農(nóng)業(yè)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留檢測(cè)的檢前處理

董湘玲 郭勇

介紹農(nóng)藥殘留檢測(cè)的前處理技術(shù)，包括超臨界流體萃取、固相微萃取、微波輔助萃取技術(shù)、凝膠滲透色譜、基質(zhì)固相分散萃取、固相萃取等方面內(nèi)容，以為農(nóng)藥

殘留檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展提供參考。

近年來(lái)，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中忽視農(nóng)藥的正確、合理使用，農(nóng)藥污染問(wèn)題經(jīng)常發(fā)生，農(nóng)藥殘留量超標(biāo)現(xiàn)象相當(dāng)嚴(yán)重，并呈現(xiàn)逐年加劇的趨勢(shì)。為保障人民的身體健康、有效控制農(nóng)藥在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)中的使用和對(duì)其殘留量進(jìn)行監(jiān)控，大力開(kāi)展農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)特別是相關(guān)的前處理技術(shù)的研究是非常必要的。農(nóng)藥殘留測(cè)定之前要有適合于各種樣品的理化性質(zhì)的萃取、凈化、濃縮等前處理步驟，這些前處理過(guò)程往往對(duì)農(nóng)藥殘留分析的準(zhǔn)確性、精確程度有重要影響。由于農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)涉及的樣品種類繁多、樣品組成及其濃度復(fù)雜多變、樣品物理形態(tài)范圍廣泛，對(duì)農(nóng)藥殘留測(cè)定構(gòu)成的干擾因素特別多，所以需要選擇科學(xué)有效的處理方法。據(jù)統(tǒng)計(jì)表明[1]，大部分農(nóng)藥殘留檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室中用于農(nóng)藥殘留檢測(cè)樣品前處理過(guò)程的時(shí)間約占整個(gè)分析時(shí)間的2/3。為了提高分析測(cè)定效率，改善和優(yōu)化農(nóng)藥殘留檢測(cè)樣品制備的方法和技術(shù)是一個(gè)重要問(wèn)題。在現(xiàn)代農(nóng)藥殘留分析中，有些提取方法已經(jīng)能夠達(dá)到部分凈化或完全凈化的效果。因此，提取和凈化方法的界限已十分模糊。這些新技術(shù)的共同特點(diǎn)是節(jié)省時(shí)間，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省溶劑，減少樣品用量，提高提取或凈化效率以及自動(dòng)化水平。目前，得到廣泛應(yīng)用的新技術(shù)主要有超臨界流體提取、固相微萃取、微波輔助萃取技術(shù)、膠滲透色譜、基質(zhì)固相分散萃取、固相萃取等。

1超臨界流體萃?。⊿upercritical Fluid Extraction，SFE）

超臨界流體（supercritical fluid，SCF）是指處于臨界溫度和臨界壓力的非凝縮性的高密度流體。這種流體介于氣體和液體之間，兼具二者的優(yōu)點(diǎn)。超臨界流體萃?。⊿FE）是指利用處于超臨界狀態(tài)的流體為溶劑對(duì)樣品中待測(cè)組分的萃取方法。Lehotay等[2]首次報(bào)道了應(yīng)用SFE技術(shù)檢測(cè)蔬菜中五氯硝基苯殘留，樣品無(wú)需進(jìn)一步凈化即可通過(guò)氣質(zhì)聯(lián)機(jī)（GC-MS）檢測(cè)。隨后Lehotay等再次使用SFE，GC-MS檢測(cè)了蔬菜、水果中46種農(nóng)藥殘留，除甲胺磷和乙酰甲胺磷外，其他農(nóng)藥的回收率都在80%以上。為提高SFE的萃取效果，常在超臨界流體CO2中加入少量的極性溶劑。Rhan通過(guò)在洋蔥、胡蘿卜前處理過(guò)程中加入甲醇，有效地提高了被檢農(nóng)藥的回收率。劉瑜等[3]應(yīng)用此技術(shù)對(duì)蘋果中5種氨基甲酸酯農(nóng)藥進(jìn)行檢測(cè)，其結(jié)果支持了這一觀點(diǎn)。SFE技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可進(jìn)行選擇性萃取，萃取物不會(huì)改變其原來(lái)的性質(zhì)，萃取過(guò)程簡(jiǎn)單易于調(diào)節(jié)；缺點(diǎn)是萃取裝置較昂貴，不適于分析水樣和極性較強(qiáng)的物質(zhì)[4]。

