煙草中農(nóng)藥殘留檢測前處理技術(shù)評(píng)估及應(yīng)用效果

楊惠娟, 蘇國權(quán), 赫英宇, 李帥兵, 張玉娟, 李靜靜, 申洪濤

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院,河南 鄭州 450046; 2.黑龍江省煙草公司牡丹江煙葉公司,黑龍江 牡丹江 157000;3.聯(lián)一國際煙葉公司,云南 昆明 65000; 4.河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心,河南 鄭州 450046)

農(nóng)藥是煙草生產(chǎn)中重要的外源有害物質(zhì)之一。由于農(nóng)藥使用方式及用量的不合理,農(nóng)藥殘留超標(biāo)問題極易發(fā)生,造成煙草的品質(zhì)安全問題,嚴(yán)重威脅人類健康。因此,農(nóng)藥殘留問題逐漸受到各方面的廣泛關(guān)注[1]。農(nóng)藥殘留超標(biāo)問題也嚴(yán)重影響了中國煙草的發(fā)展和煙草制品出口[2-4]。由于使用的農(nóng)藥種類繁多,導(dǎo)致煙草中農(nóng)藥殘留檢測分析相當(dāng)復(fù)雜。因此,具有靈敏度高、操作簡捷、適用于煙草中多種農(nóng)藥殘留檢測的前處理,對(duì)確保煙草和煙草產(chǎn)品的安全具有重要意義。

前處理技術(shù)是農(nóng)藥殘留檢測分析的關(guān)鍵步驟,它關(guān)系到檢測的準(zhǔn)確度和精密性[5]。不僅要盡量完全提取出樣品中的待測組分,還要去除樣品中的雜質(zhì)以降低樣品中雜質(zhì)對(duì)待測結(jié)果的干擾,提升檢測的靈敏度和準(zhǔn)確性。傳統(tǒng)前處理技術(shù)缺陷較多,如樣品需求量大、試劑消耗量大、毒性大、操作繁瑣等[6]。因此,需要開發(fā)操作簡便、迅速、效率高的煙草農(nóng)藥檢測前處理技術(shù)。

現(xiàn)有的農(nóng)藥殘留檢測前處理技術(shù)受到自身局限或者有效材料等問題局限,在實(shí)際應(yīng)用中存在不足。積極探討各種高效、先進(jìn)的前處理方法,發(fā)展高效的農(nóng)藥殘留檢測技術(shù),是滿足當(dāng)前煙草農(nóng)殘檢測及煙草生產(chǎn)安全的迫切需求。

1 現(xiàn)階段煙草農(nóng)藥殘留物的概況

1.1 中國煙草生產(chǎn)中使用的農(nóng)藥種類

目前,中國煙草上已發(fā)現(xiàn)的侵染性病蟲害達(dá)280余種[7]。現(xiàn)今中國煙草生產(chǎn)過程中使用的農(nóng)藥,主要用于殺蟲、殺菌、除草等,并且各種農(nóng)藥的使用方法和劑量參差不齊。據(jù)中國農(nóng)藥信息網(wǎng)統(tǒng)計(jì),2022年底中國批準(zhǔn)在煙草種植上施用的農(nóng)藥產(chǎn)品共有806個(gè),有效成分133種[8]。

