液相色谱法在茶叶残留农药检测中的应用

李思龙 刘睿 孙嵛林 李启艳

（山东省食品药品检验研究院，山东省食品药品安全检测工程技术研究中心 山东 济南 250101）

1 前言

近年来茶叶的质量安全问题已成为制约茶产业发展的主要原因， 其中， 农药残留问题受到重点关注， 已成为了食品安全领域的重要研究内容。 为了解决此类问题， 有关部门提出了茶叶残留农药检测方法， 要求产出及投入市场的茶叶必须经过第三方单位的专业认证才能进行检测， 检测数据合格后才能食用[1]。 基于此，我国引入了液相色谱法，此种方法是指将液体作为流动相的色谱法。在研究中，将具有色素的提取液滴入装有硫酸钙粒子的玻璃器皿上，并持续用石油醚清洗玻璃器皿，使液体中含有的不同色素得到分解，进而形成不同颜色的色谱带。其中每个颜色代表的色素种类不同， 进而便可掌握滴入的液体中具体含有哪种色有哪种色有哪种色素。随着技术的不断创新与实践探究， 此种方法的应用范围越来越广。 在应用中这种方法不仅可以将液体中的有机物质分解，同时在研究中发现，色谱法对于分解透明的无色物质也起到一定作用。 区别于液相色谱法， 传统方法无法直接通过色谱图对物质的性质进行直接判断，因此在对结果进行分析时，需要将结果与定性标准值进行比对， 但这些问题均在高效液相色谱法中被解决。 将此种方法应用到茶叶残留农药检测中， 可根据其中农药的种类与数量对农药残留的时间性与空间性进行分析[2]。 在此过程中值得注意的是，茶叶中残留农药的来源不同，因此在色谱上呈现的种类也是多样化的， 这种残留主要通过农药的渗透与土壤的聚类。 基于此， 本文引入液相色谱法，开展茶叶残留农药检测方法的设计，了解茶叶中农药残留现状，进而保障茶叶质量安全。

2 茶叶残留农药检测方法设计

2.1 提取净化茶叶残留农药样本

对茶叶残留农药进行检测的前提条件是对样本的选择，本章将引入液相色谱法，进行净化样本的提取。

（1）将茶叶浸泡在蒸馏水中，并将浸泡液体分装在储液瓶内。 使用分布器进行2.0 μm 的过滤。 同时进行样本到出口的检查，使用高压泵与液压泵对经过过滤的浸泡液进行提取。按照导出液体颜色的比对进行溶液脉冲消除工作，并采用抽真空的方式，持续抽气[3]。 直至浸泡液流经过滤器，对溶液进行反压力调节，截止此步骤，完成茶叶农药检测样本的初步调制。

（2）采用微波辅助色谱萃取的方式，将初步制备的样本进行提纯处理： 将初期制备的农药与茶叶混合溶液放在离心立管中，在滴管中掺入清水浸泡3～7 min；加入乙腈，使用高速旋转的匀浆设备，持续工作至少1.0 min；根据溶液量加入适量的Nacl，持续搅拌1.0 min 后静置放置30 min；取上层清液，将其放置在梨形器皿中，保持过程温度在37.0℃～38.5℃之间，将其采用旋转的方式对其风干；再次加入乙腈在梨形器皿中，将其摇匀。

（3）在加样前使用5.0 ml 的预淋液，当液面达到吸附层表面时， 在容器边缘壁里快速倒进液体净化试剂[4]。 并使用刻度瓶对洗脱液进行收集， 等待HPLC 检测。

2.2 基于液相色谱法计算茶叶残留农药色谱波长

在完成对检验样本的净化后， 要对获取到的溶液进行提纯处理，以此明确色谱的检测条件。本章选择使用液相色谱法，对样本进行提纯。残留杂质的农药样本可表示为下述公式。

公式（1）中：R 表示为含有杂质残留的茶叶残留农药溶液；a 表示为被检测得含有的农药；b 表示为检测农药标准色谱；s 表示为检测端。 根据上述计算公式，在实际检测中，需要根据检测端，获得的相关数据进行溶液配置分析。 将精确到一定量的样本中掺入甲醇试剂， 并按照计算中含有农药的指数进行定容稀释[5]。 过滤其中的不溶物质，或将其静止后取其清液。

