農產品中農藥殘留檢測前處理技術研究進展

劉玉嬌，倪 林，王秋霞，季銀江

（1.靖江市農產品質量檢測中心，江蘇 泰州 214500；2.靖江市馬橋畜牧獸醫站，江蘇 泰州 214500）

農藥殘留是指使用農藥后，未被分解而殘留在大氣、水、土壤環境中以及各類農產品中的微量農藥總稱（包括農藥原體、有毒代謝物、降解物、各類雜質等）[1]。近年來，隨著人們持續增長的美好生活需要，對農產品的品質、產量提出了更高要求，對農藥的使用依賴性增強，造成了環境污染，嚴重影響農產品質量安全，甚至會對人們的身體健康造成嚴重影響。農產品質量安全與人們的身體健康密切相關，關系農產品市場的健康發展，因此非常有必要對超過用藥安全間隔期，即將上市的農產品進行農藥殘留檢驗檢測，保障農產品用藥安全，維護農產品市場銷售和監管秩序。農產品中農藥殘留物種類繁多、成分復雜、樣品雜質多等因素，都會對農藥殘留檢測工作造成一定程度的干擾。因此，在進行農藥殘留量檢測時，選擇適合的前處理方法十分關鍵，應積極做好樣品檢測前處理工作，提升樣品檢測速度，提高樣品檢測精確度和準確度。文章綜述了近年來農產品農藥殘留檢測的前處理技術研究進展。

1 固相萃取技術（SPE）

在各種快速、便捷、廣泛應用且有效的農產品前處理技術中，固相萃取技術占據十分重要的位置。固相萃取技術是利用固體吸附劑吸附液體樣品中的目標化合物，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，達到提純、分離和富集目標化合物的目標[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樣品的萃取。該方法適用于將標的物提純，利用分析物在不同介質中被吸附能力的差異將標的物提純，很大程度增強對分析物特別是痕量分析物的檢出能力，提高被測樣品的回收率。固相萃取技術簡化了前處理過程，精確度和分離度高，但對于復雜基質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）進行提取，檢測草莓中19 種農藥殘留量，加標平均回收率在77.3%～100.3%。高堯華等（2018）[4]稱取樣品經乙腈提取后，進行離心、冷凍，再經過固相萃取柱PSA 小柱和C18 進行提取凈化，然后采用氣相色譜/串聯三重四級桿質譜儀進行檢驗檢測分析，試驗發現56 種農藥呈現線性關系良好（在范圍內），線性系數＞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藥殘留含量，分析建立氣相色譜－串聯三重四級桿質譜（GC/MS/MS）能更加便捷，提高檢測速率，同時測定糧油以及大豆、花生等中56 種農藥殘留含量。

2 固相微萃取技術(SPME)

固相微萃取技術在1989 年被首次提出，最初該技術被研究者應用于環境分析中，包括對水、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優化，應用范圍逐步擴展到食品、農產品、化學、生物等領域，是一種常用、便捷的前處理技術。固相微萃取技術克服了傳統前處理技術的缺陷，采用涂有固定相的熔融石英纖維來吸附、富集樣品中待測物質，加快了檢測分析的速度。固相微萃取技術是一種集采樣、萃取、濃縮、進樣于一體的前處理技術，是利用待測物本身在基體和萃取相之間的非均相平衡，是基于待測物質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行固相分離，簡單、方便，不會造成二次污染，適用于檢測揮發性較強的物質。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，試驗結果滿意。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，進行磁性分離，再振蕩5 min（加入1 mL甲醇）后洗脫，洗脫液進行HPLC-UV檢測分析。檢測發現，在1～1 000 μg/L 濃度范圍內噻蟲嗪、多菌靈和噻菌靈與色譜峰面積線性關系良好，在5～1 000 μg/L 濃度范圍內吡蟲啉與色譜峰面積線性關系良好，平均加標回收率在92.1%～104.0%，檢出限為0.27～1.22μg/L，RSD 為1.2%～8.3%。

