中藥二氧化硫殘留檢測的前處理技術(shù)研究進展Δ

謝嘉馳，夏伯候，廖端芳，肖冰梅，林麗美（1.湖南中醫(yī)藥大學藥學院，長沙410208；2.中藥有毒物質(zhì)防控技術(shù)湖南省工程實驗室，長沙410208）

·綜述講座·

中藥二氧化硫殘留檢測的前處理技術(shù)研究進展Δ

謝嘉馳1，2＊，夏伯候1，2，廖端芳1，2，肖冰梅1#，林麗美1，2（1.湖南中醫(yī)藥大學藥學院，長沙410208；2.中藥有毒物質(zhì)防控技術(shù)湖南省工程實驗室，長沙410208）

目的：為中藥二氧化硫殘留檢測的前處理技術(shù)的進一步研究及應(yīng)用提供參考。方法：查閱近年來國內(nèi)外相關(guān)研究文獻，就中藥二氧化硫殘留檢測的前處理技術(shù)進行歸納、整理和綜述。結(jié)果與結(jié)論：樣品前處理是中藥二氧化硫殘留檢測過程中的重要環(huán)節(jié)，其提取方法主要包括蒸餾提取法、超聲提取法和全自動提取法，富集方法主要包括加速溶劑萃法、分散液液微萃取法、固相萃取法、頂空單液滴微萃取法和濁點萃取法，衍生化方法需要選擇適當?shù)难苌噭?，凈化方法需要選擇適當?shù)奈絼┡c洗脫液。由于不同的前處理技術(shù)有其各自的優(yōu)缺點和適用范圍，在實際工作中，應(yīng)根據(jù)待測樣品種類和基質(zhì)、測定結(jié)果要求及檢測儀器的不同，并結(jié)合具體條件選用合適的樣品前處理方法。

中藥；二氧化硫；殘留檢測；前處理技術(shù)

近年來，中藥（中藥材和飲片）二氧化硫超標事件頻頻曝光，業(yè)內(nèi)相關(guān)人士對于中藥二氧化硫殘留檢測的關(guān)注度逐漸增加。中藥二氧化硫殘留檢測主要包括樣品前處理和檢測兩個環(huán)節(jié)，其中樣品前處理是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它在很大程度上決定檢測結(jié)果的準確性和精密度，也是目前國內(nèi)中藥檢測領(lǐng)域研究的瓶頸和熱點問題之一[1-2]。

樣品前處理是將二氧化硫或亞硫酸鹽從樣品中最大限度地提取富集出來，并消除檢測過程中的干擾物，為下一步的分析檢測工作提供保障，主要包括提取、富集、衍生化、凈化等步驟。由于中藥成分復雜，干擾因素多，而傳統(tǒng)的前處理技術(shù)通常需要特定裝置，操作煩瑣，耗時耗力，試劑使用量大，選擇性差，提取效率低，且易出現(xiàn)假陽性結(jié)果，故從20世紀70年代起，為克服傳統(tǒng)前處理技術(shù)的不足，許多新的方法和技術(shù)相繼出現(xiàn)并被加以應(yīng)用，如全自動提取法、固相萃取法、濁點萃取法、分散液液微萃取法等。筆者查閱近年來國內(nèi)外相關(guān)研究文獻，就中藥二氧化硫殘留檢測的前處理技術(shù)進行歸納、整理和綜述，旨在為中藥二氧化硫殘留檢測前處理技術(shù)的進一步研究及應(yīng)用提供參考。

1 提取

1.1 蒸餾提取法

蒸餾提取法是傳統(tǒng)中藥二氧化硫殘留檢測的前處理方法之一，包括酸堿蒸餾法、水蒸氣蒸餾法等，主要是利用亞硫酸根離子在加熱的條件下與酸（鹽酸、硫酸、硝酸、檸檬酸等）發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使亞硫酸鹽轉(zhuǎn)化為二氧化硫，然后用適宜的溶劑作為吸收液，使二氧化硫全部轉(zhuǎn)化為硫酸根以便進行檢測。其反應(yīng)原理表達式為：。該方法干擾物質(zhì)主要為氮氧化合物，無色，干擾因素容易排除，測定更準確，適合所有固、液態(tài)樣品。但是蒸餾提取法需要搭建一系列裝置，操作比較復雜，而且每次只能處理1個樣品，蒸餾時間一般要1 h左右，處理時間長，無法實現(xiàn)快速檢測。

