QuEChERS技術(shù)在食用農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用與研究

楊菊芬 莊秀云

近年來，食用農(nóng)產(chǎn)品的安全問題受到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，隨著檢測儀器與檢測方法的不斷改良，對(duì)于食用農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)也得到了飛速的發(fā)展。美國的研究人員Anastassiades等人提出了QuEChERS前處理技術(shù)，能夠?qū)κ秤棉r(nóng)產(chǎn)品當(dāng)中的農(nóng)藥殘留進(jìn)行有效的檢測。該技術(shù)有安全、快速、穩(wěn)定、簡便、低廉、高效等優(yōu)勢，在液相或氣相色譜分析、醫(yī)藥、獸藥、各種農(nóng)藥的檢測工作中得到了廣泛的普及。本文重點(diǎn)探討了QuEChERS技術(shù)在食用農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用與研究，希望對(duì)今后的食用農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測工作提供參考意義。

引言

目前我國社會(huì)進(jìn)入了新的發(fā)展階段，老百姓對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的期望值越來越高，農(nóng)藥殘留超標(biāo)問題將嚴(yán)重影響老百姓的身體健康安全。現(xiàn)階段，需要依靠可靠、靈活、高效、快捷的檢測手段來有效控制農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留物的危害，提升食品的安全性。因此，需要對(duì)QuEChERS技術(shù)在食用農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留物中的檢測進(jìn)行深入的研究。

一、QuEChERS技術(shù)概述

（一）QuEChERS技術(shù)及其特征

QuEChERS技術(shù)是Anastassiades等人于2003年所提出的一種集農(nóng)藥殘留凈化、提取于一體的普適性農(nóng)藥殘留檢測處理技術(shù)。QuEChERS技術(shù)有著安全、便捷、高效、可靠、廉價(jià)等特征。該技術(shù)主要將乙腈作為單一提取試劑，利用無水硫酸鎂與氯化鈉對(duì)乙腈中的水分進(jìn)行去除，之后利用無水硫酸鎂與PSA進(jìn)行渦旋混合，對(duì)樣品中的水分與雜質(zhì)進(jìn)行有效的去除。這種新型的方法充分的融合了分散固相萃取技術(shù)與固相微萃取技術(shù)。該技術(shù)面世以來，在世界范圍內(nèi)得到了十分廣泛的普及，并且得到了進(jìn)一步的完善與改良，是現(xiàn)階段普適性很強(qiáng)的多樣化前處理技術(shù)。

以往食品農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行農(nóng)藥殘留檢測工作的過程中，需要很多的樣品，凈化與提取步驟比較復(fù)雜，并且傳統(tǒng)的方式只能在混合基質(zhì)當(dāng)中進(jìn)行單一目標(biāo)物質(zhì)的提取與檢測，或者對(duì)定量對(duì)單一物質(zhì)進(jìn)行檢測，很難提高農(nóng)藥殘留物的檢測效率。QuEChERS技術(shù)對(duì)玻璃器皿與樣品的使用量都不高，實(shí)驗(yàn)誤差小，并且試劑用量也不多，能夠減少檢測過程中對(duì)環(huán)境造成的污染。

相較于傳統(tǒng)前處理方式，QuEChERS技術(shù)有如下幾種優(yōu)勢：1.較高的準(zhǔn)確度，后續(xù)操作便捷;2.有著較高的樣品檢測效率;3.較高的回收率和穩(wěn)定性，回收率高于85%;4.能夠檢測多種農(nóng)藥類型，涵蓋面廣;5.操作便捷，對(duì)技術(shù)要求不高;6.節(jié)約成本，污染小，所需的溶劑量不多;7.占用空間不大，在小實(shí)驗(yàn)室中就可以進(jìn)行操作。

