朱書(shū)強(qiáng) 張曉莉 王文鵬

1.甘肅省食品檢驗(yàn)研究院，蘭州 730030； 2.甘肅省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院 蘭州730050

前言

Anastassiades和Lehotay等[1]在 2003 年創(chuàng)建了QuEChERS方法，QuEChERS方法名稱中每個(gè)字母也體現(xiàn)了這一方法的優(yōu)點(diǎn)，分別是快速(Quick)、簡(jiǎn)單(Easy)、便宜(Cheap)、高效(Effective)、耐用(Rugged)和安全(Safe)的簡(jiǎn)寫(xiě)。QuEChERS早期作為一種用于食品中多農(nóng)藥殘留分析的樣品制備與凈化技術(shù)，創(chuàng)造性地將萃取和凈化結(jié)合，與以往的萃取方法如液液萃取法相比，降低了含氯溶劑的使用率。這不僅減少試劑成本，也降低了工作人員接觸有害溶劑的機(jī)會(huì)。另外，該方法由于所需要的樣品量較少，不需要太大的實(shí)驗(yàn)空間，減少了玻璃儀器的使用，降低了勞動(dòng)成本，從而使其具備“綠色化學(xué)”特點(diǎn)[2]。因此，該方法在水果和蔬菜中農(nóng)藥分析領(lǐng)域引起了人們的廣泛關(guān)注[3-7]，成為該領(lǐng)域農(nóng)藥分析的標(biāo)準(zhǔn)樣品制備方法之一[8]。本文介紹了QuEChERS方法的原理、步驟、分類以及常用的主要試劑和材料，綜述了近年來(lái)在食品安全分析中的應(yīng)用進(jìn)展。

1.QuEChERS方法概述

1.1 QuEChERS方法的步驟及原理

經(jīng)典的QuEChERS方法主要過(guò)程是將樣品均質(zhì)后，用乙腈（或酸化乙腈）萃取，采用鹽析分層，利用基質(zhì)分散固相萃取機(jī)理，選擇 PSA 或C18等其他吸附劑與基質(zhì)中干擾物結(jié)合，通過(guò)離心方式去除與PSA 或C18等結(jié)合的有機(jī)酸、脂肪酸、碳水化合物等，從而達(dá)到凈化的目的。也就是說(shuō)QuEChERS方法的基本形式包括三個(gè)步驟：液液微萃取，固相凈化以及LC-MS/MS 或GC-MS/MS分析。

基于QuEChERS方法萃取、凈化的基本原理，為了提高目標(biāo)分析物的回收率以及擴(kuò)展其應(yīng)用范圍，適應(yīng)去除各種不同類型樣品基質(zhì)和凈化富集目標(biāo)分析物的目的，該方法自出現(xiàn)以來(lái)經(jīng)歷了許多改進(jìn)，而經(jīng)典方法本身極大的靈活性也為這種改進(jìn)提供了可能。QuEChERS與其說(shuō)是“方法”，不如說(shuō)是“途徑”。經(jīng)多次改進(jìn)后的QuEChERS方法現(xiàn)已經(jīng)成為一門通用技術(shù)。每次改進(jìn)都是為了降低成本的同時(shí)增加樣品的高通量，減少敏感化合物的降解（如對(duì)酸或堿不穩(wěn)定的化合物）或者擴(kuò)大可適用于本方法的基質(zhì)范圍，最終目的都是為了快速的樣品萃取和凈化。比如在萃取過(guò)程中，為了解決pH和基質(zhì)影響造成易離子化或降解農(nóng)藥（造成回收率較低），可以改變緩沖鹽種類，如檸檬酸鹽、乙酸鹽等的使用降低目標(biāo)分析物的離子化或降解，從而提高回收率[9,10]。另外，在凈化過(guò)程中，通過(guò)改變PSA等的用量[11]，PSA和C18結(jié)合使用[12]，來(lái)降低基質(zhì)干擾，以及加入石墨化炭黑降低綠色基質(zhì)中色素的影響等[13,14]。因此，出現(xiàn)了更多比較理想的QuEChERS方法。

1.2 QuEChERS方法分類

目前主要的QuEChERS方法有三種，其特點(diǎn)分別是：（1）初始QuEChERS方法[1]，采用氯化鈉減少極性雜質(zhì)的干擾，不使用影響GC/MS分析的醋酸，使用較少的萃取劑得到干凈的萃取物；（2）AOAC 2007.01 方法[15]，使用含1%醋酸的乙腈溶液、醋酸鈉緩沖溶液保護(hù)對(duì)堿敏感的化合物，美國(guó)農(nóng)業(yè)部(USDA)的一項(xiàng)研究證實(shí)與其他兩種QuEChERS方法相比，該方法對(duì)pH敏感化合物有更高的回收率。不足之處在于醋酸有可能使得凈化步驟中的PSA吸附劑超載進(jìn)而失效，同時(shí)也可能導(dǎo)致GC分辨率變差；（3）EN 15662方法[9]，歐盟方法中使用氯化鈉以減少極性雜質(zhì)的干擾及使用各種緩沖試劑以保護(hù)對(duì)堿敏感的分析物。

