新形勢下農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中農(nóng)藥殘留檢測的前處理技術(shù)分析

在當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，雖然農(nóng)藥的廣泛應(yīng)用提高了農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，但是也帶來農(nóng)藥殘留檢測的技術(shù)難題?，F(xiàn)階段，農(nóng)藥殘留檢測前處理技術(shù)在檢測效率、精度和靈敏度等方面仍有提升空間。對此，可從以下幾方面著手：一是通過優(yōu)化前處理技術(shù)的多樣性，針對不同類型的農(nóng)藥特性選擇合適的處理方法，以滿足多樣化的農(nóng)藥檢測需求，提高檢測的有效性；二是采用高效萃取和凈化手段，進(jìn)一步提高前處理技術(shù)的靈敏度和回收率，確保低濃度農(nóng)藥的精確檢測結(jié)果；三是推進(jìn)前處理技術(shù)的自動化與綠色化，將自動化設(shè)備與檢測流程相融合，實現(xiàn)更高效的樣品處理操作，同時減少溶劑使用量，降低環(huán)境影響。

農(nóng)藥殘留檢測在保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全中具有關(guān)鍵作用，檢測前處理技術(shù)直接影響殘留分析的精確性和效率。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥類型繁多，檢測過程中常見樣品基質(zhì)復(fù)雜、多干擾因素，使得樣品前處理成為農(nóng)藥殘留分析中的核心步驟。當(dāng)前研究中，固相萃取、微波輔助萃取等技術(shù)已被廣泛應(yīng)用，然而在多樣性、靈敏度、綠色性等方面仍有優(yōu)化空間，檢測難度的提升對前處理技術(shù)的適應(yīng)性和回收率提出了更高要求。為滿足農(nóng)藥殘留檢測中低濃度高精度的需求，提高萃取效率、減少化學(xué)試劑消耗、實現(xiàn)自動化流程，已成為前處理技術(shù)發(fā)展的重要方向。優(yōu)化前處理工藝，不僅能有效分離檢測物質(zhì)，還能提高檢測系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性與重復(fù)性，為農(nóng)藥殘留檢測提供技術(shù)保障并促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量管理的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。

一、新形勢下農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中農(nóng)藥殘留檢測的前處理技術(shù)優(yōu)勢

（一）提高檢測效率

在農(nóng)藥殘留檢測中，前處理技術(shù)不僅關(guān)乎樣品的純化與分離效率，還對檢測的整體精度、靈敏度及回收率產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。近年，固相萃取技術(shù)和微波輔助萃取等方法逐步向高效能、多功能化的方向發(fā)展，采用高效的萃取劑和高度選擇性的吸附材料，有效降低了傳統(tǒng)多步操作中的物質(zhì)損耗及時間消耗。固相萃取技術(shù)通過優(yōu)化吸附劑的選擇性吸附，可有效減少基質(zhì)效應(yīng)及多溶劑交替的干擾，極大地提高了農(nóng)藥分離的靈敏度和檢出限。微波輔助萃取技術(shù)則通過微波輻射引發(fā)樣品分子中的極性物質(zhì)快速振動，從而加速溶解和萃取過程，優(yōu)化樣品的處理時間并提高了萃取效率。此外，二者均能通過有效縮短檢測周期，推動農(nóng)藥殘留檢測的自動化與高通量發(fā)展，為農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全提供了更加精準(zhǔn)的技術(shù)保障。

（二）增強(qiáng)檢測精度

在農(nóng)藥殘留分析中，檢測精度的提高直接關(guān)系到分析結(jié)果的可靠性與重復(fù)性。固相萃取技術(shù)通過精確選擇吸附劑，利用目標(biāo)農(nóng)藥與基質(zhì)間的親和力差異，可有效去除復(fù)雜基質(zhì)中的干擾物，減少基質(zhì)效應(yīng)，進(jìn)而優(yōu)化目標(biāo)物的富集效果。其洗脫步驟通過調(diào)節(jié)溶劑極性和流速，確保農(nóng)藥殘留的高效提取?；|(zhì)固相分散技術(shù)通過樣品與吸附劑的物理均質(zhì)化和分散，可增加目標(biāo)物與吸附劑的接觸面積，提高分配效率，進(jìn)一步降低基質(zhì)效應(yīng)，確保提取過程的均勻性。前處理技術(shù)的優(yōu)化不僅能增強(qiáng)信號的清晰度和穩(wěn)定性，還能通過提高樣品的提取均勻性和靈敏度，顯著提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。