（二）提取劑的選用

乙腈、乙酸乙酯、丙酮是食品農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留物檢測中比較常見的提取劑。蔬菜、水果是QuEChERS技術(shù)最初進(jìn)行農(nóng)藥殘留檢測的農(nóng)產(chǎn)品，盡管丙酮能夠?qū)埩舻霓r(nóng)藥從農(nóng)產(chǎn)品中有效的提取出來，但是丙酮的水溶性比較高，難以和基質(zhì)當(dāng)中的水分進(jìn)行分離，因此實(shí)驗(yàn)難度較高，很難改善試驗(yàn)結(jié)果。應(yīng)用乙酸乙酯的過程中，只能部分和水進(jìn)行互溶，和水分的分離也比較容易，但是針對(duì)強(qiáng)極性的農(nóng)藥殘留，則很難完全從基質(zhì)當(dāng)中萃取出來，所以并非最佳選擇。相較于丙酮與乙酸乙酯，乙腈能夠?qū)κ卟伺c水果樣品的農(nóng)藥殘留物進(jìn)行有效的監(jiān)測，很難對(duì)多余雜質(zhì)進(jìn)行提取，因此能夠利用鹽析的方式與基質(zhì)水分分開，所以選擇乙腈作為最終提取劑。

（三）凈化試劑的選用

PSA、-NH2、C18等是食用農(nóng)產(chǎn)品基質(zhì)凈化比較常見的凈化試劑。在試驗(yàn)的過程中能夠發(fā)現(xiàn)，PSA與NH2試劑有著較強(qiáng)的凈化成效。通過食用農(nóng)產(chǎn)品的分析，甾醇、脂肪酸、碳水化合物、有機(jī)酸等極性干擾物是基質(zhì)當(dāng)中的主要干擾物。PSA與NH2為弱陰離子與正相吸附交換凈化劑，能夠有效的凈化上述極性干擾物。PSA試劑具備弱陰離子交換與極性吸附作用，能夠通過極性吸附與弱陰離子交換實(shí)現(xiàn)保留作用。如果在進(jìn)行非極性溶液的預(yù)處理工作，能夠和帶有-SH、-NH、-OH官能團(tuán)分子產(chǎn)生氫鍵，能夠有效的對(duì)食用農(nóng)產(chǎn)品當(dāng)中的強(qiáng)陰離子、碳水化合物、有機(jī)酸、酚類、色素等多種組分進(jìn)行去除，從而使該技術(shù)選取PSA試劑作為最佳凈化劑。

（四）QuEChERS技術(shù)前處理步驟

常規(guī)情況下利用QuEChERS技術(shù)進(jìn)行樣品提取的前處理步驟如下：

1.將樣品粉碎，稱取10克，置于40mL的塑料離心管當(dāng)中。

2.將10mL的乙腈加入到塑料離心管當(dāng)中，然后利用最大轉(zhuǎn)速（高于2500r·min-1）渦旋樣品1分鐘。

3.將1克的氯化鈉與4克的無水硫酸鎂加入到離心管當(dāng)中，渦旋1分鐘，之后離心1分鐘。

4.將離心管中的上清液取出1mL，放置于含有150毫克無水硫酸鎂與25毫克PSA的小離心管當(dāng)中。

5.利用渦旋機(jī)或者手搖的方式進(jìn)行30秒的混勻，然后進(jìn)行分散固相萃取，之后進(jìn)行1分鐘的離心。

6.如有必要，將5%醋酸加入樣品中，之后等待儀器的檢測。

通過上述的步驟，對(duì)于一些基質(zhì)干擾多、成分較復(fù)雜的植物性食用樣品，還需要加入C18與GCB。各試劑發(fā)揮著以下的作用：1.PSA能夠?qū)|(zhì)當(dāng)中的各類極性有機(jī)酸、脂肪酸、糖類、少量色素、碳水化合物、酚類進(jìn)行充分的吸附;2.無水硫酸鎂能夠?qū)⒂袡C(jī)相當(dāng)中蘊(yùn)含的水分進(jìn)行去除;3.C18能夠?qū)χ?、脂肪酸等非極性干擾物進(jìn)行去除;4.GCB能夠?qū)|(zhì)當(dāng)中的非極性干擾物、甾醇、色素等進(jìn)行去除。

