食品農(nóng)藥殘留檢測中樣品前處理技術(shù)研究進(jìn)展

劉松洋

（中北大學(xué)，山西太原 030000）

食品農(nóng)藥殘留檢測工作是食品安全監(jiān)管環(huán)節(jié)中的核心環(huán)節(jié)。如果食品農(nóng)藥檢測工作的效果無法達(dá)到預(yù)期，則可能會影響人們的生命安全，甚至造成較大的社會影響。樣品前處理技術(shù)是農(nóng)藥殘留檢測工作中的一項(xiàng)核心技術(shù)，依據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，應(yīng)在滿足檢測過程科學(xué)性、完整性的同時(shí)，進(jìn)一步提升檢測工作效率，這是樣品前處理技術(shù)未來發(fā)展過程中的核心課題。

1 超臨界流體萃取法在食品農(nóng)藥殘留檢測中的實(shí)踐應(yīng)用

1.1 超臨界流體萃取法

超 臨 界 流 體 萃 取 技 術(shù)（Supercritical Fluidextraction，SFE）是近幾年受到廣泛關(guān)注的一類新型物質(zhì)分離技術(shù)，發(fā)展速度十分迅猛。SFE 應(yīng)用原理主要是將超臨界流體作為基本溶劑，以此來萃取樣品中的組分。超臨界流體處于液體和氣體兩種形式之間，是立足于臨界壓力和溫度條件下呈現(xiàn)出的非凝縮形態(tài)的高密度流體。例如，繆葉隆等[1]通過應(yīng)用超臨界流體CO2來對食品中的硫特普、蟲線磷等共計(jì)7 類有機(jī)磷藥物進(jìn)行提取，加標(biāo)回收率為80%～100%，RSD 為3.6%～11.9%。

1.2 食品農(nóng)藥殘留檢測中超臨界流體萃取法的應(yīng)用

由于食品農(nóng)藥殘留檢測中超臨界流體具有萃取效率高、速度快的特點(diǎn)，這在很大程度上提升了食品樣品農(nóng)藥殘留檢測環(huán)節(jié)中SFE 的應(yīng)用價(jià)值。超臨界流體在性質(zhì)上與液體十分相似，本身具備較為出色的溶解能力，在殘留農(nóng)藥萃取工作環(huán)節(jié)中，會被應(yīng)用于一些脂肪的提取環(huán)節(jié)，因此該項(xiàng)技術(shù)需要應(yīng)用吸附劑的清除存在于樣品中的脂肪，以此來實(shí)現(xiàn)提取物的純化。周政等[2]采用SFE 技術(shù)對有機(jī)氯、除蟲菊酯等農(nóng)藥進(jìn)行萃取，最終獲得的萃取物中并未發(fā)現(xiàn)脂肪的存在，并且該技術(shù)方法實(shí)際檢出限相對較低，農(nóng)藥的回收率往往在70%左右。相較于傳統(tǒng)萃取技術(shù)而言，SFE 的有機(jī)溶劑使用量相對較低，這也在很大程度上避免了環(huán)境污染問題的出現(xiàn)，但SFE 檢測儀器設(shè)備本身的開發(fā)費(fèi)用相對較為昂貴，導(dǎo)致其在推廣應(yīng)用方面存在一些局限性。

2 微波輔助萃取法在食品農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用

2.1 微波輔助萃取法

微波輔助萃取法主要是通過微波加熱來強(qiáng)化萃取環(huán)節(jié)效率。通過該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，可以利用極性分子吸取微波能量的特性，加熱一些具備極性特征的溶劑，達(dá)到分離萃取樣品中目標(biāo)化合物、雜質(zhì)分離的目的。在相關(guān)研究對比Soxhlet 提取、超臨界流體萃取等方法，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，微波輔助萃取解決了傳統(tǒng)萃取方法內(nèi)部重力性差、時(shí)間消耗長的弊端，具備安全、高效的特征，可用于圍繞易揮發(fā)物質(zhì)的提取工作。例如，范玉蘭等[3]將丙酮-正己烷等作為提取液，并應(yīng)用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（Gas Chromatograohy-Mass Spectrometry，GCMS）對蔬菜中包含的毒死蜱、馬拉硫磷等兩類有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行提取，針對蔬菜食品中的丙線磷、硫磷等有機(jī)磷農(nóng)藥等采用微波輔助萃取法等進(jìn)行檢測。

