果蔬中農(nóng)藥殘留提取凈化技術(shù)分析

周口市農(nóng)業(yè)干部學(xué)校 劉愛心

周口市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測中心 李晨翔 劉金權(quán)

農(nóng)藥殘留是指農(nóng)藥施用后殘存于環(huán)境、生物體和食品中的農(nóng)藥母體、衍生物、代謝物、降解物和雜質(zhì)的總稱。果蔬中的農(nóng)藥殘留分析是在復(fù)雜的基質(zhì)中對目標(biāo)化合物進(jìn)行鑒別和定量。農(nóng)藥殘留的一般分析過程為提取-凈化-檢測，其中提取和凈化是樣品前處理的步驟，不僅要求盡可能完全提取其中的待測組分，還要盡可能除去與目標(biāo)物同時存在的雜質(zhì)，避免對色譜柱和檢測器等的污染，減少對檢測結(jié)果的干擾，提高檢測的靈敏度和準(zhǔn)確性，因此，提取和凈化是農(nóng)藥殘留分析過程中一個十分重要的前處理步驟，其好壞直接影響到分析結(jié)果的正確性和可靠性。許多技術(shù)人員在農(nóng)藥殘留檢測中的提取和凈化領(lǐng)域做了很多研究工作，使樣品前處理更加準(zhǔn)確、有效、簡單、快捷。本文結(jié)合農(nóng)產(chǎn)品檢測工作經(jīng)驗，總結(jié)出了目前實驗室在果蔬農(nóng)藥殘留分析中常用的提取和凈化方法。

一、SPE法

固相萃取（SolidPhaseExtraction，簡稱SPE）是20 世紀(jì)80 年代中期發(fā)展起來的一項樣品前處理技術(shù)，由液固萃取和液相色譜技術(shù)相結(jié)合發(fā)展而來，主要用于樣品的分離、純化和濃縮。與傳統(tǒng)的液液萃取法相比，SPE 法可以提高分析物的回收率，更有效地將分析物與干擾組分分離，減少樣品預(yù)處理過程，操作簡單，省時省力。SPE 技術(shù)基于液-固相色譜理論，采用選擇性吸附、選擇性洗脫的方式對樣品進(jìn)行富集、分離、凈化，是一種包括液相和固相的物理萃取過程，也可以將其近似地看作一種簡單的色譜過程。SPE 小柱是利用選擇性吸附與選擇性洗脫的液相色譜法分離原理，根據(jù)檢測需求被做成各種填料規(guī)格的小柱，依據(jù)填料保留目標(biāo)化合物或保留雜質(zhì)，對不同用途的SPE 小柱在操作上略有不同，較常用的方法是使液體樣品溶液通過吸附劑，保留其中被測物質(zhì)，再選用適當(dāng)強(qiáng)度的溶劑沖去雜質(zhì)，然后用少量溶劑迅速洗脫被測物質(zhì)，從而達(dá)到快速分離凈化與濃縮的目的。也可選擇性吸附干擾雜質(zhì)，讓被測物質(zhì)流出（此種情況多用于果蔬農(nóng)殘分析中去除色素）；或同時吸附雜質(zhì)和被測物質(zhì)，再使用合適的溶劑選擇性洗脫被測物質(zhì)。SPE法由于其發(fā)展早，技術(shù)成熟，目前已廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥、食品、環(huán)境、商檢、化工等領(lǐng)域，在果蔬農(nóng)藥殘留檢測領(lǐng)域更是重要的樣品前處理技術(shù)。NY/T 761-2008 標(biāo)準(zhǔn)中果蔬中有機(jī)氯類及擬除蟲菊酯類農(nóng)藥測定用的是弗羅里矽柱，氨基甲酸酯類農(nóng)藥測定用的是氨基柱；GB 23200.8-2016 標(biāo)準(zhǔn)中500 種農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品殘留量的測定中樣品前處理用的是C18 柱、活性碳柱及氨基柱；GB 23200.113-2018 標(biāo)準(zhǔn)中208 種農(nóng)藥及其代謝物殘留量的測定中固相萃取前處理法用的是石墨化碳黑-氨基復(fù)合柱。