1.3 QuEChERS方法常用的試劑及材料

QuEChERS方法中常用的萃取劑主要包括首選的萃取溶劑乙腈，其可以萃取寬范圍的農(nóng)藥，而不會(huì)將大量的親脂性物質(zhì)同時(shí)萃取出來(lái)；通過(guò)優(yōu)化pH值降低對(duì)pH值敏感化合物降解的各類緩沖鹽；減少極性雜質(zhì)量的氯化鈉；用于促進(jìn)溶劑分配，提高極性分析物回收率的無(wú)水硫酸鎂和用于調(diào)整pH值的醋酸等。常用的凈化試劑主要包括用于去除長(zhǎng)鏈脂肪類化合物、甾醇類和其他非極性雜質(zhì)的C18；用于去除糖類和脂肪酸、有機(jī)酸、脂類和一些色素的伯仲胺(PSA)，其與C18一起使用還可以去除多余的脂類和甾醇類物質(zhì)；用于去除色素、多酚類和其他極性化合物等的石墨化炭黑(GCB)以及與PSA作用類似，用來(lái)去除糖類和脂肪酸的氨丙基等。

2.QuEChERS方法在食品安全分析中的應(yīng)用

QuEChERS方法的發(fā)展展現(xiàn)了其用于樣品萃取和凈化的能力，同時(shí)也引起了人們對(duì)利用其分析貫穿整個(gè)食品中的各種殺蟲(chóng)劑、除草劑、殺菌劑和抗生素等其他污染物的關(guān)注。涉及的基質(zhì)包括動(dòng)物源產(chǎn)品，如肉類、魚(yú)肉、腎臟、肌肉、牛奶及蜂蜜等，谷物及谷物制品，酒類，果汁、水果和蔬菜。針對(duì)不同基質(zhì)中的抗生素[16-20]、真菌毒素[21-25]、多環(huán)芳烴等的分析[26-30]已經(jīng)有大量報(bào)道。

最近幾年來(lái)QuEChERS方法以無(wú)法想象的速度暴增。主要原因是它解決了現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室的需求，包括減少溶劑和材料的使用，減少分析時(shí)間和成本，符合“綠色化學(xué)”的特點(diǎn)。范等[31]利用改進(jìn)的QuEChERS方法結(jié)合液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜測(cè)定了豆制品腐竹中的二甲基黃和二乙基黃。該方法在腐竹樣品中加入5 mL水浸泡，用10 mL乙腈萃取，加入氯化鈉和無(wú)水硫酸鎂進(jìn)行液液分離，將1 mL萃取液用N-丙基二乙胺分散固相萃取凈化，經(jīng)液質(zhì)聯(lián)用儀測(cè)定。二甲基黃的回收率為73.5%-84.5%；二乙基黃的回收率為70.5%-81.2%，認(rèn)為該方法凈化效果好，準(zhǔn)確度高、精密度、檢出限以及定量限滿足測(cè)定要求，可用于腐竹和豆干中二甲基黃和二乙基黃的快速篩查和定量分析。高含油樣品的前處理一直存在困難，Rajski等[32]將兩種含有ZrO2的新型材料Z-Sep和Z-Sep+用在QuEChERS方法中，提高了高含油蔬菜中脂肪的去除率。其中使用Z-Sep的QuEChERS方法對(duì)目標(biāo)化合物的回收率在70-120%范圍內(nèi)，且萃取的基質(zhì)量最低。其他文獻(xiàn)也報(bào)道了QuEChERS方法的改進(jìn)和應(yīng)用，表1總結(jié)了其在不同種類食品中的部分應(yīng)用文獻(xiàn)。

表1 南瓜百合蛋糕配方因素水平表Table1 The Factor level table of pumpkin lily coke formula

3.結(jié)論與展望

食品安全是公眾關(guān)注的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)問(wèn)題，如何快速、準(zhǔn)確的分析食品中可能的污染物是分析工作者關(guān)注的重點(diǎn)方向之一。同時(shí)，在分析方法建立過(guò)程中開(kāi)發(fā)和使用具有“綠色化學(xué)”特點(diǎn)的溶劑和方法是分析工作者努力的方向。作為一項(xiàng)受到廣泛認(rèn)可的分析方法，本文概述了QuEChERS方法的原理、步驟、分類以及常用的主要試劑和材料，綜述了近年來(lái)在食品安全分析中的應(yīng)用進(jìn)展。

QuEChERS方法無(wú)疑是食品中的農(nóng)藥分析實(shí)驗(yàn)室中最常用的預(yù)處理技術(shù)之一，但它也需要適應(yīng)新的挑戰(zhàn)，通過(guò)萃取和凈化材料的改進(jìn)等途徑以適應(yīng)更廣泛基質(zhì)中目標(biāo)物分析。