2.2 食品農(nóng)藥殘留檢測中微波輔助萃取法的應(yīng)用

在食品有機(jī)物萃取工作中應(yīng)用MAE 技術(shù)，可以降低有機(jī)溶劑的應(yīng)用數(shù)量。現(xiàn)階段，隨著圍繞固相萃取、MAE 等一系列技術(shù)展開的深入探究，以及MAE技術(shù)自身的優(yōu)化和發(fā)展，使在食品農(nóng)藥殘留研究工作中，MAE 實(shí)踐應(yīng)用范圍越來越廣泛。在檢測過程中可以借助微波的輔助來完成萃取-固相的耦合，同時(shí)通過液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（Liquid Chromatograph Mass Spectrometer，LC-MS/MS）等進(jìn)行幼兒配方奶粉中農(nóng)藥的測定。在檢測工作過程中，添加耦合可以在降低了有機(jī)試劑的應(yīng)用數(shù)量的同時(shí)，進(jìn)一步縮短試驗(yàn)時(shí)間。倪永付等[4]利用微波輔助萃取-液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法對豬肉中以及豬骨湯中的有機(jī)氯殘留進(jìn)行分析，在共計(jì)5 min 的實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)，針對4 種氟喹諾酮類藥物進(jìn)行分離，這一過程中有機(jī)氯的檢出限為0.1 g/kg。而袁寧等[5]通過應(yīng)用微波輔助萃取-氣相色譜法的形式針對茶葉內(nèi)部多樣化有機(jī)氯的殘留進(jìn)行測定。最終實(shí)驗(yàn)檢出限本身為有機(jī)氯農(nóng)藥的濃度0.000 4 ～0.004 8 mg/kg。

3 固相萃取法及其在食品農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用

3.1 固相萃取法

固相萃取法（Solid-Phase Extraction，SPE）的應(yīng)用過程主要是通過固態(tài)吸附劑的使用，吸附相關(guān)液態(tài)樣品中的目標(biāo)化合物，確保其能夠有效分離干擾化合物以及樣品基體，隨后通過洗脫液進(jìn)行洗脫、加熱、解離，確保富集、分離目標(biāo)化合物的目的得以實(shí)現(xiàn)。針對SPE 來說，其更加適合應(yīng)用在保留性質(zhì)差異相對較大的化合物分離工作中。該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用流程較為簡單，并且相較于以往的液-液萃取法，其待測組的回收率相對較高。

3.2 固相萃取法在食品農(nóng)藥殘留檢測工作中的實(shí)踐應(yīng)用

迄今為止，SPE 技術(shù)得到了長遠(yuǎn)的進(jìn)步和發(fā)展，并且在農(nóng)藥殘留分析工作中得到了廣泛的應(yīng)用。SPE 的優(yōu)勢主要體現(xiàn)于在線樣品濃縮富集環(huán)節(jié)。分散型固相萃取法可以針對果蔬中的農(nóng)藥殘留進(jìn)行快速測定，其實(shí)際回收率在74.3%～114.9%，標(biāo)準(zhǔn)偏差低于11.3%，最低檢出限在0.000 4 ～0.000 2 mg/kg，通過綜合多種因素進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，這一方法較為適用于對蔬菜、水果中的農(nóng)藥殘留展開分析。由于提取液本身具備十分出色的凈化效果，在目標(biāo)農(nóng)藥出峰區(qū)域內(nèi)缺乏基質(zhì)干擾峰，該方法不論是在重現(xiàn)性、回收率等方面都符合歐盟國家對于農(nóng)藥殘留檢測工作的基本需求。應(yīng)用SPE-GC-MS方式，對酒中存在的毒鼠鱗、三氯殺螨醇等一系列農(nóng)藥殘留展開全方面分析，這一方法回收率相對較高、檢出限相對較低，滿足我國現(xiàn)行檢測需求，由此也可以得出結(jié)論，SPE 適合應(yīng)用在酒中農(nóng)藥殘留分析工作中。

例如，張中印[6]通過應(yīng)用C18前處理，針對蜂蜜中包含的痕量氟沖胺做出測量，最終得出的測量限在0.4 ～0.6 mg/kg。農(nóng)藥殘留分析環(huán)節(jié)中SPE 的實(shí)踐應(yīng)用將更加廣泛，該方法常用的固體相及其萃取對象如表1 所示。

表1 常用固定相及其萃取對象

4 食品農(nóng)藥檢測中固相微萃取法的實(shí)踐應(yīng)用

4.1 固相微萃取法

固相微萃取技術(shù)（Solid-Phase Microextraction，SPME）是在固相萃取法的基礎(chǔ)上得以發(fā)展的，該項(xiàng)技術(shù)最大的優(yōu)勢是不需要任何溶劑的使用便可完成檢測，同時(shí)其也是集合萃取、采樣、濃縮等工作環(huán)節(jié)與一體的樣品前處理新技術(shù)。針對SPME技術(shù)而言，其檢測過程主要通過取圖層以及樣品間的非均相平衡原理的應(yīng)用展開萃取工作。SPME 技術(shù)需要利用一個與氣相色譜微量進(jìn)樣器相似的萃取裝置，以此來圍繞相關(guān)樣品進(jìn)行待測物萃取，隨后直接在相關(guān)儀器中進(jìn)樣，最終在完成萃取待測物解析工作之后展開色譜分析。例如，研究人員通過固相微萃取法進(jìn)行樣品前處理，檢測食品中有機(jī)磷農(nóng)藥的方法以及相關(guān)參數(shù)如表2 所示。

