農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留檢測(cè)前處理技術(shù)研究進(jìn)展

劉玉嬌，倪 林，王秋霞，季銀江

（1.靖江市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中心，江蘇 泰州 214500；2.靖江市馬橋畜牧獸醫(yī)站，江蘇 泰州 214500）

農(nóng)藥殘留是指使用農(nóng)藥后，未被分解而殘留在大氣、水、土壤環(huán)境中以及各類農(nóng)產(chǎn)品中的微量農(nóng)藥總稱（包括農(nóng)藥原體、有毒代謝物、降解物、各類雜質(zhì)等）[1]。近年來，隨著人們持續(xù)增長(zhǎng)的美好生活需要，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)、產(chǎn)量提出了更高要求，對(duì)農(nóng)藥的使用依賴性增強(qiáng)，造成了環(huán)境污染，嚴(yán)重影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，甚至?xí)?duì)人們的身體健康造成嚴(yán)重影響。農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與人們的身體健康密切相關(guān)，關(guān)系農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)的健康發(fā)展，因此非常有必要對(duì)超過用藥安全間隔期，即將上市的農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行農(nóng)藥殘留檢驗(yàn)檢測(cè)，保障農(nóng)產(chǎn)品用藥安全，維護(hù)農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)銷售和監(jiān)管秩序。農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留物種類繁多、成分復(fù)雜、樣品雜質(zhì)多等因素，都會(huì)對(duì)農(nóng)藥殘留檢測(cè)工作造成一定程度的干擾。因此，在進(jìn)行農(nóng)藥殘留量檢測(cè)時(shí)，選擇適合的前處理方法十分關(guān)鍵，應(yīng)積極做好樣品檢測(cè)前處理工作，提升樣品檢測(cè)速度，提高樣品檢測(cè)精確度和準(zhǔn)確度。文章綜述了近年來農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測(cè)的前處理技術(shù)研究進(jìn)展。

1 固相萃取技術(shù)（SPE）

在各種快速、便捷、廣泛應(yīng)用且有效的農(nóng)產(chǎn)品前處理技術(shù)中，固相萃取技術(shù)占據(jù)十分重要的位置。固相萃取技術(shù)是利用固體吸附劑吸附液體樣品中的目標(biāo)化合物，使其與樣品的基體和干擾化合物分離，再用洗脫液洗脫或加熱解吸附，達(dá)到提純、分離和富集目標(biāo)化合物的目標(biāo)[2]。這種提取方式不需要大量互不相溶的溶劑，可以用于不易或不揮發(fā)樣品的萃取。該方法適用于將標(biāo)的物提純，利用分析物在不同介質(zhì)中被吸附能力的差異將標(biāo)的物提純，很大程度增強(qiáng)對(duì)分析物特別是痕量分析物的檢出能力，提高被測(cè)樣品的回收率。固相萃取技術(shù)簡(jiǎn)化了前處理過程，精確度和分離度高，但對(duì)于復(fù)雜基質(zhì)和化合物的分離效果并不理想。馬琳等（2016）[3]稱取20 g 草莓樣品，加入40 mL 乙腈后勻漿，用NH2固相萃取柱為凈化柱，用洗脫劑二氯甲烷-甲醇（95∶5）進(jìn)行提取，檢測(cè)草莓中19 種農(nóng)藥殘留量，加標(biāo)平均回收率在77.3%～100.3%。高堯華等（2018）[4]稱取樣品經(jīng)乙腈提取后，進(jìn)行離心、冷凍，再經(jīng)過固相萃取柱PSA 小柱和C18 進(jìn)行提取凈化，然后采用氣相色譜/串聯(lián)三重四級(jí)桿質(zhì)譜儀進(jìn)行檢驗(yàn)檢測(cè)分析，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)56 種農(nóng)藥呈現(xiàn)線性關(guān)系良好（在范圍內(nèi)），線性系數(shù)＞0.99。為定性定量研究糧油和高油脂植物源性樣品糧谷中的農(nóng)藥殘留含量，分析建立氣相色譜－串聯(lián)三重四級(jí)桿質(zhì)譜（GC/MS/MS）能更加便捷，提高檢測(cè)速率，同時(shí)測(cè)定糧油以及大豆、花生等中56 種農(nóng)藥殘留含量。

2 固相微萃取技術(shù)(SPME)

