氨基甲酸酯类农药残留分析的研究进展

陈群霞(国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心，广东 广州 510530)

近年来，农药不合理的使用，造成蔬菜和粮食等农产品上农药残留严重超标，使得土壤和水体农药过量负荷，由此引发的环境污染和食品健康问题日益严重，因此农药残留的分析技术引起了环境监测和食品安全领域的广泛关注[1-3]。其中，氨基甲酸酯类农药（NMCs）是农业中应用范围最广的农药，但是对中枢及外周神经系统具有毒副作用，能够抑制机体内乙酰胆碱酯酶的活性，影响正常的神经冲动传递活动，严重危害人体健康。

目前，关于NMCs的检测方法，包括分光光度法、酶抑制法、免疫分析法、色谱法[3-4]等，其中，色谱法因分析速度快、分离能力强、灵敏度高等优点而广泛应用于NMCs的分析测定，本文重点介绍了NMCs的前处理技术与色谱检测方法。

1 前处理技术

1.1 固相萃取技术（SPE）SPE是利用固体吸附剂吸附样品中的待测组分，使待测组分与干扰物质分离，再用合适的洗脱液将待测组分洗脱下来，从而得到富集和净化的待测组分。目前，固相萃取柱是对样品进行净化和富集的有效手段。林诗云等[1]利用C18柱净化含有NMCs的水样，得到较好的净化效果；田宏哲等[2]采用Oasis HLB柱净化牛奶样品，获得较高的目标组分回收率。

1.2 固相微萃取技术（SPME）SPME是通过纤维萃取头外的固定相涂层对样品中的待测组分进行吸附，从而达到萃取富集的目的。与固相萃取技术相比，该技术具有操作简单、样品用量少、无需有机溶剂、易于实现自动化等优点。胡玉玲等[3]采用PDMS/DVB固相微萃取头萃取NMCs，取得了令人满意的试验结果。

1.3 超临界流体萃取技术（SFE）SFE是采用处于临界温度和临界压力以上的流体作为萃取剂，根据超临界流体在不同温度与压力下的溶解能力差异，将待测组分从样品中萃取分离出来。CO2是应用最广的超临界流体，通常可加入少量的甲醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿等极性化合物来改善萃取效果。刘瑜等[4]利用超临界流体技术提取氨基甲酸酯类农药，取得了较好的回收效果，它们的回收率在88.5-97.5%之间。

1.4 分散液-液微萃取（DLLME）DLLME是通过注射器将萃取剂和分散剂注入样品溶液，萃取剂在分散剂的作用下以小液滴的状态均匀分布于样品溶液，形成乳浊液体系，待测组分在萃取剂小液滴和样品溶液两者间的接触面达到萃取平衡，离心沉淀萃取剂小液滴，从而实现待测组分的富集。Saeid Kho⁃dadoust等[5]利用分散液-液萃取技术实施水样中NMCs的萃取，在优化条件下，富集系数为63.45-105.30倍。

2 色谱检测方法

2.1 气相色谱法（GC）GC是农药残留分析的经典方法，行业标准也主要采用GC检测NMCs。GC的检测对象为气体或可挥发物质，主要采用毛细管柱和填充柱进行色谱分离。雍宗锋等[6]检测食用菌中NMCs时，样品用乙腈提取，Cleanert PC/NH2—SPE小柱净化，DB－1701石英毛细管柱分离，氮磷检测器测定，试验结果显示该法分离效果好。李劲峰等[7]采用乙腈提取蔬菜中NMCs，氨基柱净化，DB-1701毛细管色谱柱分离，氮磷检测器测定，最后测得7种农药的检出限在0.008-0.034mg·L-1之间，回收率在90.0%-112.0%之间。

然而，部分氨基甲酸酯类化合物沸点高，或者热稳定性差，在高温条件下易分解，导致GC应用受限。在实际分析中，通过将NMCs水解为稳定的甲胺或酚，衍生化方法可提高氨基甲酸酯类农药热稳定性，然后应用GC间接分析。R.L.Tilden等[8]采用GC测定蔬菜中的西维因，首先用硫酸将蔬菜中的西维因水解形成甲胺，利用衍生剂氯化酰基将甲胺转化为4-溴-N-甲基苯甲酰胺，聚乙二醇填充柱分离衍生物。James N.Seiber[9]使用柱前衍生GC检测NMCs，利用三氟乙酸、五氟丙酸酐、七氟丁酸酐与NMCs的衍生反应得到N-全氟丙烯酸酯衍生物，通过Chromosorb系列填充柱分离衍生物，电子捕获检测器和火焰电离检测器测定，取得了理想结果。