2固相微萃?。⊿olid- phase microextraction，SPME）

固相微萃取是 20世紀(jì)80年代末由加拿大Waterloo大學(xué)Pawliszyn和Arhturhe教授提出的，它是在固相萃取技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種兼樣品制備的前處理技術(shù)。SPME的原理是利用待測(cè)物在基體和萃取相之間的非均相平衡，使待測(cè)組分?jǐn)U散吸附到石英纖維表面的固定相涂層，待吸附平衡后，再以氣相色譜或高效液相色譜分離和測(cè)定待測(cè)組分。SPME技術(shù)具有簡(jiǎn)便、快捷、無(wú)需萃取溶劑的特點(diǎn)，非常適用于揮發(fā)或半揮發(fā)農(nóng)藥殘留分析。影響固相微萃取結(jié)果的因素包括萃取頭類型、萃取時(shí)間、離子強(qiáng)度、解吸附溫度和解吸附時(shí)間等。陳偉琪等[5]利用100 μm聚二甲基硅氧烷萃取頭浸入勻漿液的萃取方式，由GC-FPD測(cè)定了茼蒿中的甲拌磷等 4種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量，討論了攪拌速度、離子強(qiáng)度、平衡時(shí)間等影響因素對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響；Lambropoulou等采用100 μm聚二甲基硅氧烷萃取頭、頂空-固相微萃取（HS-SPME）方式，用GC-MS方法測(cè)定了草莓和櫻桃中的乙硫磷、對(duì)硫磷、倍硫磷等 7種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量；Sakamoto等發(fā)展了一種采用85 μm聚丙烯酸酯萃取頭、頂空-固相微萃取測(cè)定水中的158種農(nóng)藥殘留量的GC-MS方法，探討了不同種類萃取頭、鹽濃度、pH值和萃取溫度等參數(shù)的影響。固相微萃取的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單快速，價(jià)廉實(shí)用，適用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)；缺點(diǎn)是因固定相吸附容量有限，定量結(jié)果誤差相對(duì)較大，主要用于定量測(cè)定。

3微波輔助萃取技術(shù)（Microwave Aided Extraction，MAE）

微波輔助萃取是1986年匈牙利學(xué)者Ganzler等人通過(guò)利用微波能萃取土壤、食品、飼料等固體物中的有機(jī)物，提出一種新的少溶劑樣品前處理方法。微波輔助萃取技術(shù)是對(duì)樣品進(jìn)行微波加熱，利用極性分子可迅速吸收微波能量的特性來(lái)加熱一些具有極性的溶劑，達(dá)到萃取樣品中含目標(biāo)化合物，分離雜質(zhì)的目的。Akhtar等[6]先用MAE法從精飼料中萃取出鹽霉素，而后用HPLC法測(cè)定其濃度。Hummert等[7]用MAE法萃取后用GC-ECD測(cè)定了海洋哺乳動(dòng)物脂肪組織中的有機(jī)氯化合物，經(jīng)該方法與索氏提取方法萃取的樣品中類酯的含量相似。微波輔助萃取技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是快速節(jié)能、節(jié)省溶劑、污染?。蝗秉c(diǎn)是不易自動(dòng)化，且一般僅用于有機(jī)氯類農(nóng)藥的提取。

4凝膠滲透色譜（gel permeation chromatography，GPC）

凝膠滲透色譜技術(shù)是根據(jù)溶質(zhì)（被分離物質(zhì)）分子量的不同，通過(guò)具有分子篩性質(zhì)的固定相（凝膠），使物質(zhì)達(dá)到分離。凝膠滲透色譜法最初主要用來(lái)分離蛋白質(zhì)，但隨著適用于非水溶劑分離的凝膠類型的增加，凝膠滲透技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)藥殘留量?jī)艋靡园l(fā)展。Balinova采用GPC提純步驟，用HPLC檢測(cè)了5種GC無(wú)法檢測(cè)的農(nóng)藥（殺蟲隆、氟蟲脲、四螨嗪、噻螨酮、除蟲脲），方法靈敏度高，準(zhǔn)確度及精密度好，數(shù)據(jù)線性范圍寬（2～40 ng），能夠很好地分離共萃取基質(zhì)。該方法的操作難度相對(duì)較高，初學(xué)者不易掌握。