煙草大田生長期間,大量農(nóng)藥被廣泛應(yīng)用于病蟲害的防治。其中,殺蟲劑是使用比例最大的農(nóng)藥,占總用量將近70%[9]。有機(jī)氯類、有機(jī)磷類、氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯類和新煙堿類農(nóng)藥[10]為最常見的殺蟲劑。有機(jī)氯類和擬除蟲菊酯類農(nóng)藥是殘效期較長、穩(wěn)定性較強(qiáng)的農(nóng)藥[11]。牛柱峰等[12]在對(duì)山東五蓮煙區(qū)的煙葉進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn),煙葉中存在有機(jī)氯和擬除蟲菊酯類殺蟲劑,且發(fā)現(xiàn)部分煙葉中有機(jī)磷類殺蟲劑殘留較高。有機(jī)磷類農(nóng)藥[13-14]多達(dá)百余種,其憑借高效、易降解、使用方便等優(yōu)點(diǎn),成為目前世界范圍內(nèi)應(yīng)用最為普遍的一類殺蟲劑。氨基甲酸酯類農(nóng)藥是以甲酸酯為前體化合物發(fā)展而來的農(nóng)藥,這種農(nóng)藥分解速率快,殘留期相對(duì)較短,并且具有毒性低、高效性和選擇性強(qiáng)的特點(diǎn)[15]。新煙堿類農(nóng)藥自20世紀(jì)90年代首次獲批登記以來,以高效、廣譜、低毒的特性及新穎的作用方式、良好的吸收性等特點(diǎn),被農(nóng)藥市場廣泛接受[16]。到目前為止,中國登記的新煙堿類農(nóng)藥已有2 100余種,約占中國登記農(nóng)藥藥品總數(shù)的7%[17]。

煙田中生長的雜草生長能力較強(qiáng),借此爭奪煙株養(yǎng)分,直接影響著煙株的正常生長[18]。為了去除雜草保障煙株的正常發(fā)育,煙農(nóng)常常施加大量除草劑。研究表明,煙草中造成農(nóng)藥殘留的除草劑種類主要包括喹啉羧酸類[19]、苯氧羧酸類、苯甲酸類、磺酰脲類、酰胺類[20];截至2020年8月,登記在煙草上的除草劑有效成分有敵草胺、精異丙甲草胺、異丙甲草胺、二甲戊靈、仲丁靈、異噁草松[21]、砜嘧磺隆、精喹禾靈、高效氟吡甲禾靈、烯草酮和威百畝11種[22],同時(shí)二甲戊靈、仲丁靈也是常見的植物調(diào)節(jié)劑的有效成分[23]。

國家煙草專賣局調(diào)查表明,煙草常見的病害主要有煙草花葉病毒病、赤星病[24]、黑脛病、蚜傳病毒病、青枯病[25]、根結(jié)線蟲病[26]、野火病[27]、腳斑病、白粉病。煙草病害防治的主要藥劑類型為化學(xué)殺菌劑,常見的殺菌劑主要有青枯靈、硫酸鏈霉素[28]、氟啶胺[29]、噻唑鋅[30]、代森聯(lián)、丁吡嗎啉[31]、多菌靈等。

1.2 煙草農(nóng)藥限量標(biāo)準(zhǔn)

在煙草種植、采收、烘烤或晾曬環(huán)節(jié),如果處理不當(dāng),煙草容易被農(nóng)藥污染。由于農(nóng)藥殘留嚴(yán)重影響人類健康,許多國家、地區(qū)、國際組織都相繼制定了農(nóng)藥殘留限量標(biāo)準(zhǔn),國際市場煙葉的選購和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之一為制品中的農(nóng)藥殘留量。1986年,德國制定了卷煙和煙絲中的18種農(nóng)藥殘留,煙葉原料中71種農(nóng)藥殘留量的最高限量[32];美國農(nóng)業(yè)部則在1987年制定了進(jìn)口煙草中19種農(nóng)藥殘留限量指標(biāo)[33]。綜合來看,美國、德國等歐美國家制定的國家標(biāo)準(zhǔn),對(duì)煙草中農(nóng)藥殘留最高限量做出規(guī)定的多達(dá)150余種農(nóng)藥[34]。2008年國際煙草科學(xué)研究合作中心(CORESTA)農(nóng)用化學(xué)品咨詢委員會(huì)(ACAC)提出118種煙草常用農(nóng)藥的指導(dǎo)性殘留限量(GRLs)[35],2016年CORESTA(煙草科學(xué)合作研究中心)召開會(huì)議提到106種煙草農(nóng)藥殘留,主要包括有機(jī)磷類、氨基甲酸酯類、生長調(diào)節(jié)劑類及有機(jī)氯類農(nóng)藥[36]。

