唑醇的4种对映体在蔬菜水果中的残留量,那将能为三唑醇对映体残留分析提供精确的判定。
三唑类农药作为一类高效杀菌剂,能有效保护水果、大豆、谷物等农作物免受细菌侵害,在农业生产中的应用非常广泛[2]。
该类化合物分子中均含有1个或2个手性中心,即存在2个或4个对映体结构。
目前三唑类农药手性分离主要是通过色谱方法实现的,如电泳(CE)[3-7]、气相色谱法(GC)[8,9]、高效液相色谱法(HPLC)[10-12]和超临界流体色谱法(SFC)[1,13]等均有成功拆分的研究报道。
有机化学中的手性识别与拆分
有机化学中的手性识别与拆分有机化学是研究有机物质的结构、性质和变化的学科。
手性识别与拆分是有机化学中一个重要的研究领域，它涉及到手性化合物的性质、合成和应用等方面。
本文将从手性的概念、手性识别的方法、手性拆分的策略等方面进行探讨。
手性是指分子或物质的非对称性质。
在有机化学中，手性分子由不对称的碳原子或其他原子组成，它们的镜像异构体无法通过旋转或平移重叠，因此具有不同的性质。
手性分子的存在对于生命体系、药物研究和有机合成等领域具有重要意义。
手性识别是指区分手性分子的方法和技术。
目前，常用的手性识别方法包括光学方法、核磁共振方法、质谱方法和色谱方法等。
其中，光学方法是最常用的手性识别方法之一。
光学活性物质对于不同偏振光的旋光度有不同的响应，通过测量旋光度可以确定手性分子的结构和组成。
核磁共振方法则是通过测量手性分子在磁场中的响应来识别手性。
质谱方法和色谱方法则是利用分子的质量差异或分子在柱上的分离来实现手性识别。
手性拆分是指将手性分子分离为其对映异构体的过程。
手性拆分的策略多种多样，常见的手性拆分方法包括晶体拆分、化学拆分和生物拆分等。
晶体拆分是通过晶体生长的方式将手性分子分离为不同的晶体，进而得到对映异构体。
化学拆分则是通过化学反应将手性分子转化为其他化合物，从而实现手性分子的拆分。
生物拆分则是利用生物体系中的酶或其他生物分子对手性分子进行选择性催化，从而实现手性分子的分离。
手性识别与拆分在药物研究和合成中具有重要的应用价值。
在药物研究中，手性药物的对映异构体往往具有不同的药理活性和毒性。
因此，通过手性识别和拆分可以选择性地合成和使用具有更好活性和安全性的手性药物。
在有机合成中，手性识别和拆分可以帮助合成化学家选择性地合成手性分子，从而提高合成效率和产率。
总之，手性识别与拆分是有机化学中的重要研究领域。
通过手性识别和拆分，我们可以更好地理解和利用手性分子的性质，为药物研究和有机合成等领域提供更多的选择和可能性。
手性药物分离方法的进展分析
手性药物分离方法的进展分析在进行手性药物分离的过程中，常见的方式有三种，包含物理拆分法、生物拆分法以及化学拆分法。
在本研究中，主要是对手性药物分离方式进行了分析，并且分析了国内外的相关研究，采用了不同的方法，分析别手性药物分离技术进行了展望和分析。
标签：手性药物;分离;方法;进展一、物理拆分法物理拆分法的原理是不同对映异构体存在的物理差异，例如溶解度和密度等，采用物理方式进行拆分的方式。
然而，对映体有着很相似的化学性质，因此，利用这种简单的方式分离很难取得理想的分离效果，常常需要使用一些现代化设备才能够完成高分离。
在对映异构体分离中，现代色谱分离的应用有着很多的优势，常用的分离技术包括：超临界流体色谱（SFC）、高效液相色谱（HPLC）和高速逆流色谱（HSCCC）等.（一）色谱分离法1.超临界流体色谱超临界流体色谱技术是在上个世纪的八十年代发展起来的，主要是用超临界流体做流动相，使用流动相实施分离分析的方式。
在超临界流体色谱技术中，既有气相色谱和液相色谱的性质，并且能够针对沸点高和容易挥发的样品进行分析，这也是气相色谱无法实现的。
并且其分析速度比较快。
和一般的色谱分离比起来，手性色谱法主要是固定相特点，并且在流动相中需要保持其中一相为手性相，这样能够在不同的固定相中，让手性药物存在不同吸附力，并且保持溶解度不同，从而完成对映异构体有效的分离过程。