固相微萃取技術(shù)在1989 年被首次提出，最初該技術(shù)被研究者應(yīng)用于環(huán)境分析中，包括對(duì)水、土壤、大氣的分析。隨著研究方法的不斷完善、研究的不斷深入及研究裝置的不斷升級(jí)優(yōu)化，應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)展到食品、農(nóng)產(chǎn)品、化學(xué)、生物等領(lǐng)域，是一種常用、便捷的前處理技術(shù)。固相微萃取技術(shù)克服了傳統(tǒng)前處理技術(shù)的缺陷，采用涂有固定相的熔融石英纖維來吸附、富集樣品中待測(cè)物質(zhì)，加快了檢測(cè)分析的速度。固相微萃取技術(shù)是一種集采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣于一體的前處理技術(shù)，是利用待測(cè)物本身在基體和萃取相之間的非均相平衡，是基于待測(cè)物質(zhì)在樣品及萃取涂層中分配平衡的萃取過程。該方法不需要添加溶劑進(jìn)行固相分離，簡(jiǎn)單、方便，不會(huì)造成二次污染，適用于檢測(cè)揮發(fā)性較強(qiáng)的物質(zhì)。ZHOU Yu（2011）[5]研究分析了茶葉中氟蟲腈含量及其代謝物殘留含量，平均加標(biāo)回收率在71.2%～109.3%，采用固相微萃取-氣相色譜（SPME-GC）分析方法，試驗(yàn)結(jié)果滿意。黃斯敏等（2020）[6]稱取20.0 mg 柑橘類水果樣品，然后振蕩20 min 混勻后，進(jìn)行磁性分離，再振蕩5 min（加入1 mL甲醇）后洗脫，洗脫液進(jìn)行HPLC-UV檢測(cè)分析。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，在1～1 000 μg/L 濃度范圍內(nèi)噻蟲嗪、多菌靈和噻菌靈與色譜峰面積線性關(guān)系良好，在5～1 000 μg/L 濃度范圍內(nèi)吡蟲啉與色譜峰面積線性關(guān)系良好，平均加標(biāo)回收率在92.1%～104.0%，檢出限為0.27～1.22μg/L，RSD 為1.2%～8.3%。

3 基質(zhì)分散固相萃取技術(shù)（MSPD）

基質(zhì)分散固相萃取技術(shù)是一種快速樣品處理技術(shù)，包含了研磨、填料裝柱、淋洗、洗脫環(huán)節(jié)，是將待測(cè)樣品與一定量的固相萃取吸附劑（C18、硅膠等）一起研磨，得到半固體狀態(tài)混合物，然后轉(zhuǎn)移至合適的層析柱，使用合適的溶劑淋洗柱子，將待測(cè)物洗脫下來?；|(zhì)固相分散萃取適用于固體、半固體、黏稠樣品的萃取，優(yōu)化了傳統(tǒng)樣品前處理的提取、凈化等過程，有效避免了目標(biāo)待測(cè)物的損失，具有需要樣品量少、簡(jiǎn)單、高效、快速、低耗等優(yōu)點(diǎn)。閆震等（2014）[7]對(duì)韭菜、姜、番茄、蘋果的19 種農(nóng)藥殘留進(jìn)行檢測(cè)分析，由于這4 種果蔬受不同色素干擾，采用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜進(jìn)行檢測(cè)分析對(duì)比，研究分析不同凈化方式對(duì)檢驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果的影響，得出最好的檢驗(yàn)檢測(cè)方式條件。運(yùn)用基質(zhì)分散固相萃取前處理方式，選取C18 混合劑和PSA（N-丙基乙二胺）作為吸附劑進(jìn)行定量分析研究。得出結(jié)論，4 種果蔬中19 種農(nóng)藥線性關(guān)系良好（在5～100 μg/kg 濃度范圍內(nèi)），相關(guān)系數(shù)＞0.99，經(jīng)過PSA 和C18 凈化處理過的4 種果蔬中19 種農(nóng)藥的平均加標(biāo)回收率在72%～108%。所測(cè)得的19 種農(nóng)藥殘留含量的定量下限在0.05～8 μg/kg，檢出限在0.02～2 μg/kg。研究發(fā)現(xiàn)辛硫磷的RSD 相對(duì)較高，其他18 種農(nóng)藥殘留含量的RSD 值均＜20%。試驗(yàn)價(jià)格低廉、準(zhǔn)確度高、回報(bào)率高，為農(nóng)藥殘留檢測(cè)前處理技術(shù)選擇基質(zhì)分散固相萃取方法提供了試驗(yàn)研究依據(jù)。