以此获取溶液中被稀释为浓度后的农药样本溶液，在多个样本溶液中随机选取1 支预处理流动相，在进样器中滴注多次纯水。 此时使用色谱试纸对其进行检测后，可得知溶液中农药阴离子的活化时间。对色谱试纸显示阴离子存活时间的计算可如下述公式表示。

公式（2）中：T 表示为色谱试纸显示样本试剂中阴离子的存活时间；r-表示为样本溶液中的阳离子表示方法；r-表示为样本溶液中的阴离子；h 表示为有机滤膜；t 表示梯度洗脱时间。 在完成上述计算的同时， 使用溶剂较大的平头滴管深入到预处理的流动相液体中，并将其采用高温的方式烘干，将进样设备在色谱条件下提取的不同稀释溶液分别添加到预处理溶液中，完成对茶叶残留农药的提取[6]。 再制定茶叶残留农药的不同检测标准， 选择将不同标准的离子色谱检测标准溶液加入到样品当中， 再使用样品，采用同样的方式，对其流动相进行处理。 并记录检测过程中各金属离子的谱图， 通过相应的数据计算出溶液中不同残留的农药回收率。计算公式如下。

公式（3）、（4）中：W 表示为茶叶残留农药含量；ρ 表示为不同离子物质的浓度；A 表示为茶叶样本农药溶液体积；I 表示为进样体积；P 表示为茶叶残留的农药回收率；X 表示为检测样本总体积。根据上述计算公式中对回收率进行计算， 分离茶叶残留农药样本中小分子离子， 基于不同农药离子具备的排斥性能， 将其按照离子色谱检测划分为负价阴离子与正价阳离子[7]。 阴离子中应包括氟离子、氯离子、磷硫离子、氮氧离子等，在此基础上，计算多余影响离子色谱检测的等价元素， 按照元素梯度计算茶叶残留农药色谱波长。 计算公式如下。

公式（5）中：λ 表示为茶叶残留农药色谱波长；Δy 表示为干涉元素色谱波长间距；b 表示为双峰间距；D 表示为双峰垂直距离。 根据上述计算公式，分析样本溶液中农药残留的阴离子浓度， 为了避免在适宜的环境下阴离子与阳离子发生交换反应， 使用淋洗装置对样本进行加热处理[8]。 并选择离子色谱代替传统检测中使用的其它化学物质， 分离有机酸与无机酸，简化传统的检测过程，在此过程中并不使用其它检测装置，以此可有效的控制检测成本，避免技术应用过程中无用功的消耗。

2.3 绘制残留农药指纹检测图谱

为了进一步提升检测结果的精度，在完成上述相关工作后， 可采用绘制残留农药指纹检测图谱的方式，进行预测组与评估组的综合分析。

（1）采用可量化的鉴定与绘制手法，将其建立在多种化学成分分析的基础上[9]。 在建立过程中注意数据的真实性与时效性， 并在此基础上分析农药所含的化学物质与种类， 进而实现对茶叶残留农药的进一步描述与评价。

（2） 在上述基础上， 对其进行与液相色谱的比对， 使茶叶质量与其农药含量在真正意义上结合起来， 此种方法不仅对阐明茶叶中农药含量有着显著的作用，还可为相关茶叶类型的农药检测提供参考。

（3）获取样本溶液，并把提取的混合溶液装入离子色谱检测设备中，按照设备的标准化检测流程，设置相对适宜的检测环境。 根据检测结果中显示的不同离子的峰值及相应的浓度检测结果， 使用最小二乘法计算出测得的数据， 并将数据结果拟合成色谱图形， 得出的标准曲线的线性相关系数应当大于或等于99.99%。 根据标准曲线的相应参数，按照一定的出峰时间对离子进行定性， 再利用外标法对其进行定量，获取到最准确的检测结果，以此完成对残留农药指纹检测图谱的绘制[10]。综上所述，通过提取净化茶叶残留农药样本、 计算茶叶残留农药色谱波长完成对茶叶中残留农药的检测。

