果蔬中農藥殘留提取凈化技術分析

周口市農業干部學校 劉愛心

周口市農產品質量安全檢測中心 李晨翔 劉金權

農藥殘留是指農藥施用后殘存于環境、生物體和食品中的農藥母體、衍生物、代謝物、降解物和雜質的總稱。果蔬中的農藥殘留分析是在復雜的基質中對目標化合物進行鑒別和定量。農藥殘留的一般分析過程為提取-凈化-檢測，其中提取和凈化是樣品前處理的步驟，不僅要求盡可能完全提取其中的待測組分，還要盡可能除去與目標物同時存在的雜質，避免對色譜柱和檢測器等的污染，減少對檢測結果的干擾，提高檢測的靈敏度和準確性，因此，提取和凈化是農藥殘留分析過程中一個十分重要的前處理步驟，其好壞直接影響到分析結果的正確性和可靠性。許多技術人員在農藥殘留檢測中的提取和凈化領域做了很多研究工作，使樣品前處理更加準確、有效、簡單、快捷。本文結合農產品檢測工作經驗，總結出了目前實驗室在果蔬農藥殘留分析中常用的提取和凈化方法。

一、SPE法

固相萃取（SolidPhaseExtraction，簡稱SPE）是20 世紀80 年代中期發展起來的一項樣品前處理技術，由液固萃取和液相色譜技術相結合發展而來，主要用于樣品的分離、純化和濃縮。與傳統的液液萃取法相比，SPE 法可以提高分析物的回收率，更有效地將分析物與干擾組分分離，減少樣品預處理過程，操作簡單，省時省力。SPE 技術基于液-固相色譜理論，采用選擇性吸附、選擇性洗脫的方式對樣品進行富集、分離、凈化，是一種包括液相和固相的物理萃取過程，也可以將其近似地看作一種簡單的色譜過程。SPE 小柱是利用選擇性吸附與選擇性洗脫的液相色譜法分離原理，根據檢測需求被做成各種填料規格的小柱，依據填料保留目標化合物或保留雜質，對不同用途的SPE 小柱在操作上略有不同，較常用的方法是使液體樣品溶液通過吸附劑，保留其中被測物質，再選用適當強度的溶劑沖去雜質，然后用少量溶劑迅速洗脫被測物質，從而達到快速分離凈化與濃縮的目的。也可選擇性吸附干擾雜質，讓被測物質流出（此種情況多用于果蔬農殘分析中去除色素）；或同時吸附雜質和被測物質，再使用合適的溶劑選擇性洗脫被測物質。SPE法由于其發展早，技術成熟，目前已廣泛應用在醫藥、食品、環境、商檢、化工等領域，在果蔬農藥殘留檢測領域更是重要的樣品前處理技術。NY/T 761-2008 標準中果蔬中有機氯類及擬除蟲菊酯類農藥測定用的是弗羅里矽柱，氨基甲酸酯類農藥測定用的是氨基柱；GB 23200.8-2016 標準中500 種農藥及相關化學品殘留量的測定中樣品前處理用的是C18 柱、活性碳柱及氨基柱；GB 23200.113-2018 標準中208 種農藥及其代謝物殘留量的測定中固相萃取前處理法用的是石墨化碳黑-氨基復合柱。