4 凝膠滲透色譜技術(shù)（GPC）

凝膠滲透色譜技術(shù)的原理是不同物質(zhì)分子量不同，當(dāng)樣品溶液流經(jīng)色譜柱（凝膠顆粒）時(shí)，分子根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的不同而分開，相對(duì)分子量大的淋洗時(shí)間短，向下移動(dòng)速度快；相對(duì)分子質(zhì)量小的淋洗時(shí)間長(zhǎng)，向下移動(dòng)速度慢，從而達(dá)到分離的目的，這種分離技術(shù)可以同時(shí)分離不同類型的農(nóng)藥殘留。這種處理技術(shù)具有使用有機(jī)溶劑少、操作相對(duì)簡(jiǎn)單、分析速度快、凈化效率高、準(zhǔn)確性高、回收率高、自動(dòng)化高的優(yōu)點(diǎn)，能很好地分離大分子物質(zhì)和農(nóng)藥殘留等小分子物質(zhì)，且凈化柱可以反復(fù)使用，檢測(cè)成本低。該技術(shù)應(yīng)用范圍廣、重現(xiàn)性好，可以應(yīng)用于蔬菜中有機(jī)磷等農(nóng)藥殘留成分的檢測(cè)，回收效果好，可以對(duì)樣品進(jìn)行凈化，快速檢測(cè)蔬菜中的農(nóng)藥殘留成分[8]。陳平和陸衛(wèi)明（2016）[9]稱取一定量的水果樣品，加入丙酮為提取劑，通過加速溶劑萃取裝置進(jìn)行萃取，用無水硫酸鈉對(duì)提取液除水后進(jìn)行定量濃縮，再經(jīng)過全自動(dòng)凝膠滲透色譜儀凈化，采用氣相色譜-質(zhì)譜法對(duì)凈化提取液在線濃縮定容后進(jìn)行分離純化和定性研究，采用外標(biāo)法進(jìn)行定量分析檢驗(yàn)檢測(cè)。該前處理檢測(cè)技術(shù)分離純度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、準(zhǔn)確度好，分析得出平均加標(biāo)的回收率為80%。封利會(huì)等（2016）[10]稱取一定量的樣品，用緩沖液（乙酸乙酸鈉-乙腈）混勻后提取，采用混合型固相分散萃取劑進(jìn)行提取凈化，結(jié)合凝膠滲透色譜氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜，通過質(zhì)譜多反應(yīng)監(jiān)測(cè)技術(shù)模式分析檢驗(yàn)檢測(cè)。結(jié)果表明，檢驗(yàn)檢測(cè)的41 種農(nóng)藥殘留含量的線性相關(guān)系數(shù)＞0.995（在2～200 ng/mL 范圍內(nèi)），其中在蘋果和芹菜兩種不同類別果蔬中分別添加41 種農(nóng)藥，當(dāng)添加濃度分別為5μg/kg、10μg/kg 和50μg/kg 的標(biāo)準(zhǔn)混合溶液時(shí)，檢驗(yàn)檢測(cè)平均回收率在71.0%～125.4%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD 在0.34%～15.00%。該檢測(cè)方法方便、快速、可操作性強(qiáng)，比其他農(nóng)藥殘留分析方法凈化提取純度高、靈敏度好、準(zhǔn)確性高。

5 微波輔助萃取技術(shù)（MAE）

微波輔助萃取是一種非常有前景的萃取技術(shù)，是通過吸收微波能量的方式，用微波能加熱與樣品相接觸的溶劑，是從樣品中提取分離出所需化合物，即利用微波加熱來加速溶劑對(duì)樣品中目標(biāo)物的萃取過程，在傳統(tǒng)工藝基礎(chǔ)上加強(qiáng)傳熱、傳質(zhì)過程。該方法是一種省時(shí)、簡(jiǎn)便的前處理方法。溶質(zhì)和溶劑的極性越大，吸收微波能的效率越高，升溫越快，萃取速度越快，因此為了達(dá)到效果，在選擇萃取劑時(shí)必須選擇極性溶劑。微波輔助萃取優(yōu)點(diǎn)明顯，其升溫速度快、熱效率高、提升了萃取效率，經(jīng)常應(yīng)用于有機(jī)氯類農(nóng)藥殘留的檢測(cè)。王瀟等（2016）[11]稱取一定量西紅柿樣品，對(duì)西紅柿樣品進(jìn)行微波加熱輔助萃取后，用液液微萃取法對(duì)萃取液進(jìn)行富集和提純，采用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)對(duì)西紅柿樣品的三嗪類農(nóng)藥進(jìn)行檢驗(yàn)檢測(cè)分析。結(jié)果表明，在試驗(yàn)最佳萃取條件下，6 種三嗪類農(nóng)藥在3 個(gè)添加水平條件下（1 μg/kg、50 μg/kg 和500 μg/kg）的回收率為62.1%～108.1%。該方法速度快、準(zhǔn)確度高、效率高，適合檢驗(yàn)檢測(cè)各類果蔬中三嗪類農(nóng)藥殘留含量。顏鴻飛等（2013）[12]稱取一定量茶葉樣品，加入乙腈混勻后進(jìn)行微波輔助萃取提取，采用DB-17 MS 毛細(xì)管色譜柱分離后，選擇離子監(jiān)測(cè)模式下質(zhì)譜法進(jìn)行測(cè)定，建立了微波輔助萃取—分散固相萃取—?dú)庀嗌V質(zhì)譜法，快速測(cè)定茶葉中23 種農(nóng)藥殘留含量，結(jié)果表明，23 種農(nóng)藥殘留組分在0.01～0.50 mg/mL 濃度范圍內(nèi)相關(guān)系數(shù)＞0.995，線性關(guān)系好。用空白綠茶為基體，在4個(gè)添加水平（濃度分別為0.01mg/kg、0.05mg/kg、0.10 mg/kg、0.25 mg/kg）的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD 為3.0%～8.2%，平均加標(biāo)回收率是70%～105%。