中國農(nóng)藥殘留限量標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)工作起始時(shí)間相對(duì)較晚,2009年前中國煙草農(nóng)藥殘留檢測是參照國際水果蔬菜或煙草農(nóng)殘限量標(biāo)準(zhǔn),隨著中國煙草及煙草制品在國際市場受到越來越多的認(rèn)可,煙草中的農(nóng)藥殘留也備受關(guān)注。2009年7月,國家煙草專賣局科教司、中國煙草總公司及煙草質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心等系統(tǒng)研究了煙草農(nóng)藥最大殘留限量,并且還根據(jù)噴灑殺蟲劑的類型、劑量和頻率制定了13項(xiàng)煙草標(biāo)準(zhǔn)[37]。國家煙草專賣局還提出了“無公害煙草生產(chǎn)技術(shù)”,重點(diǎn)控制煙草中的農(nóng)藥和重金屬殘留[38-39]。截至2019年,中國批準(zhǔn)在煙草上登記,并在有效期的農(nóng)藥共有133種[40]。中國地域遼闊,煙草種植面積廣闊,施用的農(nóng)藥種類多,建立完整煙草農(nóng)藥殘留的限量標(biāo)準(zhǔn),是提高中國煙草質(zhì)量安全的重中之重。

1.3 煙草農(nóng)藥殘留現(xiàn)狀

煙草在生產(chǎn)種植過程中,懸浮劑、乳油等直接噴灑于煙草葉面劑型的農(nóng)藥會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的農(nóng)藥殘留,造成農(nóng)藥殘留超標(biāo)的主要原因就是濫用農(nóng)藥、施用劑量超標(biāo)[41]。據(jù)統(tǒng)計(jì),中國在煙草種植上施用的農(nóng)藥主要是有機(jī)磷類[42]、擬除蟲菊酯類[43]、氨烷類及有機(jī)氯類[44],吡蚜酮[45]、多菌靈[46]、高效氯氟氰菊酯[47]、三嗪類殺蟲劑[48]和馬來酰肼[49]等,其中有機(jī)氯類農(nóng)藥穩(wěn)定性強(qiáng)、難降解。中國在1983年全面禁止六六六和滴滴涕等主成分為有機(jī)氯類的化學(xué)農(nóng)藥使用,但檢測中經(jīng)常能夠檢測出殘留成分。這是由于有機(jī)氯類農(nóng)藥能夠在土壤中殘留極長時(shí)間,煙草能夠富集殘留在土壤中的農(nóng)藥成分,導(dǎo)致煙草農(nóng)殘超標(biāo)。

現(xiàn)階段中國煙草農(nóng)藥殘留存在的主要原因是大田生產(chǎn)過程中主要采取化學(xué)制劑處理病蟲害,農(nóng)藥施入煙田后,部分?jǐn)U散到大氣環(huán)境中進(jìn)而進(jìn)入煙株內(nèi)部,另外一部分則會(huì)被煙株吸收進(jìn)入煙株內(nèi)部[50]。而煙株自身能夠分解農(nóng)藥成分的酶的氧化分解能力有限,因此直至收獲,煙草中仍殘留少量農(nóng)藥成分,甚至有毒代謝產(chǎn)物[51]。在烘烤和風(fēng)干過程中,煙草農(nóng)藥殘留主要是未完全分解的農(nóng)藥及其有毒代謝物。雖然煙草在儲(chǔ)存期間會(huì)分解以減少農(nóng)藥殘留,但在儲(chǔ)存期間噴灑防蟲藥會(huì)產(chǎn)生新的農(nóng)藥殘留。