M cLeod S等[3]優(yōu)化了傳統(tǒng)的蒸餾方法，采用在線微蒸餾技術(shù)提取葡萄汁和葡萄酒中的游離亞硫酸和結(jié)合型亞硫酸鹽。微蒸餾技術(shù)無需利用酸與亞硫酸根離子的氧化還原反應(yīng)，而是直接利用熱空氣將二氧化硫從葡萄酒樣品中提取出來，二氧化硫檢測質(zhì)量濃度線性范圍為1～300mg/L，該方法比傳統(tǒng)蒸餾法更有效，在指定的控制條件下具有良好的相關(guān)性。

Zhong Z等[4]用快速蒸餾法處理樣品，使用離子色譜法測定食品中的二氧化硫殘留量。該方法取消傳統(tǒng)的加酸還原模式，改用水蒸氣和二氧化碳進行蒸餾產(chǎn)生碳酸鈉和硫酸；蒸餾產(chǎn)品被氫氧化鈉溶液收集，用離子色譜法測定亞硫酸鹽。其回收率為76.7%～104.8%，相對標準偏差為0.7%～8.2%，檢測質(zhì)量濃度線性范圍為0.051～32.1mg/L，檢測限為0.013mg/L。該方法被成功地應(yīng)用于食品中總的二氧化硫測定，如干燥蔬菜、粉絲和葡萄酒，蒸餾過程僅需3min，無需添加氮氣或空氣。與常規(guī)蒸餾方法相比，該方法具有省時和簡化工作流程的優(yōu)點，已被列入2015年版《中國藥典》。

1.2 超聲提取法

超聲提取法以其所需溫度低、提取率高、時間短的獨特優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于中藥中各種成分的提取，是一種高效、節(jié)能、環(huán)保的現(xiàn)代高新技術(shù)手段。該方法利用超聲波對媒質(zhì)獨特的機械振動作用和空化作用，加速待測物在提取液中的溶解，提高萃取效率。

馬占玲等[5]采用超聲快速提取法測定食品中的亞硫酸鹽殘留量。該方法操作簡便、重復性好、省時，但是其所用四氯汞鈉容易產(chǎn)生環(huán)境污染，現(xiàn)已禁止使用。

董亞茹等[6]采用超聲提取法測定食用菌中的二氧化硫殘留量。此方法與傳統(tǒng)的浸提法比較，用時較短、提取效率更高，且使用乙二胺四乙酸二鈉吸收液代替四氯汞鈉吸收液避免了環(huán)境污染，從而可用于食用菌中二氧化硫含量的快速、安全測定。

與蒸餾提取法相比，超聲提取法操作更簡便，提取效率更高，但如果所得樣品溶液比較渾濁時就需要添加澄清劑，而澄清劑的加入可能會干擾測定結(jié)果，因此該法不適用于色澤深的樣品。

1.3 全自動提取法

全自動提取法是采用凱氏定氮儀進行提取的一種方法，其原理是在密閉容器中對試樣進行酸化加熱蒸餾，以釋放出其中的二氧化硫，釋放物用乙酸鉛溶液吸收，吸收后用濃酸酸化，再以碘標準溶液滴定，根據(jù)所消耗碘標準溶液量計算出樣品中的二氧化硫含量，適合于各種固、液樣品的大批量蒸餾檢測。

呂玉瓊等[7]采用凱氏定氮儀對食品中二氧化硫的殘留檢測進行比較，謝艷云等[8]采用凱氏定氮儀-電位滴定儀聯(lián)合使用快速檢測果脯中的二氧化硫殘留量，兩項研究中采用全自動提取法的測定結(jié)果與采用傳統(tǒng)玻璃蒸餾儀蒸餾法的測定結(jié)果一致，無顯著性差異。