3 基質分散固相萃取技術（MSPD）

基質分散固相萃取技術是一種快速樣品處理技術，包含了研磨、填料裝柱、淋洗、洗脫環節，是將待測樣品與一定量的固相萃取吸附劑（C18、硅膠等）一起研磨，得到半固體狀態混合物，然后轉移至合適的層析柱，使用合適的溶劑淋洗柱子，將待測物洗脫下來?；|固相分散萃取適用于固體、半固體、黏稠樣品的萃取，優化了傳統樣品前處理的提取、凈化等過程，有效避免了目標待測物的損失，具有需要樣品量少、簡單、高效、快速、低耗等優點。閆震等（2014）[7]對韭菜、姜、番茄、蘋果的19 種農藥殘留進行檢測分析，由于這4 種果蔬受不同色素干擾，采用超高效液相色譜-串聯質譜進行檢測分析對比，研究分析不同凈化方式對檢驗檢測結果的影響，得出最好的檢驗檢測方式條件。運用基質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）作為吸附劑進行定量分析研究。得出結論，4 種果蔬中19 種農藥線性關系良好（在5～100 μg/kg 濃度范圍內），相關系數＞0.99，經過PSA 和C18 凈化處理過的4 種果蔬中19 種農藥的平均加標回收率在72%～108%。所測得的19 種農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。研究發現辛硫磷的RSD 相對較高，其他18 種農藥殘留含量的RSD 值均＜20%。試驗價格低廉、準確度高、回報率高，為農藥殘留檢測前處理技術選擇基質分散固相萃取方法提供了試驗研究依據。

4 凝膠滲透色譜技術（GPC）

凝膠滲透色譜技術的原理是不同物質分子量不同，當樣品溶液流經色譜柱（凝膠顆粒）時，分子根據相對分子質量的不同而分開，相對分子量大的淋洗時間短，向下移動速度快；相對分子質量小的淋洗時間長，向下移動速度慢，從而達到分離的目的，這種分離技術可以同時分離不同類型的農藥殘留。這種處理技術具有使用有機溶劑少、操作相對簡單、分析速度快、凈化效率高、準確性高、回收率高、自動化高的優點，能很好地分離大分子物質和農藥殘留等小分子物質，且凈化柱可以反復使用，檢測成本低。該技術應用范圍廣、重現性好，可以應用于蔬菜中有機磷等農藥殘留成分的檢測，回收效果好，可以對樣品進行凈化，快速檢測蔬菜中的農藥殘留成分[8]。陳平和陸衛明（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行萃取，用無水硫酸鈉對提取液除水后進行定量濃縮，再經過全自動凝膠滲透色譜儀凈化，采用氣相色譜-質譜法對凈化提取液在線濃縮定容后進行分離純化和定性研究，采用外標法進行定量分析檢驗檢測。該前處理檢測技術分離純度高、穩定性強、準確度好，分析得出平均加標的回收率為80%。封利會等（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行提取凈化，結合凝膠滲透色譜氣相色譜串聯質譜，通過質譜多反應監測技術模式分析檢驗檢測。結果表明，檢驗檢測的41 種農藥殘留含量的線性相關系數＞0.995（在2～200 ng/mL 范圍內），其中在蘋果和芹菜兩種不同類別果蔬中分別添加41 種農藥，當添加濃度分別為5μg/kg、10μg/kg 和50μg/kg 的標準混合溶液時，檢驗檢測平均回收率在71.0%～125.4%，相對標準偏差RSD 在0.34%～15.00%。該檢測方法方便、快速、可操作性強，比其他農藥殘留分析方法凈化提取純度高、靈敏度好、準確性高。

