QuEChERS方法在食品農殘檢測中的應用研究

梅 婷 吳榮順 魏 波

（1.深圳海吉星農產品檢測科技中心有限公司，深圳 518000；2.深圳大學，深圳 518052）

在分析檢測領域，食品中農藥殘留測定是一項研究難題，一是被測物含量甚微，二是存在大量的干擾物質，三是食品基質的多樣性，前處理過程復雜。因此對前處理方法的靈敏度、精確度等提出了很高的要求，分析化學家們不斷設計新的方法使前處理過程較為簡單且適用范圍廣。2003年美國農業部Anastassiades教授等開發了一種名為QuEChERS的樣品前處理方法。QuEChERS英文全稱為Quick，Easy，Cheap，Effective，Rugged and Safe，即快速、容易、便宜、有效、穩定和可靠。QuEChERS是一種合理而有效的提取純化方法，能為液相色譜或氣相色譜測定農藥殘留時提供可靠的前處理技術，從而達到滿意的分析結果，而且還能用于丙烯酰胺、醫藥或獸藥等食品中其他有害成分的分析。本文對食品中農藥殘留檢測方法的前處理技術進行了比較，對QuEChERS方法及其改進方法的優勢和前景等問題進行了綜述，旨在為QuEChERS方法在食品檢測中的應用提供依據。

1 食品中農藥殘留檢測前處理方法的對比

食品中農藥殘留測的定越來越受到人們的重視，但傳統前處理技術操作繁瑣、自動化程度低、勞動強度大、提取純化效率低、成本高、試劑消耗大、環境污染嚴重、檢出限低。在實際測定過程中，需要測定多種物理化學性質不同的化合物，難度加大。最近20~30年發展了一些新的方法和技術，表1中列出了目前最常用的幾種農殘前處理方法以及各自的優缺點。

盡管表1中的樣品前處理方法已經被研究了40~50年，但都無法同期實現高選擇性、高重復性、高回收率、快速簡單的目標。因此需要更新的、快速的、有效的前處理技術來提高整體的分析質量和檢測效率。

表1 食品中常用農殘檢測前處理方法的特點

2 QuEChERS方法原理與實施步驟

QuEChERS法實質是固相萃取技術和基質固相分散技術的衍生和進一步發展，是一種獨創的分析方法聯合提取、分離和凈化的步驟[9]。QuEChERS就是快速，簡單，便宜，高效，可靠和安全的英文單詞的首字母縮寫。這個方法包括先用有機溶劑進行微提取，然后用分散的固相微萃取（SPME）進行純化。自從這一方法被發明和公布后，獲得了廣泛的應用，并且在不斷改進完善，其方法實施過程包括提取劑、脫水劑、提取方式、凈化劑及凈化方式的選擇等等。

2.1 提取劑的選擇

食品中農藥殘留的測定，常用溶劑有丙酮[9,10]，乙酸乙酯[11]和乙腈[12-14]。丙酮與水混溶，必須使用非極性溶劑才能將其與水分開，乙酸乙酯微溶于水不需要另外添加非極性溶劑使其與水分開，但是不能將其與強極性的樣品分開。乙腈提取食品（如蔬菜和水果等）得到的提取液比丙酮和乙酸乙酯提取液含有更少的干擾物。乙腈通過鹽析較易與水分離，因此它是QuEChERS方法中優選的提取溶劑。

2.2 脫水劑的選擇

為了避免使用共溶劑（通常毒性強，花費高），QuEChERS方法在發展過程中，經歷了一系列的實驗，通過添加不同的鹽來引起相分離。這些鹽使不同極性的農藥能同時被分析。在這些測試的鹽中，MgSO4能有效地減少水相的體積從而促進極性分析物進入有機層實現分離并獲得高的回收率，特別是強極性化合物，如甲胺磷、高滅磷或者氧樂果。僅考慮回收率，這個方法中MgSO4似乎是最好的選擇，但是同時考慮到提取的選擇性，在采用MgSO4分離的同時，通過改變添加到樣品中NaCl的量，可以來控制該方法的極性范圍。無水硫酸鎂有比無水硫酸鈉高3倍的吸水能力，在處理樣品時對樣品有更好的脫水能力，也可使樣品粉碎更徹底，從而可更有效地提取農藥，Lehotay等[12,15]對乙睛和無水硫酸鎂的協同作用測定食品中的農藥殘留進行了評價，結果證明其適合測定蔬菜水果中的農藥殘留。

