固相萃取技術在食品檢測中的應用

劉俊騏

關鍵詞：固相萃取技術? ?食品檢測? ?食品安全

一、引言

伴隨著現代社會的快速發展，工業化程度漸漸加深，公共衛生問題如食品安全現狀不容樂觀。這已經嚴重危及人類健康成為目前社會關注的熱點問題之一。因此，對食品進行特性化合物檢測是現代社會發展的需要，然而由于食品中含有大量的蛋白質、脂類、糖類等大分子物質，目標檢測物往往不易被提純分離，這就需要采取一種高效、快速、準確的前處理方式將目標化合物提取出來。有效的樣品前處理可以簡化分析步驟，提高分析方法的靈敏度和準確度。目前，固相萃取技術在食品分析前處理上得到了廣泛應用[1]，它是由固液萃取技術和柱液相色譜技術發展而來，首次出現于二十世紀七十年代，其利用固體吸附劑吸附液體樣品中的目標化合物，使目標化合物與干擾物分離[2]，在采用加熱解吸附的方法或洗脫液洗脫達到分離富集的目的。與其他樣品前處理方式相比，固體萃取技術具有以下幾點優勢，一是萃取速度快，對檢測物分離效率高。這在樣品前處理中是十分重要的，對于食品的分析整個分析過程，主要誤差大部分來自于樣品前處理步驟，因此萃取的速度和效率直接影響最終檢測效果的可靠性和準確性;二是固液萃取方式可以降低溶劑的使用，減弱了其他物質對實驗結果的影響，提高了分析過程的精密性;三是重復性高，可以處理大量的樣品[3]。

二、固相萃取技術原理

（一）固相萃取技術原理

固相萃取技術樣品在吸附劑與溶劑之間的溶解度不同，使吸附劑吸附目標化合物，分離目標檢測物和干擾物，最后用洗脫劑洗脫，達到分離提純、富集純化的目的。其主要操作步驟包含活化、上樣、淋洗和回收分析物等[4]。

1.活化：活化也指柱子的預處理。首先使用強洗脫能力的溶劑充分潤濕柱子，這樣可以去除柱子填料中可能存在的雜質，便于固相表面與與待測物質發生相互作用。再用弱洗脫能力的溶劑再次沖洗柱子，目的是除去上一步中使用的強洗脫溶劑。

2.上樣：上樣指將被測樣品溶解在溶劑中，充分混合后將溶液流過柱子，使目標檢測物被吸附在柱子上，其他干擾物質隨溶劑流出的過程。

3.淋洗：淋洗柱子指利用適當的溶劑淋洗柱子，再利用高速離心或抽真空的方式去除樣品中的雜質。此步驟中需要注意的是溶劑的選擇，要確保雜質被淋洗出保留待測物質在柱子中。

4.洗脫：選擇適當的洗脫溶劑將待測組分洗脫出來，而剩余的結合能力較強的基體組分仍然保留在柱子填料中。收集到的洗脫液將溶劑揮發掉，用適當溶劑定容，然后測定也可直接進樣，在線分析[5]。

（二）固相萃取的吸附劑

固相液體吸附劑的種類繁多，其性質影響固相萃取分析方法的效率和準確。因此在選擇時要注意以下兩點，一是吸附劑定量吸取待測物質應準確迅速。二是用溶劑洗脫時能快速釋放分析物。

1.正相固相萃取吸附劑

常用的正相固相萃取吸附劑有活性氧化鋁[6]、鍵合硅膠[7]、硅鎂型吸附劑等，對于極性較大的分析物，其利用極性同樣較大的吸附劑將目標檢測物從憎水性溶液中萃取出來。

2.非極性聚合物吸附劑

目前非極性聚合物吸附劑主要為有機吸附劑，其在加入樣品前不需要潤濕，簡化前處理分析步驟[8]。這種非極性聚合物吸附劑擁有更大的比表面積，因此它對待測物質的吸附更加完全。此外，聚合物吸附劑對溶液酸堿度的變化并不十分敏感，在任意pH值條件下都有較高的穩定性，它的不足之處在于其對待分析物質的選擇性較弱。

3.離子交換型吸附劑

利用離子交換型吸附劑進行萃取主要是離子狀態存在的待測物質與含有相反電荷的離子交換劑之間發生的靜電作用[9]。萃取時要調節溶液中的pH值使待測物質以離子的狀態存在，當溶液被加入到吸附劑中陽離子或陰離子與吸附劑中對應的離子進行交換，導致待測分析物被保留在吸附劑中。

