QuEChERS技術在食用農產品農藥殘留檢測中的應用與研究

楊菊芬 莊秀云

近年來，食用農產品的安全問題受到了社會各界的廣泛關注，隨著檢測儀器與檢測方法的不斷改良，對于食用農產品的農藥殘留檢測技術也得到了飛速的發(fā)展。美國的研究人員Anastassiades等人提出了QuEChERS前處理技術，能夠對食用農產品當中的農藥殘留進行有效的檢測。該技術有安全、快速、穩(wěn)定、簡便、低廉、高效等優(yōu)勢，在液相或氣相色譜分析、醫(yī)藥、獸藥、各種農藥的檢測工作中得到了廣泛的普及。本文重點探討了QuEChERS技術在食用農產品農藥殘留檢測中的應用與研究，希望對今后的食用農產品農藥殘留檢測工作提供參考意義。

引言

目前我國社會進入了新的發(fā)展階段，老百姓對農產品質量安全的期望值越來越高，農藥殘留超標問題將嚴重影響老百姓的身體健康安全?，F階段，需要依靠可靠、靈活、高效、快捷的檢測手段來有效控制農產品農藥殘留物的危害，提升食品的安全性。因此，需要對QuEChERS技術在食用農產品農藥殘留物中的檢測進行深入的研究。

一、QuEChERS技術概述

（一）QuEChERS技術及其特征

QuEChERS技術是Anastassiades等人于2003年所提出的一種集農藥殘留凈化、提取于一體的普適性農藥殘留檢測處理技術。QuEChERS技術有著安全、便捷、高效、可靠、廉價等特征。該技術主要將乙腈作為單一提取試劑，利用無水硫酸鎂與氯化鈉對乙腈中的水分進行去除，之后利用無水硫酸鎂與PSA進行渦旋混合，對樣品中的水分與雜質進行有效的去除。這種新型的方法充分的融合了分散固相萃取技術與固相微萃取技術。該技術面世以來，在世界范圍內得到了十分廣泛的普及，并且得到了進一步的完善與改良，是現階段普適性很強的多樣化前處理技術。

以往食品農產品進行農藥殘留檢測工作的過程中，需要很多的樣品，凈化與提取步驟比較復雜，并且傳統的方式只能在混合基質當中進行單一目標物質的提取與檢測，或者對定量對單一物質進行檢測，很難提高農藥殘留物的檢測效率。QuEChERS技術對玻璃器皿與樣品的使用量都不高，實驗誤差小，并且試劑用量也不多，能夠減少檢測過程中對環(huán)境造成的污染。

相較于傳統前處理方式，QuEChERS技術有如下幾種優(yōu)勢：1.較高的準確度，后續(xù)操作便捷;2.有著較高的樣品檢測效率;3.較高的回收率和穩(wěn)定性，回收率高于85%;4.能夠檢測多種農藥類型，涵蓋面廣;5.操作便捷，對技術要求不高;6.節(jié)約成本，污染小，所需的溶劑量不多;7.占用空間不大，在小實驗室中就可以進行操作。

（二）提取劑的選用

乙腈、乙酸乙酯、丙酮是食品農產品農藥殘留物檢測中比較常見的提取劑。蔬菜、水果是QuEChERS技術最初進行農藥殘留檢測的農產品，盡管丙酮能夠將殘留的農藥從農產品中有效的提取出來，但是丙酮的水溶性比較高，難以和基質當中的水分進行分離，因此實驗難度較高，很難改善試驗結果。應用乙酸乙酯的過程中，只能部分和水進行互溶，和水分的分離也比較容易，但是針對強極性的農藥殘留，則很難完全從基質當中萃取出來，所以并非最佳選擇。相較于丙酮與乙酸乙酯，乙腈能夠對蔬菜與水果樣品的農藥殘留物進行有效的監(jiān)測，很難對多余雜質進行提取，因此能夠利用鹽析的方式與基質水分分開，所以選擇乙腈作為最終提取劑。