二、QuEChERS技術(shù)在食用農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用

（一）QuEChERS技術(shù)在動(dòng)物食品農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用

在檢測動(dòng)物性食品農(nóng)藥殘留的過程中，QuEChERS技術(shù)發(fā)揮著十分重要的作用。這些農(nóng)藥殘留物通常處于動(dòng)物肉制品的組織當(dāng)中。哺乳動(dòng)物腦部組織有著較為獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)，因此在試驗(yàn)的過程中選擇氯仿與乙腈（1：10）的混合溶液，來替換乙腈，并且將10mL10%硫酸鈉溶液添加進(jìn)其中進(jìn)行純化。并且結(jié)合哺乳動(dòng)物腦部組織的基質(zhì)，將氧化鋁粉、PSA粉、ODS C18粉加入樣品中進(jìn)行凈化。哺乳動(dòng)物組織當(dāng)中有著大量的脂類與蛋白質(zhì)，所以在凈化動(dòng)物農(nóng)產(chǎn)品樣品的過程中，應(yīng)當(dāng)利用中性氧化鋁粉與ODS C18粉進(jìn)行檢測液的合成，并且利用混合型分散固相萃取來進(jìn)行樣品基質(zhì)的凈化。

（二）QuEChERS技術(shù)在蜂蜜、牛奶農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用

針對(duì)蜂蜜這種含水量低、粘稠性大的食用樣品，需要利用復(fù)雜的過程進(jìn)行檢測。由于樣品基質(zhì)當(dāng)中蘊(yùn)含著大量的有機(jī)合成色素與糖類，因此提取過程十分復(fù)雜。初級(jí)次級(jí)胺（PSA）對(duì)這些干擾物質(zhì)的吸收效果比較好。對(duì)于蜂蜜當(dāng)中氯霉素殘留物，可以通過反相高效液相色譜-離子阱質(zhì)譜法進(jìn)行檢測。利用QuEChERS技術(shù)進(jìn)行前處理，能夠快速的進(jìn)行凈化與提取。通過運(yùn)用PSA能夠?qū)崿F(xiàn)固相分散凈化，能夠?qū)Ψ涿郛?dāng)中的有機(jī)合成色素與糖等雜質(zhì)進(jìn)行充分吸附。利用多反射分子監(jiān)測（MRM）、電噴霧電離法（ESI）負(fù)分子模型能夠?qū)β让顾剡M(jìn)行定量分析與初定性。添加濃度0.2-200.0μg/kg時(shí)，能夠有78%-93%的回收率，變異系數(shù)小于3.9%，說明這些方法能夠更加方便快捷的對(duì)氯霉素的定量檢測和定性。

（三）QuEChERS技術(shù)在水果蔬菜農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用

QuEChERS技術(shù)對(duì)水果蔬菜的檢測應(yīng)用較早，對(duì)于水果蔬菜農(nóng)藥殘留物的檢測技術(shù)更為成熟。在進(jìn)行檢測時(shí)，選用的除雜劑為無任何添加的PSA，并且主要將氨基甲酸酯類作為農(nóng)藥檢測，結(jié)合氣象色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、高效液相色譜儀、氣相色譜法進(jìn)行檢測。通過充分的試驗(yàn)，可以分析出在檢測蔬菜水果的農(nóng)藥殘留物時(shí)，將除雜吸附劑與改良過后的乙腈溶液加入到樣品基質(zhì)當(dāng)中，能夠有效的凈化與提取農(nóng)藥殘留樣本，在對(duì)樣本進(jìn)行處理過后，也能夠達(dá)到后續(xù)檢測的標(biāo)準(zhǔn)。