二、QuEChERS法

QuEChERS 法起初是由美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究服務(wù)中心的Anastassiades M 等于2003 年開發(fā)的一種快速、簡便、價格低廉的預(yù)處理方法，來實現(xiàn)果蔬和低脂肪食品中的農(nóng)藥多殘留分析。QuEChERS是英文字母 Quick-Easy-Cheap -Effective -Rugged and Safe 的縮寫，被簡稱為QuEChERS 法。QuEChERS 法處理樣品的流程主要有兩步。第一步，稱取一定量的萃取鹽硫酸鎂、氯化鈉及緩沖鹽檸檬酸鈉等，加入稱取好的含有一定量的乙腈樣品中。最早的QuEChERS 法提取鹽中只含硫酸鎂和氯化鈉，不含緩沖鹽。為了確保對pH 值敏感化合物的有效提取，最大限度地減少對酸和堿不穩(wěn)定農(nóng)藥的降解，并擴(kuò)大所覆蓋的基質(zhì)范圍，該方法得以改進(jìn)?，F(xiàn)在有兩種常用的緩沖鹽方法，一種是來自歐洲標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)委員會（CEN）各成員國的歐盟標(biāo)準(zhǔn)（EN 15662）加入檸檬酸鈉和檸檬酸二鈉作為緩沖鹽；另一種是由美國官方分析化學(xué)師協(xié)會定的標(biāo)準(zhǔn)（AOAC 2007.1）加入乙酸鈉作為緩沖鹽，在美國和其他國家使用。目前，我國市場上有稱取好的各類提取鹽包供實驗室選擇。第二步，d-SPE 過程，即凈化過程。該過程主要把提取后的溶液加入到含有一定量的硫酸鎂、硅膠C18（十八烷基鍵合硅膠）、PSA（硅膠基伯仲胺鍵合相吸附劑）和GCB（石墨化碳黑）混合物中，其中硫酸鎂起到去除水分的作用，硅膠C18 去除脂類和固醇等，PSA去除極性的有機(jī)酸、一些糖類和脂類等，GCB 去除葉綠素、類胡蘿卜素、葉黃素等色素。目前，我國市場上也有多種規(guī)格的d-SPE 凈化包，試驗中可以依據(jù)不同樣品、不同基質(zhì)、不同分析物選擇不同的凈化包。QuEChERS 法與傳統(tǒng)的勻漿技術(shù)相比，具有很大的優(yōu)勢，即快速（1 h 內(nèi)可以萃取10 個樣品）、容易（減少樣品轉(zhuǎn)移等操作步驟）、便宜（成本低） 、有效（對寬范圍農(nóng)藥均可得到很好的回收率）、穩(wěn)定（操作者經(jīng)過簡單培訓(xùn)即可得到重復(fù)性良好的結(jié)果）和安全（減少溶劑使用，可節(jié)約90%的溶劑）。該方法目前已在國家標(biāo)準(zhǔn)《植物源性食品中208 種農(nóng)藥及其代謝物殘留量的測定》（GB 23200.113-2018）中作為樣品前處理的一種標(biāo)準(zhǔn)方法使用。

三、Oasis Prime HLB方法

Oasis Prime HLB 是WATERS公司研發(fā)的一種以親水親脂平衡聚合物吸附劑為填料的固相萃取小柱，是一種新型填料，其表面積比硅膠吸附劑的表面積大2～3 倍，保留因子K 值大很多，減少了流穿的可能。傳統(tǒng)的硅膠基質(zhì)C18 吸附劑小孔容易發(fā)生脫水干燥，導(dǎo)致分析物的色譜保留行為降低、回收率低下，特別是當(dāng)配合真空提取裝置使用時，可能存在某個或某些小柱流過速度過快而使空氣流過發(fā)生“吹干”效應(yīng)，出現(xiàn)回收數(shù)據(jù)不穩(wěn)定的情況。Oasis 吸附劑基質(zhì)由于其結(jié)構(gòu)獨特，能確保吸附劑小孔維持適當(dāng)?shù)臐駶櫊顟B(tài)，即使空氣流過也不會被干燥，而獲得更為穩(wěn)定的色譜行為。Oasis Prime HLB 小柱在使用前不需要活化或平衡，一步式凈化，操作簡單、快速。WATERS公司針對果蔬中農(nóng)藥多殘留樣品前處理的最新試驗方案流程是利用QuEChERS 鹽包提取分析物，然后用Oasis Prime HLB 小柱凈化。QuEChERS 方 法 中 加 入GCB 的d-SPE 凈化方案能有效去除果蔬中的色素，但對百菌清、噻菌靈、嘧菌環(huán)胺等平面結(jié)構(gòu)的農(nóng)藥有吸附作用，導(dǎo)致其回收率低下。市售含有GCB 的d-SPE 凈化包的說明書中明確說明不能用于平面結(jié)構(gòu)農(nóng)藥殘留的測定。Michael S.Young 等通過試驗證明，采用Oasis Prime HLB 小柱的凈化方案可有效取代含有GCB 的d-SPE 凈化方案，能有效去除果蔬中的色素、蛋白質(zhì)、脂肪等，而且不會損失平面結(jié)構(gòu)的農(nóng)藥化合物。

總之，在果蔬農(nóng)藥殘留測定中，樣品處理過程中的提取、凈化是十分重要的步驟，尤其是對于蔥、姜、蒜、韭菜、蒜苗、香菇等基質(zhì)復(fù)雜的樣品，提取、凈化的效果對檢測結(jié)果及分析儀器的壽命都影響很大，實驗室應(yīng)根據(jù)不同的分析物選擇合適有效的提取和凈化方法。