2.高效液相色谱在当前使用的色谱分析方法中，高效液相色谱是利用最为普遍的，同时也是使用最广的，在分离中，其方式有两种，分别是直接法和间接法。
直接法也就是手性固定相法和手性流动相添加剂法。
在手性对映体的分离中，高效液相色谱法有十分广泛的应用，并且其分离的效果好，纯度高，但是对流动相的要求很高，另外，因为HPLC发展早，因此技术比较成熟，因此在进行手性药物分离中，常常有着十分重要的应用。
3.高速逆流色谱该技术主要是在高效液相色谱技术上发展来的，和其不同的是该技术使用螺旋柱色谱柱，并且能够进度高速离心运动。
色谱技术在手性药物拆分中的应用分析
色谱技术在手性药物拆分中的应用分析色谱技术是一种基于物质在固定相和流动相间的物理化学相互作用而进行分离和检测的分析方法。
在药物分析中，色谱技术广泛应用于药物的质量控制、药代动力学研究和药物代谢等领域。
而在手性药物拆分中，色谱技术尤为重要。
手性药物是指分子具有非对称碳原子而存在两种镜像异构体（对映体），即左旋体和右旋体。
这两种对映体在药理活性、药代动力学和毒性等方面可能存在着明显的差异。
对手性药物进行拆分和分离是药物研发和质量控制中的关键环节。
在手性药物拆分中，常用的色谱技术主要包括高效液相色谱（HPLC）、气相色谱（GC）和超高效液相色谱（UHPLC）等。
这些色谱技术在手性药物拆分中的应用分析主要包括以下几个方面。
色谱技术可以用于手性药物的鉴定和纯度分析。
通过将手性药物样品与手性拆分柱相互作用，可以将左旋体和右旋体分离出来，实现对手性药物的鉴定和分析。
色谱技术还可以用于检测手性药物的不对称合成过程中是否产生了对映异构体的杂质。
色谱技术还可以用于手性药物的代谢研究。
手性药物在体内往往会经历吸收、分布、代谢和排泄等过程，这些过程可能会导致手性药物的代谢产物产生手性反映。
通过色谱技术的分离和检测，可以对手性药物及其代谢产物进行定性和定量分析，揭示手性药物的代谢途径和代谢产物的手性构型。
色谱技术还可以用于手性药物的体内和体外解离动力学研究。
通过测定手性药物的解离动力学常数和药物在体内的药代动力学参数，可以评估手性药物的药效学、药动学和体内药物相互作用等特性。
色谱技术在手性药物拆分中的应用分析为药物研发和质量控制提供了重要的支持。
通过色谱技术的分离和检测，可以实现手性药物的鉴定、纯度分析、定量分析、代谢研究和解离动力学研究，为药物的合理使用和研发提供科学依据。
手性药物分离分析技术概况
手性药物分离分析技术概况手性药物是指具有立体异构性质的药物，它们的左右对称体被称为对映体。
由于对映体的结构和性质存在差异，它们对体内的相互作用和药效也可能有显著影响。
因此，对手性药物进行分离分析是药物研究和制备过程中非常重要的一环。
手性药物的分离分析技术包括物理分离方法和化学分析方法。
物理分离方法是基于对映体之间物理性质的差异进行区分，常用的技术包括手性色谱、手性电泳和手性萃取。
化学分析方法则是通过制备具有对映体选择性的试剂进行分析，包括手性固相微萃取、手性气相色谱和核磁共振等。
手性色谱是分离分析手性药物常用的技术之一，包括手性高效液相色谱（HPLC）、手性毛细管电泳（CE）和手性薄层色谱（TLC）。
其中，HPLC是最常用的手性色谱技术。
它利用手性色谱柱上的膜相对对映体进行区分，可分离不同的对映体。
HPLC分离手性药物的条件包括手性色谱柱类型、流动相组成和温度控制等。
手性电泳是基于电泳效应进行分离，包括毛细管区带电泳和开管电泳。
手性电泳技术能够快速分离对映体，具有高效、高分辨率和低样品消耗的特点。
手性萃取是通过特定的手性选择性试剂将对映体分离出来，常用的手性萃取试剂包括环糊精和几丁聚糖等。
手性萃取技术通常结合其他分析方法进行测定。
手性固相微萃取是一种基于固相萃取原理的手性分离技术，它利用手性固相微柱提取对映体物质，再通过其他方法进行分析。