2.2 高效液相色谱法（HPLC）针对热不稳定性、高沸点、非挥发性的NMCs不适用直接GC的问题，在实际操作中，通过HPLC有效分离和检测上述农药是最常用的方法之一。HPLC主要采用C18柱或C8柱为色谱柱，甲醇-水或乙腈-水为流动相进行色谱分离。杨晓松等[10]利用C18固相萃取膜吸附水中NMCs，乙酸乙酯洗脱，Agilent TC-C18柱分离，甲醇-水梯度洗脱，二极管阵列检测器检测，此法最低检测限为0.31mg/L。林维宣等[11]使用florisil和C18双柱净化丙酮提取液，以Spherisorb C8柱为色谱柱，乙腈-水（33.5：66.5）为流动相分离大米中8种NMCs，满足农药残留分析要求。

由于大部分氨基甲酸酯类化合物的紫外吸收较弱，使得HPLC与紫外检测器或荧光检测器的联用受限。在实际操作中，通过化学反应引入新的发色团或荧光团以提高NMCs的光学性质。由于具有高准确度和精密度，HPLC柱后衍生荧光法是分析NMCs的常用技术。基本原理是将氨基甲酸酯类化合物转化为具有荧光性质的衍生物，以采用荧光检测器进行测定。主要过程是利用如氢氧化钠或氢氧化钾的碱性溶液将NMCs水解为甲胺，随后利用邻苯二甲醛和巯基乙醇与甲胺进行化学反应，生成具有强荧光性的异吲哚衍生物。在蔬菜和水果中NMCs及其代谢物残留的分析中，张秀尧等[12]使用乙腈提取，Carb/PSA双层SPE柱净化，利用HPLC柱后衍生荧光法检测，检测限在0.002-0.005mg/kg之间，完全满足日常检测需求。

2.3 气相色谱或液相色谱与质谱联用法（GC/MS、HPLC/MS）色谱与质谱联用法也是目前分析痕量NMCs的首选方法，该方法具有灵敏度高、检测限低、分析快速等优点，且特别适用于未知氨基甲酸酯类化合物结构的准确鉴别。韩梅等[13]采用GC-MS/MS测定香菇中NMCs，乙腈提取，采用体积排阻色谱-凝胶渗透色谱法除去香菇中氨基酸、多糖类等大分子物质，色谱柱为VF-5MS，程序升温，选择多反应监测模式增强定性结果的可靠性。在茶叶中NMCs分析，仲伶俐等[14]比较了UPLC-MS/MS与HPLC的分析能力，结果显示，在相同的前处理条件下，二者均具有较好的准确度和精密度，但是，UPLC-MS/MS相对于HPLC有更高的灵敏度，10种NMCs在UPLC-MS/MS检出限为0.02-0.3μg/kg，HPLC检出限为3-7.5μg/kg。

3 结语

虽然，近几年关于NMCs分析已经取得了显著的成果，但是随着NMCs造成的环境和食品问题的日益突出，NMCs分析仍然是未来研究所关注的重点与热点。探索和应用省时、环保、经济节约的样品前处理技术和准确、灵敏、高效、快速的色谱检测方法将是未来NMCs分析的发展趋势。

[1]林诗云,吴晓波,陈海云等.固相萃取-高效液相色谱法测定水中6种氨基甲酸酯类农药残留量[J].农药,2010,49(12),909-910,929.

[2]田宏哲,赵瑛博,周艳明.高效液相色谱-质谱法测定牛奶中6种氨基甲酸酯农药残留[J].2011,32(02),187-190.

[3]胡玉玲,钟伟健,李攻科.固相微萃取-高效液相色谱联用分析环境水样中的氨基甲酸酯农药[J].2004,43(06),124-127.

[4]刘瑜,庄无忌,邱月明.苹果中5种氨基甲酸酯类农药的超临界流体萃取[J].色谱,1996,14(06),457-459.

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