（三）提高檢測靈敏度

檢測靈敏度在低濃度農(nóng)藥殘留的有效識別與定量中起著至關(guān)重要的作用。前處理技術(shù)通過優(yōu)化目標(biāo)化合物的富集與分離過程，在提升靈敏度方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。固相微萃取技術(shù)利用具有高比表面積的微孔材料，如聚二甲基硅氧烷（PDMS）、聚乙二醇（PEG）等涂層，通過物質(zhì)在固相涂層與基質(zhì)之間的分配平衡，可增強(qiáng)目標(biāo)農(nóng)藥的富集度，從而提高低濃度農(nóng)藥的檢測靈敏度。超臨界流體萃取則采用超臨界二氧化碳等高密度流體，憑借其較高的溶解性與擴(kuò)散性，可避免傳統(tǒng)溶劑萃取過程中的稀釋效應(yīng)，有效提高低濃度農(nóng)藥的提取效率，增強(qiáng)檢測響應(yīng)。以上技術(shù)通過優(yōu)化樣品富集和溶解過程，確保了低濃度農(nóng)藥殘留的準(zhǔn)確分析。

二、新形勢下農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中農(nóng)藥殘留檢測的前處理技術(shù)類型

（一）固相萃取技術(shù)

固相萃?。⊿PE）是基于目標(biāo)化合物在不同相之間的分配行為，通過固體吸附劑的選擇性吸附，實現(xiàn)液體樣品中目標(biāo)物質(zhì)的富集與凈化。在農(nóng)藥殘留檢測的前處理中，SPE利用固體吸附劑與液體基質(zhì)中目標(biāo)化合物之間的相互作用，以較少的溶劑量完成高效分離，具備高選擇性、富集效率高、操作便捷等優(yōu)勢。此方法在多種基質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品樣品的農(nóng)藥殘留檢測中已被廣泛應(yīng)用，尤其適合大批量、復(fù)雜基質(zhì)樣品的處理需求。

SPE中的核心操作包括加載、洗滌和洗脫。通過在加載階段引入樣品溶液，目標(biāo)農(nóng)藥分子被吸附在固相材料上，而基質(zhì)干擾物質(zhì)被洗脫液或惰性氣體移除。以SPE對水果和蔬菜樣品進(jìn)行農(nóng)藥殘留檢測為例，常使用乙腈作為提取溶劑，在選定吸附劑/柱后，洗滌雜質(zhì)，最終使用適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑進(jìn)行洗脫，將目標(biāo)化合物轉(zhuǎn)移至分析溶液。在此過程中，通過選擇不同類型的吸附劑（如C18、氧化鋁、氨基柱等），可以針對性地提高對不同農(nóng)藥類別的檢出率和回收率。SPE在農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用范圍廣泛，適用于極性和非極性農(nóng)藥的分離。通過吸附劑選擇和洗脫條件的優(yōu)化，SPE可有效減少基質(zhì)效應(yīng)，降低雜質(zhì)對目標(biāo)物定量檢測的干擾。某些檢測系統(tǒng)中使用多層SPE柱（如C18和氨基柱的組合），進(jìn)一步增強(qiáng)了對復(fù)雜基質(zhì)樣品的凈化效果，適用于多類農(nóng)藥同時存在的樣品。例如，在小麥、花生等高脂肪含量樣品的檢測中，SPE在去除脂溶性雜質(zhì)方面表現(xiàn)出優(yōu)良的凈化能力，為后續(xù)檢測提供了高純度的樣品。

（二）固相微萃取技術(shù)

