水果中農(nóng)藥殘留樣品前處理及分析檢測(cè)方法

1、水果中農(nóng)藥殘留樣品前處理及分析檢測(cè)方法水果中農(nóng)藥殘留樣品前處理及分析檢測(cè)方法概述 近年來(lái)，農(nóng)藥的種類和應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大，化學(xué)結(jié)構(gòu)組成日益復(fù)雜，并且日趨低效和低劑量化，特別是人們對(duì)長(zhǎng)期攝入低水平農(nóng)藥殘留所導(dǎo)致的各種慢性及遠(yuǎn)期效應(yīng)的關(guān)注和國(guó)際貿(mào)易等原因，使殘留的分析對(duì)象、樣本數(shù)量和測(cè)定難度大大增加。因此，省時(shí)、省力、價(jià)廉、低溶劑用量、對(duì)環(huán)境污染小、微型化和自動(dòng)化的樣品前處理系統(tǒng)平臺(tái)使快速、準(zhǔn)確的進(jìn)行水果農(nóng)藥殘留檢測(cè)的基礎(chǔ)和保障。水果中農(nóng)藥殘留樣品前處理及分析檢測(cè)方法概述 農(nóng)藥殘留分析中樣品的前處理包括農(nóng)藥殘留的分離、提取和凈化，使農(nóng)藥殘留分析中工作量最大，最殘留分析結(jié)果起關(guān)鍵作用的步驟。據(jù)統(tǒng)計(jì)，農(nóng)

2、藥殘留分析中結(jié)果30%的誤差來(lái)源于此，61%的時(shí)間也被用于樣品的前處理。因農(nóng)藥殘留的痕量（一般在0.001mg/kg1mg/kg之間）及樣品的復(fù)雜性，將農(nóng)藥從樣品基質(zhì)中釋放出來(lái)，除去其中的雜質(zhì)并達(dá)到儀器可以檢測(cè)的濃度范圍決非易事。水果作為含水量大、含脂肪少的固體樣品，在農(nóng)藥殘留分析中，其前處理過(guò)程比液體樣品更加復(fù)雜，也要消耗更多時(shí)間。目前認(rèn)為溶劑萃取法仍是水果農(nóng)藥殘留提取的主要技術(shù)，SFE、MSPD、SPME、SBSE等新技術(shù)尚且未能廣泛應(yīng)用；凈化技術(shù)是水果樣品前處理技術(shù)中的必要而必須的步驟，SPE和GPC是目前應(yīng)用最廣泛、效率最高的凈化技術(shù)。水果中農(nóng)藥殘留的前處理方法1.1 溶劑提取 1.1

3、.1 加速溶劑萃?。ˋSE） 1.1.2 微波輔助萃取 （MAE）1.2 其他提取方法 1.2.1 超臨界流體萃取（SFE） 1.2.2 固相微萃?。⊿PME） 1.2.3 固相萃取攪拌棒（SBSE） 1.2.4 基質(zhì)固相萃取技術(shù)（MSPD）2.1 固相萃取技術(shù)（SPE）2.2 分散固相萃取（DSPE）2.3 凝膠滲透色譜（GPC）1.1 溶劑萃取常用有機(jī)萃取劑：乙腈、丙酮、乙酸乙酯，這三種溶劑在水果中農(nóng)藥殘留提取中的適用性順序：乙腈乙酸乙酯丙酮常用農(nóng)藥殘留溶劑提取方法：浸漬法、漂洗法、勻漿法、震蕩法、消化發(fā)、超聲法和索氏提取法等。但這些方法通常繁瑣復(fù)雜、費(fèi)時(shí)費(fèi)力、選擇性差、提取與凈化效率低，