5基質(zhì)固相分散萃?。∕atrixsolid-phase dispersion extr-action，MSPD）

基質(zhì)固相分散萃取由Barker于1989年首次提出。這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是不需要進(jìn)行組織勻漿、沉淀、離心、pH調(diào)節(jié)和樣品轉(zhuǎn)移等操作。MSPD的原理是將C18等固相萃取吸附劑與固體、半固體或黏性的樣品一起研磨，得到半干狀態(tài)的混合物并將其作為填料裝柱，然后用不同的溶液淋洗柱子，將各種待測(cè)物洗脫下來(lái)。MSPD多應(yīng)用于從動(dòng)物組織、蔬菜、水果中分離藥品、除草劑、殺蟲劑和其他污染物，BARBER S A和王運(yùn)浩等認(rèn)為影響MSPD效果的因素包括吸附劑的粒徑、鍵合相的性質(zhì)、樣品基質(zhì)的性質(zhì)以及基質(zhì)的修飾、淋洗劑的性質(zhì)以及加入的順序等。Kristenson等發(fā)展了一種簡(jiǎn)便快速的MSPD/GC-MS方法測(cè)定水果中的氯菊酯和倍硫磷、馬拉硫磷等10種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量。選擇C8作為吸附劑，每次分析僅需25 mg樣品和100 μL溶劑；Pico等利用C18做分散吸附劑、硅膠柱凈化、GC-NPD和GC-ECD測(cè)定的方法檢測(cè)了水果和蔬菜中的克菌丹、滅菌丹等8種殺菌劑；Morzycka建立了一種簡(jiǎn)便的多殘留分析的MSPD/GC-NPD方法測(cè)定蜂蜜中的乙硫磷、毒死蜱等12種農(nóng)藥的殘留量，采用Florisil和硅膠作分散吸附劑，氧化鋁和硅膠作為凈化吸附劑，達(dá)到了較好的凈化效果和良好的回收率。該方法僅適用于一類化合物的分離。

6固相萃?。⊿olid Phase Extraction，SPE）

固相萃取（SPE）是利用固體吸附劑將液體樣品中的目標(biāo)化合物吸附，與樣品的基體和干擾化合物分離，然后再用洗脫液洗脫或加熱解吸附，達(dá)到分離和富集目標(biāo)化合物的目的。與液/液萃取相比，固相萃取有很多優(yōu)點(diǎn)：固相萃取不需要大量互不相溶的溶劑，處理過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生乳化現(xiàn)象；采用高效、高選擇性的吸附劑（固定相），能顯著減少溶劑的用量，簡(jiǎn)化樣品的預(yù)處理過(guò)程，同時(shí)所需費(fèi)用也有所減少。一般來(lái)說(shuō)，固相萃取所需時(shí)間為液/液萃取的1/2，而費(fèi)用為液/液萃取的1/5。固相萃取實(shí)質(zhì)上是一種液相色譜分離，其主要分離模式也與液相色譜相同，可分為正相（吸附劑極性大于洗脫液極性）、反相（吸附劑極性小于洗脫液極性），離子交換和吸附。目前，用于HPLC的填料幾乎均可用于SPE。但SPE柱的填料粒徑大于HPLC填料，SPE柱效會(huì)遠(yuǎn)低于HPLC色譜柱。因此，該方法適于分離保留性質(zhì)差別很大的化合物，主要用于處理樣品。

固相萃取主要用于復(fù)雜樣品中微量或痕量目標(biāo)化合物的分離和富集。例如生物體（如血液、尿等）中藥物及其代謝產(chǎn)物的分析、食品中有效成分或有害成分的分析、環(huán)保水樣中各種污染物（可揮發(fā)性有機(jī)物和半揮發(fā)性有機(jī)物）的分析等，都可以使用固相萃取將目標(biāo)化合物分離出來(lái)，并加以富集。

該文將近年來(lái)發(fā)展迅速的固相萃取前處理技術(shù)與先進(jìn)的氣質(zhì)聯(lián)用檢測(cè)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，期望能探索出一種快速方便、準(zhǔn)確可靠、用于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的農(nóng)藥殘留（包括有機(jī)磷、有機(jī)氯、擬除蟲菊酯、氨基甲酸酯、除草劑、殺菌劑）檢測(cè)前處理方法，進(jìn)一步完善農(nóng)藥殘留檢測(cè)方案，為制訂覆蓋面廣、快速、有效的新標(biāo)準(zhǔn)方法提供技術(shù)支持。

（作者單位：盤錦市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所）