凱氏定氮儀可自動完成加酸、加堿，無需人為干預，操作簡單，蒸餾速度快，準確、可靠，省時省力，日蒸餾樣品可達幾十份，適用于批量樣品的蒸餾提取。其有相當?shù)膶嵱眯?，可替代傳統(tǒng)的玻璃儀器蒸餾儀。其缺點主要是樣品炭化過程中，升溫速度過快會使樣品溢出消化管或濺起黏附在管壁導致無法消化完全而造成氮損失，影響結(jié)果準確性，且所用試劑有腐蝕性。

2 富集

2.1 加速溶劑萃取法

加速溶劑萃取法是近年推出的全新處理固體和半固體樣品的方法，其基本原理是在提高溫度和壓力的條件下，用有機溶劑進行自動化萃取。

章劍揚等[9]采用加速溶劑萃取法結(jié)合離子色譜法測定菊花樣品中二氧化硫殘留量。該方法檢測質(zhì)量濃度線性范圍為0.5～50mg/L，檢測限為0.05mg/L，定量限為0.17 mg/L。與液液萃取法相比，該方法快速（15 min）、有機溶劑用量少（1 g樣品僅需1.5m L溶劑）、萃取效率高（同時可以選用4種溶劑萃?。?、安全（多個傳感器可以保證儀器安全運行）、可全自動進行大量樣品處理（只需將樣品裝入萃取池設(shè)定程序即可自動工作），適合于批量測定中藥二氧化硫殘留量。但是該方法設(shè)備投資大，提取成本高，目前在中藥分析檢測前處理中使用并不多。

2.2 分散液液微萃取法

分散液液微萃取法是一種簡單、快速的方法，其利用化合物在兩種互不相溶（或微溶）的溶劑中溶解度或分配系數(shù)的不同，使化合物從一種溶劑中轉(zhuǎn)移到另外一種溶劑中，經(jīng)過萃取，實現(xiàn)對化合物的富集。

Filik H等[10]采用分散液液微萃取-光纖線性陣列分光光度法測定環(huán)境水樣與干果中亞硫酸根的含量。該方法是基于亞硫酸鹽在堿性條件下與鄰苯二甲醛（OPA）形成異吲哚衍生物，從而實現(xiàn)對其亞硫酸根離子的萃取富集。該方法可以簡單、快速測定微量的亞硫酸鹽，并且具有良好的準確性和重現(xiàn)性，其檢測限為0.2 μg/L。但是該方法需要大量使用有機溶劑，難以實現(xiàn)自動化。

2.3 固相萃取法

固相萃取法是利用固體吸附劑將液體樣品中的目標化合物吸附，使其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，達到分離和富集目標化合物之目的。

Okumura M等[11]、Tang D等[12]通過Sep-Pak C18柱固相萃取富集硫化物，分別采用分光光度法、高相液相色譜法（HPLC）測定環(huán)境水樣中的硫化物。其中，Okumura M等利用水樣中硫化物與N，N-二甲基對苯二胺硫酸鹽及氯化亞鐵反應(yīng)生成亞甲基藍；用Sep-Pak C18柱固相萃取亞甲基藍，使用甲醇與0.01mol/L鹽酸混合溶液作為洗脫劑，將洗脫物在659 nm波長處進行檢測，由此可檢測湖水樣品中質(zhì)量濃度在10～100μg/L范圍內(nèi)的硫化物，回收率為93%～100%。Tang D等將鐵離子作為催化劑，用Sep-Pak C18柱吸附硫化物與N，N-二甲基對苯二胺酸性條件下反應(yīng)的產(chǎn)物，再用HPLC色譜柱進行梯度洗脫，檢測其吸光度，由此可以檢測河口水樣品中濃度在2.1～4.7 nmol/L范圍內(nèi)的硫化物。

固相萃取法克服了液-液萃取技術(shù)及一般柱層析技術(shù)的缺點，具有高效、簡便、快速、安全、重復性好、便于自動化前處理等特點，根據(jù)待測二氧化硫及亞硫酸鹽理化性質(zhì)選用合適的微型柱和淋洗劑以及其他優(yōu)化條件后，可使萃取、富集、凈化一步完成。但固相萃取法成本高、要求的技術(shù)高，且所用的萃取小柱容易堵塞。