它具有简单、灵敏和高效的特点。
手性气相色谱是通过将样品分离的物质与手性气相色谱柱上的手性烷基硅氧烷相互作用，达到对映体的分离。
手性气相色谱具有高分辨率、高灵敏度和高选择性。
核磁共振是通过核磁共振技术对手性药物进行分析，其中最常用的是氢核磁共振技术。
核磁共振技术能够提供对映体的结构、构象和化学位移等信息。
同时，光谱仪也可以通过测定两个对映体的旋光度差异进行分析。
总之，手性药物分离分析技术是药物研究和制备过程中必不可少的技术。
通过选择适当的分离技术，可以有效地分离对映体，获得具有高纯度的手性药物，并研究其生物活性和作用机制。
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项目研究意义目的： 以高效液相色谱手性固定相法建立6种手性农药对映异构体的拆分及在动物组织中的残留分析方法，手性农药分别包括两种杀虫剂马拉硫磷和水胺硫磷、两种除草剂乳氟禾草灵和乙氧呋草黄及两种杀菌剂甲霜灵和己唑醇。通过口服和注射两种途径对大鼠和家兔进行手性农药对映体的选择性代谢行为研究。测定排泄物包括尿液和粪便、血样中对映体的含量及相对比值（ER值）随时间的变化情况，最终检测肝脏、心脏、肌肉、脂肪、脑等组织中农药对映体的含量及ER值并确定对映体的选择性代谢及残留行为，代谢产物通过质谱进行确证，探讨代谢机理。研究手性农药对映体在动物体内的选择性代谢行为能更加真实的反映相关农药污染对人类健康的影响，为其污染治理、指导合理用药、制定相关的分析方法及残留限量等标准提供依据，将农药污染等副作用对人类的影响减至最小。
关键词 手性农药；代谢；选择性；动物 （一）立项依据与研究内容（4000-8000字）：
1. 项目的立项依据（研究意义、国内外研究现状及分析，附主要参考文献目录。）
农药是防治病、虫、草、鼠害不可缺少的重要手段，为农业的增收作出巨大贡献，但是由于农药的大量使用，对环境造成了严重的污染，直接或间接地威胁了人类的健康。绝大多数农药是有机化合物，普遍存在着手性现象。在以往的研究中，通常不区分手性农药的对映异构体，正因如此，对农药的风险评估所依据的数据是不完全真实的。
由于立体化学的发展,手性现象已引起了人们的广泛关注，手性是指呈镜像而不重合的关系，如同人的左右手互为镜像但又不能重合。手性化合物中存在两种或以上不同构象的分子，这些分子以镜像关系成对的存在，互称为对映异构体。医药、农药等研究已深入到分子立体异构领域，尤其是在医药方面，主要表现在大量手性药物单一异构体的研究和使用上，很多手性药物对映体的性质已研究的比较清楚。在农药领域相关方面的研究相对滞后，手性农药的各种性质通常是以外消旋体的形式加以研究的，缺乏单一对映体的详细数据。手性农药对映异构具有完全相同的化学和物理性质，但在生物体系中可能存在截然不同的生物活性、毒性、毒理及代谢途径等，如具有一个手性中心的多虫畏、盖草能、敌草胺、甲霜灵等生物活性主要集中于其中的1/2对映体，而另一个对映体几乎无效；通常生产的氯菊酯、速灭杀丁等只有1/4是高效体,其余3个则为低效或无效成分；氯氰菊酯、溴氰菊酯和丙烯菊酯等,仅1/8是高效体,其余的7个异构体则相对低效或几乎无效。在目前通常使用的农药中，约25％具有手性，其中只有少数品种具有光学纯的商品，而且主要集中于菊酯类杀虫剂，绝大部分是以外消旋体的形式销售和使用。投入使用的外消旋体中的低效或无效异构体不仅不能有效地防治作物病虫草害，浪费人力物力，而且污染环境、降低农产品质量，还可能产生毒副作用，引起药害，严重影响了人类的健康。
