快速溶剂萃取技术在农兽药残留检测中的应用与展望

张薇英，赵巧灵，戴意飞，蒋玲波，唐雷鸣

(舟山市食品药品检验检测研究院,浙江 舟山 316021)

食品的安全是全世界关注的焦点，其中农兽药残留问题是影响食品安全的重要因素之一。而样品前处理方法是兽药残留分析过程中关键步骤，有数据显示前处理过程占整个实验的70%-80%，且给实验引入误差占60%以上，因此新型前处理设备的开发和新方法的应用研究已成为一项研究热门。1996年美国Dionex公司研制出了快速溶剂萃取仪(见图1(a))，有取代传统提取方法的趋势，如液液萃取、(自动)索氏提取、微波提取、超声提取、手工振摇、煮沸法等[1]，已经广泛应用于食品、药品、环境样品、水质样品等分析领域[2-4]。本文将对加速溶剂萃取技术从其工作原理、影响因素和在农兽药应用现状进行综述。

图1 加速溶剂萃取过程示意图及萃取装置图

1 加速溶剂萃取技术

1.1 ASE工作原理与工作流程

快速溶剂萃取(Accelerate solvent extraction,ASE)是在1000～3000psi或10.3～20.6MPa的压力和50～200℃温度萃取条件，用适宜的萃取溶剂对不同样品基质进行萃取的方法。主要工作原理即是在高温高压的状态下，改变萃取溶剂的特性，实现了检测目标物的高效萃取，同时达到了减少溶剂使用量和缩短萃取时间的目的。ASE的工作流程见图1(b)所示，将称取适量样品放入萃取池中，放到圆盘式传送装置上，设定好萃取相关参数--温度、压力、时间、溶剂选择、循环萃取次数等，全自动化操作将萃取液经过滤膜进入收集瓶，结束整个萃取过程。

ASE已经成为一种常用绿色分离技术，与传统的萃取方法比较，ASE具有全自动控制，萃取时间短，溶剂使用量少，安全性好等特点[5-6]，具体比较见表格1。章剑扬等[7]比较分析了ASE提取与回流提取、超声波提取的提取效率，结果表明ASE提取率最高，且稳定性好，RSD在1.4%～4.1%之间。因此，ASE用于样品前处理具有良好应用前景，已逐渐取代了传统液液萃取过程，因其自动化提取和净化二者统一的萃取方式将成为今后研究的重点和检测技术的关键。

表1 ASE与传统萃取技术相比研究[8]

1.2 ASE萃取影响因素

ASE萃取效率的影响因素很多，包括了萃取温度、压力、溶剂类型、萃取类型、循环次数等。祝子铜等[9]采用ASE快速提取蜂花粉中氯霉素，研究发现萃取溶剂、萃取温度和萃取压力对氯霉素提取效率影响较大，结果表明乙酸乙酯能够较好地从基质花粉中提取出氯霉素残留物，萃取温度选100℃，萃取压力为100bar时，氯霉素的检测效率最佳。因此，在所有影响参数中，决定了萃取选择性好坏和灵敏度高低的关键因素分别是萃取温度、压力和溶剂类型。

(1)萃取温度是ASE技术的主要影响因素之一，不同溶剂的理化特性不同，而通过提高温度，可有效提高溶剂萃取效率，达到待测物质提取率增加的目的。

但过高温度易使热敏感化合物分解或水解，因此ASE不适合于热不稳定性的化合物提取[10]。

(2)在ASE中压力是另一个可能影响化合物回收率的重要因素，在高压作用下，溶剂在远远超出沸点状态下仍处于液态，从而加速溶剂进入到样品中，实现了待测物能够被高效萃取出来。

(3)欧阳运富等[11]比较了四种萃取溶剂--乙腈、二氯甲烷/丙酮、环己烷/乙酸乙酯和正己烷/丙酮对农药残留的提取效率的研究，结果表明二氯甲烷/丙酮快速萃取后建立的检测方法具有较好提取效率。赵粼等[12]采用ASE-UPLC-MS/MS检测分析鱼肉中喹乙醇，先用正己烷进行第一步脱脂，再比较了甲醇和乙醇萃取效率。整个检测过程是采取提取与在线净化，可缩短检测时间至15min，用甲醇提取效率高于乙醇，达到88%。于辉等[13]利用基于ASE技术建立了4种氟喹诺酮类药物残留量的检测方法，比较了三种提取溶液——1%乙酸乙腈溶液、8%氨水乙腈溶液和磷酸缓冲溶液对兽药残留的提取效率的影响，同时考察了加标回收率和后续浓缩时间长短，确定了8%氨水乙腈为提取剂。因此，如何选择最适宜的萃取溶剂，不仅要考虑到待测目标物的特性，同时也要比较萃取溶剂是否有利于浓缩，有利于下一步的净化过程，从而达到提供萃取效率的目的。

2 ASE在农兽药残留中的应用

ASE技术具有使用溶剂用量少、快速、提取效率高、自动化提取等优点，已经广泛应用于多个分析领域，且ASE技术已经被美国环保署(EPA)选定为推荐的标准方法[11]。ASE技术适用于不同样品基质，尤其针对含脂类样品的提取净化效率最为显著，能满足食品检测样品处理的要求，因此，越来越多的研究者已开展了将ASE技术应用于食品中农兽药残留的检测方法。

