食品中有機磷農(nóng)藥殘留前處理技術(shù)淺析

蘇丹華，朱建暉

（中國鐵路廣州局集團(tuán)有限公司 廣州鐵路疾病預(yù)防控制中心，廣東 廣州 510010）

0 引言

有機磷農(nóng)藥在防治蔬菜等農(nóng)業(yè)種植物的病蟲害方面具有經(jīng)濟(jì)、高效、方便等特點，在我國使用的農(nóng)藥中70%為有機磷類農(nóng)藥[1]，其中絕大部分為殺蟲劑，如對硫磷、內(nèi)吸磷、馬拉硫磷、樂果、敵百蟲、敵敵畏等。有機磷農(nóng)藥易通過皮膚、肺和胃腸道吸收，若使用不當(dāng)會對消費者的健康和安全構(gòu)成潛在風(fēng)險。

鐵路食品安全關(guān)系到廣大旅客和職工的身體健康，也關(guān)系到鐵路運輸生產(chǎn)的安全。因此，鐵路實驗室需要建立快速有效的有機磷農(nóng)藥殘留檢測方法，滿足對管內(nèi)食品經(jīng)營單位農(nóng)藥殘留抽檢的需要，并不斷完善對鐵路食品安全的監(jiān)管，保障站車的食品安全。前處理技術(shù)是食品中有機磷農(nóng)藥殘留檢測的關(guān)鍵步驟，前處理的效果會直接影響后續(xù)分析結(jié)果的準(zhǔn)確度、靈敏度及精密度。本文結(jié)合文獻(xiàn)查閱，對食品中有機磷農(nóng)藥殘留的前處理方法進(jìn)行論述。

1 前處理技術(shù)

食品中有機磷農(nóng)藥殘留的基質(zhì)復(fù)雜多樣，多含有蛋白、油脂、碳水化合物、色素等干擾成分，因而食品樣品的前處理過程是將食品中含有的有機磷農(nóng)藥殘留提取出來，并與干擾雜質(zhì)進(jìn)行分離，即是一個提取凈化的過程，這一過程對分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和靈敏度起著決定性作用。

1.1 液液萃取法

液液萃取技術(shù)是利用樣品中極性不同的組分，在2種互不混溶的溶劑中溶解度或配比的不同來達(dá)到分離、提取或純化的目的。丙酮、乙腈、二氯甲烷、正己烷等是常用的萃取劑。液液萃取具有經(jīng)濟(jì)、操作簡單的特點，無需特殊裝置，因而在基層中得到廣泛應(yīng)用。熊大偉等[2]研究了一種液液萃取-氣相色譜質(zhì)譜法測定水中有機磷農(nóng)藥殘留的方法，其結(jié)果表明6種有機磷農(nóng)藥殘留在0.1～5.0 mg/L的濃度范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系，在水樣體積取500 mL時，6種有機磷農(nóng)藥的檢出限在0.06～0.16μg/L，定量限在0.24～0.64μg/L。

1.2 固相萃取法

固相萃取是八十年代中期發(fā)展起來的前處理技術(shù)，是一種包括液相和固相的物理萃取過程。該方法基于液-固相色譜理論，利用固體吸附劑吸附液體樣品中的待測物，再用洗脫液洗脫或加熱解吸，從而達(dá)到分離和富集待測物的目的，提高檢測靈敏度，目前已基本實現(xiàn)自動化。

張宇等[3]建立了固相萃取-GC-MS串聯(lián)法測定水果蔬菜中17種農(nóng)藥殘留方法，結(jié)果表明17種農(nóng)藥殘留在0.01～0.50μg/mL時線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)r=0.993 9～0.999 6，加標(biāo)回收率為83.4%～105.7%，RSD均在10%以下。楊眉等[4]建立SPE-GCMS/MS法測定糧食中10種有機磷(分別為久效磷、殺螟松、敵敵畏、對硫磷、甲基對硫磷、毒死蜱、甲基毒死蜱、馬拉硫磷、甲基嘧啶磷、樂果)的方法，結(jié)果表明，10種有機磷農(nóng)藥殘留的線性關(guān)系良好(r〉0.99)，加標(biāo)回收率為99.1%～102.5%，精密度RSD為3.02%～5.92%。除了傳統(tǒng)的固相萃取技術(shù)，范芳芳等[5]綜述了多種固相萃取小柱聯(lián)用、分子印跡固相萃取、碳納米管固相萃取和磁固相萃取等技術(shù)在食品分析前處理中的應(yīng)用，這些新型吸附劑相對于傳統(tǒng)的固相萃取吸附劑具有分離速度快、效率高、環(huán)境友好、檢出限低等優(yōu)點，研究提出開發(fā)高效快速分離目標(biāo)物的吸附劑是固相萃取技術(shù)在食品檢測行業(yè)的發(fā)展趨勢。