4、容易引起誤差，同時(shí)需要使用大量有毒有機(jī)溶劑。1.1.1 加速溶劑萃取加速溶劑萃?。ˋccelerated solvent extraction,ASE）:在較高溫度（ 5 0 2 0 0 ） 和 壓 力 （ 1 0 . 3 2 0 . 6 M P a 或 1 0 0 0 3 0 0 0 P s i（1Psi=0.145kPa）下，用溶劑對(duì)樣品進(jìn)行提取。該方法具有快速、溶劑用量少、自動(dòng)化程度高、萃取效果好等優(yōu)點(diǎn)，可從水果樣品中萃取所有的目標(biāo)物質(zhì)，特別適用于農(nóng)藥殘留的樣品前處理。1.1.2 微波輔助萃取微波輔助萃?。∕icrowave Aided Extraction,MAE）:將微波技術(shù)和萃取技

5、術(shù)相結(jié)合，利用極性分子可以迅速吸收微波能量并轉(zhuǎn)化為熱能，從而使溶劑溫度快速上升的原理。常見(jiàn)的極性溶劑有甲醇、乙醇、丙酮、乙酸、甲苯、二氯乙烷、乙腈等。非極性溶劑則不能吸收微波，因此在微波萃取時(shí)，一般使用苯、正己烷等非極性溶劑中加入一定比例極性溶劑的混合溶劑。常規(guī)的MAE是在聚四氟乙烯制成樣品杯和可密封、耐高壓的密封罐內(nèi)進(jìn)行，溶劑加熱后在密封罐內(nèi)產(chǎn)生高壓，并使溶劑沸點(diǎn)升高，提高了萃取效率，縮短了提取時(shí)間。例如，鄭孝華利用微波輔助液液萃取技術(shù)，結(jié)合毛細(xì)管氣相色譜-質(zhì)譜（選擇離子檢測(cè)模式），分析了蘋果、山楂等10種新鮮蔬菜水果中的多種你除蟲(chóng)菊殘留。結(jié)果表明：10種菊酯農(nóng)藥的檢出限在0.010.1ng

6、。 1.2.1 超臨界流體萃取超臨界流體萃?。⊿upercritical fluid extraction，SFE）：作為水果樣品的前處理技術(shù)，SPF可以使用GC或HPLC的檢測(cè)器FID、FPD、NPD、ECD、UV以及與MS、FTIR聯(lián)用，定性和定量分析極為方便，是未來(lái)很有發(fā)展前途的一種檢測(cè)方法。目前超臨界流體萃取技術(shù)已應(yīng)用于水果樣品中多種殺蟲(chóng)劑、殺菌劑和除草劑的的萃取。Poustka等人用SFE技術(shù)以CO2為沖臨界流體，分析了果蔬中的有機(jī)氯、有機(jī)磷及擬除蟲(chóng)菊酯類農(nóng)藥。Stefani根據(jù)不同的操作條件，通過(guò)摻入適量農(nóng)藥強(qiáng)化蘋果基質(zhì)，可同時(shí)檢測(cè)出種農(nóng)藥殘留，并得到較好的回收率和重現(xiàn)性。但由于需

7、要一定的特殊設(shè)備，且對(duì)于每一種基質(zhì)都要尋找大量的最優(yōu)化參數(shù)，目前的應(yīng)用受到一定的限制，主要在某些有條件的實(shí)驗(yàn)室使用。1.2.2 固相微萃取固相微萃取（Soild-phase microextraction，SPME）:利用待測(cè)物在涂層和樣品之間平衡分配，使待測(cè)組分?jǐn)U散吸附到石英纖維表面的固定相涂層，待吸收平衡后，再與氣相色譜（GC）或高效液相色譜（HPLC）聯(lián)用以分離和測(cè)定待測(cè)組分。SPME與GC聯(lián)用，可以簡(jiǎn)單、快速的提取、檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物。而對(duì)于難揮發(fā)的有機(jī)物可利用SPME與HPLC聯(lián)用技術(shù)，通過(guò)溶劑的解析作用達(dá)到高效分離。但典型的SPME在農(nóng)藥殘留分析中的應(yīng)用需要先對(duì)樣品中的農(nóng)藥進(jìn)行提取，