2 農(nóng)藥殘留檢測前處理技術(shù)評(píng)估

在煙草農(nóng)藥殘留檢測試驗(yàn)中,科學(xué)、準(zhǔn)確、高效的前處理技術(shù)可以顯著提高樣品農(nóng)藥殘留量的提取率,避免了包含干擾性雜質(zhì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的影響。當(dāng)前,前處理方法主要應(yīng)用的技術(shù)有固相萃取技術(shù)、固相微萃取技術(shù)、分子印跡微萃取技術(shù)、基質(zhì)固相分散技術(shù)與分散固相萃取技術(shù)等[52]。

2.1 固相萃取技術(shù)(SPE)

固相萃取技術(shù)(solid phase extraction,SPE)是近些年發(fā)展的前處理技術(shù),其原理是利用液相色譜法的分離原理。先使用固體吸附劑選擇性吸附農(nóng)藥成分,除去樣品基質(zhì)和干擾化合物,再使用洗脫劑將農(nóng)藥洗脫下來的方法。固相萃取技術(shù)是一種通用型樣品前處理技術(shù)。相較于其他前處理技術(shù),固相萃取技術(shù)在農(nóng)藥殘留前處理上應(yīng)用最為廣泛,但此項(xiàng)技術(shù)對(duì)操作要求高,步驟復(fù)雜,消耗溶劑量大,一般應(yīng)用于有機(jī)氯農(nóng)藥檢測等可用液相色譜法檢測的農(nóng)藥樣品的前處理中。馬凱等[53]采用磁性固相萃取技術(shù),建立了一種兼具簡便可靠兩大特點(diǎn)的測定煙草中9種農(nóng)藥殘留量方法,其中Zr-金屬有機(jī)骨架功能化磁性石墨烯納米復(fù)合材料的合成成為其快速測定煙草中多種農(nóng)藥殘留的吸附劑。曹建敏等[54]曾用固相萃取技術(shù)檢測過煙草中40種農(nóng)藥殘留,回收率在75 %之上,此項(xiàng)技術(shù)價(jià)格便宜、試驗(yàn)誤差小,對(duì)煙草揮發(fā)性與極性農(nóng)藥回收率較高,檢測下限可低至0.01 mg·kg-1,薛曉康等[55]利用四氧化三鐵負(fù)載石墨化碳黑磁性納米材料(GCB/Fe3O4)作為固相萃取吸附劑,與氣相色譜/三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)(GC-MS/MS)聯(lián)用同時(shí)測定了茶葉中405種農(nóng)藥的殘留,發(fā)現(xiàn)平均回收率達(dá)到48.2%～123.6%。

2.2 固相微萃取技術(shù)(SPME)

固相微萃取技術(shù)(solid-phase microextraction, SPME)是以固相萃取技術(shù)為基礎(chǔ)的進(jìn)一步發(fā)展的新型無溶劑化樣品前處理技術(shù),其核心為固相微萃取纖維。根據(jù)萃取方式以及萃取裝置不同分為多種萃取方法。SPME集采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣于一體,擁有萃取性能好、穩(wěn)定性高、操作簡便等優(yōu)點(diǎn),適用于多種農(nóng)藥殘留的快速篩查。SPME萃取時(shí)間短,提取結(jié)果準(zhǔn)確性高。劉苗等[56]使用固相微萃取技術(shù)進(jìn)行前處理后,測出了蔬菜中有機(jī)磷類和擬除蟲菊酯類共23種農(nóng)藥殘留。使用固相萃取技術(shù)進(jìn)行前處理時(shí),吸附劑的選擇至關(guān)重要,近年來,碳納米管作為吸附劑用于固相萃取前處理在農(nóng)藥殘留、藥物、酚類化合物分析上得到了廣泛的應(yīng)用[57]。RAVELO-PéREZ等[58]利用10～15 nm直徑的多壁碳納米管作為吸附材料和GC聯(lián)用測定了蘋果等幾種水果中中二嗪磷、殺螟硫磷等8種有機(jī)磷的殘留,回收率為73 %～103 %,低于歐盟建立的農(nóng)藥殘留限量標(biāo)準(zhǔn)。選用吸附力強(qiáng)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、機(jī)械強(qiáng)度高的吸附材料是提高固相萃取和固相微萃取技術(shù)的關(guān)鍵。

