果蔬中農(nóng)藥殘留提取凈化技術分析

劉愛心 李晨翔 劉金權

農(nóng)藥殘留是指農(nóng)藥施用后殘存于環(huán)境、生物體和食品中的農(nóng)藥母體、衍生物、代謝物、降解物和雜質(zhì)的總稱。果蔬中的農(nóng)藥殘留分析是在復雜的基質(zhì)中對目標化合物進行鑒別和定量。農(nóng)藥殘留的一般分析過程為提取-凈化-檢測，其中提取和凈化是樣品前處理的步驟，不僅要求盡可能完全提取其中的待測組分，還要盡可能除去與目標物同時存在的雜質(zhì)，避免對色譜柱和檢測器等的污染，減少對檢測結果的干擾，提高檢測的靈敏度和準確性，因此，提取和凈化是農(nóng)藥殘留分析過程中一個十分重要的前處理步驟，其好壞直接影響到分析結果的正確性和可靠性。許多技術人員在農(nóng)藥殘留檢測中的提取和凈化領域做了很多研究工作，使樣品前處理更加準確、有效、簡單、快捷。本文結合農(nóng)產(chǎn)品檢測工作經(jīng)驗，總結出了目前實驗室在果蔬農(nóng)藥殘留分析中常用的提取和凈化方法。

一、SPE法

固相萃?。⊿olidPhaseExtraction，簡稱SPE）是20世紀80年代中期發(fā)展起來的一項樣品前處理技術，由液固萃取和液相色譜技術相結合發(fā)展而來，主要用于樣品的分離、純化和濃縮。與傳統(tǒng)的液液萃取法相比，SPE法可以提高分析物的回收率，更有效地將分析物與干擾組分分離，減少樣品預處理過程，操作簡單，省時省力。 SPE技術基于液-固相色譜理論，采用選擇性吸附、選擇性洗脫的方式對樣品進行富集、分離、凈化，是一種包括液相和固相的物理萃取過程，也可以將其近似地看作一種簡單的色譜過程。SPE小柱是利用選擇性吸附與選擇性洗脫的液相色譜法分離原理，根據(jù)檢測需求被做成各種填料規(guī)格的小柱，依據(jù)填料保留目標化合物或保留雜質(zhì)，對不同用途的SPE小柱在操作上略有不同，較常用的方法是使液體樣品溶液通過吸附劑，保留其中被測物質(zhì)，再選用適當強度的溶劑沖去雜質(zhì)，然后用少量溶劑迅速洗脫被測物質(zhì)，從而達到快速分離凈化與濃縮的目的。也可選擇性吸附干擾雜質(zhì)，讓被測物質(zhì)流出（此種情況多用于果蔬農(nóng)殘分析中去除色素）;或同時吸附雜質(zhì)和被測物質(zhì)，再使用合適的溶劑選擇性洗脫被測物質(zhì)。SPE法由于其發(fā)展早，技術成熟，目前已廣泛應用在醫(yī)藥、食品、環(huán)境、商檢、化工等領域，在果蔬農(nóng)藥殘留檢測領域更是重要的樣品前處理技術。NY/T 761-2008標準中果蔬中有機氯類及擬除蟲菊酯類農(nóng)藥測定用的是弗羅里矽柱，氨基甲酸酯類農(nóng)藥測定用的是氨基柱;GB 23200.8-2016標準中500種農(nóng)藥及相關化學品殘留量的測定中樣品前處理用的是C18柱、活性碳柱及氨基柱;GB 23200.113-2018標準中208種農(nóng)藥及其代謝物殘留量的測定中固相萃取前處理法用的是石墨化碳黑-氨基復合柱。

