食物農藥殘留快速檢測樣品前處理技術

司良志++司福龍

摘 要：該文介紹了固相萃取和微萃取、微波輔助萃取、超臨界流體萃取和凝膠滲透色譜技術等食物農藥殘留快速檢測樣品前處理方法，但是各種方法的適用范圍和優缺點各不相同，應根據待測樣品的種類和基質、檢測儀器和對結果的要求等具體條件的不同，合理選擇相應的樣品前處理方法，保證檢測結果的準確性。

關鍵詞：農藥殘留 快速檢測 樣品前處理

中圖分類號：S481.8 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05（a）-0049-01

農業生產大量使用農藥后，一部分農藥會殘存于食物和土壤中。食用被農藥污染的食物后，在機體內農藥會逐漸蓄積，危害人群健康和生命安全。農藥殘留檢測是避免危害的一種重要手段，在快速檢測前，應進行樣品前處理這一基本步驟，主要目的在于溶解分離樣品中的農藥，必要時還需經過凈化才能分離待測物與干擾雜質。該文對樣品前處理技術進行總結分析。

1 固相萃取

1.1 基本原理

固相萃取是利用固體吸附劑吸附液體樣品中的農藥及其代謝產物，將其與樣品的其他物質分離開來，然后再利用洗脫液洗脫或加熱將欲檢測成分解吸附，將其充分分離并富集的過程。

1.2 分類

根據固相萃取柱中的不同填料，可分為3種類型：（1）正相固相萃取。該類型的填料為極性，用來萃取（保留）的目標物質為極性化合物。（2）反相固相萃取。該類型的填料為弱極性或非極性，用來萃取的目標物質為中等極性到非極性化合物。（3）離子交換型固相萃取。該類型的填料為帶電荷的離子交換樹脂，用來萃取的目標物質為帶電荷的化合物。（4）親和型固相萃取。利用抗原抗體反應或與配體、受體結合的原理制備而成，洗脫具有一定的選擇性。固相萃取也可使待測組分通過萃取柱，柱上保留的是非目標物質。

1.3 基本步驟和特點

該方法的基本步驟依次為柱預處理→加樣→洗去干擾組分→回收待測組分。萃取柱本身，待測組分保留性質、濃度，基質組分濃度等是影響萃取柱加入樣品量多少的主要因素。該方法的缺陷在于凈化樣品但不能富集目標物質，也不能分離保留性質比待測組分更弱的雜質。該方法的優點在于消除了液/液萃取技術和一般柱層析的缺陷，能回收盡可能多的目標物質，能有效分離目標物質與干擾物質，萃取過程簡單快速（5～10 min），溶劑用量少，重現性好。

2 固相微萃取

固相微萃取克服了第一種前處理技術之堵塞吸附劑孔道的缺陷，在此基礎上形成的一種融采樣、萃取、濃縮和進樣于一體的樣品前處理新技術，處理過程中不需溶劑。該技術所需裝置由手柄和萃取頭組成，萃取頭是一根熔融石英纖維，涂有不同固定相或吸附劑，不銹鋼針連接石英纖維，不銹鋼管將石英纖維套于其內，萃取頭可在不銹鋼管內自由伸縮。

該方法萃取模式可分為直接法和頂空法兩種。前者石英纖維在樣品中暴露，適用于萃取半揮發性的液體食品；后者的石英纖維置于樣品頂空中，適用于萃取揮發性固體食品。

固相微萃取包括吸附和解吸兩個連續的過程。前者待測物在涂層與樣品之間平衡分配，遵循相似相溶原則。固相微萃取比其他任何提取技術都快，一般只需15 min，而且只需少量樣品。

3 微波輔助萃取

微波輔助萃取是通過利用微波能萃取食品中的有機物的少溶劑樣品前處理方法。該技術是利用了極性分子可迅速吸收微波能量的原理，通過微波加熱讓極性溶劑受熱后可使樣品中目標化合物得以萃取，達到前處理的目的。

