食物農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)樣品前處理技術(shù)

司良志++司福龍

摘 要：該文介紹了固相萃取和微萃取、微波輔助萃取、超臨界流體萃取和凝膠滲透色譜技術(shù)等食物農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)樣品前處理方法，但是各種方法的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)各不相同，應(yīng)根據(jù)待測(cè)樣品的種類和基質(zhì)、檢測(cè)儀器和對(duì)結(jié)果的要求等具體條件的不同，合理選擇相應(yīng)的樣品前處理方法，保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：農(nóng)藥殘留 快速檢測(cè) 樣品前處理

中圖分類號(hào)：S481.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）05（a）-0049-01

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大量使用農(nóng)藥后，一部分農(nóng)藥會(huì)殘存于食物和土壤中。食用被農(nóng)藥污染的食物后，在機(jī)體內(nèi)農(nóng)藥會(huì)逐漸蓄積，危害人群健康和生命安全。農(nóng)藥殘留檢測(cè)是避免危害的一種重要手段，在快速檢測(cè)前，應(yīng)進(jìn)行樣品前處理這一基本步驟，主要目的在于溶解分離樣品中的農(nóng)藥，必要時(shí)還需經(jīng)過凈化才能分離待測(cè)物與干擾雜質(zhì)。該文對(duì)樣品前處理技術(shù)進(jìn)行總結(jié)分析。

1 固相萃取

1.1 基本原理

固相萃取是利用固體吸附劑吸附液體樣品中的農(nóng)藥及其代謝產(chǎn)物，將其與樣品的其他物質(zhì)分離開來，然后再利用洗脫液洗脫或加熱將欲檢測(cè)成分解吸附，將其充分分離并富集的過程。

1.2 分類

根據(jù)固相萃取柱中的不同填料，可分為3種類型：（1）正相固相萃取。該類型的填料為極性，用來萃?。ūＡ簦┑哪繕?biāo)物質(zhì)為極性化合物。（2）反相固相萃取。該類型的填料為弱極性或非極性，用來萃取的目標(biāo)物質(zhì)為中等極性到非極性化合物。（3）離子交換型固相萃取。該類型的填料為帶電荷的離子交換樹脂，用來萃取的目標(biāo)物質(zhì)為帶電荷的化合物。（4）親和型固相萃取。利用抗原抗體反應(yīng)或與配體、受體結(jié)合的原理制備而成，洗脫具有一定的選擇性。固相萃取也可使待測(cè)組分通過萃取柱，柱上保留的是非目標(biāo)物質(zhì)。

1.3 基本步驟和特點(diǎn)

該方法的基本步驟依次為柱預(yù)處理→加樣→洗去干擾組分→回收待測(cè)組分。萃取柱本身，待測(cè)組分保留性質(zhì)、濃度，基質(zhì)組分濃度等是影響萃取柱加入樣品量多少的主要因素。該方法的缺陷在于凈化樣品但不能富集目標(biāo)物質(zhì)，也不能分離保留性質(zhì)比待測(cè)組分更弱的雜質(zhì)。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于消除了液/液萃取技術(shù)和一般柱層析的缺陷，能回收盡可能多的目標(biāo)物質(zhì)，能有效分離目標(biāo)物質(zhì)與干擾物質(zhì)，萃取過程簡單快速（5～10 min），溶劑用量少，重現(xiàn)性好。

2 固相微萃取

固相微萃取克服了第一種前處理技術(shù)之堵塞吸附劑孔道的缺陷，在此基礎(chǔ)上形成的一種融采樣、萃取、濃縮和進(jìn)樣于一體的樣品前處理新技術(shù)，處理過程中不需溶劑。該技術(shù)所需裝置由手柄和萃取頭組成，萃取頭是一根熔融石英纖維，涂有不同固定相或吸附劑，不銹鋼針連接石英纖維，不銹鋼管將石英纖維套于其內(nèi)，萃取頭可在不銹鋼管內(nèi)自由伸縮。

該方法萃取模式可分為直接法和頂空法兩種。前者石英纖維在樣品中暴露，適用于萃取半揮發(fā)性的液體食品；后者的石英纖維置于樣品頂空中，適用于萃取揮發(fā)性固體食品。

固相微萃取包括吸附和解吸兩個(gè)連續(xù)的過程。前者待測(cè)物在涂層與樣品之間平衡分配，遵循相似相溶原則。固相微萃取比其他任何提取技術(shù)都快，一般只需15 min，而且只需少量樣品。

3 微波輔助萃取

微波輔助萃取是通過利用微波能萃取食品中的有機(jī)物的少溶劑樣品前處理方法。該技術(shù)是利用了極性分子可迅速吸收微波能量的原理，通過微波加熱讓極性溶劑受熱后可使樣品中目標(biāo)化合物得以萃取，達(dá)到前處理的目的。

該方法勝過傳統(tǒng)的振蕩提取法的優(yōu)勢(shì)是：安全快速、效率高、試劑用量小和可以自動(dòng)控制等方面，適用于提取農(nóng)藥等易揮發(fā)物質(zhì)，并且還可以對(duì)多個(gè)食物樣品進(jìn)行提取。