二、QuEChERS法

QuEChERS法起初是由美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究服務中心的 Anastassiades M等于2003年開發(fā)的一種快速、簡便、價格低廉的預處理方法，來實現(xiàn)果蔬和低脂肪食品中的農(nóng)藥多殘留分析。QuEChERS是英文字母 Quick - Easy - Cheap - Effective -Rugged and Safe的縮寫，被簡稱為QuEChERS法。QuEChERS法處理樣品的流程主要有兩步。第一步，稱取一定量的萃取鹽硫酸鎂、氯化鈉及緩沖鹽檸檬酸鈉等，加入稱取好的含有一定量的乙腈樣品中。最早的QuEChERS法提取鹽中只含硫酸鎂和氯化鈉，不含緩沖鹽。為了確保對pH值敏感化合物的有效提取，最大限度地減少對酸和堿不穩(wěn)定農(nóng)藥的降解，并擴大所覆蓋的基質(zhì)范圍，該方法得以改進?，F(xiàn)在有兩種常用的緩沖鹽方法，一種是來自歐洲標準化學委員會（CEN）各成員國的歐盟標準（EN 15662）加入檸檬酸鈉和檸檬酸二鈉作為緩沖鹽;另一種是由美國官方分析化學師協(xié)會定的標準（AOAC 2007.1）加入乙酸鈉作為緩沖鹽，在美國和其他國家使用。目前，我國市場上有稱取好的各類提取鹽包供實驗室選擇。第二步，d-SPE過程，即凈化過程。該過程主要把提取后的溶液加入到含有一定量的硫酸鎂、硅膠C18（十八烷基鍵合硅膠）、PSA（硅膠基伯仲胺鍵合相吸附劑）和GCB（石墨化碳黑）混合物中，其中硫酸鎂起到去除水分的作用，硅膠C18去除脂類和固醇等，PSA去除極性的有機酸、一些糖類和脂類等，GCB去除葉綠素、類胡蘿卜素、葉黃素等色素。目前，我國市場上也有多種規(guī)格的d-SPE凈化包，試驗中可以依據(jù)不同樣品、不同基質(zhì)、不同分析物選擇不同的凈化包。QuEChERS法與傳統(tǒng)的勻漿技術相比，具有很大的優(yōu)勢，即快速（1 h內(nèi)可以萃取10個樣品）、容易（減少樣品轉移等操作步驟）、便宜（成本低） 、有效（對寬范圍農(nóng)藥均可得到很好的回收率）、穩(wěn)定（操作者經(jīng)過簡單培訓即可得到重復性良好的結果）和安全（減少溶劑使用，可節(jié)約90%的溶劑）。該方法目前已在國家標準《植物源性食品中208種農(nóng)藥及其代謝物殘留量的測定》（GB 23200.113-2018）中作為樣品前處理的一種標準方法使用。

三、Oasis Prime HLB方法

Oasis Prime HLB是WATERS公司研發(fā)的一種以親水親脂平衡聚合物吸附劑為填料的固相萃取小柱，是一種新型填料，其表面積比硅膠吸附劑的表面積大2～3倍，保留因子K值大很多，減少了流穿的可能。傳統(tǒng)的硅膠基質(zhì)C18吸附劑小孔容易發(fā)生脫水干燥，導致分析物的色譜保留行為降低、回收率低下，特別是當配合真空提取裝置使用時，可能存在某個或某些小柱流過速度過快而使空氣流過發(fā)生“吹干”效應，出現(xiàn)回收數(shù)據(jù)不穩(wěn)定的情況。Oasis吸附劑基質(zhì)由于其結構獨特，能確保吸附劑小孔維持適當?shù)臐駶櫊顟B(tài)，即使空氣流過也不會被干燥，而獲得更為穩(wěn)定的色譜行為。Oasis Prime HLB小柱在使用前不需要活化或平衡，一步式凈化，操作簡單、快速。WATERS公司針對果蔬中農(nóng)藥多殘留樣品前處理的最新試驗方案流程是利用QuEChERS 鹽包提取分析物，然后用Oasis Prime HLB小柱凈化。QuEChERS方法中加入GCB的d-SPE凈化方案能有效去除果蔬中的色素，但對百菌清、噻菌靈、嘧菌環(huán)胺等平面結構的農(nóng)藥有吸附作用，導致其回收率低下。市售含有GCB的d-SPE凈化包的說明書中明確說明不能用于平面結構農(nóng)藥殘留的測定。 Michael S.Young等通過試驗證明，采用Oasis Prime HLB小柱的凈化方案可有效取代含有GCB的d-SPE凈化方案，能有效去除果蔬中的色素、蛋白質(zhì)、脂肪等，而且不會損失平面結構的農(nóng)藥化合物。

總之，在果蔬農(nóng)藥殘留測定中，樣品處理過程中的提取、凈化是十分重要的步驟，尤其是對于蔥、姜、蒜、韭菜、蒜苗、香菇等基質(zhì)復雜的樣品，提取、凈化的效果對檢測結果及分析儀器的壽命都影響很大，實驗室應根據(jù)不同的分析物選擇合適有效的提取和凈化方法。