8、水果樣品中的提取常是通過(guò)樣品與的高速混合實(shí)現(xiàn)。1.2.3 固相萃取攪拌棒固相萃取攪拌棒（Stir bar sorptive extraction，SBSE）:是一種新的固相微萃取方法，其基本原理與SPME一樣，這一方法與SPME一樣很適用于低極性農(nóng)藥的萃取，與SPME相比具有很高的靈敏度和重現(xiàn)性，作為一種新的、更容易實(shí)現(xiàn)與色譜儀器聯(lián)用的前處理技術(shù)。但此方法目前用于水果農(nóng)殘分析的回收率、檢出限等結(jié)果還不是很理想，尤其不適宜于一些極性農(nóng)藥。1.2.4 基質(zhì)固相萃取技術(shù)基質(zhì)固相萃取技術(shù)（Matrix soild-phase dispersion，MSPD）:是將試樣直接與反相填料（C14或C18）研

9、磨、混勻得到半干狀態(tài)的混合物并將其作為填料裝柱，然后用不同的溶劑淋洗柱子，將各種待測(cè)物洗脫下來(lái)。MSPD濃縮了傳統(tǒng)的樣品前處理中所需要的樣品勻化、組織細(xì)胞裂解、提取、凈化等過(guò)程，避免了樣品均化、轉(zhuǎn)溶、乳化、濃縮等造成的待測(cè)物損失。經(jīng)MSPD柱后的柱淋洗液可直接通過(guò)florisil柱進(jìn)一步凈化，最后的流出液可直接進(jìn)行色譜分析。MSPD適用于各種分子結(jié)構(gòu)和極性農(nóng)藥殘留的提取凈化，具有良好的通用性和發(fā)展?jié)摿?，在水果的農(nóng)藥殘留檢測(cè)中得到廣泛應(yīng)用。但MSPD不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，在處理大批量樣品時(shí)仍然比較費(fèi)時(shí)。MSPD、SPME和SBSE都是安全、環(huán)境友好型的提取方法，大大減少了分析時(shí)間、空間及玻璃儀器，

10、但他們目前在水果中農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用仍不夠廣泛。水果中農(nóng)藥殘留的凈化方法樣品的提取液可以直接進(jìn)行GC或HPLC檢測(cè)，但這時(shí)的提取液仍含有很多雜質(zhì)，會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果有一定的影響，同時(shí)對(duì)檢測(cè)儀器也有負(fù)面影響，所以目前大多數(shù)的樣品前處理方法都要再進(jìn)行不同的凈化步驟。凈化同樣要求盡可能的降低基質(zhì)的影響，并降低農(nóng)殘分析的LOQs。2.1 固相萃取技術(shù)2.1 固相萃取技術(shù)（Solid-Phase Extraction,SPE）:利用固體吸附劑對(duì)液體樣品中目標(biāo)化合物與基質(zhì)和干擾化合物吸附能力的差異，來(lái)分離和富集目標(biāo)化合物的方法。 固相萃取(SPE)包括正相、反相和離子交換樹(shù)脂柱3種固相萃取柱正相柱固定相吸附劑

11、為極性的，且極性大于洗脫劑的極性，用來(lái)萃取極性物質(zhì)，一般用氰基(-CN.）. Al203、鍵合Si、氨基等離子交換樹(shù)脂柱的同定相為帶電荷的離子交換樹(shù)脂用來(lái)吸附帶相反電荷的離子化合物SPE柱最早使用的吸附劑是Flocilis土，二氯化硅和少量氧化鋁的混合物，但這些物質(zhì)對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥有很強(qiáng)的吸附性水果樣品農(nóng)殘?zhí)崛∥锏膬艋瘎t應(yīng)用對(duì)色素有很好去除效率的石墨化碳黑(GCB)和去除非極性共提取物效果好的C182.1 固相萃取技術(shù)而氨基（一NH2）、PSA和強(qiáng)陰離子交換劑（SAX）很早就被用于農(nóng)藥多殘留分析中Lehotay等人研究對(duì)比了常用SPE吸附劑凈化效率，證明-NH2和PSA的凈化效果最好質(zhì)譜檢測(cè)表明N