固相微萃取（SPME）是一種將固相萃取與微型化萃取結(jié)合的高效樣品前處理方法，通過集成采樣、萃取、濃縮與進(jìn)樣于單一操作步驟中，極大地提高了萃取效率。SPME通過在石英纖維表面涂覆特定的固相涂層（如PDMS、PEG、碳分子篩等）來吸附和富集目標(biāo)化合物，利用涂層與基質(zhì)之間的分配平衡，使目標(biāo)物質(zhì)從復(fù)雜基質(zhì)中分離出來。此方法特別適用于揮發(fā)性和半揮發(fā)性化合物的分析，尤其是對于低濃度農(nóng)藥殘留檢測具有重要意義。SPME的無溶劑操作特點，不僅減少了有機(jī)溶劑的使用，符合綠色化學(xué)理念，還減少了傳統(tǒng)液—液萃取中可能出現(xiàn)的溶劑稀釋效應(yīng)，提高了目標(biāo)化合物的富集度。纖維材料的選擇和涂層種類對萃取效率、選擇性和靈敏度有決定性影響。在選擇涂層材料時，需根據(jù)目標(biāo)農(nóng)藥的極性、揮發(fā)性及分子大小，優(yōu)化涂層的種類和厚度，從而最大限度地提高樣品的富集效率和提取率。因此，SPME不僅具備高靈敏度、快速響應(yīng)、操作簡便等優(yōu)點，還能處理復(fù)雜樣品基質(zhì)中的多種成分，為農(nóng)藥殘留檢測提供了一種高效且綠色的前處理方案。

（三）基質(zhì)固相分散技術(shù)

基質(zhì)固相分散萃取（MSPD）是一種結(jié)合樣品均質(zhì)化、分散與萃取的前處理方法，通過在樣品基質(zhì)和固相吸附劑之間的物理混合，將提取、分離和凈化步驟集成于同一流程內(nèi)。該技術(shù)以簡單、快速、高效著稱，特別適用于復(fù)雜基質(zhì)的樣品處理，如植物性樣品中的農(nóng)藥殘留檢測。MSPD通過將樣品與吸附劑混合并形成均勻的半固體狀態(tài)，再將混合物轉(zhuǎn)移至柱中，通過適當(dāng)?shù)南疵撘横尫拍繕?biāo)化合物，從而實現(xiàn)高效提取。此技術(shù)的高適用性和靈活性使其在農(nóng)產(chǎn)品及高脂含量食品中得到了廣泛應(yīng)用。在MSPD應(yīng)用中，所用吸附劑包括C18、PSA（N-丙基乙二胺）、硅膠等，不同吸附劑在凈化過程中表現(xiàn)出不同的選擇性。例如，C18可有效分離非極性農(nóng)藥，而PSA在去除脂肪酸等極性干擾物方面效果顯著。在樣品處理過程中，通過機(jī)械研磨方式將樣品與吸附劑充分混合，有效增加了目標(biāo)化合物與吸附劑的接觸面積，從而提高了萃取效率。MSPD的快速性和高效性得益于其簡化的樣品凈化流程。該技術(shù)通過減少傳統(tǒng)液—液萃取和固相萃取中的多步分離過程，有效縮短了樣品前處理時間，同時避免了復(fù)雜基質(zhì)對檢測結(jié)果的影響。

（四）微波輔助萃取技術(shù)

微波輔助萃取（MAE）技術(shù)是一種基于微波加熱原理的高效樣品萃取方法，通過微波能量的快速傳遞，使萃取溶劑分子與樣品基質(zhì)中的目標(biāo)化合物發(fā)生高頻振動和摩擦，迅速升溫并形成均勻的熱場，從而顯著提升了溶劑的溶解能力，提高了樣品的滲透性。MAE依賴微波輻射在介質(zhì)中的直接作用，通過加速溶劑分子的振動頻率與樣品組分的擴(kuò)散速率，極大地提高了農(nóng)藥殘留提取的效率與速度。此過程能在短時間內(nèi)完成農(nóng)藥成分的快速釋放，縮短了傳統(tǒng)萃取方法所需的時間，提高了樣品的處理效率。MAE中的關(guān)鍵因素包括溶劑的極性、樣品的介電常數(shù)、微波功率、溫度、萃取時間及溶劑體積等，溶劑的選擇對萃取效果具有至關(guān)重要的影響。例如，高極性溶劑（如甲醇、乙腈）能夠高效吸收微波能量，適合用于極性農(nóng)藥的提取。通過精確調(diào)控微波功率與溶劑條件，MAE能夠在短時間內(nèi)實現(xiàn)對低濃度農(nóng)藥殘留的高效萃取，并確保高回收率與低誤差。研究表明，使用乙腈作為溶劑時，噻蟲嗪等農(nóng)藥的回收率可達(dá)90%，且檢測精度（相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，RSD）通常保持在5%以內(nèi)，這使得MAE在農(nóng)藥殘留分析中具有顯著優(yōu)勢。