1.3 QuEChERS法

QuEChERS法是一種簡單快速的樣品前處理技術(shù)，簡化了樣品提取凈化的操作過程，于2003年提出，由美國FDA和歐盟共同參與開發(fā)，目前已推廣至多種復(fù)雜基質(zhì)及關(guān)鍵目標(biāo)物。采用QuEChERS法提取回收率、準(zhǔn)確度高，實驗條件要求不高，無需特殊儀器裝備，成本低，適合國內(nèi)大多數(shù)實驗室開展農(nóng)藥殘留分析[6]。

目前，QuEChERS前處理方法在多種食品種類中的有機磷農(nóng)藥殘留分析得到了應(yīng)用。唐一秋等[7]嘗試采用QuEChERS前處理方法對肉類食品(包括魚肉、雞肉、火腿及牛干巴4份樣品)進(jìn)行提取凈化，實驗結(jié)果顯示各項指標(biāo)都符合實驗室方法驗證要求，回收率86.6%～113.8%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差0.779%～5.430%，6種有機磷農(nóng)藥殘留的檢出限均小于標(biāo)準(zhǔn)要求，認(rèn)為此前處理方法用時短且容易操作。馬雙等[8]建立了改進(jìn)的QuEChERS-氣相色譜測定食用植物油中12種有機磷農(nóng)藥殘留的分析方法，結(jié)果表明，12種有機磷農(nóng)藥殘留的方法檢出限為0.001～0.010 mg/kg，3種加標(biāo)水平(0.05、0.10、0.20 mg/kg)下，菜籽油和大豆油中的12種有機磷農(nóng)藥殘留回收率范圍為80.2%～113.5%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為5.7%～16.4%。樊艷等[9]建立QuEChERS法與氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法聯(lián)用快速檢測蜂蜜中20種農(nóng)藥殘留的分析方法，實驗結(jié)果表明20種農(nóng)藥殘留在10～400 ng/mL范圍內(nèi)線性良好，相關(guān)系數(shù)≥0.99，檢出限為0.003～0.082μg/kg，相對標(biāo)準(zhǔn)差(n=6)為3.9%～10.6%，當(dāng)樣品的加標(biāo)水平為40、100和200μg/kg時，除伏殺硫磷、高效氯氟氰菊酯和溴氰菊酯的回收率偏高，其他17種農(nóng)藥殘留各加標(biāo)水平回收率為83.16%～119.88%。杜小強等[10]建立了QuEChERS-氣相色譜法同時測定水果蔬菜中8種有機磷農(nóng)藥殘留分析方法，實驗結(jié)果為8種有機磷農(nóng)藥殘留的檢出限范圍為0.008～0.025 mg/kg，平均加標(biāo)回收率范圍為85.0%～119.6%，認(rèn)為該方法的樣品前處理提取完全、凈化徹底、定量準(zhǔn)確、操作簡單，可同時檢測分析水果蔬菜中8種有機磷農(nóng)藥殘留。

1.4 超臨界流體萃取技術(shù)

超臨界流體萃取是一種將超臨界流體作為萃取劑，將一種成分(萃取物)從混合物(基質(zhì))中分離出來的技術(shù)。該技術(shù)利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關(guān)系，即利用壓力和溫度對超臨界流體溶解能力的影響，然后借助減壓、升溫的方法使超臨界流體變成普通氣體，被萃取物質(zhì)則完全或基本析出，從而達(dá)到分離提純的目的。二氧化碳(CO2)是最常用的超臨界流體。

王建華等[11]報道了用超臨界流體萃取水果蔬菜中13種有機磷殘留的方法，西紅柿、草莓、檸檬等樣品與硅藻土混合后用超臨界CO2提取，結(jié)果顯示，回收率為82%～108%，RSD為4.6%～11%，檢出限0.01～0.05 mg/kg，測得結(jié)果與傳統(tǒng)方法一致。

1.5 其他前處理方法

目前，液相微萃取技術(shù)、微固相萃取技術(shù)、微波輔助萃取技術(shù)、超聲輔助萃取技術(shù)、分子印跡技術(shù)、凝膠滲透色譜、膜分離技術(shù)、納米材料富集技術(shù)等也在農(nóng)藥殘留分析中得到應(yīng)用，在此不再展開闡述。