5 微波輔助萃取技術（MAE）

微波輔助萃取是一種非常有前景的萃取技術，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樣品中目標物的萃取過程，在傳統工藝基礎上加強傳熱、傳質過程。該方法是一種省時、簡便的前處理方法。溶質和溶劑的極性越大，吸收微波能的效率越高，升溫越快，萃取速度越快，因此為了達到效果，在選擇萃取劑時必須選擇極性溶劑。微波輔助萃取優點明顯，其升溫速度快、熱效率高、提升了萃取效率，經常應用于有機氯類農藥殘留的檢測。王瀟等（2016）[11]稱取一定量西紅柿樣品，對西紅柿樣品進行微波加熱輔助萃取后，用液液微萃取法對萃取液進行富集和提純，采用液相色譜-串聯質譜技術對西紅柿樣品的三嗪類農藥進行檢驗檢測分析。結果表明，在試驗最佳萃取條件下，6 種三嗪類農藥在3 個添加水平條件下（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、準確度高、效率高，適合檢驗檢測各類果蔬中三嗪類農藥殘留含量。顏鴻飛等（2013）[12]稱取一定量茶葉樣品，加入乙腈混勻后進行微波輔助萃取提取，采用DB-17 MS 毛細管色譜柱分離后，選擇離子監測模式下質譜法進行測定，建立了微波輔助萃取—分散固相萃取—氣相色譜質譜法，快速測定茶葉中23 種農藥殘留含量，結果表明，23 種農藥殘留組分在0.01～0.50 mg/mL 濃度范圍內相關系數＞0.995，線性關系好。用空白綠茶為基體，在4個添加水平（濃度分別為0.01mg/kg、0.05mg/kg、0.10 mg/kg、0.25 mg/kg）的相對標準偏差RSD 為3.0%～8.2%，平均加標回收率是70%～105%。

6 QuEChERS 技術

QuEChERS技術是一種快速前處理技術，在2003 年首次提出，在歐盟和美國已經廣泛使用。QuEChERS 是由Quick（快速）、Easy（簡便）、Cheap（便宜）、Effective（高效）、Rugged（穩定）、Safe（安全）6 個英文單詞的首字母組成，具備這6 個特點。QuEChERS 操作方便簡單：稱取待測樣品，將待測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，達到凈化效果，過濾后進行分析處理。QuEChERS技術分析速度快、操作簡單、方便、回收率高、精確度和準確度高、可分析農藥范圍廣，提取劑乙腈加入容器后實現密封，減少與檢測人員接觸，優勢明顯，應用廣泛。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，采取質譜多反應監測技術（MRM）方法，采用外標法檢測分析。建立了常見蔬菜中41 種農藥殘留的QuEChERS 前處理檢測分析方法。得出結論：在改良后的色譜、質譜和QuEChERS 條件下，41 種農藥線性關系（1.0～100μg/L范圍內）良好，檢出限在0.003～1.00 μg/kg，相關系數（R2）＞0.999，檢測分析不同樣品中的回收率在74.1%～120.4%，相對標準偏差（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器進行分析測定。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。得出結論：實驗測定的6 種有機磷農藥殘留線性關系良好（0.2～10.0 mg/L 濃度范圍內），相關系數（r2）＞0.999，檢出限為0.003 5～0.015 mg/L。3 個添加濃度水平的回收率在78.5%～106.3%，相對標準偏差（RSD）范圍為1.4%～6.3%。該方法安全性高、可操作性強、準確度高，可用于大批量不同類別樣品農藥殘留檢驗檢測分析。

7 結束語

樣品前處理技術在農產品農藥殘留檢測中是一項重要技術，每種前處理技術在用法用途、實用性各不相同，在檢測農產品農藥殘留含量時，要根據不同類型樣品中基質特點的不同、檢測農藥殘留項目的不同、實際檢驗條件的不同，選擇適合實際工作的前處理檢測技術。當前，農產品農藥殘留檢測技術朝著更易操作、更便捷以及檢測成分更復雜、更智能化的方向發展?？梢栽诂F有的實驗檢測條件下，對前處理檢測技術進行創新創造，嘗試多技術聯用發展方向，探索出操作更簡便、成本更低廉、回收效率更高的前處理技術。