食品中農(nóng)藥殘留檢測(cè)的樣品前處理技術(shù)分析

孫學(xué)麗，王麗娟

（臨沂市疾病預(yù)防控制中心衛(wèi)生檢驗(yàn)科，山東臨沂 276000）

食品中的農(nóng)藥殘留受到了人們的重點(diǎn)關(guān)注。若食品中的農(nóng)藥殘留含量過(guò)高，不僅會(huì)影響大眾對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的購(gòu)買(mǎi)和食用，還會(huì)危及人們的身體健康，甚至?xí)l(fā)嚴(yán)重的食品安全事件。顯然，利用先進(jìn)的技術(shù)對(duì)食品中的農(nóng)藥殘留進(jìn)行檢測(cè)具有十分重要的意義。但是，在對(duì)食品試樣進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)的過(guò)程中，必須注意樣品的前處理過(guò)程，有效提高試樣檢測(cè)的成效，同時(shí)還要防止各種因素對(duì)檢驗(yàn)的影響。

1 樣品前處理技術(shù)的重要性

樣品前處理技術(shù)是對(duì)即將檢驗(yàn)樣品進(jìn)行一系列處理，以保障獲取精準(zhǔn)、可靠的檢驗(yàn)結(jié)果的一項(xiàng)處理技術(shù)。此外，前處理技術(shù)還可以減少食品樣品中可能出現(xiàn)的污染問(wèn)題以及結(jié)論誤差，從而提高食品檢驗(yàn)的效果。由此看出，樣品前處理技術(shù)對(duì)于食物中殘留農(nóng)藥的監(jiān)測(cè)有著很大的實(shí)用價(jià)值[1]。

2 食品中農(nóng)藥殘留檢測(cè)的樣品前處理技術(shù)類(lèi)型

2.1 傳統(tǒng)樣品前處理技術(shù)

2.1.1 索氏提取法

索氏提取法是將烘干研磨后的樣品置于索氏提取器的提取管內(nèi)，在提取瓶?jī)?nèi)部加入合適的提取溶劑，持續(xù)加熱幾小時(shí)后再進(jìn)行提取。該方法屬于傳統(tǒng)提取法，又稱(chēng)為完全提取法，是一種比較標(biāo)準(zhǔn)的提取法，具有良好的提取效果，但是提取時(shí)間較長(zhǎng)，容易受到雜質(zhì)的影響。

2.1.2 超聲波提取法

超聲波萃取法，即通過(guò)高頻率的聲波所引起的劇烈空化反應(yīng)、機(jī)械振動(dòng)、熱擾動(dòng)效應(yīng)、乳化、分散、碎裂與混合等多種效果，以提高有機(jī)物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速率和能量，使得介質(zhì)具有極強(qiáng)的穿透效果，進(jìn)而促使目標(biāo)組分滲入有機(jī)溶劑中，從而推動(dòng)萃取的實(shí)現(xiàn)。超聲波萃取法較為快捷，價(jià)格實(shí)惠，且效率更高。

2.1.3 柱層析法

柱層析法的分離原理是根據(jù)不同化合物在固定相上的吸附力不同而達(dá)到分離的目的，是一種比較常見(jiàn)的分離凈化處理方法，分離處理的效果比較好，使用范圍相當(dāng)廣泛，且具有較強(qiáng)的選擇性。但是，該法需要反復(fù)循環(huán)操作，因此需要耗費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間。此外，若采用受污染的有機(jī)試劑或被測(cè)目標(biāo)物的穩(wěn)定性差，則會(huì)對(duì)檢驗(yàn)增添許多不確定因素。

2.1.4 溶劑萃取

液體試劑中應(yīng)用最廣泛的提取技術(shù)是溶劑萃取法，該法主要依靠樣品成分中溶液的溶解度差異，從而實(shí)現(xiàn)分離、萃取或提純等，又稱(chēng)液-液提取。

2.2 現(xiàn)代樣品前處理技術(shù)

2.2.1 固相萃取技術(shù)

固相萃取法是一種比較常用的提純萃取方法，其原理是根據(jù)吸附劑的特性將試液中的目標(biāo)化合物與干擾化合物分離，隨后使用合適的洗脫液將目標(biāo)化合物從固體吸附劑上淋洗脫離，從而達(dá)到分離和富集目標(biāo)化合物的目的。這種萃取方法主要分為柱預(yù)處理、進(jìn)樣、淋洗組分以及處理檢驗(yàn)4個(gè)階段。固相萃取法是吸附式提取技術(shù)中應(yīng)用最普遍的一項(xiàng)分離提純技術(shù)，具有快捷、簡(jiǎn)單、高效、穩(wěn)定、重復(fù)性好以及事先處理智能化高等優(yōu)點(diǎn)[2]。

