果蔬中农药残留提取净化技术分析

周口市农业干部学校 刘爱心

周口市农产品质量安全检测中心 李晨翔 刘金权

农药残留是指农药施用后残存于环境、生物体和食品中的农药母体、衍生物、代谢物、降解物和杂质的总称。果蔬中的农药残留分析是在复杂的基质中对目标化合物进行鉴别和定量。农药残留的一般分析过程为提取-净化-检测，其中提取和净化是样品前处理的步骤，不仅要求尽可能完全提取其中的待测组分，还要尽可能除去与目标物同时存在的杂质，避免对色谱柱和检测器等的污染，减少对检测结果的干扰，提高检测的灵敏度和准确性，因此，提取和净化是农药残留分析过程中一个十分重要的前处理步骤，其好坏直接影响到分析结果的正确性和可靠性。许多技术人员在农药残留检测中的提取和净化领域做了很多研究工作，使样品前处理更加准确、有效、简单、快捷。本文结合农产品检测工作经验，总结出了目前实验室在果蔬农药残留分析中常用的提取和净化方法。

一、SPE法

固相萃取（SolidPhaseExtraction，简称SPE）是20 世纪80 年代中期发展起来的一项样品前处理技术，由液固萃取和液相色谱技术相结合发展而来，主要用于样品的分离、纯化和浓缩。与传统的液液萃取法相比，SPE 法可以提高分析物的回收率，更有效地将分析物与干扰组分分离，减少样品预处理过程，操作简单，省时省力。SPE 技术基于液-固相色谱理论，采用选择性吸附、选择性洗脱的方式对样品进行富集、分离、净化，是一种包括液相和固相的物理萃取过程，也可以将其近似地看作一种简单的色谱过程。SPE 小柱是利用选择性吸附与选择性洗脱的液相色谱法分离原理，根据检测需求被做成各种填料规格的小柱，依据填料保留目标化合物或保留杂质，对不同用途的SPE 小柱在操作上略有不同，较常用的方法是使液体样品溶液通过吸附剂，保留其中被测物质，再选用适当强度的溶剂冲去杂质，然后用少量溶剂迅速洗脱被测物质，从而达到快速分离净化与浓缩的目的。也可选择性吸附干扰杂质，让被测物质流出（此种情况多用于果蔬农残分析中去除色素）；或同时吸附杂质和被测物质，再使用合适的溶剂选择性洗脱被测物质。SPE法由于其发展早，技术成熟，目前已广泛应用在医药、食品、环境、商检、化工等领域，在果蔬农药残留检测领域更是重要的样品前处理技术。NY/T 761-2008 标准中果蔬中有机氯类及拟除虫菊酯类农药测定用的是弗罗里矽柱，氨基甲酸酯类农药测定用的是氨基柱；GB 23200.8-2016 标准中500 种农药及相关化学品残留量的测定中样品前处理用的是C18 柱、活性碳柱及氨基柱；GB 23200.113-2018 标准中208 种农药及其代谢物残留量的测定中固相萃取前处理法用的是石墨化碳黑-氨基复合柱。

二、QuEChERS法

QuEChERS 法起初是由美国农业部农业研究服务中心的Anastassiades M 等于2003 年开发的一种快速、简便、价格低廉的预处理方法，来实现果蔬和低脂肪食品中的农药多残留分析。QuEChERS是英文字母 Quick-Easy-Cheap -Effective -Rugged and Safe 的缩写，被简称为QuEChERS 法。QuEChERS 法处理样品的流程主要有两步。第一步，称取一定量的萃取盐硫酸镁、氯化钠及缓冲盐柠檬酸钠等，加入称取好的含有一定量的乙腈样品中。最早的QuEChERS 法提取盐中只含硫酸镁和氯化钠，不含缓冲盐。为了确保对pH 值敏感化合物的有效提取，最大限度地减少对酸和碱不稳定农药的降解，并扩大所覆盖的基质范围，该方法得以改进。现在有两种常用的缓冲盐方法，一种是来自欧洲标准化学委员会（CEN）各成员国的欧盟标准（EN 15662）加入柠檬酸钠和柠檬酸二钠作为缓冲盐；另一种是由美国官方分析化学师协会定的标准（AOAC 2007.1）加入乙酸钠作为缓冲盐，在美国和其他国家使用。目前，我国市场上有称取好的各类提取盐包供实验室选择。第二步，d-SPE 过程，即净化过程。该过程主要把提取后的溶液加入到含有一定量的硫酸镁、硅胶C18（十八烷基键合硅胶）、PSA（硅胶基伯仲胺键合相吸附剂）和GCB（石墨化碳黑）混合物中，其中硫酸镁起到去除水分的作用，硅胶C18 去除脂类和固醇等，PSA去除极性的有机酸、一些糖类和脂类等，GCB 去除叶绿素、类胡萝卜素、叶黄素等色素。目前，我国市场上也有多种规格的d-SPE 净化包，试验中可以依据不同样品、不同基质、不同分析物选择不同的净化包。QuEChERS 法与传统的匀浆技术相比，具有很大的优势，即快速（1 h 内可以萃取10 个样品）、容易（减少样品转移等操作步骤）、便宜（成本低） 、有效（对宽范围农药均可得到很好的回收率）、稳定（操作者经过简单培训即可得到重复性良好的结果）和安全（减少溶剂使用，可节约90%的溶剂）。该方法目前已在国家标准《植物源性食品中208 种农药及其代谢物残留量的测定》（GB 23200.113-2018）中作为样品前处理的一种标准方法使用。

三、Oasis Prime HLB方法

Oasis Prime HLB 是WATERS公司研发的一种以亲水亲脂平衡聚合物吸附剂为填料的固相萃取小柱，是一种新型填料，其表面积比硅胶吸附剂的表面积大2～3 倍，保留因子K 值大很多，减少了流穿的可能。传统的硅胶基质C18 吸附剂小孔容易发生脱水干燥，导致分析物的色谱保留行为降低、回收率低下，特别是当配合真空提取装置使用时，可能存在某个或某些小柱流过速度过快而使空气流过发生“吹干”效应，出现回收数据不稳定的情况。Oasis 吸附剂基质由于其结构独特，能确保吸附剂小孔维持适当的湿润状态，即使空气流过也不会被干燥，而获得更为稳定的色谱行为。Oasis Prime HLB 小柱在使用前不需要活化或平衡，一步式净化，操作简单、快速。WATERS公司针对果蔬中农药多残留样品前处理的最新试验方案流程是利用QuEChERS 盐包提取分析物，然后用Oasis Prime HLB 小柱净化。QuEChERS 方 法 中 加 入GCB 的d-SPE 净化方案能有效去除果蔬中的色素，但对百菌清、噻菌灵、嘧菌环胺等平面结构的农药有吸附作用，导致其回收率低下。市售含有GCB 的d-SPE 净化包的说明书中明确说明不能用于平面结构农药残留的测定。Michael S.Young 等通过试验证明，采用Oasis Prime HLB 小柱的净化方案可有效取代含有GCB 的d-SPE 净化方案，能有效去除果蔬中的色素、蛋白质、脂肪等，而且不会损失平面结构的农药化合物。

总之，在果蔬农药残留测定中，样品处理过程中的提取、净化是十分重要的步骤，尤其是对于葱、姜、蒜、韭菜、蒜苗、香菇等基质复杂的样品，提取、净化的效果对检测结果及分析仪器的寿命都影响很大，实验室应根据不同的分析物选择合适有效的提取和净化方法。