2 前處理技術(shù)比較

液液萃取法作為傳統(tǒng)分離方法，雖然自動化程度低、分析時間長、有機溶劑用量大，但具有不需要復(fù)雜昂貴的儀器設(shè)備、易操作普及的優(yōu)點，能夠滿足實驗室的檢測需求。通過查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，液液萃取多用于基質(zhì)較單一，如地表水、地下水等水體中的有機磷農(nóng)藥殘留檢測[12-14]。對于食品的復(fù)雜基質(zhì)，蔣露等[15]采用液液萃取聯(lián)合固相萃取小柱凈化，測定火腿中16種有機磷農(nóng)藥殘留量，結(jié)果表明前處理簡單、凈化效果好、雜質(zhì)干擾少，能夠滿足測定要求。

與液液萃取相比，固相萃取法有以下優(yōu)點：①節(jié)省有機溶劑的用量；②處理過程中不會產(chǎn)生乳化現(xiàn)象；③可自動化批量處理。但是，固相萃取法也有其缺點，一是成本較高，固相萃取小柱是一次性消耗品，不能重復(fù)使用；二是固相萃取小柱易受樣品基體干擾，一些細(xì)小的微粒會使吸附劑的有效表面積減少，從而影響萃取效果[16]。武法偉等[17]通過液液萃取、固相萃取2種前處理方法實驗比較，認(rèn)為2種方法各有優(yōu)勢，對于單個或少量樣品可用液液萃取法，而對于大批量樣品，固相萃取的全自動優(yōu)勢明顯。

近年發(fā)展起來的QuEChERS技術(shù)，具有快速、簡單、價廉、有效、可靠、安全的特點，作為一種多農(nóng)藥殘留前處理方法被基層農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測部門推廣應(yīng)用[18]。孫強等[19]采用固相支持液液萃取、QuECh‐ERS、液液萃取3種不同前處理方法，分別對小白菜中有機磷農(nóng)藥殘留進(jìn)行提取凈化，結(jié)果顯示，3種前處理方法的測定結(jié)果差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但QuECh‐ERS法較為方便簡單，溶劑消耗量少，值得推廣。李俊超等[20]提出QuEChERS技術(shù)存在一些不足，如取樣量少、影響檢出限，對于復(fù)雜基質(zhì)無法消去基質(zhì)效應(yīng)等。而提取溶劑、凈化材料和提取凈化方式的改進(jìn)也使QuEChERS得到進(jìn)一步發(fā)展，陳錦杭等[21]建立了基于QuEChERS技術(shù)提取結(jié)合固相萃取凈化，GC-QTOF/MS快速測定牛奶中11種有機磷農(nóng)藥的測定方法，結(jié)果表明該法簡單便捷，回收率和精密度都符合實驗要求。

超臨界流體CO2萃取有干凈、萃取效率高、化學(xué)惰性安全的優(yōu)點，但需購置專門的儀器，在高壓下操作，不利于該技術(shù)普及。

目前基于QuEChERS技術(shù)，已有針對不同食品種類的提取柱及凈化柱可供購買，這能夠減少實驗前處理的時長，操作較簡便，可減輕實驗人員工作量；同時溶劑使用量少，對環(huán)境、儀器、實驗操作人員友好。QuEChERS前處理技術(shù)已于2018年列入國家標(biāo)準(zhǔn)[22]，結(jié)合鐵路實驗室實際，建議鐵路疾病預(yù)防控制部門進(jìn)行食品中有機磷農(nóng)藥殘留檢測時優(yōu)先選用QuEChERS前處理技術(shù)。

3 結(jié)束語

前處理技術(shù)是食品中有機磷農(nóng)藥殘留檢測分析的重要組成部分。針對不同食品種類選擇合適的前處理技術(shù)，使有機磷農(nóng)藥殘留從食品復(fù)雜的基質(zhì)中提取、凈化、富集，簡化前處理操作步驟，是保證后續(xù)測定結(jié)果準(zhǔn)確度的第一步；而不合適的前處理技術(shù)不能有效提取凈化目標(biāo)物、消除基質(zhì)效應(yīng)，甚至可能損壞分析儀器。因此，實驗室檢測人員需結(jié)合實驗室現(xiàn)有條件選擇合適的前處理技術(shù)，從多種多樣的食品中提取及分析有機磷農(nóng)藥殘留，既提高食品中有機磷農(nóng)藥殘留檢測效率，又可以保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。