相較于傳統(tǒng)提取法，固相萃取技術(shù)能夠應(yīng)對(duì)溶劑萃取和普通柱色譜技術(shù)存在的不足，而且還可以提高檢測(cè)物質(zhì)的回收效率，能夠有效地將檢測(cè)物質(zhì)與干擾雜質(zhì)分開(kāi)，提取過(guò)程簡(jiǎn)便迅速、溶劑損耗低、精密度高，通常情況下提取分析時(shí)長(zhǎng)不超過(guò)10 min，分析所需時(shí)間僅是溶劑萃取法的1/2，溶劑使用量是1/10，減輕了雜質(zhì)對(duì)檢測(cè)的影響，從而降低了有機(jī)溶劑對(duì)人及環(huán)境造成的危害。

2.2.2 固相微萃取技術(shù)

固相微萃取法利用平衡萃取和選擇性吸附的原理，首先把試樣中的分析物質(zhì)移動(dòng)至提取表面涂層上，提取涂層對(duì)于待測(cè)分析物質(zhì)具有十分強(qiáng)烈的生物親和性，這使得分析物質(zhì)可以被快速提取出來(lái)。隨后，將涂層表面上的物質(zhì)放入化學(xué)分析設(shè)備中直接脫附。該技術(shù)具有快速、高效、準(zhǔn)確等特點(diǎn)，期間無(wú)需清理。

固相微萃取法與固相提取法有所不同。①其差異主要表現(xiàn)為吸附劑/萃取涂層選擇性不同，固相萃取法注重容量更大的吸附試劑，以防止試樣被直接穿透，而固相微萃取法注重表面涂層的吸附選擇效果。此外，固相萃取與液相色譜聯(lián)用時(shí)，其分離效率也較高。②使用固相萃取法提取分析物時(shí)，所需要的吸附試劑相對(duì)較多，許多非分析物質(zhì)在吸附時(shí)容易被吸收，使得分析物質(zhì)在脫附環(huán)節(jié)產(chǎn)生一定的損耗。而采用固相微萃取法進(jìn)行分析物質(zhì)的提取時(shí)，萃取涂層的存在使得非分析物質(zhì)一般不會(huì)大量聚集。③固相萃取法的吸附試劑需要經(jīng)過(guò)脫附、濃縮環(huán)節(jié)后，才可以對(duì)分析物質(zhì)進(jìn)行相應(yīng)的分析檢驗(yàn)。而固相微萃取法不需要多余的步驟，可以在涂層表面上對(duì)分析物質(zhì)開(kāi)展分析檢驗(yàn)。

固相微萃取法的提取方法主要有直接法和頂空法兩種。在對(duì)這兩種提取方式進(jìn)行選擇時(shí)，要充分掌握待測(cè)物質(zhì)的狀態(tài)。當(dāng)待測(cè)化合物的當(dāng)前狀態(tài)為具有半揮發(fā)性的氣態(tài)化合物時(shí)，可以選擇直接法。如果進(jìn)行提取采樣時(shí)，待測(cè)化合物除了含有半揮發(fā)性的氣態(tài)化合物以外，還存在揮發(fā)性有機(jī)固體和水汽等，則選取頂空法。同時(shí)，在實(shí)施提取的過(guò)程中，對(duì)其自身所包含的檢測(cè)物質(zhì)等加以合理控制，確保彼此間既可以貫徹相似相容的準(zhǔn)則，又同時(shí)可以遵循分配平衡規(guī)律。

2.2.3 微波萃取技術(shù)

微波萃取法是指使用微波從動(dòng)植物、豆制品等中提取各類(lèi)有機(jī)化合物的樣品預(yù)處理技術(shù)。該技術(shù)方法主要依靠極性分子能夠快速吸取微波能量這一特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)極性較強(qiáng)的溶劑進(jìn)行加熱處理，使其能夠與非目標(biāo)物質(zhì)相脫離，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物質(zhì)的提取。和常規(guī)的振蕩萃取法比較，微波萃取法擁有提取效率高、安全性強(qiáng)、提取速率較快、試劑用量少和易操作等優(yōu)勢(shì)，該法主要用于提取容易揮發(fā)的有機(jī)物質(zhì)，如農(nóng)藥，并能夠一次提取多種樣品。在提取過(guò)程中，溶劑的選擇尤為關(guān)鍵，這對(duì)提取結(jié)果影響極大。考慮到惰性溶劑的相對(duì)電容率比較低，所以在提取過(guò)程中，需要用到極性有機(jī)溶劑，對(duì)檢測(cè)試樣產(chǎn)生較強(qiáng)的溶解性能，以減少檢測(cè)時(shí)的干擾因素。在確定了合適的萃取劑后，要根據(jù)不同樣品性質(zhì)及分析需要選用適宜的溶劑。另外，還需要綜合考量有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)對(duì)檢測(cè)造成的影響。當(dāng)前，常用的提取溶劑包括甲醇、乙醇、二氯乙烷等有機(jī)溶劑。對(duì)于不同種類(lèi)的樣品，可選擇適當(dāng)?shù)妮腿∪軇┻M(jìn)行萃取。利用液狀石蠟、CCl4等非極性有機(jī)化合物進(jìn)行萃取時(shí)，應(yīng)當(dāng)在其中添加一定含量的極性溶劑[3]。