12、H2和81柱要可以去除水果樣品中的脂肪酸例如：軟脂酸和硬脂酸；C18和-SAX去除樣品提取液中的共提取雜質(zhì)能力相對(duì)較弱。近來(lái)，水果農(nóng)藥殘留檢測(cè)的一些方法中，為了提高凈化效果，開(kāi)始使用兩到三種SPE商品柱（GCB、C18、-SPA、PSA、-NH2）進(jìn)行凈化，如GCB+SPA。但商品化的SPE柱價(jià)格昂貴，這樣的做法大大增加了農(nóng)殘分析的成本。Masahiro等建立了一種果蔬180種農(nóng)藥多殘留前處理方法，樣品經(jīng)過(guò)乙腈提取，離心過(guò)濾后，再通過(guò)石墨化碳黑/伯仲胺雙層固相萃取柱凈化。該方法的提取、凈化效果明顯提高，回收率在70%110%。2.2 分散固相萃取分散固相萃?。―ispersive solid-

13、phase extraction ,DSPE）在農(nóng)殘分析中的典型應(yīng)用是QuECHEERS方法，將凈化劑PSA直接加入到提取液中，與傳統(tǒng)的固相萃取法相比可節(jié)約大量柱活化和淋洗所需的溶劑，并可節(jié)省裝柱時(shí)間。與C18、石墨化碳黑等多種吸附劑相比，PSA具有弱的陰離子交換能力，有利于吸附樣品基質(zhì)中的有機(jī)酸、糖以及色素，并且對(duì)各種性能差異較大的農(nóng)藥具有較高的回收率，性能明顯優(yōu)于常用固相萃取吸附劑ODS。2.3 凝膠滲透色譜凝膠滲透色譜（Gelpermeation chromatography，GPC）又稱為體積排阻色譜，被用來(lái)去除脂肪和其他分子量相對(duì)較高的化合物，使用的樣品范圍極廣，回收的農(nóng)藥品種多，回

14、收率也較高，不僅對(duì)油脂凈化效果好，而且分析的重現(xiàn)性好，柱子可以重復(fù)使用，已成為農(nóng)藥多殘留分析中的通用凈化方法。 GPC可以用于蘋果，桃，草莓等水果樣品中。Sanninoa等用環(huán)己烷乙酸乙酯提取，凝膠滲透色譜精華蘋果等樣品，HPLC-UV測(cè)定其中二氯苯農(nóng)藥殘留，加標(biāo)回收率在70-100%之間。Goto用環(huán)己烷提取，凝膠滲透色譜凈化柑橘樣品，采用流動(dòng)進(jìn)樣電噴霧電離串聯(lián)質(zhì)譜（Electrospray Ionization-MS/MS)同時(shí)測(cè)定其中的滌滅威等7種氨基甲酸甲酯類農(nóng)藥，加標(biāo)0，5mg/ kg的回收率在66.8129.2%，變異系數(shù)（CV）在0.5%6.2%之間（3d內(nèi)）和4.1%15.9%（15d內(nèi)）?？偨Y(jié) 目前，溶劑萃取法仍然是水果農(nóng)藥殘留提取的主要技術(shù)，SFE、MSPD、SPME、SBSE等新技術(shù)尚且未能廣泛應(yīng)用。盡管有些研究中將初提物直接上樣檢測(cè)，但凈化技術(shù)仍然是水果樣品前處理技術(shù)中的必要而且必需的步驟，它不僅可以減少分析中的基體