2.4 頂空單液滴微萃取法

頂空單液滴微萃取法[13]是指將一滴萃取溶劑懸掛于進樣針尖的頂端，插入到待測試樣的頂空，吸附萃取一定時間后，將液滴吸回到進樣針中的萃取過程。

Gómez-Otero E等[14]通過頂空單液滴微萃取聯(lián)合紫外可見分光光度法測定水果與蔬菜中的亞硫酸鹽，其最低檢測限為0.06μg。該方法簡單、快速、靈敏度高、環(huán)保、樣品萃取完可直接在氣相色譜儀上進樣分析。它最開始應(yīng)用于環(huán)境水樣與生物樣品中的藥物分析，目前已迅速擴展至食品分析領(lǐng)域。通過該原理，可將此方法應(yīng)用于中藥材及飲片中二氧化硫殘留量測定。但是由于該萃取方式的人為因素較大，重復性較差，而采用半自動化的裝置可提高方法的重復性。

2.5 濁點萃取法

濁點萃取法是近年出現(xiàn)的一種新型的液-液萃取技術(shù)，不使用揮發(fā)性有機溶劑，是以中性表面活性劑膠束水溶液的溶解性和濁點現(xiàn)象為基礎(chǔ)，改變試驗參數(shù)，將疏水性物質(zhì)與親水性物質(zhì)分離，從而實現(xiàn)溶質(zhì)分離和富集。該方法尤其適用于有毒無機陰離子，如氰化物、亞硝酸鹽、硒和碘酸鹽/過碘酸鹽、甲醛、亞硫酸鹽[13-18]，目前已引起高度關(guān)注。濁點萃取法具有較強富集能力，已被成功地應(yīng)用于食品、飲料、環(huán)境樣品檢測中。

Altunay N等[19-21]分別采用超聲輔助濁點萃取法結(jié)合分光光度法、火焰原子吸收光譜法測定飲料、蔬菜與干果中的微量亞硫酸鹽，在超聲輔助提取幫助下有利于促進樣品成分的溶出，加速富集，其檢測限范圍可達到0.012～350μg/L。濁點萃取法具有成本低、方便簡單、安全無污染等優(yōu)勢。但是萃取劑的選擇、溫度和平衡時間等因素易影響該方法的回收率和重復性。

3 衍生化

衍生化可把難于分離的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為與其化學結(jié)構(gòu)相似但易于量化分離的物質(zhì)。而根據(jù)被分析物的性質(zhì)，需要選擇合適的衍生試劑進行衍生化。徐琴等[22]利用柱后衍生試劑A KOH/NaOH可使羥甲基磺酸鹽在堿性條件下反應(yīng)生成SO32－，并利用衍生試劑B二硫雙對硝基苯甲酸（其是一種可被還原的二硫化物）在H3PO4緩沖液介質(zhì)中可與SO32－反應(yīng)生成5-巰基-2-硝基苯甲酸的原理，采用HPLC柱進行柱后衍生分離，在紫外最大吸收波長處進行檢測，測得脫水蒜粉中5-巰基-2-硝基苯甲酸質(zhì)量濃度線性范圍為0.1～10μg/m L，檢測限為2.0mg/kg。彭月等[23]利用亞硫酸鹽-鄰苯二甲醛-銨鹽在一定的條件下反應(yīng)生成具有強烈熒光的化合物1-磺酸基-異吲哚的原理，采用振蕩提取法以堿性溶液對山藥、葛根等中藥進行提取，再與鄰苯二甲醛和乙酸銨經(jīng)衍生化后，在激發(fā)波長321 nm、發(fā)射波長384 nm下測定衍生物的熒光強度，測得亞硫酸鈉檢測濃度線性范圍為0.996 97～17.99 nmoL/L。

衍生化可以改善樣品的色譜特性，改善分離效果，提高檢測選擇性和靈敏度，有利于樣品定性和定量分析，也可以對分離的化合物起到保護作用。但其對衍生試劑純度要求高，衍生試劑選擇少，阻礙了其廣泛應(yīng)用。

