QuEChERS 技术在食用农产品农药残留检测中的应用与研究

杨菊芬，张新军

（敦煌市食品药品检验检测中心，甘肃敦煌 736200）

在农产品生长过程中不可避免的会使用农药，农产品或者土壤因为长期接触农药而出现部分农药残留其中的情况，农产品因为接近农药而自身出现具有毒性的杂质、代谢物及反应物，这些统称为农药残留[1]。近年来，人们对食品安全问题的关注度日渐提高。目前，农产品的农药检测任务繁重，构建起更为高效可靠的食用农产品农药残留检测体系对于避免农药危害、推动农药残留检测技术的发展有着重要作用，也为维护食品安全、促进社会和谐发展具有重要的现实意义[2]。

1 农药残留检测现状

目前，国际上规定农药残留限量的标准众多，我国作为农药生产和使用大国，针对农药残留的标准设置相对较少，无法满足当前农药残留的控制需求[3]。农药的使用不合理使得人们的食品安全难以得到保障，威胁人们的生命健康，而且也极大地制约了我国农产品的出口贸易。

农药残留检测流程通常非常复杂，要预先对样本进行前处理。样品前处理的方式众多，大多是以单个样本为检测对象，所消耗的溶剂量大，时间也长，并且会对人体的生命健康和环境造成影响，无法满足当前大批量短时间的检测需求。QuEChERS 的出现解决了这一难题，以其独特的技术优势逐渐成为农药残留检测中的常用方法[4]。

2 QuEChERS 方法概述

2.1 QuEChERS 方法简介

QuEChERS方法是农药残留的一种前处理方式，这种处理方式速度极快，符合当前社会农药残留的检测需要，一经出现就获得了众多研究者的青睐。此方法与其他检测方法类似，都是利用吸附剂中的填料与样品中的杂质发生反应，进而达到除杂净化的目的。QuEChERS 方法检测农药残留的基本步骤有以下5 点：①样品粉碎；②单一溶剂乙腈提取分离；③加入MgSO4等盐类脱水；④加入吸附剂除杂；⑤取上清液进行GC-MS、LC-MS 检测[5]。

2.2 QuEChERS 方法技术优势

相比于其他传统的前处理方式，QuEChERS 方法具有以下优势：①回收率高，稳定性好，其回收率超过了85%；②准确度高，方便后续操作；③可以检测的农药种类多，范围较广；④样品检测效率高；⑤所需要的溶剂量小，成本低，造成的污染小；⑥操作简单，技术要求低；⑦所需空间小，较小的实验室即可完成[6]。

2.3 QuEChERS 方法基本步骤

QuEChERS 方法的具体操作步骤：①称15 g 待测样品于50 mL 离心管中，加入12.5 mL 1%酸化乙腈（含1%乙酸）；②加入6 g 无水硫酸镁和1.5 g 无水醋酸钠于离心管中，振荡摇匀；③将离心管放置于振荡器上振荡30 min；④将离心管于8 000 r/min 离心5 min，使待测样品与提取液分离；⑤取7 mL 上清液于加有0.9 g 无水硫酸镁和150 mg PSA 的15 mL离心管中，振荡摇匀；⑥8 000 r/min 离心5 min；⑦取上清液定容至一定体积后上机分析。

3 QuEChERS 方法在农药残留检测中的应用

3.1 QuEChERS 在果蔬农药残留检测中的应用

QuEChERS 方法在被开发出来后先被应用于果蔬检测，在果蔬领域的检测技术发展更为成熟。在实际检测中，主要利用不加任何物质的PSA 作为除杂剂，且农药检测对象以氨基甲酸酯类为主，与气相色谱法（Gas Chromatography，GC）、高效液相色谱仪（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）、气相色谱-质谱联用仪（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）相结合实现检测。经过多次试验，发现在对水果蔬菜进行检测的过程中，加入改良后的乙腈溶剂和除杂吸附剂可以更好地对农药残留样本进行提取和净化，处理后的样品也更符合后续检测器的要求[7]。

3.2 QuEChERS 在粮谷农药残留检测中的应用

QuEChERS 方法在粮谷方面的检测与其在果蔬农药残留检测中的方式不同，粮谷本身的含水量较小，所以在对粮谷检测时需要加入一定量的水，选择乙腈进行提取。以低含水量的枸杞为例，利用改进过的QuEChERS 方法对低含水量的枸杞进行前处理[8]，通过与LUKE 法和乙酸乙酯提取方式后的前处理结果进行对比，结果发现，QuEChERS 处理后的样品内部的基质效果的影响极小，所得的线性最为符合要求。并非所有的含水量低的物质都需要添水才可以检测，有的只需要增加乙腈的泡制时间，延长至一整夜，再通过PSA、MgSO4进行净化，从而提高样品的处理效率。