6 QuEChERS 技術(shù)

QuEChERS技術(shù)是一種快速前處理技術(shù)，在2003 年首次提出，在歐盟和美國(guó)已經(jīng)廣泛使用。QuEChERS 是由Quick（快速）、Easy（簡(jiǎn)便）、Cheap（便宜）、Effective（高效）、Rugged（穩(wěn)定）、Safe（安全）6 個(gè)英文單詞的首字母組成，具備這6 個(gè)特點(diǎn)。QuEChERS 操作方便簡(jiǎn)單：稱取待測(cè)樣品，將待測(cè)樣品混勻后加入一定量乙腈作為溶劑提取，勻漿后加入鹽包搖勻待鹽析分層，然后加入氯化鈉后搖動(dòng)鹽析待分層，一般采用有PSA（N-丙基亞乙基二胺）、石墨化炭黑等，通過離心方式去除干擾物，達(dá)到凈化效果，過濾后進(jìn)行分析處理。QuEChERS技術(shù)分析速度快、操作簡(jiǎn)單、方便、回收率高、精確度和準(zhǔn)確度高、可分析農(nóng)藥范圍廣，提取劑乙腈加入容器后實(shí)現(xiàn)密封，減少與檢測(cè)人員接觸，優(yōu)勢(shì)明顯，應(yīng)用廣泛。林濤等（2015）[13]稱取一定量蔬菜樣品，加入1%的乙腈-乙酸提取液提取，用N-丙基乙二胺（PSA）小柱凈化后分析檢驗(yàn)，采取質(zhì)譜多反應(yīng)監(jiān)測(cè)技術(shù)（MRM）方法，采用外標(biāo)法檢測(cè)分析。建立了常見蔬菜中41 種農(nóng)藥殘留的QuEChERS 前處理檢測(cè)分析方法。得出結(jié)論：在改良后的色譜、質(zhì)譜和QuEChERS 條件下，41 種農(nóng)藥線性關(guān)系（1.0～100μg/L范圍內(nèi)）良好，檢出限在0.003～1.00 μg/kg，相關(guān)系數(shù)（R2）＞0.999，檢測(cè)分析不同樣品中的回收率在74.1%～120.4%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）范圍為2.8%～11.9%。鐘志凌和唐吉旺（2019）[14]稱取一定量的樣品，加入1%乙腈-乙酸提取液提取，用乙二胺-N-丙基硅烷（PSA）小柱凈化分析，無水硫酸鎂分散固相萃取凈化分析，用氣相色譜火焰光度檢測(cè)器進(jìn)行分析測(cè)定。研究分析了QuEChERS 法在乙酸鹽緩沖體系和氯化鈉鹽析這兩種不同體系的凈化提取效率。得出結(jié)論：實(shí)驗(yàn)測(cè)定的6 種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留線性關(guān)系良好（0.2～10.0 mg/L 濃度范圍內(nèi)），相關(guān)系數(shù)（r2）＞0.999，檢出限為0.003 5～0.015 mg/L。3 個(gè)添加濃度水平的回收率在78.5%～106.3%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）范圍為1.4%～6.3%。該方法安全性高、可操作性強(qiáng)、準(zhǔn)確度高，可用于大批量不同類別樣品農(nóng)藥殘留檢驗(yàn)檢測(cè)分析。

7 結(jié)束語

樣品前處理技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測(cè)中是一項(xiàng)重要技術(shù)，每種前處理技術(shù)在用法用途、實(shí)用性各不相同，在檢測(cè)農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留含量時(shí)，要根據(jù)不同類型樣品中基質(zhì)特點(diǎn)的不同、檢測(cè)農(nóng)藥殘留項(xiàng)目的不同、實(shí)際檢驗(yàn)條件的不同，選擇適合實(shí)際工作的前處理檢測(cè)技術(shù)。當(dāng)前，農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)朝著更易操作、更便捷以及檢測(cè)成分更復(fù)雜、更智能化的方向發(fā)展?？梢栽诂F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)條件下，對(duì)前處理檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)造，嘗試多技術(shù)聯(lián)用發(fā)展方向，探索出操作更簡(jiǎn)便、成本更低廉、回收效率更高的前處理技術(shù)。