食物农药残留快速检测样品前处理技术

司良志++司福龙

摘 要：该文介绍了固相萃取和微萃取、微波辅助萃取、超临界流体萃取和凝胶渗透色谱技术等食物农药残留快速检测样品前处理方法，但是各种方法的适用范围和优缺点各不相同，应根据待测样品的种类和基质、检测仪器和对结果的要求等具体条件的不同，合理选择相应的样品前处理方法，保证检测结果的准确性。

关键词：农药残留 快速检测 样品前处理

中图分类号：S481.8 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）05（a）-0049-01

农业生产大量使用农药后，一部分农药会残存于食物和土壤中。食用被农药污染的食物后，在机体内农药会逐渐蓄积，危害人群健康和生命安全。农药残留检测是避免危害的一种重要手段，在快速检测前，应进行样品前处理这一基本步骤，主要目的在于溶解分离样品中的农药，必要时还需经过净化才能分离待测物与干扰杂质。该文对样品前处理技术进行总结分析。

1 固相萃取

1.1 基本原理

固相萃取是利用固体吸附剂吸附液体样品中的农药及其代谢产物，将其与样品的其他物质分离开来，然后再利用洗脱液洗脱或加热将欲检测成分解吸附，将其充分分离并富集的过程。

1.2 分类

根据固相萃取柱中的不同填料，可分为3种类型：（1）正相固相萃取。该类型的填料为极性，用来萃取（保留）的目标物质为极性化合物。（2）反相固相萃取。该类型的填料为弱极性或非极性，用来萃取的目标物质为中等极性到非极性化合物。（3）离子交换型固相萃取。该类型的填料为带电荷的离子交换树脂，用来萃取的目标物质为带电荷的化合物。（4）亲和型固相萃取。利用抗原抗体反应或与配体、受体结合的原理制备而成，洗脱具有一定的选择性。固相萃取也可使待测组分通过萃取柱，柱上保留的是非目标物质。

1.3 基本步骤和特点

该方法的基本步骤依次为柱预处理→加样→洗去干扰组分→回收待测组分。萃取柱本身，待测组分保留性质、浓度，基质组分浓度等是影响萃取柱加入样品量多少的主要因素。该方法的缺陷在于净化样品但不能富集目标物质，也不能分离保留性质比待测组分更弱的杂质。该方法的优点在于消除了液/液萃取技术和一般柱层析的缺陷，能回收尽可能多的目标物质，能有效分离目标物质与干扰物质，萃取过程简单快速（5～10 min），溶剂用量少，重现性好。

2 固相微萃取

固相微萃取克服了第一种前处理技术之堵塞吸附剂孔道的缺陷，在此基础上形成的一种融采样、萃取、浓缩和进样于一体的样品前处理新技术，处理过程中不需溶剂。该技术所需装置由手柄和萃取头组成，萃取头是一根熔融石英纤维，涂有不同固定相或吸附剂，不锈钢针连接石英纤维，不锈钢管将石英纤维套于其内，萃取头可在不锈钢管内自由伸缩。

该方法萃取模式可分为直接法和顶空法两种。前者石英纤维在样品中暴露，适用于萃取半挥发性的液体食品；后者的石英纤维置于样品顶空中，适用于萃取挥发性固体食品。

固相微萃取包括吸附和解吸两个连续的过程。前者待测物在涂层与样品之间平衡分配，遵循相似相溶原则。固相微萃取比其他任何提取技术都快，一般只需15 min，而且只需少量样品。

3 微波辅助萃取

微波辅助萃取是通过利用微波能萃取食品中的有机物的少溶剂样品前处理方法。该技术是利用了极性分子可迅速吸收微波能量的原理，通过微波加热让极性溶剂受热后可使样品中目标化合物得以萃取，达到前处理的目的。

该方法胜过传统的振荡提取法的优势是：安全快速、效率高、试剂用量小和可以自动控制等方面，适用于提取农药等易挥发物质，并且还可以对多个食物样品进行提取。

该方法的重点在于是否合理选择溶剂，这对萃取结果可产生直接影响。由于非极性溶剂介电常数小，对微波透明或部分透明，难以达到萃取分离的目的。这就要求溶剂必须有一定的极性，有较强溶解待测组分的能力，较少干扰后续检测过程和检测结果。溶剂沸点也是影响因素之一。所以，实践中常选用的萃取剂包括甲醇、乙醇、乙酸甲苯、丙酮、乙腈和二氯乙烷等。

萃取设备、温度和时间的选择也是影响萃取结果的因素。当温度最高时，也就是萃取回收率的对好时机。由于各物质最佳萃取回收率的温度范围不同，这一点要多加注意。在操作过程中，溶剂温度应控制在适当的范围，保证待测物不被分解。

4 超临界流体萃取

超临界流体萃取是将超临界流体作为溶剂来萃取样品中待测组分的一种前处理技术，由萃取与分离2个基本过程组成。而超临界流体也就是处于临界条件下的高密度流体，包括临界温度和临界压力两方面。

在这种前处理方法中，影响萃取效果的萃取剂因素主要包括：临界条件是否可以容易达到，溶解能力的大小，毒性和腐蚀性是否影响和破坏装置，价格是否昂贵等。CO2为最常用的超临界流体，主要用于对热不稳定的非极性物质的萃取，因为CO2为非极性溶剂，一般不用于极性化合物的萃取。但是，可以加入少量的改进剂来萃取极性化合物，实践表明效果较好。

另外，温度、压力、改性剂也是影响该方法萃取效果的因素。首先，温度对萃取结果的影响较为复杂。流体密度和待测物蒸气压受到温度的影响。在临界条件附近的低压范围区，温度升高可稍提高待测物蒸气压，但此时急剧降低的流体密度会使萃取剂溶剂化能力下降；在高压范围区时，温度升高迅速提高了待测组分蒸气压，萃取效率可得以改善。当流体温度一定且处于超临界状态时，变化的流体密度会使溶质溶解度同步发生改变，萃取效果也出现改变。所以，应根据在流体中待测组分溶解度的大小，使萃取过程在调整的不同压力范围内进行，达到提高萃取效率的目的。改性剂为一种溶剂，使用的目的在于提高待测物的溶解度和分离的选择性，应根据不同的情况选择不同的改性剂。

5 凝胶渗透色谱技术

让被测量的高聚物溶液通过一根内装不同孔径的色谱柱，根据相对分子质量分开分子，达到分离的目的。决定凝胶渗透色谱最佳参数的因素为载体和溶剂，同时温度和溶质的化学性质也影响分离效果。

对于载体性质来说，要求其有较好的化学惰性、机械强度和热稳定性，待测物质不被吸附，分离范围广等，这可以保证仪器的良好性能，保证良好的分离效果。

载体粒度和填充密度也影响分离效果。载体的粒度越小越均匀，填充的越紧密，分离效果越好。所以，一般在色谱柱内装几种不同孔径的载体或将装有不同载体的色谱柱串联，以达到扩大分离范围和分离容量的目的。

选用的溶剂是否合适可以决定其能否提高待测物质的溶解度，一般要求其能溶解多种聚合物，不能腐蚀仪器部件，与检测器相匹配。凝胶渗透色谱技术采用液体色谱柱，要求选用溶剂的熔点应低于室温，沸点应在实验温度以上，粘度应较低，使流动阻力降低到最低程度。同时，选用的溶剂必须为化学性质稳定、易纯化、低毒性、不腐蚀色谱设备的物质。

该方法的优点表现在净化容量大、可重复使用、净化时间短、简便准确、应用范围广等方面。endprint