（五）超臨界流體萃取技術(shù)

SFE利用超臨界狀態(tài)下流體的高溶解能力和擴(kuò)散性，實現(xiàn)樣品中目標(biāo)化合物的有效分離與萃取。通常使用的超臨界流體為二氧化碳（CO2），其在超臨界狀態(tài)（31.1 °C， 7.38 MPa）下具有液體和氣體的雙重特性，具備高擴(kuò)散性、低黏度和強(qiáng)溶解性等特點。CO2作為非極性溶劑，適用于非極性或低極性農(nóng)藥（如有機(jī)氯、擬除蟲菊酯類農(nóng)藥）的高效提取。在SFE操作中，通過控制溫度、壓力和流體密度，可對流體的溶解能力和選擇性進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，從而優(yōu)化目標(biāo)物的提取效率。不同于傳統(tǒng)的溶劑萃取，SFE的壓力和溫度調(diào)節(jié)可以顯著影響流體的密度，進(jìn)而提高對目標(biāo)化合物的溶解性。例如，在高脂基質(zhì)的樣品中，SFE可以通過高壓調(diào)節(jié)增強(qiáng)流體的溶解能力，成功分離樣品中的脂溶性雜質(zhì)。

（六） QuEChERS技術(shù)

QuEChERS技術(shù)是一種快速、高效且經(jīng)濟(jì)的前處理方法，專門用于多殘留農(nóng)藥的檢測，憑借其簡化操作流程和高適應(yīng)性，已廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥殘留分析領(lǐng)域。該技術(shù)的核心步驟包括樣品均質(zhì)化、鹽析萃取和凈化分離，其中鹽析萃取通過加入一定比例的鹽類溶質(zhì)，促進(jìn)農(nóng)藥和水分的分配平衡，從而提高農(nóng)藥的提取效率。該方法尤其適用于復(fù)雜基質(zhì)的樣品，如水果、蔬菜及其他農(nóng)產(chǎn)品，通過高效的提取與凈化過程，顯著減少了傳統(tǒng)前處理方法中煩瑣的操作步驟和時間消耗。QuEChERS技術(shù)使用乙腈作為主要萃取溶劑，乙腈的良好極性和低揮發(fā)性使其能夠有效提取多種農(nóng)藥成分，包括極性和半極性農(nóng)藥，這在復(fù)雜基質(zhì)樣品中尤其重要。此外，QuEChERS技術(shù)的簡化流程與低成本，使其能在高通量分析中展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，且該方法能通過優(yōu)化萃取條件與凈化步驟，有效減少基質(zhì)效應(yīng)，提高檢測的靈敏度和準(zhǔn)確性。整體而言，QuEChERS技術(shù)為農(nóng)藥殘留的快速、經(jīng)濟(jì)檢測提供了可靠的技術(shù)手段，并且符合綠色化學(xué)的環(huán)保要求。

三、新形勢下農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中農(nóng)藥殘留檢測的前處理技術(shù)優(yōu)化策略