二、QuEChERS法

QuEChERS 法起初是由美國農業部農業研究服務中心的Anastassiades M 等于2003 年開發的一種快速、簡便、價格低廉的預處理方法，來實現果蔬和低脂肪食品中的農藥多殘留分析。QuEChERS是英文字母 Quick-Easy-Cheap -Effective -Rugged and Safe 的縮寫，被簡稱為QuEChERS 法。QuEChERS 法處理樣品的流程主要有兩步。第一步，稱取一定量的萃取鹽硫酸鎂、氯化鈉及緩沖鹽檸檬酸鈉等，加入稱取好的含有一定量的乙腈樣品中。最早的QuEChERS 法提取鹽中只含硫酸鎂和氯化鈉，不含緩沖鹽。為了確保對pH 值敏感化合物的有效提取，最大限度地減少對酸和堿不穩定農藥的降解，并擴大所覆蓋的基質范圍，該方法得以改進。現在有兩種常用的緩沖鹽方法，一種是來自歐洲標準化學委員會（CEN）各成員國的歐盟標準（EN 15662）加入檸檬酸鈉和檸檬酸二鈉作為緩沖鹽；另一種是由美國官方分析化學師協會定的標準（AOAC 2007.1）加入乙酸鈉作為緩沖鹽，在美國和其他國家使用。目前，我國市場上有稱取好的各類提取鹽包供實驗室選擇。第二步，d-SPE 過程，即凈化過程。該過程主要把提取后的溶液加入到含有一定量的硫酸鎂、硅膠C18（十八烷基鍵合硅膠）、PSA（硅膠基伯仲胺鍵合相吸附劑）和GCB（石墨化碳黑）混合物中，其中硫酸鎂起到去除水分的作用，硅膠C18 去除脂類和固醇等，PSA去除極性的有機酸、一些糖類和脂類等，GCB 去除葉綠素、類胡蘿卜素、葉黃素等色素。目前，我國市場上也有多種規格的d-SPE 凈化包，試驗中可以依據不同樣品、不同基質、不同分析物選擇不同的凈化包。QuEChERS 法與傳統的勻漿技術相比，具有很大的優勢，即快速（1 h 內可以萃取10 個樣品）、容易（減少樣品轉移等操作步驟）、便宜（成本低） 、有效（對寬范圍農藥均可得到很好的回收率）、穩定（操作者經過簡單培訓即可得到重復性良好的結果）和安全（減少溶劑使用，可節約90%的溶劑）。該方法目前已在國家標準《植物源性食品中208 種農藥及其代謝物殘留量的測定》（GB 23200.113-2018）中作為樣品前處理的一種標準方法使用。

三、Oasis Prime HLB方法

Oasis Prime HLB 是WATERS公司研發的一種以親水親脂平衡聚合物吸附劑為填料的固相萃取小柱，是一種新型填料，其表面積比硅膠吸附劑的表面積大2～3 倍，保留因子K 值大很多，減少了流穿的可能。傳統的硅膠基質C18 吸附劑小孔容易發生脫水干燥，導致分析物的色譜保留行為降低、回收率低下，特別是當配合真空提取裝置使用時，可能存在某個或某些小柱流過速度過快而使空氣流過發生“吹干”效應，出現回收數據不穩定的情況。Oasis 吸附劑基質由于其結構獨特，能確保吸附劑小孔維持適當的濕潤狀態，即使空氣流過也不會被干燥，而獲得更為穩定的色譜行為。Oasis Prime HLB 小柱在使用前不需要活化或平衡，一步式凈化，操作簡單、快速。WATERS公司針對果蔬中農藥多殘留樣品前處理的最新試驗方案流程是利用QuEChERS 鹽包提取分析物，然后用Oasis Prime HLB 小柱凈化。QuEChERS 方 法 中 加 入GCB 的d-SPE 凈化方案能有效去除果蔬中的色素，但對百菌清、噻菌靈、嘧菌環胺等平面結構的農藥有吸附作用，導致其回收率低下。市售含有GCB 的d-SPE 凈化包的說明書中明確說明不能用于平面結構農藥殘留的測定。Michael S.Young 等通過試驗證明，采用Oasis Prime HLB 小柱的凈化方案可有效取代含有GCB 的d-SPE 凈化方案，能有效去除果蔬中的色素、蛋白質、脂肪等，而且不會損失平面結構的農藥化合物。

總之，在果蔬農藥殘留測定中，樣品處理過程中的提取、凈化是十分重要的步驟，尤其是對于蔥、姜、蒜、韭菜、蒜苗、香菇等基質復雜的樣品，提取、凈化的效果對檢測結果及分析儀器的壽命都影響很大，實驗室應根據不同的分析物選擇合適有效的提取和凈化方法。