目前，通常通过直接测定农药对高等动物的毒性、毒理及体内代谢途径等来评价对人类可能造成的影响，在这些研究中农药的手性特征往往被忽略，同时对映体间不同的毒性、毒理及代谢方式因而也被忽略。农药可以在使用过程中直接或残留于农产品、环境介质中间接的进入人体，由于人体内的很多酶、蛋白等都普遍存在着手性，是一个手性环境，因此手性农药对映体进入人体后可能存在着选择性的代谢行为。这种选择性表现在几个方面，一方面，农药外消旋体发生了构型转化，原本为1：1的两种对映异构体，经过代谢作用，某种对映异构体可能占有绝对优势；或者，光学纯异构体可能发生外消旋化或完全转化成另一种对映异构体；另一方面，其中一种优先被代谢成其它代谢产物，另一种则相对稳定而不被代谢或代谢较慢。目前在进行手性农药的毒性毒理评价时，是将含有两种或两种以上对映异构体的外消旋体农药当作一种农药来处理，没有考虑到对映异构体的构型转化或优先代谢的特性，因此使得传统上对手性农药的风险评估是不可靠的，即在进行手性农药的毒性毒理评价时所得的数据是不真实的。这种对映体的代谢及转化行为使得对手性农药的研究变得更为复杂。
研究手性农药对映异构体在动物体内构型转化或优先代谢等行为能够更真实的反映其对人类健康的影响情况，这种影响有几个方面的可能，第一，在以往认为毒性大、三致作用强、代谢缓慢的手性农药中，部分手性农药的副面作用可能是由非活性的对映体所造成的，而真正起作用或活性更高的异构体的副面影响相对要小的多，如早期使用的DDT及其类似物。针对这种情况通过合成、生产及使用单一异构体会克服以往的缺点。第二，非活性或活性低的对映体优先被代谢或转化，从而降低了副作用，这种可能是人们所希望的，而且若能探知导致这种优先代谢或转化的原因，将对指导手性农药的不对称合成和光学纯手性农药的生产具有非常重要的意义。第三，一种异构体代谢转化为副面作用更强的另一种异构体，这种情况下其风险要比毒理毒性实验测得的结果高的多。但是目前有关手性农药的相关方面的研究还基本是空白，不能反映其对人类潜在的影响，因此进行手性农药在动物体的选择性代谢就显得十分重要。
大量的科学试验表明手性医药在人及动物体内的代谢确实存在着立体选择性，如Omeprazole 在人体内R-体比S-体更容易代谢； Carvedilol 经选择性代谢后在人的血浆中S-体的浓度比-R体高，人体对nisoldipine S体的代谢比R-体快8倍,相关方向的研究非常多。对手性农药在动物体的选择性代谢行为的研究非常少，只是很少数的几篇报道，而且相关的报道主要是有机氯农药在动物体及人体内的选择性的残留情况，Kallenborn R 测定挪威河乌蛋中有机氯农药的污染，发现α-六六六的（+）异构体过剩；Ulrich E M研究α-六六六在老鼠中的代谢并发现在脑、血、脂肪等组织中分别具有不同的选择性。Tanabe S曾检测α-六六六在鲸鱼体内对映体的相对含量，发现（+）-/（-）-异构体比值在1.6-2.8之间，随个体不同而不同，原因是代谢能力的差异。Wakabayashi K 研究过从老鼠肝脏中提取的谷光甘肽S转移酶对杀冥硫磷具有立体选择性的去甲基代谢作用而产生S-体的去甲基杀冥硫磷。Skopp S 研究了四种毒杀芬类似物在老鼠中的选择性代谢，在肝脏等组织中发现了选择性的代谢。关于其他手性农药的相关研究基本未见报道。构成动物体的酶、蛋白、氨基酸、多糖等都具有手性，决定了动物体内的手性环境。当手性农药进入动物体内必定会受到酶系等很多生物因子的影响，对映异构体代谢等行为会发生复杂的变化。人们已认识到农药及残留农药的原体、代谢物对人类健康的影响，但由于手性农药的特殊性，其对映体的选择性的转化及代谢行为还是一个人们比较陌生的领域，对映体污染还未引起普遍的关注。研究手性农药在动物体内的选择性代谢行为具有非常重大的意义。 本课题拟选择常用的6种手性农药，马拉硫磷、水胺硫磷、乳氟禾草灵、乙氧呋草黄、甲霜灵和己唑醇，首先基于高效液相色谱手性固定相法建立其对映体的手性拆分方法及在动物组织中的残留分析方法，进行其在动物体内的选择性代谢和残留行为的系统性研究。国际上至今尚未开展手性农药在动物体内的选择性代谢的系统研究，因此本项目的研究意义在于：（1）开展手性农药选择性转化、代谢、残留的系统研究工作，填补这一领域的许多研究空白；（2）发展相关农药的手性分离和代谢分析方法；（3）通过对手性农药在动物体内的选择性的代谢、残留行为研究及机理探讨，对相关手性农药的生产、使用、手性农药法规的制定提出建设性的意见；（4）为相关手性农药的风险评估和污染治理提供依据，指导合理用药，减少污染，降低对人类健康的影响。