該方法的重點(diǎn)在于是否合理選擇溶劑，這對(duì)萃取結(jié)果可產(chǎn)生直接影響。由于非極性溶劑介電常數(shù)小，對(duì)微波透明或部分透明，難以達(dá)到萃取分離的目的。這就要求溶劑必須有一定的極性，有較強(qiáng)溶解待測(cè)組分的能力，較少干擾后續(xù)檢測(cè)過程和檢測(cè)結(jié)果。溶劑沸點(diǎn)也是影響因素之一。所以，實(shí)踐中常選用的萃取劑包括甲醇、乙醇、乙酸甲苯、丙酮、乙腈和二氯乙烷等。

萃取設(shè)備、溫度和時(shí)間的選擇也是影響萃取結(jié)果的因素。當(dāng)溫度最高時(shí)，也就是萃取回收率的對(duì)好時(shí)機(jī)。由于各物質(zhì)最佳萃取回收率的溫度范圍不同，這一點(diǎn)要多加注意。在操作過程中，溶劑溫度應(yīng)控制在適當(dāng)?shù)姆秶?，保證待測(cè)物不被分解。

4 超臨界流體萃取

超臨界流體萃取是將超臨界流體作為溶劑來萃取樣品中待測(cè)組分的一種前處理技術(shù)，由萃取與分離2個(gè)基本過程組成。而超臨界流體也就是處于臨界條件下的高密度流體，包括臨界溫度和臨界壓力兩方面。

在這種前處理方法中，影響萃取效果的萃取劑因素主要包括：臨界條件是否可以容易達(dá)到，溶解能力的大小，毒性和腐蝕性是否影響和破壞裝置，價(jià)格是否昂貴等。CO2為最常用的超臨界流體，主要用于對(duì)熱不穩(wěn)定的非極性物質(zhì)的萃取，因?yàn)镃O2為非極性溶劑，一般不用于極性化合物的萃取。但是，可以加入少量的改進(jìn)劑來萃取極性化合物，實(shí)踐表明效果較好。

另外，溫度、壓力、改性劑也是影響該方法萃取效果的因素。首先，溫度對(duì)萃取結(jié)果的影響較為復(fù)雜。流體密度和待測(cè)物蒸氣壓受到溫度的影響。在臨界條件附近的低壓范圍區(qū)，溫度升高可稍提高待測(cè)物蒸氣壓，但此時(shí)急劇降低的流體密度會(huì)使萃取劑溶劑化能力下降；在高壓范圍區(qū)時(shí)，溫度升高迅速提高了待測(cè)組分蒸氣壓，萃取效率可得以改善。當(dāng)流體溫度一定且處于超臨界狀態(tài)時(shí)，變化的流體密度會(huì)使溶質(zhì)溶解度同步發(fā)生改變，萃取效果也出現(xiàn)改變。所以，應(yīng)根據(jù)在流體中待測(cè)組分溶解度的大小，使萃取過程在調(diào)整的不同壓力范圍內(nèi)進(jìn)行，達(dá)到提高萃取效率的目的。改性劑為一種溶劑，使用的目的在于提高待測(cè)物的溶解度和分離的選擇性，應(yīng)根據(jù)不同的情況選擇不同的改性劑。

5 凝膠滲透色譜技術(shù)

讓被測(cè)量的高聚物溶液通過一根內(nèi)裝不同孔徑的色譜柱，根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量分開分子，達(dá)到分離的目的。決定凝膠滲透色譜最佳參數(shù)的因素為載體和溶劑，同時(shí)溫度和溶質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)也影響分離效果。

對(duì)于載體性質(zhì)來說，要求其有較好的化學(xué)惰性、機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，待測(cè)物質(zhì)不被吸附，分離范圍廣等，這可以保證儀器的良好性能，保證良好的分離效果。

載體粒度和填充密度也影響分離效果。載體的粒度越小越均勻，填充的越緊密，分離效果越好。所以，一般在色譜柱內(nèi)裝幾種不同孔徑的載體或?qū)⒀b有不同載體的色譜柱串聯(lián)，以達(dá)到擴(kuò)大分離范圍和分離容量的目的。

選用的溶劑是否合適可以決定其能否提高待測(cè)物質(zhì)的溶解度，一般要求其能溶解多種聚合物，不能腐蝕儀器部件，與檢測(cè)器相匹配。凝膠滲透色譜技術(shù)采用液體色譜柱，要求選用溶劑的熔點(diǎn)應(yīng)低于室溫，沸點(diǎn)應(yīng)在實(shí)驗(yàn)溫度以上，粘度應(yīng)較低，使流動(dòng)阻力降低到最低程度。同時(shí)，選用的溶劑必須為化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、易純化、低毒性、不腐蝕色譜設(shè)備的物質(zhì)。

該方法的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在凈化容量大、可重復(fù)使用、凈化時(shí)間短、簡便準(zhǔn)確、應(yīng)用范圍廣等方面。endprint