（三）凈化試劑的選用

PSA、-NH2、C18等是食用農產品基質凈化比較常見的凈化試劑。在試驗的過程中能夠發(fā)現，PSA與NH2試劑有著較強的凈化成效。通過食用農產品的分析，甾醇、脂肪酸、碳水化合物、有機酸等極性干擾物是基質當中的主要干擾物。PSA與NH2為弱陰離子與正相吸附交換凈化劑，能夠有效的凈化上述極性干擾物。PSA試劑具備弱陰離子交換與極性吸附作用，能夠通過極性吸附與弱陰離子交換實現保留作用。如果在進行非極性溶液的預處理工作，能夠和帶有-SH、-NH、-OH官能團分子產生氫鍵，能夠有效的對食用農產品當中的強陰離子、碳水化合物、有機酸、酚類、色素等多種組分進行去除，從而使該技術選取PSA試劑作為最佳凈化劑。

（四）QuEChERS技術前處理步驟

常規(guī)情況下利用QuEChERS技術進行樣品提取的前處理步驟如下：

1.將樣品粉碎，稱取10克，置于40mL的塑料離心管當中。

2.將10mL的乙腈加入到塑料離心管當中，然后利用最大轉速（高于2500r·min-1）渦旋樣品1分鐘。

3.將1克的氯化鈉與4克的無水硫酸鎂加入到離心管當中，渦旋1分鐘，之后離心1分鐘。

4.將離心管中的上清液取出1mL，放置于含有150毫克無水硫酸鎂與25毫克PSA的小離心管當中。

5.利用渦旋機或者手搖的方式進行30秒的混勻，然后進行分散固相萃取，之后進行1分鐘的離心。

6.如有必要，將5%醋酸加入樣品中，之后等待儀器的檢測。

通過上述的步驟，對于一些基質干擾多、成分較復雜的植物性食用樣品，還需要加入C18與GCB。各試劑發(fā)揮著以下的作用：1.PSA能夠對基質當中的各類極性有機酸、脂肪酸、糖類、少量色素、碳水化合物、酚類進行充分的吸附;2.無水硫酸鎂能夠將有機相當中蘊含的水分進行去除;3.C18能夠對脂類、脂肪酸等非極性干擾物進行去除;4.GCB能夠對基質當中的非極性干擾物、甾醇、色素等進行去除。

二、QuEChERS技術在食用農產品農藥殘留檢測中的應用

（一）QuEChERS技術在動物食品農藥殘留檢測中的應用

在檢測動物性食品農藥殘留的過程中，QuEChERS技術發(fā)揮著十分重要的作用。這些農藥殘留物通常處于動物肉制品的組織當中。哺乳動物腦部組織有著較為獨特的化學結構，因此在試驗的過程中選擇氯仿與乙腈（1：10）的混合溶液，來替換乙腈，并且將10mL10%硫酸鈉溶液添加進其中進行純化。并且結合哺乳動物腦部組織的基質，將氧化鋁粉、PSA粉、ODS C18粉加入樣品中進行凈化。哺乳動物組織當中有著大量的脂類與蛋白質，所以在凈化動物農產品樣品的過程中，應當利用中性氧化鋁粉與ODS C18粉進行檢測液的合成，并且利用混合型分散固相萃取來進行樣品基質的凈化。

（二）QuEChERS技術在蜂蜜、牛奶農藥殘留檢測中的應用

針對蜂蜜這種含水量低、粘稠性大的食用樣品，需要利用復雜的過程進行檢測。由于樣品基質當中蘊含著大量的有機合成色素與糖類，因此提取過程十分復雜。初級次級胺（PSA）對這些干擾物質的吸收效果比較好。對于蜂蜜當中氯霉素殘留物，可以通過反相高效液相色譜-離子阱質譜法進行檢測。利用QuEChERS技術進行前處理，能夠快速的進行凈化與提取。通過運用PSA能夠實現固相分散凈化，能夠對蜂蜜當中的有機合成色素與糖等雜質進行充分吸附。利用多反射分子監(jiān)測（MRM）、電噴霧電離法（ESI）負分子模型能夠對氯霉素進行定量分析與初定性。添加濃度0.2-200.0μg/kg時，能夠有78%-93%的回收率，變異系數小于3.9%，說明這些方法能夠更加方便快捷的對氯霉素的定量檢測和定性。