4 凈化

凈化原理是由液固萃取和液相色譜兩種技術(shù)相結(jié)合發(fā)展而來，目標化合物通過吸附作用被固體吸附劑吸附，與其他雜質(zhì)和干擾物分離，然后用一定的溶劑將其洗脫，從而達到分離凈化目的。彭曉俊等[24-25]利用反相LC-C18柱凈化蔬菜樣品，再采用HPLC法檢測，發(fā)現(xiàn)其能有效去除雜質(zhì)峰的干擾，且回收率較高。根據(jù)待測物的極性，選擇不同的吸附劑與洗脫液，不僅可起到有效凈化樣品基體的效果，從而有效避免試液顏色產(chǎn)生的假陽性，還可以起到預分離作用。而該技術(shù)缺點是濃縮過程耗時較長。

5 結(jié)語

二氧化硫殘留檢測的相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于食品、環(huán)境水樣分析領(lǐng)域，已經(jīng)取得了較大發(fā)展。而隨著當前世界各國對中藥安全要求越來越嚴格，人們對中藥二氧化硫殘留問題也越來越重視，這就對二氧化硫殘留檢測的相關(guān)技術(shù)尤其是前處理技術(shù)提出了更高的要求。樣品前處理是二氧化硫殘留檢測過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它關(guān)系著檢測結(jié)果的準確性和可靠性。隨著科技的進步，各種新的自動化儀器設(shè)備不斷出現(xiàn)，多種儀器的聯(lián)用技術(shù)日益成熟，二氧化硫殘留檢測的前處理技術(shù)也在快速發(fā)展，實現(xiàn)樣品提取、富集、衍生化、凈化一步完成將是今后的發(fā)展方向。然而，由于不同的前處理技術(shù)有其各自的優(yōu)缺點和適用范圍，在實際工作中，應(yīng)根據(jù)待測樣品種類和基質(zhì)、測定結(jié)果要求及檢測儀器的不同，并結(jié)合具體條件選用合適的樣品前處理方法。

[1]Hongfei S.Research progress of sample pretreatment technology in analytical chem istry[J].Chem Anal Meter，2007，16（5）：81.

[2]張淑霞，高亞輝，鞏衛(wèi)東，等.食品中農(nóng)藥殘留檢測樣品前處理的研究[J].糧油加工，2010（7）：78-81.

[3]McLeod S，Davey DE.Rapidmicrostill determination of free and total sulfite in w inew ith conductimetric detection [J].AnalChim Acta，2007，600（1/2）：72-77.

[4]Zhong Z，LiG，Zhu B，etal.A rapid distillationmethod coupled w ith ion chromatography for the determ ination of total sulphur dioxide in foods[J].Food Chem，2012，131（3）：1044-1050.

[5]馬占玲，曾凌，勵建榮，等.四氯汞鈉吸收-超聲快速提取法測定食品中的亞硫酸鹽[J].科學技術(shù)與工程，2013，13（3）：786-789.

[6]董亞茹，董滿莉，萬娟，等.超聲提取-EDTA-2Na吸收-鹽酸副玫瑰苯胺法測定食用菌中的二氧化硫[J].食品科技，2015，40（3）：319-323.

[7]呂玉瓊，王軍，陳裕華，等.自動凱氏定氮儀與玻璃蒸餾儀測定食品中二氧化硫的比較[J].職業(yè)與健康，2006，22（5）：340-341.

[8]謝艷云，張明明，鄧穎妍，等.凱氏定氮-電位滴定儀聯(lián)合快速檢測果脯中的二氧化硫[J].食品科學，2010，31（14）：225-228.

[9]章劍揚，陳利燕，馬桂岑，等.加速溶劑萃取/離子色譜法測定菊花中的SO2殘留[J].分析測試學報，2014，33（5）：578-582.

[10]Filik H，?etinta?G.Determ ination of sulfite in water and dried fruitsamplesby dispersive liquid-liquidm icroextraction combined w ith UV-vis fiberoptic lineararray spectrophotometry[J].Food Anal Method，2012，5（6）：1362-1367.