4.其他類型的吸附劑

近年來人們對于固相萃取吸附劑的研究一直在進行，比如（1）石墨化炭黑和多孔石墨碳，石墨化炭黑表面上帶有一些官能團對極性較大的物質有很好的吸附能力。多孔石墨碳是層狀結構，可以利用分子間作用力將待測物質保留在層中[10]。（2）限進介質固相萃取吸附劑，它主要應用在被萃取物為小分子分析物的情況，在被分析溶液中含有大量生物大分子如蛋白質時，這種吸附劑能夠讓小分子進入吸附的孔徑中而被保存下來，生物大分子被排除在吸附劑孔徑外并且保持自身活性，防止生物大分子變形后進入吸附劑孔徑[11]。（3）免疫親和固相萃取吸附劑，它是一種具有高選擇性的吸附劑，一般適用于樣品中痕量組分的吸附[12]。除以上幾種新型吸附劑外，鰲合纖維、納米材料等也逐漸成為固相萃取吸附劑的熱門材料，得到了廣泛的應用。

（三）固相萃取的分類

按照吸附劑的種類可將固相萃取分為正相萃取、反相萃取、離子交換萃取等;按照操作方式分類可分為在線萃取和離線萃取。在線萃取通常會減少前處理步驟來減少樣品中待測物質的損失，它的柱子可以重復利用并通過柱切換技術實現樣品在色譜柱之間的轉移。目前，在線萃取技術已經能夠同步完成萃取和分析兩步工作，提升了分析時的工作效率和準確度[13]。

此外，隨著研究水平的不斷發展，新型固相萃取技術不斷出現如固相微萃取、攪拌棒吸附萃取、基質固相分散萃取等應用更加廣泛。

三、固相萃取技術在食品檢測中的應用

（一）對食品安全中農藥殘留的分析

果蔬等產品的污染主要來自于農藥殘留，其中的有機氮、有機磷和其他物質的含量都需要經過嚴格的控制才能保證果蔬食品安全的可靠性。這對我國農產品的售出來說是嚴峻的挑戰，檢測農作物表面含有的有毒物質含量尤其重要。

于彥彬等利用PSA分散固相萃取前處理方法，再根據液相色譜柱后衍生熒光法技術開展了水果和蔬菜上殘留的氨基甲酸酯農藥的分析測定。最后得到的分析結果相對誤差較小，回收率較高，說明此分析方法可靠[14]。

（二）固相萃取法在肉類食品檢測中的應用

除蔬菜水果外，肉類食品中有害物質的檢驗同樣值得關注。

薛婷婷等利用雙固相萃取方法，檢測了魚類中糖肽類抗生素萬古霉素和去甲萬古霉素殘留量的測定。該檢測方法相關系數大于0.99，回收率為92.8%-96.5%，是一類良好的檢測分子方式[15]。

（三）固相萃取在其他方面的應用

肖亞兵等利用固相萃取-電感耦合等離子質譜同時測定方法測量醬油中鉛和鎘含量，樣品經微波消解趕酸后用緩沖溶液控制pH值，然后用固相萃取儀將樣品溶液泵入多合一的重金屬固相萃取柱，以達到鉛鎘從高鹽基體中的分離。對緩沖液pH值的控制效果及固相萃取柱的基體分離效果、柱容量、重復性進行驗證試驗，最終得到的結果可信[16]。

周少丹等利用制備的磁性微球，采用磁分散固相萃取-高效液相色譜法測定了蜂蜜中四環素類抗生素殘留，實驗中抗生素的平均回收率為85.8%-94.5%，方法的檢出限和定量限分別為1.92-2.56 pg/k g和 6.40-8.53 pg/kg[17]。

四、結語

固相萃取技術在食品安全檢測方面具有極其重要的作用，面對人們對食品衛生安全逐漸覺醒的意識，研究高效固相萃取技術已成為大勢所趨，其作為效率高誤差小的樣品前處理方式還具有非常廣泛的應用前景。

參考文獻：

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[15]薛婷婷，黃冬梅，婁曉祎，等.雙固相萃取/高效液相色譜-串聯質譜法測定魚類中糖肽類抗生素殘留量[J].分析試驗室，2018，（01）：36-39.

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（作者單位：華中師范大學第一附屬中學）