SPME-GC-MS聯(lián)用技術(shù)測(cè)定農(nóng)藥殘留的基本理論探討

王曉寧 沈國安 楊艷杰 李品艾

(河南省漯河醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校，漯河 462002)

目前，我國對(duì)農(nóng)藥使用最多的是有機(jī)磷農(nóng)藥，該農(nóng)藥具有毒性高的特點(diǎn)，由于該農(nóng)藥廣泛使用，使得近年來瓜果農(nóng)藥殘留中毒事件發(fā)生的概率增加。在農(nóng)產(chǎn)品中，對(duì)殘留農(nóng)藥存在所受到的關(guān)注程度逐漸提高，對(duì)農(nóng)藥殘留、使用加強(qiáng)管理勢(shì)在必行，因此，建立靈敏、可靠、簡(jiǎn)便、快捷的監(jiān)測(cè)手段是當(dāng)務(wù)之急。

一般情況下，對(duì)有機(jī)磷污染物的測(cè)定首先要采用有機(jī)溶劑，或者超臨界流體萃取等技術(shù)對(duì)污染樣品進(jìn)行處理，這種方法在分離凈化的過程中存在一定的缺陷，如工作量大、步驟繁瑣、成本高，且所用的有機(jī)溶劑對(duì)生態(tài)環(huán)境、人體健康都會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響［1-3］。SPME，即固相微萃取技術(shù)，是一種無溶劑、直接的固體萃取分離技術(shù)，該技術(shù)采用不同色譜固定相或者吸附劑，涂于一根熔融石英纖維上，制成萃取頭，然后直接從樣品中提取分離欲測(cè)組分，通過固相微萃取與氣相色譜儀進(jìn)樣口相接，對(duì)藥品高溫?zé)峤?，然后進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)定。

目前，大多數(shù)的農(nóng)藥殘留物為易揮發(fā)性的有機(jī)物，能夠在色譜試驗(yàn)條件下進(jìn)行揮發(fā)，但是也有部分殘留物難以揮發(fā)，因此在SPME-GCMS測(cè)定過程中通過聯(lián)用技術(shù)，對(duì)樣品中半揮發(fā)性或者不揮發(fā)性的物質(zhì)進(jìn)行衍生化處理，從而大大提高測(cè)定的效率［4-7］。另外，在測(cè)定的過程中采用高效的萃取富集技術(shù)，也可以大大提高微量成分的分析靈敏度。

1 常見的SPME萃取方式

1.1 直接SPME法 對(duì)于難揮發(fā)性的殘留物來說，比較簡(jiǎn)單的萃取方式就是直接固相微萃取，即把SPME探針直接插入待測(cè)樣品溶液中進(jìn)行萃取。它要求所萃取的基質(zhì)比較干凈，否則有嚴(yán)重的基體干擾。

1.2 衍生化SPME法 對(duì)于較強(qiáng)極性的殘留物，采用衍生化處理方法，在溶液中加入衍生劑，使其被衍生化后再進(jìn)行萃取，大大提高了SPME的測(cè)定效率和靈敏度。另外，樣品衍生化后極性降低，更易于來進(jìn)行色譜分析。

1.3 頂空SPME法 對(duì)于某些揮發(fā)性較強(qiáng)的殘留物，我們可以將SPME纖維頭置于樣品的上部空間來進(jìn)行萃取。這種萃取方法適用于殘留物容易逸出進(jìn)入上部空間的揮發(fā)性分析物。

2 SPME-GCMS聯(lián)用色譜條件的選擇

在色譜分離操作條件的選擇上，載氣流速、升溫程序、電離電壓、分流比等條件對(duì)于農(nóng)藥殘留物的分離及測(cè)定是起決定作用的。

2.1 載氣流速 載氣流速對(duì)組分分離效果的影響非常明顯。柱前壓的不同導(dǎo)致載氣流速的不同，從而引起成分保留時(shí)間的變化。研究中可比較常用的幾種柱前壓對(duì)組分的分離效果再做取舍。

2.2 升溫程序 在GC-MS色譜條件中，升溫程序?qū)]發(fā)組分的分離效果影響非常明顯，通常在不同的溫度條件下比較分離效果才能最終確定待測(cè)殘留物的升溫程序。另外，一般來講升溫程序應(yīng)盡量選擇線形升溫，如果某些待測(cè)組分分離時(shí)間過長(zhǎng)，可以考慮階梯式升溫模式。

2.3 電離電壓 根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)一般的揮發(fā)性成分，如果其電離電壓可以保持在1.2～1.6kV之間，測(cè)定結(jié)果一般都很穩(wěn)定，因此我們可以根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)要求來進(jìn)行相應(yīng)的選擇。

2.4 分流比 通常分流比會(huì)影響組分分離效果。在殘留揮發(fā)性樣品稀釋15～20倍的情況下，分流比可選擇10～30:1。某些含量較少的樣品，由于濃度小，分流比可為3～5∶1，甚至不分流。

3 SPME-GCMS聯(lián)用技術(shù)未來展望

SPME-GCMS在農(nóng)藥殘留前處理方面，具有裝置簡(jiǎn)單、萃取速度快，對(duì)樣品具有很強(qiáng)的富集作用，該裝置的價(jià)格低廉，萃取材料和纖維表面涂層種類豐富，對(duì)含有不同混合成分的待測(cè)樣品選擇性好、分離效率高、鑒別能力強(qiáng)，定量準(zhǔn)確，采樣和萃取方式可選擇等等。由于SPME-GCMS聯(lián)用技術(shù)的特點(diǎn)，因此其在未來的發(fā)展趨勢(shì)主要有以下幾個(gè)方面:

3.1 SPME-GCMS萃取材料 在SPME-GCMS前處理過程中，最重要的技術(shù)就是樣品的分離。目前在樣品分離過程中主要采用的萃取材料是纖維涂層。由于不同固定相涂層的極性、厚度等參數(shù)對(duì)萃取效率和靈敏度有重要的影響，因此我們?cè)诠潭ㄏ嗤繉拥倪x擇時(shí)，盡量選擇非極性或者極性較弱、熱穩(wěn)定性較好的涂層，以保證在分離時(shí)，能夠保證萃取和分析測(cè)試的準(zhǔn)確性、重復(fù)性和連續(xù)性［8-9］。

3.2 SPME-GCMS衍生方式 很多殘留物中重金屬元素很難在高溫下被轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)，因此殘留物中重金屬成分的形態(tài)分析以及含量測(cè)定成為了一個(gè)需要攻克的難題，目前最好的解決方案就是對(duì)這些重金屬成分進(jìn)行衍生化處理，之后再進(jìn)行檢測(cè)分析，因此如何選擇合適的衍生化方式是未來亟待解決的方向。

3.3 SPME-GCMS進(jìn)樣方式 SPME-GCMS進(jìn)樣方式主要有直接進(jìn)樣和間接進(jìn)樣兩種方式。直接方式在操作時(shí)，將SPME萃取纖維插入樣品溶液，進(jìn)行直接接觸吸附。采用直接方式進(jìn)樣的特點(diǎn)是待分離樣品的性質(zhì)不受限制，可以為揮發(fā)、半揮發(fā)或非揮發(fā)性化合物，之后根據(jù)其性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)試方法進(jìn)行分析［10］。間接方式即頂空方式，通常待測(cè)對(duì)象為揮發(fā)性或半揮發(fā)性化合物，操作時(shí)，萃取纖維不浸入樣品，而是停留在樣品上方頂空，因此，該法可以測(cè)定某些具有較大擴(kuò)散系數(shù)的揮發(fā)性有機(jī)化合物，而且可以大大縮短萃取時(shí)間，提高萃取效率［11］。

3.4 SPME-GCMS接口技術(shù) SPME與各種分析儀器聯(lián)用時(shí)，最成熟的接口技術(shù)就是和GCMS聯(lián)用的接口技術(shù)。隨著接口技術(shù)的發(fā)展，SPME可以與除GCMS之外的更多的分析儀器聯(lián)用，比如SPME與HPLC(高效液相色譜)、CE(毛細(xì)管電泳)聯(lián)用，SPME與ⅠR(紅外光譜)聯(lián)用，SPME與AES(原子發(fā)射光譜)聯(lián)用等等［12］，從而突破傳統(tǒng)的分析分離手段。

農(nóng)藥殘留是關(guān)系到食品安全的非常重要的一個(gè)課題，如何保證人們食品安全，則需要強(qiáng)有力的檢測(cè)方法來提供技術(shù)支持，而SPME-GCMS聯(lián)用技術(shù)則由于其本身便攜、選擇性好、分離效率高等特點(diǎn)，得到越來越廣泛地發(fā)展，也必將更廣泛地應(yīng)用到食品、藥品等相關(guān)領(lǐng)域的研究中。

［1］何佩雯，趙海譽(yù).氣相色譜技術(shù)在中藥農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用［J］.中國實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志，2010，(2):126-134.

［2］王倩，張立芹.基于HS-SPME/GC-MS與模式識(shí)別技術(shù)判別紅茶產(chǎn)地［J］.首都師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2011，(6):42-47.

［3］韓業(yè)慧，范文來.攪拌棒吸附萃取技術(shù)與GC-MS聯(lián)用測(cè)定蘋果酒揮發(fā)性物質(zhì)［J］.分析試驗(yàn)室，2008，(1):34-37.

［4］劉宇宏，黃科林.農(nóng)藥殘留檢測(cè)前處理技術(shù)研究進(jìn)展［J］.企業(yè)科技與發(fā)展，2009，(22):15-18.

［5］杜曉婷，周敏.蔬菜中甲胺磷等5種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量的分散液-液微萃取/氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)檢測(cè)［J］.分析測(cè)試學(xué)報(bào)，2010，(7):751-754.

［6］劉萍，張進(jìn)忠.有機(jī)磷農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展［J］.環(huán)境污染與防治，2006，(1):55-57.

［7］汪雨龍，高遠(yuǎn)莉.固相微萃取在農(nóng)藥殘留分析中的應(yīng)用［J］.中國科技論文在線，2011，(12):926-932.

［8］胡玉熙，劉清飛.氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)展［J］.藥物分析雜志，2008，(6):999-1005.

［9］張艷，王松雪，孫長(zhǎng)坡.超臨界流體萃取技術(shù)在糧食農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用［J］.食品科學(xué)，2010，(1):274-277.

［10］秦勝利，于建生.農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展［J］.河南化工，2011，(2):16-18.

［11］劉為廣，張東.HS-SPME-GC/MS法分析紫萁揮發(fā)性化學(xué)成分［J］.中國實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志，2011，(8):63-66.

［12］屈穎.萃取技術(shù)在藥物分析中的應(yīng)用［J］.天津藥學(xué)，2009，(1):59-62.