表2 應(yīng)用固相微萃取法檢測食品中有機(jī)磷農(nóng)藥的方法

4.2 食品農(nóng)藥殘留檢測中固相微萃取法的實(shí)踐應(yīng)用

現(xiàn)階段，SPME 技術(shù)主要與GC/MS 等技術(shù)共同應(yīng)用，以此來針對食品樣品中的揮發(fā)以及半揮發(fā)性農(nóng)藥的殘留量展開分析，運(yùn)用范圍相對較為廣泛。同時(shí)，荊文光等[7]也研究了SPME 與超敏感毛細(xì)管電泳-紫外聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行定量分析，以此來對橙汁中的農(nóng)藥進(jìn)行檢測。

在實(shí)踐操作過程中，SPME 技術(shù)的應(yīng)用無需添加額外的溶劑，這不僅在很大程度上降低了資源消耗，同時(shí)也避免了環(huán)境污染問題的發(fā)生，在當(dāng)前的食品農(nóng)藥殘留分析工作中，其已經(jīng)取得了十分出色的應(yīng)用效果。根據(jù)SPME 原理可以看出，非離子型萃取頭涂層可應(yīng)用在有機(jī)物質(zhì)分析環(huán)節(jié)，這也意味著全新萃取頭的未來研究將會以SPME 技術(shù)作為主要走向。此外，當(dāng)前階段SPME 在很多檢測情況下可以與GC、MC、HPLC 協(xié)同應(yīng)用，研究人員可以根據(jù)這一特征進(jìn)一步拓寬SPME 技術(shù)的應(yīng)用范圍，如與拉曼光譜儀等設(shè)備協(xié)同應(yīng)用。因此，SPME 與新興分析儀器之間的協(xié)同應(yīng)用，將會是未來我國檢測技術(shù)研究領(lǐng)域的重中之重。

5 基質(zhì)固相分散萃取法以及在食品農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用

5.1 基質(zhì)固相分散萃取法

針對基質(zhì)固相分散萃取方法而言，其應(yīng)用過程主要以SPE 分散劑填料作為基礎(chǔ)，同時(shí)將試樣與適當(dāng)?shù)姆聪嗵盍瞎餐湃朐趯?yīng)研體中進(jìn)行研磨，最后得出呈現(xiàn)半固態(tài)形式的混合物，將其裝入到柱子中，并使用溶劑圍繞柱子進(jìn)行淋洗，最后收集對應(yīng)的洗脫溶劑。通過基質(zhì)固相分散萃取技術(shù)的應(yīng)用可以同步進(jìn)行傳統(tǒng)樣品前處理過程中的精華和提取過程。

例如，鄭偉等[8]選擇乙腈飽和正己烷和乙腈飽和乙正烷溶液作為提取溶液，檢測豆類、十字花科、百合科等蔬菜中的農(nóng)藥殘留，這不僅大幅度降低了提取液中的極性，還降低了提取液中的含水量，同時(shí)也為凈化階段除水工作帶來的壓力。

5.2 食品農(nóng)藥殘留檢測中機(jī)制固相分散萃取法的應(yīng)用

近幾年，MSPDE 技術(shù)在技術(shù)應(yīng)用范圍方面有較大的進(jìn)展，特別是在圍繞蔬菜中的除草劑、藥物以及水果等開展的分離工作中更是得到了廣泛應(yīng)用。吳麗華等[9]針對MSPDE 萃取小麥中6 種氨基甲酸酯農(nóng)藥進(jìn)行探究，并且根據(jù)高效液相色譜-柱后衍生-熒光檢測器等方式進(jìn)行檢測，其最低檢出限在0.009 2 ～0.038 0 mg/kg。戴月等[10]對河豚魚中的河豚毒素基質(zhì)采取固相分散萃取提取方式進(jìn)行分析，利用高效液相色譜-二極管陣列檢測器展開測定工作。由最終結(jié)果表明，這一操作方式相對簡單，同時(shí)消耗時(shí)間相對較短，與河豚毒素分析檢測需求相符合，其檢出限為3.8 ng，定量下限為12.7 ng。

6 結(jié)語

不同的樣品前處理技術(shù)具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)。因此在實(shí)踐工作過程中，工作人員需要按照技術(shù)條件、檢測需求等因素，進(jìn)一步選取更具針對性的樣品處理方式，目前未能有一種前處理技術(shù)可以針對食品內(nèi)部所殘留的藥物進(jìn)行提取。因此，未來食品農(nóng)藥殘留分析環(huán)節(jié)的研究，應(yīng)主要聚焦在由傳統(tǒng)的單一農(nóng)藥品種分析轉(zhuǎn)向多農(nóng)藥品種分析的方向上。