氣相色譜分析法在農產品質量安全檢測中的技術應用

周振宇

七臺河市農產品質量檢測中心 黑龍江 七臺河 154600

引言

隨著我國農村勞齡人口的不斷減少，用工成本的增加，快速高效的農藥在農業生產中的重要作用不斷被放大，但由于農藥過量使用引發的農產品質量安全和環境污染等問題屢見報端，嚴重影響百姓對我國農產品質量安全的信任度。因此，利用現代化的分析技術對殘存于農產品中微量、痕量以及超痕量水平的農藥進行定性定量測定的快速檢測方法是十分迫切，且具有重要現實意義的。在眾多的分析方法中，氣相色譜分析方法因具有操作簡便、靈敏度高及檢測成本低等優點已經成為目前農藥殘留分析中應用最多的儀器分析方法。

一、氣相色譜的工作原理

氣相色譜法屬于色譜法分離分析方法中的一種，是于20世紀50年代發展起來的一種分析方法，常利用氮氣、氦氣、混有甲烷的氬氣等惰性氣體作為流動相，攜帶被氣化的樣品，通入裝有固定相的色譜柱，樣品因與在色譜柱內的固定相之間的溶解度、蒸汽壓、吸附能力等性質結構的存在差異，造成分配系數的不同，令樣品中的各組分從色譜柱中流出的時間存在差異，實現組分的分離，然后根據分離出的組分的性質，使用相應的檢測器進行檢測。

二、氣相色譜技術應用中的關鍵技術

在農產品藥殘留檢測中常配的選擇性檢測器主要是電子捕獲檢測器、火焰光度檢測器、氮磷檢測器。這三種檢測器都具有高靈敏度、選擇性強的特點，其中電子捕獲檢測器是一種對電負性的物質具有選擇性高靈敏度的離子化檢測器，例如含鹵素、硫、磷、氮的化合物，被用作有機氯類農藥、擬除蟲菊酯類農藥和殺菌劑百菌清的檢測。氮磷檢測器對分析氮，磷化合物具有的高靈敏度、高選擇性，是測定有機磷和氨基甲酸酯類等農藥的常用檢測器。火焰光度檢測器，又稱硫磷檢測器，是一種對合有硫、磷的化合物具有高靈敏度的檢測器，根據硫、磷燃燒的特征光譜選擇波長監控，適合于有機硫和有機磷類化合物的分析。

氣相色譜分析時色譜柱作為分離系統的心臟，將待測農藥各組分之間、各組分與干擾物之間在色譜柱內完成分離，色譜柱的規格和性能決定其分離效能。現在應用最廣泛的氣相色譜柱是毛細管石英色譜柱，毛細管柱具有化學惰性強、熱穩定性好、色譜峰尖而窄、分離效率高(可達到1000000理論塔板數)、樣品用量少等優勢[1]。按其極性分為非極性、弱極性、中等極性、極性柱等。目前對分析揮發性和半揮發性有機化合物使用最廣泛的色譜柱為弱極性柱和中等極性的兩種類型的色譜柱。應用時常采用不同極性的雙柱搭配兩檢測器(相同或不同)，同時完成各組分的定性、定量檢測。

三、氣相色譜法在農產品農藥殘留檢測中的樣品前處理技術

農產品在前處理過程中含有的農藥種類多，性質差異大，并且由于農產品的種類不同，組分十分復雜，基質中存在大量的干擾物。而農藥殘留檢測屬于痕量、微量分析技術，樣品制備、純化富集等前處理過程會決定整個方法的檢測靈敏度和準確性。因此，需要根據農藥的物化性質以及試樣的種類等因素來選取合適的樣品前處理方案，不僅要盡可能的提取出農藥，還要最大限度的除去其它干擾成分，以減少對檢測結果的影響和對檢測儀器的污染。目前農藥殘留前處理技術主要包括固相萃取、微萃取、超臨界流體萃取等方法。

(一)固相萃取法。固相萃取法是利用固體吸附劑來吸附樣品內所含有的目標化合物，實現混合物質分離。然后對其進行升溫加熱，洗滌脫附等操作，特點是采用高效、高選擇性的吸附劑能夠顯著減少溶劑的用量，能夠處理基質較為復雜的樣品，簡化樣品的前處理過程。在樣品中的多種農藥殘留的分離、提取、凈化及濃縮方面得到了廣泛應用。在分析測定有機氯和有機磷農藥殘留時可用C18、Florisil硅藻土雙柱串聯，對樣品的乙睛提取液進行凈化，再以氣相色譜一電子捕獲檢測法/火焰光度檢測法(GC―ECD/FPD)分析測定，能夠顯著減少的溶劑消耗量和廢液處理量。

(二)微萃取法。微萃取技術是一種平衡萃取技術，對大多數化合物無法完全萃取，尤其是揮發性相對較低的化合物很難進行萃取。在農藥殘留檢測中主要應用于有機磷農藥的檢測的前處理技術中，它是目前快速、簡單、高效的、前沿的萃取技術，相比傳統的固相萃取樣品前處理技術，微萃取使用微量的有機溶劑，甚至可以完全不使用有機溶劑，并減少了凈化、濃縮等繁瑣費時的操作步驟，降低了樣品被污染和損失的可能性。是一種綠色萃取技術，廣受分析工作者的重視[2]。

(三)超臨界流體萃取法。超臨界流體萃取法(SFE)是利用超臨界流體為溶劑，其原理是通過改變臨界流體的密度，可以改變高分子量化合物的分離能力，使高分子量化合物得到分離。SFE的優點在于充分利用超臨界流體兼有氣、液兩重性的特點，在臨界點附近，超臨界流體對組分的溶解能力隨體系的壓力和溫度發生連續變化，從而可方便的調節組分的溶解度和溶劑的選擇性。能夠解決部分因不揮發、易降解或難氣化氣相色譜無法分析的物質。因為SFE具有節能環保，流程簡單，萃取效率高，無有機溶劑殘留等諸多特點，已經成為農藥殘留檢測中最具有吸引力的分離手段之一。但是SFE取需要特殊的高壓儀器設備，制約了SFE在農藥殘留分析中的廣泛應用。

四、結束語

氣相色譜分析法作為在農藥殘留檢測中應用最廣泛的技術，在日常的農產品安全監督檢測中還主要以固相萃取法為主，過程中需要消耗大量的有機溶劑而且操作步驟復雜，在濃縮時檢測人員需要長時間面對強揮發性的有機試劑，對檢測人員的身體危害嚴重，因此后期發展和推廣更高效便捷、減小有機試劑用量的的技術是未來的趨勢。