3 对比实验

3.1 实验准备

本文针对茶叶残留农药，提出一个简单的测试。根据市场内茶叶生产行业的发展趋势及针对其生产茶叶使用农药现状，进行实验过程的具体规划。在市场上选择一个茶叶生产商作为研究对象， 并随机选择其产出的茶叶作为研究样本。

布设此次实验的实验环境， 检测所需的仪器设备应包括：高压/低压输液装置、液体分析柱、波长检测装置等。 检测样本为含量为99.5%的BSRM 试剂样本、内标色谱级试纸。 样本相关配置：精准的称量标有一定量的茶叶样本，将其平均分为两组，使用蒸馏水对两组茶叶样本进行充分浸泡， 使其中的农药成分在蒸馏水中充分溶解， 其中每组样本溶液中的含有的农药种类均为4 种， 检测结果图每测得出现一个峰值便代表测出一种农药种类。 使用实验滴管收集部分样本溶液，按照一定比例将其定容稀释。对于其中的不溶解物质， 可采用静置获取清液或使用专门的过滤器对溶液进行过滤的方式， 进行实验样本的获取。 在此基础上，选择合适的波长试纸，按照“0.1”、“0.2”、“0.3”、“0.4” 浓度的样本溶液分别进行标样。为了确保实验检测结果的可分析性，按照波长应遵循完整性与灵敏性两项原则。 控制实验中的其它选择条件： 将实验全过程的温度控制在适宜温度范围内（32℃±0.05），若超出常规温度控制范围会出现基线偏移，以此造成检测结果出现误差，与此同时还会对保留行为造成一定的影响，在此基础上，控制样本检测的进样量， 采用少量多次检测取平均值的方式，提高检测结果的精度。

3.2 实验结果分析

在完成上述相关实验准备工作后， 分别采用本文设计的基于液相色谱法的茶叶残留农药检测方法与传统检测方法， 分别对样本溶液进行农药残留检测。 设定本文方法的实验结果为A 组，传统方法的实验结果为B 组， 根据稀释后不同浓度的溶液，绘制两组实验结果的标定曲线图。 如下图1 所示。

图1 实验结果对比图

如上述图1 所示， 为本次茶叶残留农药检测实验的结果，从上述图中可以清楚的看出，A 组为本文检测方法的实验结果， 其中曲线图中共出现4 个峰值，代表检测出样本溶液中含有的农药种类为4 种。B 组为传统检测方法的实验结果， 其中曲线图中共出现2 个峰值， 代表检测出样本溶液中含有的农药种类为2 种。 并且根据两组实验结果对峰间距的分析，可得出此次实验的结论：相比传统的农药残留检测方法， 本文提出的基于液相色谱法的茶叶残留农药检测方法在实际检测过程中， 可测得的农药种类更多、分辨率更高，更适用于对茶叶生产过程中农药的控制与环境的监测。

4 讨论

茶叶中由于残留农药而出现与国际贸易出口商品不匹配的问题屡见不鲜，因此在生产茶叶过程中，除了需要对相关施药设备与技术进行不断改良外，也需要设计一个优化的茶叶农药残留检测方法，进而使更多优质的茶叶流入市场， 为此本文从3 个方面，基于液相色谱法，开展了茶叶残留农药检测方法的设计。 并通过了大量的应用实践与对比实验验证了设计的方法在实施中具有一定的可行性， 并能根据农药残留色相图谱， 快速准确的识别不同类型的残留农药。因此在后期的发展中，可采用建立农药残留种类数据库的方式， 用于存储检测的多种残留色素图谱，以此快速识别目标农药，根据茶叶中含有的组合农药，进行茶叶生产与施药改良，以此提升茶产品的质量，确保优质茶叶流入市场，在保障我国农产品贸易卫生质量安全的前提下， 对不同农药进行快速、精准检测。