2.3 分散固相萃取技術(shù)(d-SPE)

BARKER[59]最先提出分散固相萃取技術(shù),他采用包含有C18在內(nèi)的多種聚合物作為萃取材料,然后使用不同溶劑將農(nóng)藥殘留物洗脫下來。CAI等[60]采用分散固相萃取技術(shù)用弗羅里硅土作為基質(zhì)固相分散劑,結(jié)果表明,農(nóng)藥回收率(擬除蟲菊酯類)為72%～99%。分散固相萃取技術(shù)是一種快速的試樣凈化方法,其中以QuEChERS最具代表性,QuEChERS樣品前處理技術(shù)憑借其快速(Quick)、簡便(Easy)、便宜(Cheap)、高效(Effective)、穩(wěn)定(Rugged),同時(shí)可靠安全(Safe)的特點(diǎn),在農(nóng)藥多殘留檢測技術(shù)中備受關(guān)注,已獲得歐盟農(nóng)藥殘留委員會(huì)認(rèn)可,在樣品前處理、提取凈化等方面具有良好前景,極有可能成為未來應(yīng)用最為廣泛的提取方法。ABDALLAH 等[61]使用QuEChERS方法和液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法,使用酸化的乙腈和檸檬酸鹽緩沖鹽來提取再水合的樣品,監(jiān)測到了沙特阿拉伯Al-Qassim市場上的42種農(nóng)藥殘留?？坠廨x等[62]采用改進(jìn)的QuEChERS技術(shù)提取煙草樣品,在堿性條件下超聲水解后進(jìn)樣分析,采用負(fù)離子多反應(yīng)(離子)監(jiān)測(MRM)模式檢測,通過測定2,4-DNOPC 相應(yīng)的水解產(chǎn)物 2,4-二硝基-6-(1-甲基庚基)苯酚(2,4-DNOP)來計(jì)算煙草中硝苯菌酯殘留量。建立了QuEChERS-UPLC-MS/MS測定煙草中硝苯菌酯(2,4-DNOPC)殘留的方法。

2.4 基質(zhì)分散固相萃取技術(shù)(matrix solid phase dispersion, MSPD)

基質(zhì)分散固相萃取技術(shù)是一種新型樣品前處理技術(shù),集提取與凈化于一體,是將樣品與固相萃取材料混合在一起,然后進(jìn)行萃取進(jìn)化。此項(xiàng)技術(shù)具有檢測快、價(jià)格便宜、操作簡便、試劑用量少等特點(diǎn),在藥物殘留和有害成分分析中應(yīng)用較為廣泛[63]。相較于固相萃取技術(shù),基質(zhì)固相分散技術(shù)效率更高且需要的時(shí)間更短,適合固體、半固體和黏性樣品的多農(nóng)藥殘留處理。師君麗等[64]采用基質(zhì)分散固相萃取凈化、超高效液相色譜分離與串聯(lián)質(zhì)譜檢測技術(shù)對(duì)煙草中131種農(nóng)藥及其代謝物殘留進(jìn)行檢測,131種農(nóng)藥的回收率為65.3%～112.4%。該方法簡便快捷,靈敏度、準(zhǔn)確度高,極大提升了檢測速率與通量。

2.5 分子印跡微萃取技術(shù)