該方法勝過傳統的振蕩提取法的優勢是：安全快速、效率高、試劑用量小和可以自動控制等方面，適用于提取農藥等易揮發物質，并且還可以對多個食物樣品進行提取。

該方法的重點在于是否合理選擇溶劑，這對萃取結果可產生直接影響。由于非極性溶劑介電常數小，對微波透明或部分透明，難以達到萃取分離的目的。這就要求溶劑必須有一定的極性，有較強溶解待測組分的能力，較少干擾后續檢測過程和檢測結果。溶劑沸點也是影響因素之一。所以，實踐中常選用的萃取劑包括甲醇、乙醇、乙酸甲苯、丙酮、乙腈和二氯乙烷等。

萃取設備、溫度和時間的選擇也是影響萃取結果的因素。當溫度最高時，也就是萃取回收率的對好時機。由于各物質最佳萃取回收率的溫度范圍不同，這一點要多加注意。在操作過程中，溶劑溫度應控制在適當的范圍，保證待測物不被分解。

4 超臨界流體萃取

超臨界流體萃取是將超臨界流體作為溶劑來萃取樣品中待測組分的一種前處理技術，由萃取與分離2個基本過程組成。而超臨界流體也就是處于臨界條件下的高密度流體，包括臨界溫度和臨界壓力兩方面。

在這種前處理方法中，影響萃取效果的萃取劑因素主要包括：臨界條件是否可以容易達到，溶解能力的大小，毒性和腐蝕性是否影響和破壞裝置，價格是否昂貴等。CO2為最常用的超臨界流體，主要用于對熱不穩定的非極性物質的萃取，因為CO2為非極性溶劑，一般不用于極性化合物的萃取。但是，可以加入少量的改進劑來萃取極性化合物，實踐表明效果較好。

另外，溫度、壓力、改性劑也是影響該方法萃取效果的因素。首先，溫度對萃取結果的影響較為復雜。流體密度和待測物蒸氣壓受到溫度的影響。在臨界條件附近的低壓范圍區，溫度升高可稍提高待測物蒸氣壓，但此時急劇降低的流體密度會使萃取劑溶劑化能力下降；在高壓范圍區時，溫度升高迅速提高了待測組分蒸氣壓，萃取效率可得以改善。當流體溫度一定且處于超臨界狀態時，變化的流體密度會使溶質溶解度同步發生改變，萃取效果也出現改變。所以，應根據在流體中待測組分溶解度的大小，使萃取過程在調整的不同壓力范圍內進行，達到提高萃取效率的目的。改性劑為一種溶劑，使用的目的在于提高待測物的溶解度和分離的選擇性，應根據不同的情況選擇不同的改性劑。

5 凝膠滲透色譜技術

讓被測量的高聚物溶液通過一根內裝不同孔徑的色譜柱，根據相對分子質量分開分子，達到分離的目的。決定凝膠滲透色譜最佳參數的因素為載體和溶劑，同時溫度和溶質的化學性質也影響分離效果。

對于載體性質來說，要求其有較好的化學惰性、機械強度和熱穩定性，待測物質不被吸附，分離范圍廣等，這可以保證儀器的良好性能，保證良好的分離效果。

載體粒度和填充密度也影響分離效果。載體的粒度越小越均勻，填充的越緊密，分離效果越好。所以，一般在色譜柱內裝幾種不同孔徑的載體或將裝有不同載體的色譜柱串聯，以達到擴大分離范圍和分離容量的目的。

選用的溶劑是否合適可以決定其能否提高待測物質的溶解度，一般要求其能溶解多種聚合物，不能腐蝕儀器部件，與檢測器相匹配。凝膠滲透色譜技術采用液體色譜柱，要求選用溶劑的熔點應低于室溫，沸點應在實驗溫度以上，粘度應較低，使流動阻力降低到最低程度。同時，選用的溶劑必須為化學性質穩定、易純化、低毒性、不腐蝕色譜設備的物質。

該方法的優點表現在凈化容量大、可重復使用、凈化時間短、簡便準確、應用范圍廣等方面。endprint