微波萃取法提取的最優(yōu)條件除了提取溶劑外，還包括提取裝置、提取溫度和提取時(shí)間等。萃取時(shí)，溶劑是通過(guò)加熱使其汽化并與水分子結(jié)合成液態(tài)的物質(zhì)。在普通開(kāi)放體系當(dāng)中，溶劑的沸騰溫度主要受大氣壓強(qiáng)的影響。當(dāng)有機(jī)溶劑蒸氣處于臨界狀態(tài)時(shí)，其溶解度最小。如果在封閉儀器內(nèi)，其內(nèi)部壓強(qiáng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)1 MPa，此時(shí)的沸騰溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)常溫常壓時(shí)的沸騰溫度，并且熱效率與提取效率得到了顯著提高。另外，當(dāng)溶劑揮發(fā)時(shí)，溶劑分子將發(fā)生劇烈的熱運(yùn)動(dòng)和熱擴(kuò)散。由此，在微波萃取過(guò)程中，需要將待測(cè)試樣和所需溶劑放入封閉、防沖擊的聚四氟乙烯儀器內(nèi)，而且溶劑溶液的最高溫度需要接受儀器抗壓抗沖擊性能的約束。采用微波萃取技術(shù)進(jìn)行提取時(shí)，需要保持在最佳溫度下方可達(dá)到最佳的結(jié)果。操作時(shí)需要控制溶劑的溫度，使溶劑不會(huì)沸騰，并且在此溫度下待測(cè)物不會(huì)發(fā)生分解。操作時(shí)還要牢牢掌握溶劑溶液的實(shí)時(shí)溫度，保證溶液不滾沸，同時(shí)在此高溫高壓環(huán)境下待測(cè)試樣不可出現(xiàn)溶解的情況。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究表明，提取回收率在規(guī)定的范圍內(nèi)隨著溫度的升高而逐漸上升，各個(gè)物質(zhì)的最佳提取回收率的溫度均不相同。

2.2.4 凝膠滲透色譜技術(shù)

凝膠滲透色譜法是依據(jù)溶于溶液的溶劑分子量中的差異，利用具備高分子篩選特性的凝膠，使有機(jī)化合物完全分離[4]。凝膠滲透色譜法的使用關(guān)鍵在于物質(zhì)載體、有機(jī)溶劑的選取。物質(zhì)載體在該法中起到了至關(guān)重要的作用，其結(jié)構(gòu)屬性對(duì)容器的整體性能以及脫離功效有著直接關(guān)系。因此，物質(zhì)載體在選擇上需要具備出色的化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱性能，還要具有一定的柔韌性、耐變形性等特性。此外，脫離功效還與載體顆粒粒徑、物料填充密集度等因素相關(guān)。為了拓寬脫離范疇，提高脫離的容量，通常選用數(shù)種孔徑不等的裝柱，或者在色譜柱上串接安裝不同的載體物質(zhì)。其中，載體顆粒的粒徑愈小，填充效果也愈好。適當(dāng)?shù)娜軇┯兄谠鰪?qiáng)被測(cè)試樣的溶解度，防止在操作過(guò)程中由于研究對(duì)象發(fā)生改變而更換溶劑。

因?yàn)槟z滲透色譜法屬于液相色譜，溶劑的燃點(diǎn)需要低于室溫，而且其沸騰點(diǎn)要在實(shí)驗(yàn)室溫以上。與吸附柱色譜法等提取法相比較，凝膠滲透色譜法擁有應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、重復(fù)利用效率高、操作簡(jiǎn)便快捷、精準(zhǔn)等優(yōu)勢(shì)。