分子印跡微萃取技術(shù)[65]是利用高度選擇性聚合物,利用目標(biāo)物的特異性進(jìn)行分離純化。目前常用的分子印跡萃取技術(shù)主要有分子印跡固相微萃取技術(shù)[66]、分子印跡攪拌棒吸附萃取技術(shù)[67]、分子印跡磁性微球萃取技術(shù)等。在煙草農(nóng)藥殘留檢測中,該技術(shù)主要用于研究三嗪類除草劑[68]。李方樓等[69]使用該技術(shù)對(duì)煙葉中敵草胺進(jìn)行回收,其研究表明,敵草胺的回收率在90%以上,分子印跡微萃取技術(shù)是高分子生物學(xué)結(jié)合化學(xué)應(yīng)用在農(nóng)藥殘留領(lǐng)域的新型技術(shù),具有特異性強(qiáng),靈敏度高等優(yōu)點(diǎn),但由于分子印跡聚合物[70]在水相或其他極性溶劑中合成與應(yīng)用受限,存在模板滲透問題,是制約分子印跡微萃取技術(shù)在農(nóng)藥殘留分析領(lǐng)域推廣應(yīng)用的一大因素。相較于固相萃取技術(shù)和分散固相萃取技術(shù),此項(xiàng)技術(shù)在煙草農(nóng)藥殘留檢測中多用于除草劑類農(nóng)藥前處理。選用新型功能單體如β-環(huán)糊精[71],解決分子印跡聚合物應(yīng)用受限問題;使用易于模板分子洗脫的分子印跡聚合物形式,采用新型萃取方法洗脫模板分子,解決模板滲透問題;制備新型納米材料等適合與儀器聯(lián)用的分子印跡聚合物固載形式,實(shí)現(xiàn)分子印跡聚合物與不同分析儀器在線聯(lián)用以及儀器的自動(dòng)化和微型化,是分子印跡微萃取技術(shù)的未來發(fā)展趨勢。

3 煙草中農(nóng)藥殘留檢測前處理技術(shù)的應(yīng)用效果

3.1 煙草中農(nóng)藥殘留檢測前處理技術(shù)在植煙土壤中的應(yīng)用效果

土壤是一個(gè)復(fù)雜的“類生物體”,農(nóng)藥在土壤中會(huì)發(fā)生如擴(kuò)散或淋溶、吸附或脫附、被土壤微生物分解等一系列變化、反應(yīng)。在煙草種植過程中,用于防治煙草病蟲害而噴施于葉面的農(nóng)藥會(huì)有40%～50%沉降于土壤中[72],植煙土壤中的農(nóng)藥殘留一部分會(huì)被降解為無毒代謝產(chǎn)物,一部分則會(huì)被煙株吸收。植煙土壤中農(nóng)殘的檢測是煙草農(nóng)藥檢測中必不可少的部分,對(duì)于植煙土壤中的農(nóng)藥殘留檢測前處理多采用分散固相萃取技術(shù)和固相萃取技術(shù)。CHEN等[73]在田間研究煙草植物和土壤中氟蟲的消散動(dòng)態(tài)和最終殘留的試驗(yàn)中,采用超聲輔助提取法提取了植煙土壤中氟脲類殘留,采用分散固相萃取技術(shù)凈化,液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法檢測,檢測中回收率高于72.9%,且相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于12 %。WU等[74]用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測定甲霜靈,氰唑酰胺和氰唑酰胺代謝物4-氯-5-對(duì)甲苯基咪唑-2-甲腈(CCIM)。用含有0.1%乙酸乙腈提取土壤中3種目標(biāo)化合物,用十八烷基硅烷純化提取物。該方法已成功應(yīng)用于真實(shí)土壤中甲霜靈,氰唑酰胺和CCIM殘留的分析。陳發(fā)元[75]采用乙酸-乙腈提取,基質(zhì)固相萃取技術(shù)凈化, UPLC-MS/MS和GC-ECD法測定植煙土壤中啶蟲脒、砜嘧磺隆、氟節(jié)胺的殘留量。結(jié)果表明,此方法的檢測限啶蟲脒、氟節(jié)胺、砜嘧磺隆均為0.01 mg·kg-1。啶蟲脒的平均回收率為88.4%～96.9%,氟節(jié)胺的平均回收率為86.49%～97.93%,砜嘧磺隆的平均回收率為80.40%～96.70%,此種檢測植煙土壤中農(nóng)藥殘留量的方法操作簡單快速,準(zhǔn)確率高。