3.3 QuEChERS 在动物食品农药残留检测中的应用

QuEChERS 方法在动物食品的农药残留测定中同样起了重要作用。在动物食品中的农药残留多集中在动物组织中，同时由于哺乳动物脑组织的化学结构具有其特殊性，因此该研究主要选用14 mL 乙腈和氯仿（10 ∶1）的混合溶液代替乙腈，并添加了10 mL10% Na2SO4溶液进行纯化，并根据哺乳动物脑组织的基质状况添加了ODS C18粉、PSA 粉、氧化铝粉等来净化。由于哺乳动物组织本身存在蛋白质和脂类等成分，因此在对动物食品样品进行净化时，需要使用ODS C18粉和中性氧化铝粉的合成检测液，同时采用混合型的分散固相进行萃取净化[9]。

3.4 QuEChERS 在牛奶、蜂蜜农药残留检测中的应用

牛奶中的主要成分包括水分、蛋白质和脂类，均会对色谱结果产生影响，进而影响色谱柱的使用寿命。用含有1%醋酸的乙腈溶液和0.1 moL/L Na2EDTA萃取，无水MgSO4溶液和CH3COONa 净化，经过滤液稀释后直接进行UPLC-MS/MS 测定，结果表明，最低检出限（LOD）为1～4 g/kg，加标回收率为70%～110%，相对标准偏差（RSD）小于21%，适用于牛奶中常用抗菌素的快速准确定量、定性分析[10]。

对于蜂蜜等黏稠类、含水量相对较小的样品而言，检测过程比较复杂。受样品内部所含的糖类和有机合成色素等极性物质的影响，提取过程比较困难。初级次级胺（PSA）能够高效吸附这些干扰物质。以反相高效液相色谱-离子阱质谱法检测蜂蜜中氯霉素残留的试验为例，前处理过程中利用经过改进的QuEChERS 方法可以实现迅速提取和净化，利用PSA 可实现固相分散净化，有效吸附蜂蜜中的糖和有机合成色素等杂质。结合电喷雾电离法（ESI）负分子模型、多反射分子监测（MRM）对氯霉素进行初定性和定量的分析。在0.2～200.0 μg/kg 的添加浓度下，回收率大概在78%～93%，变异系数＜3.9%，表明此方法对于氯霉素的定性、定量检测更加快捷方便。

3.5 QuEChERS 在其他类型食品残留检测中的应用研究

随着食品工业的迅速发展，食品种类越来越多，食品成分也越来越复杂，对食品中农药残留检测的基质干扰也越来越严重，在保证结果准确性的同时尽量缩短检测时间，是目前市场检测的一大需求[11]。以婴儿食品农药残留检测为例，美国Cajka 在对基于水果的婴儿食品中的111 种农药进行GC-TOF/MS 检测时同时使用缓冲QuEChERS 方法和凝胶渗透色谱（Gel Permeation Chromatography，GPC）净化进行前处理，经过GC-TOF/MS 检测，结果表明，方法最低检出限达到了0.01 mg/kg，两种前处理方式均能达到欧盟的关于谷物食品和婴儿食品的最大残留限量（MRL）标准，然而用缓冲QuEChERS 方法明显降低了前处理时间和花费。以13个样品为例，前处理包括样品制备、净化过程，GPC 耗时17.3 h，缓冲QuEChERS 仅耗时0.83 h。在相同的精密度条件下，充分体现出了缓冲QuEChERS 在快速、简便方面的优势。

4 QuEChERS 的应用前景

随着化学农药在食品生产和贮存中的广泛应用，各国相关部门将使用不同的分析方法对食品质量进行检测。QuEChERS 方法以其快捷、简单、易使用、灵敏度高和成本低等优势，满足了实际检测需求，成为了各地中小型实验室常规测定农药残留的优选预处理方式。

随着科学技术的不断发展，农药残留检测技术的推广和应用，QuEChERS 农药残留预处理方法不但在对农产品中的农药残余物测定的预处理中发挥着较为重要的作用，而且还将在农业环境监测中的农药残留物测定、兽药监测和药物测定等领域中得到更为广泛的应用。

5 结语

QuEChERS 方法是针对农药残留检测而研发出来的新型方法，已经在果蔬、牛奶等诸多领域得到了广泛推广和应用，在一定程度上增加了样品的检测量，缩短了检测时间，成为当前检测预处理方法的首选，未来对于QuEChERS 方法的应用会越来越广泛。