（四）QuEChERS技術(shù)在糧食谷物農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用

相較于蔬菜水果中農(nóng)藥殘留物的檢測，QuEChERS技術(shù)在檢測糧食谷物的過程中有所不同。糧食谷物中含水量不高，因此，在檢測糧食谷物的過程中，要加入適量的水分，利用乙腈來提取。比如，枸杞的含水量比較低，在檢測的過程中可以對(duì)QuEChERS技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，有效的進(jìn)行前處理工作。對(duì)比乙酸乙酯提取法與LUKE提取法處理之后的結(jié)果，能夠發(fā)現(xiàn)，利用QuEChERS技術(shù)進(jìn)行處理，對(duì)樣品內(nèi)部基質(zhì)效果的影響不大，所得到的線性能夠與要求相符。有的食用農(nóng)產(chǎn)品含水量低，并不需要進(jìn)行水分的添加，有的農(nóng)產(chǎn)品可以延長利用乙腈進(jìn)行浸泡的時(shí)間，可以進(jìn)行一整夜的浸泡，然后利用硫酸鎂、PSA來凈化，從而使樣品處理效率得到大幅度的提升。

（五）QuEChERS技術(shù)在其他類型食品農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用

現(xiàn)階段我國食品企業(yè)發(fā)展迅猛，各種食品的種類十分繁多，食品也擁有非常復(fù)雜的成分。由于基質(zhì)的干擾，對(duì)這些食品當(dāng)中的農(nóng)藥殘留進(jìn)行檢測也遇到了非常大的困難，不僅要減少農(nóng)藥殘留物檢測的時(shí)間，還應(yīng)當(dāng)充分的提升檢測準(zhǔn)確性，這是現(xiàn)階段市場檢測過程中亟待解決的問題。例如，在對(duì)嬰幼兒食品進(jìn)行農(nóng)藥殘留物檢測時(shí)，美國Cajka針對(duì)嬰幼兒水果食品當(dāng)中一百一十一種農(nóng)藥進(jìn)行GC-TOF/MS檢測的過程中，并且利用凝膠滲透色譜與QuEChERS技術(shù)開展前處理。通過GC-TOF/MS檢測，結(jié)果顯示，方法最低檢出限到了0.01mg/kg，這兩種前處理方法都可以滿足歐盟對(duì)于嬰幼兒食品與谷物食品對(duì)于農(nóng)藥殘留最大限量標(biāo)準(zhǔn)。但是利用QuEChERS技術(shù)能夠有效降低前處理的成本，減少前處理的時(shí)間。在檢測13個(gè)樣品的農(nóng)藥殘留物的過程中，前處理包括凈化過程、樣品制備過程，GPC消耗時(shí)長17.3小時(shí)，進(jìn)行緩沖QuEChERS消耗時(shí)長0.83小時(shí)。精密度條件相同的情況下，能夠充分的展現(xiàn)出QuEChERS簡單、快捷、高效的特征。

結(jié)語

總而言之，QuEChERS前處理技術(shù)能夠進(jìn)行多種農(nóng)藥殘留物的檢測與分析，現(xiàn)如今在糧食谷物、蔬菜蔬果、牛奶蜂蜜、動(dòng)物制品等農(nóng)產(chǎn)品當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用。相較于傳統(tǒng)的分析檢測方法，QuEChERS技術(shù)有效解決了傳統(tǒng)方法使用大量有毒溶劑、檢測分析時(shí)間過長、分析上樣量太少等問題。尤其在節(jié)省分析時(shí)間、節(jié)約檢測成本方面，QuEChERS技術(shù)發(fā)揮了極大的優(yōu)勢。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，現(xiàn)代化的檢測手段也在持續(xù)的迭代更新，LC/MS、MS/GC、GC等技術(shù)都得到了十分廣泛的應(yīng)用，QuEChERS技術(shù)也將會(huì)在未來得到更加良好的發(fā)展，有效提升食用農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留物的檢測效率。