3.2 煙草中農(nóng)藥殘留檢測前處理技術(shù)在煙葉農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用效果

煙葉中農(nóng)藥殘留的檢測,是煙草農(nóng)藥殘留檢測中的重中之重,對(duì)于保障煙葉質(zhì)量安全和消費(fèi)者健康有重要意義。在對(duì)煙葉中農(nóng)藥殘留的檢測前處理技術(shù)中,分散固相萃取和固相萃取技術(shù)使用最為頻繁。嚴(yán)會(huì)會(huì)等[76]建立了一種利用LC-MS/MS快速測定煙草中15種農(nóng)藥如吡蚜酮等農(nóng)藥的方法,是采用乙腈提取樣品,分散固相萃取凈化,最后用LC-MS/MS進(jìn)行檢測的方法。隨著時(shí)代的發(fā)展,檢測技術(shù)也在逐漸改進(jìn)和完善。翟爭光等[77]利用多壁碳納米管對(duì)烤煙樣品進(jìn)行凈化,超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定烤煙中粉唑醇的殘留量能夠有效的解決其他檢測方式過程煩瑣,方法精密度及靈敏度不足的問題,為粉唑醇在煙草上的安全使用提供技術(shù)安全保障。分子印跡固相萃取技術(shù)也常用在煙草葉片農(nóng)藥殘留檢測中。王春瓊等[78]構(gòu)建了一種殺菌劑苯霜靈電化學(xué)檢測方法:以丙烯酰胺為功能單體,應(yīng)用紫外引發(fā)聚合在石墨烯修飾絲網(wǎng)印刷電極表面,以此來制備苯霜靈分子印跡膜。運(yùn)用此方法將所制得的印跡傳感器應(yīng)用于煙草樣品中農(nóng)藥殘留的測定,測定結(jié)果較為理想。此種方法操作簡便且檢測準(zhǔn)確,誤差小,可廣泛用于煙草中的農(nóng)藥殘留檢測。隨著快速檢測技術(shù)的發(fā)展,分子印跡固相萃取技術(shù)將與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室檢測技術(shù)一樣,成為農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測的不可替代的技術(shù)。

3.3 煙草中農(nóng)藥殘留檢測前處理技術(shù)在煙葉主流煙氣農(nóng)藥殘留檢測中應(yīng)用效果

煙氣是不斷變化的極其復(fù)雜的化學(xué)體系,它是各類煙草制品在抽吸過程中,內(nèi)部化學(xué)成分經(jīng)過一系列復(fù)雜變化形成的[79]。煙氣根據(jù)氣流的不同可分為主流煙氣和側(cè)流煙氣兩類。目前對(duì)植煙土壤農(nóng)藥殘留降解動(dòng)態(tài)和烤后煙葉農(nóng)藥殘留檢測方法的研究很多,但對(duì)于烤后煙葉農(nóng)藥殘留向卷煙主流煙氣中轉(zhuǎn)移情況的研究較少。衡量卷煙煙氣的安全性僅僅憑借煙葉中農(nóng)殘含量指標(biāo)來衡量是不夠準(zhǔn)確的,評(píng)價(jià)卷煙煙氣的安全性必須明確煙葉中農(nóng)藥殘留向主流煙氣的轉(zhuǎn)移情況。卷煙煙氣中農(nóng)藥殘留的檢測引起了中國學(xué)者的關(guān)注,并取得了不錯(cuò)的成果。