2.1 ASE在农药残留中的检测应用

欧阳运富等[11]采用V(二氯甲烷)∶V(丙酮)=1∶1为萃取溶剂进行加速溶剂提取后，结合在线凝胶渗透色谱净化后，可实现GC-MS法同时检测22种农药残留物，检出限在0.3～1.8μg/kg之间，回收率在70.5%～107.5%，表明所建立的方法比标准方法的检出限更低，能满足现有对痕量农残的检测要求，可实现农药残留的快速检测。

陈舰等[14]引入快速溶剂萃取方法，建立一种新型快速测定茶叶中多菌灵残留量的方法，并与将所建立的ASE法与索氏提取、超声、微波、超临界和传统的分液漏斗振荡进行比较研究，从平均萃取时间上分析ASE快速溶剂萃取时间最短，其次是微波和超声，从平均使用溶剂量上看ASE使用量比传统方法中使用量显著减少。

吴凤琪等[15]建立了大豆中有机磷、有机氯和你除虫菊酯3类53种农药残留的GPC-GC/MS法，采用乙腈作为提取溶剂的ASE技术进行大豆提取，再经过PSA和C18粉末净化，能有效去除大豆中脂肪、蛋白质等大分子物质的干扰，同时减少有机试剂的使用量，实现了一种绿色检测技术。

徐豪等[16]建立一种同时分析猪肉中109种农药残留的气相色谱-串联质谱法，优化分析了快速溶剂萃取条件，并结合凝胶色谱净化手段，代替了传统农药残留液液提取净化方法。109种农药检出限在0.09～1.57ug/Kg，回收率在68.3%～112.8%之间。通过采用ASE技术提高了方法的回收率，再结合GPC净化方法进一步提高了方法的灵敏度和准确性，建立了畜禽肉中多组分农药残留的自动化前处理技术。

纪律等[17]采用甲醇-盐酸萃取溶剂对竹笋中的百草枯进行了自动化提取，并经MCX固相萃取住净化浓缩后，用BEH HILIC亲水柱进行分离检测，建立的UPLC-MS/MS法具有检出限低、灵敏度高的特点，可对竹笋中百草枯残留进行快速检测分析。考察茶叶中含有大量色素、生物碱及酚类化合物等脂溶性物质，曹亚林等[18]采用快速溶剂萃取对茶叶中7种拟除虫菊酯农残进行提取，并进行分散固相萃取净化操作，建立方法的基质效益较少(≤12.2%)，适用于茶叶中农药残留的日常检测工作。

2.2 ASE在兽药残留中的检测应用

安强等[19]采用快速溶剂萃取结合高效液相色谱法测定了动物源性食品中硝基呋喃代谢物含量，并对影响ASE萃取效率的因素--萃取溶剂、萃取温度、萃取压力等进行了优化研究，获得最佳萃取参数--萃取溶剂为甲醇/0.68mol/L三氯乙酸(1/1，v/v)、萃取温度100℃、萃取压力1.0×107Pa、萃取时间10min×3次。4种硝基呋喃代谢物的检出限均为0.005μg/mL，回收率在82%～95%之间，该方法简单、高效、准确，能应用于实际样品中对硝基呋喃代谢产物的快速检测。

于辉等[20]优化ASE萃取参数建立了鸡肉中5种磺胺类残留物的ASE-HPLC法，选择了乙腈作为萃取溶剂，在10.0MPa，120℃萃取温度静止萃取10min完成提取过程，所建立的方法加标回收率在86.0%～101.7%之间，检出限在3～9μg/kg，可满足畜禽肉中磺胺类药物的日常检测分析。游辉等[21]同样基于快速溶剂萃取技术也成功建立了同时测定牛肉中5种磺胺类残留量的ASE-HPLC检测方法，表明多种样品基质中可采用ASE技术作为提取方法。

杨洪生等[22]采用快速溶剂萃取-超高效液相色谱-串联质谱法同时检测水产品中氯霉素和氟苯尼考，并对影响ASE提取效率的条件进行了优化研究，以乙酸乙酯为萃取溶剂，经提取后浓缩后用正己烷净化处理，检出限均0.02μg/kg，回收率在90.2%～109%之间。

饶桂维等[23]采用单因素和正交试验对禽蛋中磺胺嘧啶的ASE萃取条件进行了系统性优化研究，结果表明以甲醇为萃取剂，130℃循环萃取4次，萃取时间25min时，磺胺嘧啶的检出限为0.5μg/kg，加标回收率在83.0%～88.2%范围内，在减少溶剂使用量和提高萃取效率的基础上，所建立的方法具有简便、重复性好，可作为禽蛋中磺胺嘧啶检测的日常监测方法。

3 总结与展望

ASE技术在应用兽药残留方面具有良好的应用前景，且ASE技术是结合提取、萃取和净化一体化性和自动化性，可有效提高兽药残检测分析效率。但ASE技术存在两个不足：(1)仪器比较昂贵，实验前期需要投入大量经费，是限制该技术无法推广应用的主要因素；(2)因ASE萃取过程中除了萃取待测目标物之外，还同时萃取了其它杂质，需要萃取后进一步的浓缩净化处理。基于此，将ASE技术与其他净化方法联合使用是食品前处理技术的一种新的趋势，已有报道将ASE萃取后再经正己烷净化处理可有效减少基质效益；也有研究报告显示ASE技术结合凝胶渗透色谱净化(GPC)可实现畜禽肉中多种农药残留的同步检测分析，提高了方法的灵敏度与准确性。本团队也开展关于ASE联合QuEChERS净化法建立水产品中多种磺胺类药物的检测分析，结果显示联合使用方法比单一净化方法能更有效降低基质效益，提高方法的灵敏度。因此，开展ASE技术与其他净化方法结合使用是未来提取净化一体化和自动化技术发展的新趋势。