主要参考文献 1 R. M. Orlando, P. S. Bonato. Journal of Chromatography B, 2003，795：227–235 2 M.P. Marques , N.A.G. Santos , E.B. Coelho , et al. Journal of Chromatography B, 2001，762 ：87–95 3 F. Behn , S. Michels , S. Laer , et al. Journal of Chromatography B, 2001，755：111–117 4 K. Wakabayashi, M. Hizue, H. Nozaki, et al., Journal of Pesticide Science,1994, 19（4）：277-284
5 R.Kallenborn, S.Planting, J. E.Haugen, Chemosphere. 1998, 37: 2489-2499 6 S. Skopp, M. Oehme, H. Drenth, Chemsphere, 2002, 46: 7, 1083-1090 7 E. M. Ulrich, K. L. Willett, G. A. Caperell, et al. Environmental Scidence and Technology, 2001, 35: 8, 1604-1609, 2、项目的研究内容、研究目标,以及拟解决的关键问题。 研究内容 （1） 基于以往对数十种手性农药的分离、分析基础，利用高效液相色谱手性固定相法建立并优化6种选定农药对映异构体的手性分离、分析方法。 （2）建立选定手性农药对映体残留于动物组织中的提取、净化及检测方法。 （3）对试验动物进行饲养， 通过饲喂和静脉注射两种途径进行所选农药的代谢研究，对喂养和注射农药的浓度进行试验筛选。 （4）测定排泄物包括尿液和粪便、血样中对映体的含量及相对比值（ER值）随时间的变化情况，最终检测肝脏、心脏、肌肉、脂肪、脑等组织中农药对映体的含量及ER值并确定对映体间的转化、选择性代谢及残留行为。 （5）通过质谱确证代谢产物。 （6）进行同一种动物对不同手性农药及同一种手性农药在不同动物中的选择性代谢行为的系统研究，加以比较，探讨代谢机理。
研究目标： （1） 建立所选定的6种手性农药对映体的分离分析方法； （2） 建立手性农药对映体在动物组织中的残留分析方法； （3） 测定手性农药对映异构体在动物体内的变化趋势，研究手性农药对映体在动物体内的转化、选择性代谢及残留行为； （4） 通过对不同的手性农药对映体在不同动物体内及不同的组织中的选择性代谢行为差异的比较，探讨选择性转化、代谢及残留机理； （5） 为制定手性农药相关的法规提供依据，指导合理用药，提高安全性，减少污染。
拟解决的关键问题： (1) 手性农药光学对映体的分离。由于对映体具有相同的物理化学性质，将其分离一直是相关研究的难题。结合以前手性农药的拆分基础，建立选定手性农药的分析方法，即ER值的测定方法，是进行手性农药对映体残留行为研究的基础。 (2)手性农药使用浓度的确定、测定样本的收集。由于研究对象是活体的动物，农药使用的浓度若太高会导致死亡，若太低则检测困难；其尿液、粪便、血样的收集相对较麻烦。 (3) 动物组织中的手性农药的提取、净化和检测。本项目检测残留于动物组织的手性农药要依赖于高效液相色谱法，与传统主要用于残留农药分析的气相色谱法（GC）相比，对提取、净化尤其是检测方法的要求要高的多。 (4)机理讨论。