[11]Okumura M，Yano N，F(xiàn)ujinaga K，et al.In situ preconcentration method for trace dissolved sulfide in environmental water samples using solid-phase extraction followed by spectrophotometric determination[J].Anal Sci，2005，15（5）：427-431.

[12]Tang D，Santschi PH.Sensitive determ ination of dissolved sulfide in estuarine water by solid-phase extraction and high-performance liquid chromatography of methyleneblue[J].JChromatogr A，2000，883（1/2）：305-309.

[13]王帥斌，謝建春，孫寶國.頂空單液滴微萃取在揮發(fā)性成分分析中的應(yīng)用進展[J].食品科技，2007，32（10）：25-29.

[14]Gómez-Otero E，Costas M，Lavilla I，et al.Ultrasensitive，simple and solv ent-freem icro-assay for determ ining sulphite preservatives（E220-228）in foodsby HS-SDME and UV-vis micro-spectrophotometry[J].Anal BioanalChem，2014，406（8）：2133-2140.

[15]Gürkan R，Yilmaz?.Cloud pointextraction of trace cyanide from environmen talwaters for indirect flame atomic absorption spectrometric determ ination[J].Toxicol Environ Chem，2013，95（9）：1455-1469.

[16]ZareiAR.Sequential spectrophotometric determination of trace amountsof per iodate and iodate inwater samplesafterm icelle-mediated extraction[J].JAnal Chem，2009，64（9）：896-902.

[17]Wen X，Zhang Y，LiC，etal.Comparison of rapidly synergistic cloud point extraction and ultrasound-assisted cloud point extraction for trace selenium coupled w ith spectrophotometric determination[J].Spectrochim Acta A Mol BiomolSpectrosc，2014，（123）：200-205.

[18]Wang L，Xu L.Cyclic Voltammetric determ ination of free and total sulfite inmuscle foods using an acetylferrocenecarbon black-poly（vinyl butyral）modified glassy carbon electrode[J].JAgric Food Chem，2014，62（42）：10248-10253.

[19]Altunay N，Gürkan R.A new simple UV-Vis spectrophotometric method for determ ination of sulfite species in vegetables and dried fruits using a preconcentration process[J].AnalMethod，2015，8（2）：342-352.

[20]A ltunay N，Gürkan R，Sertakan K.Indirectdeterm ination of free，total，and reversibly bound sulfite in selected beverages by spectrophotometry using ultrasonic-assisted cloud point extraction as a preconcentration step[J].Food AnalMethod，2015，8（8）：2094-2106.

[21]A ltunay N，Gürkan R.Preconcentration of sulfite from food and beverage matrices by ultrasonic assisted-cloud point extraction prior to its indirect determ ination by flame atomic absorption spectrometry[J].RSC Adv，2016，6（25）：20961-20970.

[22]徐琴，王鳳美，牟志春，等.固相萃取-柱后衍生-反相高效液相色譜法測定脫水蒜粉中的亞硫酸鹽[J].分析試驗室，2009，28（10）：120-122.

[23]彭月，李雪蓮，銀玲，等.熒光衍生法測定中藥二氧化硫殘留量研究[J].中國中藥雜志，2013，38（2）：212-216.

[24]彭曉俊，鄧愛華，龐晉山.柱后衍生-高效液相色譜法測定金針菜中亞硫酸鹽[J].理化檢驗化學分冊，2011，47（12）：1488-1490.

[25]彭曉俊，鄧愛華，龐晉山.高效液相色譜柱后衍生測定脫水蔬菜中的亞硫酸鹽[J].分析科學學報，2012，28（1）：83-86.

R 284；R 927

A

1001-0408（2017）18-2585-04

2016-10-31

2017-05-09）

（編輯：周箐）

公益性中醫(yī)藥行業(yè)科研專項（No.201407003）；長沙市科技計劃重點項目（No.k1406030-31）；湖南省“十五”重點學科項目（No.湘教發(fā)〔2011〕42號）

＊碩士研究生。研究方向：中藥成分分析。電話：0731-88458234。E-mail：xiejiachi4666@163.com

#通信作者：教授，碩士生導師，博士。研究方向：中藥品質(zhì)評價。電話：0731-88458234。E-mail：973540583@qq.com

DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2017.18.39