2.3 提取方式的選擇

QuEChERS方法的研究者還發現：實驗過程中需要不斷的振蕩，振蕩優于混合，盡管振蕩和混勻均可能會導致干擾物的產生，但的確簡單有效。

（1）在振蕩過程中，樣品并沒有與攪拌器的活性金屬界面接觸，并且在摩擦過程中（特別是添加了固體物質后）振蕩并不產生熱量。

（2）避免了連續提取樣品過程中清洗攪拌器罐/探針，另外也不需要額外添加試劑去潤洗。

（3）振蕩發生在密閉容器中，避免了溶劑蒸發，更安全。

（4）購買和維護渦流振蕩器的花費比攪拌器的低。

2.4 凈化劑的選擇

QuEChERS方法中凈化劑通常選擇以下幾種：（1）次級胺（PSA），可除去大量的極性有機酸、極性色素、一些糖和脂肪酸。（2）石墨化炭黑（GCB），可除去甾醇類和色素如葉綠素。（3）C18，可除去非極性干擾物如脂類，并通過幾種凈化劑的協同作用來優化凈化效果及凈化流程。

2.5 凈化方式的選擇

傳統的柱式固相萃取（SPE）通常包括五個步驟：柱的預處理、樣品過柱、洗脫除雜質、干燥、洗脫目標化合物。盡管SPE有許多優勢，但它并不是完全理想的前處理技術。因此QuEChERS方法采用分散的固相萃取柱（SPME），省時、省錢、省力而且節省試劑。SPE和SPME（以PSA為基礎）兩種前處理方法比較見表2。

表2 傳統固相萃取柱與分散固相萃取柱比較

3 QuEChERS方法在食品分析檢測中的應用

3.1 QuEChERS方法在測定果蔬農藥殘留中的應用

QuEChERS方法由Anastassiades等[9,18]開發出來，是最早用于測定蔬菜和水果中的農藥殘留的研究。Lehotay等[14]繼續了Anastassiades的研究，建立了不同組成基質中200多種農藥殘留物的測定方法，采用GC-MS和LC-MS/MS測定。除了個別對pH敏感的農藥外，蔬菜和水果中大部分農藥殘留物的測定結果都很好。實驗中還發現，對中性pH較敏感的農藥，如克菌丹、滅菌丹、抑菌靈等，在非酸性基質（如生菜）中易降解。這個問題可以通過添加0.1%甲酸或乙酸來解決。

添加分析物保護劑是一個選擇性的步驟，易在GC色譜柱內表面、襯墊、前置柱（保護柱）吸附的非揮發性化合物，可能會造成拖尾或斷裂峰時非常有效。保護劑可以消除干擾，消減這些化合物與GC載流活性基團的相互作用。大量研究表明選擇

已經被用于測定魚中的多環芳烴、食品中的丙烯酰胺[25]、動物組織和牛奶中的獸藥[26]、血液中的藥物、牛的腎臟組織中β-內酰胺抗生素[27]、肌肉組織中的荷爾蒙脂類[28]等。一個用于提取土壤[29]和煙草[30]中的氯污染物的簡化版QuEChERS方法已經被提出。

5 討論

在測定食品基質中的化學殘留物時，樣品的制備是一個主要的技術瓶頸。而QuEChERS方法簡化提取、凈化的步驟和時間，由于吸附劑具有選擇性，可通過調整吸附劑來處理不同的基質，用于分析食品基質中不同極性范圍目標化合物。

此外，QuEChERS方法明顯具有除用于農藥分析外其它方面的潛能，如用于獸藥、違法添加劑等痕量有害物質的測定。QuEChERS在分析具有復雜基質的樣品時，可采用幾種提取/凈化劑聯合使用的方法來保證不同類別有害異物的高回收率，但尚需要開展進一步的研究工作。相信通過進一步的研究，QuEChERS方法會更加成熟，得到更廣闊的發展空間。

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