（一）優(yōu)化前處理技術(shù)的多樣性以適應(yīng)不同農(nóng)藥類型

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，由于農(nóng)藥種類繁多，且每種農(nóng)藥的極性、揮發(fā)性、分子結(jié)構(gòu)等物理化學(xué)特性存在顯著差異，這導(dǎo)致農(nóng)藥在復(fù)雜基質(zhì)中的分布、溶解性及其與其他物質(zhì)的相互作用呈現(xiàn)多樣性。因此，為有效提高農(nóng)藥殘留檢測的靈敏度和選擇性，針對不同農(nóng)藥類型的前處理技術(shù)優(yōu)化尤為重要。多樣化的前處理策略應(yīng)結(jié)合農(nóng)藥的物理化學(xué)性質(zhì)，通過調(diào)控萃取方法、選擇性吸附劑和萃取條件的參數(shù)（如溶劑極性、溫度、壓力和時間），實現(xiàn)對目標(biāo)農(nóng)藥的高效分離與富集。例如，針對極性較低的擬除蟲菊酯類農(nóng)藥，SFE技術(shù)作為一種綠色、高效的溶劑替代方法，能利用超臨界二氧化碳作為萃取流體，憑借其在超臨界狀態(tài)下表現(xiàn)出的高溶解度、低黏度和高擴(kuò)散性，有效提升非極性農(nóng)藥的提取效率，避免傳統(tǒng)溶劑的稀釋效應(yīng)。而對于極性較高的有機(jī)磷類農(nóng)藥，MAE技術(shù)結(jié)合極性溶劑（如甲醇、乙腈）的應(yīng)用，利用微波輻射加速溶劑與樣品的分子間相互作用，縮短了萃取時間，并提高了目標(biāo)農(nóng)藥的回收率。通過一系列技術(shù)優(yōu)化，能針對性地提高農(nóng)藥殘留檢測中不同農(nóng)藥的提取效率、回收率及分析的準(zhǔn)確性，為多類農(nóng)藥殘留的精準(zhǔn)定量分析提供了可靠的技術(shù)支持。

（二）前處理技術(shù)的自動化和綠色化發(fā)展趨勢

隨著科技的進(jìn)步，前處理技術(shù)的自動化和綠色化發(fā)展成為優(yōu)化農(nóng)藥殘留檢測的重要趨勢。自動化前處理系統(tǒng)通過高度標(biāo)準(zhǔn)化和精準(zhǔn)化的操作流程，能夠顯著提升樣品處理的高效性與一致性。在SPE和QuEChERS系統(tǒng)中，自動化設(shè)備能夠精確調(diào)控萃取、凈化過程中的關(guān)鍵操作參數(shù)，如流速、時間、溫度和壓力等，以確保流程的高通量與高重現(xiàn)性，有效減少人工干擾，提升數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可重復(fù)性。MAE與SFE技術(shù)的集成應(yīng)用，通過優(yōu)化樣品處理時間與自動化操作，大幅提升了大規(guī)模樣品的處理能力，滿足了高通量農(nóng)藥殘留篩查的需求。在綠色化方面，前處理技術(shù)通過替代傳統(tǒng)有機(jī)溶劑的環(huán)保萃取方法。例如，使用二氧化碳作為萃取劑的超臨界流體萃取技術(shù)，可降低溶劑消耗，減少環(huán)境污染，推動綠色化學(xué)和可持續(xù)檢測方法的實施。多元化技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了檢測效率和準(zhǔn)確性，還有效降低了對環(huán)境的負(fù)面影響，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了技術(shù)保障。

四、結(jié)語

APE、MAE、MSPD、SFE和QuEChERS技術(shù)在不同農(nóng)藥殘留檢測中展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢，為各類基質(zhì)樣品提供了穩(wěn)定的分析手段。優(yōu)化前處理工藝以適應(yīng)復(fù)雜樣品和痕量農(nóng)藥檢測，推進(jìn)自動化和綠色化技術(shù)，成為提高檢測系統(tǒng)效能的關(guān)鍵。未來，應(yīng)著重于多技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，通過自動化設(shè)備和智能化操作實現(xiàn)檢測流程的標(biāo)準(zhǔn)化、精準(zhǔn)化，同時減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)，推動前處理技術(shù)向環(huán)保、可持續(xù)的方向發(fā)展。超痕量檢測、高通量篩查的需求使檢測體系仍需改進(jìn)，進(jìn)一步研究各類前處理方法的兼容性和適用性，為農(nóng)藥殘留檢測提供更加完善的技術(shù)保障。

作者簡介：邵鵬（1984—），男，安徽滁州人，本科，農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測工作。