（三）QuEChERS技術在水果蔬菜農藥殘留檢測中的應用

QuEChERS技術對水果蔬菜的檢測應用較早，對于水果蔬菜農藥殘留物的檢測技術更為成熟。在進行檢測時，選用的除雜劑為無任何添加的PSA，并且主要將氨基甲酸酯類作為農藥檢測，結合氣象色譜-質譜聯用儀、高效液相色譜儀、氣相色譜法進行檢測。通過充分的試驗，可以分析出在檢測蔬菜水果的農藥殘留物時，將除雜吸附劑與改良過后的乙腈溶液加入到樣品基質當中，能夠有效的凈化與提取農藥殘留樣本，在對樣本進行處理過后，也能夠達到后續(xù)檢測的標準。

（四）QuEChERS技術在糧食谷物農藥殘留檢測中的應用

相較于蔬菜水果中農藥殘留物的檢測，QuEChERS技術在檢測糧食谷物的過程中有所不同。糧食谷物中含水量不高，因此，在檢測糧食谷物的過程中，要加入適量的水分，利用乙腈來提取。比如，枸杞的含水量比較低，在檢測的過程中可以對QuEChERS技術進行改進，有效的進行前處理工作。對比乙酸乙酯提取法與LUKE提取法處理之后的結果，能夠發(fā)現，利用QuEChERS技術進行處理，對樣品內部基質效果的影響不大，所得到的線性能夠與要求相符。有的食用農產品含水量低，并不需要進行水分的添加，有的農產品可以延長利用乙腈進行浸泡的時間，可以進行一整夜的浸泡，然后利用硫酸鎂、PSA來凈化，從而使樣品處理效率得到大幅度的提升。

（五）QuEChERS技術在其他類型食品農藥殘留檢測中的應用

現階段我國食品企業(yè)發(fā)展迅猛，各種食品的種類十分繁多，食品也擁有非常復雜的成分。由于基質的干擾，對這些食品當中的農藥殘留進行檢測也遇到了非常大的困難，不僅要減少農藥殘留物檢測的時間，還應當充分的提升檢測準確性，這是現階段市場檢測過程中亟待解決的問題。例如，在對嬰幼兒食品進行農藥殘留物檢測時，美國Cajka針對嬰幼兒水果食品當中一百一十一種農藥進行GC-TOF/MS檢測的過程中，并且利用凝膠滲透色譜與QuEChERS技術開展前處理。通過GC-TOF/MS檢測，結果顯示，方法最低檢出限到了0.01mg/kg，這兩種前處理方法都可以滿足歐盟對于嬰幼兒食品與谷物食品對于農藥殘留最大限量標準。但是利用QuEChERS技術能夠有效降低前處理的成本，減少前處理的時間。在檢測13個樣品的農藥殘留物的過程中，前處理包括凈化過程、樣品制備過程，GPC消耗時長17.3小時，進行緩沖QuEChERS消耗時長0.83小時。精密度條件相同的情況下，能夠充分的展現出QuEChERS簡單、快捷、高效的特征。

結語

總而言之，QuEChERS前處理技術能夠進行多種農藥殘留物的檢測與分析，現如今在糧食谷物、蔬菜蔬果、牛奶蜂蜜、動物制品等農產品當中得到了廣泛的應用。相較于傳統的分析檢測方法，QuEChERS技術有效解決了傳統方法使用大量有毒溶劑、檢測分析時間過長、分析上樣量太少等問題。尤其在節(jié)省分析時間、節(jié)約檢測成本方面，QuEChERS技術發(fā)揮了極大的優(yōu)勢。隨著科學技術水平的不斷提升，現代化的檢測手段也在持續(xù)的迭代更新，LC/MS、MS/GC、GC等技術都得到了十分廣泛的應用，QuEChERS技術也將會在未來得到更加良好的發(fā)展，有效提升食用農產品農藥殘留物的檢測效率。