荊聰瑩[80]在用直線型吸煙機(jī)進(jìn)行卷煙抽吸試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),主流煙氣中乙草胺、氯氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、溴氰菊酯、氰戊菊酯的轉(zhuǎn)移量,均與煙葉農(nóng)藥殘留濃度呈極顯著正相關(guān)關(guān)系;抽吸容量、抽吸間隔時(shí)間的影響在一定范圍內(nèi)小于農(nóng)藥殘留濃度的影響,并且在幾種材料濾嘴中發(fā)現(xiàn)自由基清除劑濾嘴對(duì)主流煙氣中的農(nóng)藥殘留的截留作用最大。時(shí)亮等[81]以固相萃取分離純化、氣相色譜定性定量同時(shí)測定卷煙中5種氨基甲酸酯類農(nóng)藥(西維因、葉蟬散、速滅威、呋喃丹、滅多威)在卷煙煙氣中的捕集轉(zhuǎn)移率(CSE)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),此方法結(jié)果較為理想。樓小華等[82]采用硅膠固相萃取凈化,色譜法檢測卷煙燃吸后126種農(nóng)藥在主流煙氣中的轉(zhuǎn)移率,發(fā)現(xiàn)抑芽劑較高,有機(jī)氯殺蟲劑、除草劑、擬除蟲菊酯類殺蟲劑次之,有機(jī)磷殺蟲劑、殺菌劑、雜環(huán)類殺蟲劑、氨基甲酸酯類殺蟲劑較低。在抽吸過程中,農(nóng)藥殘留會(huì)組成煙氣氣溶膠進(jìn)入人體,從而影響人的身體健康。在吸煙與健康問題、卷煙安全性問題不斷被提及的現(xiàn)階段,煙葉煙氣中農(nóng)藥殘留的檢測應(yīng)該引起重視,制訂成品卷煙中農(nóng)藥殘留限量確保中國卷煙制品的安全性。

4 結(jié)論與討論

前處理在農(nóng)藥殘留分析中占有重要地位,前處理效果直接影響到結(jié)果的準(zhǔn)確度。煙草的農(nóng)藥殘留分析相較于其他基質(zhì)具有以下特征:1)樣品基質(zhì)復(fù)雜,前處理過程步驟較多,耗時(shí)較長;2)樣品中所含次生代謝物較多,種類復(fù)雜,需要更高的靈敏度;3)現(xiàn)階段中國大部分地區(qū)煙草生產(chǎn)種植較為分散,大多為小農(nóng)戶生產(chǎn),缺少科學(xué)的指導(dǎo)與規(guī)范,無法有效地對(duì)施用的農(nóng)藥種類進(jìn)行統(tǒng)計(jì),針對(duì)農(nóng)藥殘留測定要求更高。

本研究中所介紹的固相萃取、固相微萃取、基質(zhì)固相分散、QuEChERS、分子印跡微萃取技術(shù)對(duì)目標(biāo)化合物的提取、富集、分離、凈化的變化過程,反映出了前處理技術(shù)向適合多殘留分析、自動(dòng)化程度高、簡易便捷、靈敏度高的方向發(fā)展。未來這種簡易高效、同時(shí)可靠安全的前處理技術(shù)會(huì)得到廣泛利用,如QuEChERS法;固相萃取、固相微萃取、基質(zhì)固相分散這類自動(dòng)化程度較高與儀器聯(lián)用的前處理技術(shù)是發(fā)展的另一方向;分子印跡微萃取這種特異性強(qiáng)、選擇性高的前處理技術(shù)是對(duì)未來發(fā)展的補(bǔ)充。

為提高煙草農(nóng)藥殘留提取效率,減小基質(zhì)效應(yīng),樣品前處理應(yīng)從以下2個(gè)方向發(fā)展:1)開拓前處理材料的功能化研究,提高萃取能力和選擇性;2)增加萃取形式,提高前處理效率,由單殘留向多殘留檢測方向發(fā)展。

針對(duì)不斷變化品種的煙草農(nóng)藥,研究存在一定局限性。隨著前處理技術(shù)的不斷發(fā)展,煙草農(nóng)藥殘留檢測方法將會(huì)迎來新的契機(jī)和發(fā)展方向。