2.2.5 QuEChERS技術(shù)

QuEChERS前處理技術(shù)作為一種新興且應(yīng)用普及迅速的方式，可以有效簡(jiǎn)化提取流程，具有精準(zhǔn)度更高、分析處理快的優(yōu)勢(shì)。QuEChERS技術(shù)是一種快速處理技術(shù)，其處理原理是把均質(zhì)的樣品經(jīng)過(guò)有機(jī)溶劑（乙腈、丙酮或酸化乙腈）提取后，用鹽層析法或離心法進(jìn)行脫水，加入PSA吸附劑或其他吸附劑進(jìn)行基質(zhì)凈化。此方法操作簡(jiǎn)單，有機(jī)溶劑使用量少，凈化效果好，回收率高，特別是結(jié)合液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜和氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)技術(shù)后被廣泛應(yīng)用。

QuEChERS前處理技術(shù)在食品安全的樣品前處理過(guò)程中應(yīng)用廣泛，主要用于果蔬、谷物、中草藥等產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢驗(yàn)。隨著相關(guān)研究的不斷推進(jìn)，該技術(shù)涉及越來(lái)越多的領(lǐng)域，還可以處理動(dòng)物性食品以及土壤中的抗生素等污染物的檢測(cè)。

2.2.6 超臨界流體萃取法

超臨界流體是處于臨界溫度和臨界壓強(qiáng)之上，介于氣液兩態(tài)中間的物質(zhì)流體。超臨界流體萃取法是通過(guò)運(yùn)用達(dá)到超臨界情況的溶劑，對(duì)試樣中的檢測(cè)組分展開(kāi)提取的方式。

選擇使用超臨界流體萃取技術(shù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)萃取劑進(jìn)行充分考量，如臨界條件能否輕易滿(mǎn)足、溶解性質(zhì)是否優(yōu)異以及價(jià)格成本及其他要素。目前應(yīng)用最為廣泛的超臨界流體CO2，具備完全無(wú)毒、無(wú)異味、化學(xué)穩(wěn)定性高、對(duì)試樣不會(huì)造成污染、易純化等優(yōu)點(diǎn)，可用于提取熱穩(wěn)定性能差的非極性化合物。由于CO2屬于非極性溶劑，因此使用時(shí)往往存在一定的限制性。為了增強(qiáng)萃取功效，在實(shí)際的使用中，采用添加少量氨等萃取改進(jìn)劑。超臨界流體萃取法的操作過(guò)程包括萃取和分離兩項(xiàng)工藝技術(shù)，這項(xiàng)萃取方法的提取效率還會(huì)受到壓強(qiáng)、溫度因素、萃取劑的影響。

3 樣品前處理技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

目前，食品檢測(cè)技術(shù)得到了更加迅猛的發(fā)展。因此，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上需要不斷更新相應(yīng)的檢測(cè)技術(shù)，既可以降低精度誤差，又能夠提高檢測(cè)效率，進(jìn)而確保大眾的飲食安全[5]。

農(nóng)藥殘留檢測(cè)過(guò)程中，樣品的前處理至關(guān)重要，它能夠保障檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性和高效性，進(jìn)而降低對(duì)色譜柱和檢測(cè)設(shè)備的污染，提升檢測(cè)效率。不論哪一種前處理技術(shù)，都應(yīng)該全面分析各個(gè)樣品前處理技術(shù)的特點(diǎn)和適用范圍。在檢驗(yàn)中，要根據(jù)待檢測(cè)樣本的類(lèi)型和基質(zhì)、檢測(cè)條件以及測(cè)試儀器設(shè)備之間存在的差異，結(jié)合對(duì)應(yīng)要求，選擇最正確的樣本前處理方式。

此外，檢測(cè)人員一定要注重樣品前處理技術(shù)。通過(guò)對(duì)食品進(jìn)行前處理，可以有效降低食品中的農(nóng)藥殘留量，有效保障人們的身體健康。因此，在實(shí)際工作中，檢測(cè)人員需要掌握好相關(guān)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)技能，這樣才可以有效保證食品中農(nóng)藥殘留量檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。今后，農(nóng)藥殘留量檢測(cè)的樣品前處理一定要確保檢測(cè)技術(shù)具備快、準(zhǔn)、安全、環(huán)保健康和科技化的特點(diǎn)，并且盡可能地降低樣品因移動(dòng)而產(chǎn)生的損耗，進(jìn)而降低人為干擾造成的偏差。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，樣品的前處理能夠高效去除試樣中的污染物，并能合理保障食品中殘余農(nóng)藥測(cè)定結(jié)果的精準(zhǔn)性、可靠性。現(xiàn)代樣品前處理技術(shù)能夠有效減少食品檢驗(yàn)時(shí)所產(chǎn)生的偏差，與傳統(tǒng)技術(shù)相比精準(zhǔn)度更高。