氣相色譜檢測法在農藥殘留檢測中的應用研究

孫立亞

摘要：近年來，隨著健康飲食觀念的普及，人們對食品安全的重視程度提升，越來越關注食品中農藥殘留問題。文章以此為背景，首先說明了檢測農藥殘留的原因，其次介紹了氣相色譜法的原理、優點和局限性、技術分類，最后圍繞農藥殘留檢測中該方法的具體應用展開了討論，詳細介紹了準備樣品、內標物添加等工序的主要任務和注意事項。希望能夠給人以啟發，為日后檢測農藥殘留或其他物質的工作提供參考。

關鍵詞：農藥殘留；檢測方法；氣相色譜法

農產品中的農藥殘留多來源于在農作物栽培過程中防治病蟲害施用的農藥，然由于種種原因，部分農戶防病心切，存在過量使用農藥的問題，導致農產品中化學農藥殘留，給消費者健康帶來威脅。為解決這一問題，將氣相色譜法引入到農藥殘留檢測中，通過分離與結果分析，可準確識別農藥在農作物食品中是否殘留以及殘留量確定，可以為保障農產品安全提供支撐。

1 農藥殘留檢測的意義

目前，農藥殘留檢測已經引起社會各界的廣泛關注，檢測方法、技術種類也較以往變得更加豐富，工作的意義十分重要。（1）農產品是日常飲食的重要組成部分，某些農藥可能具有潛在的致癌、神經毒性，對人體健康產生不利影響，檢測農產品中的農藥殘留，可以確保消費者的食品安全。（2）農藥不僅可能殘留在農產品中，也可能通過滲透土壤、流入水體等方式進入環境，對土壤質量和水質產生影響，導致生態系統的紊亂和生物多樣性的下降，監測和控制農藥殘留的程度，可以減少對環境的污染，保護自然生態系統的平衡。（3）在農業生產層面，農藥殘留檢測可以科學指導農民合理使用農藥，避免過量使用和錯誤使用，減少農藥對農產品和環境造成的負面影響，達到安全、經濟高效的農業生產目標。

總之，檢測農藥殘留對保證人體健康、保護環境和提高農業生產效率具有重要的意義，及時、準確地檢測農產品中的農藥殘留，可以確保食品安全、保護環境，鑒于此，有關部門應當對該項工作引起重視，通過加強監管和標準制定，共同營造安全健康的食品環境。

2 氣相色譜法的介紹

2.1 原理

氣相色譜檢測是一種常用的農藥殘留檢測方法，強調利用氣相色譜儀對樣品中的農藥成分進行分離和定量分析。該方法具有高靈敏度、高分辨率和高選擇性的優點，能夠快速、準確地檢測農產品中的微量農藥殘留。氣相色譜法的原理是基于物質在氣相和液相之間的分配系數不同而將二者分離，通常需要先將樣品注入到進樣口，再通過進樣器引入由一種或多種填料組成的管狀色譜柱中，樣品通過色譜柱時，不同成分會根據其在固定相和流動相之間的分配系數不同而發生分離，最后一步，借助檢測器對分離后的成分進行檢測和定量分析[1]。

2.2 優點和局限性

氣相色譜法的優點在于分離效果好、靈敏度高、分析速度快和可靠性強。通過該方法可以對多種不同類型的農藥展開檢測，具有較高的實用性和適用性。當然，氣相色譜法也存在一些局限性，包括以下情況：（1）對于極性和熱穩定性較差的農藥成分檢測效果較差，需要借助其他檢測方法補充。（2）樣品制備過程中的提取和凈化步驟，對檢測結果有一定影響，需要嚴格控制和優化。

2.3 技術分類

2.3.1 固相萃取

固相萃取是一種分離和富集化合物的樣品制備技術，強調先利用固相吸附劑將目標化合物從混合物中分離出來，再將其富集到小體積的溶劑中。操作步驟如下：將待分離的混合物溶解在適當的溶劑中，為后續的分離和富集操作提供便利——選擇適當的固相填料（通常是吸附樹脂或吸附劑），以便能夠有效地吸附目標化合物——將混合物溶液通過固相填料，使目標化合物被吸附到固相上，而其他成分則被留在溶液中——使用適當的洗脫溶劑將目標化合物從固相上洗脫出來，隨后，將其富集到小體積溶劑中——將洗脫得到的富集溶液濃縮，得到目標化合物的高濃度樣品。事實證明，固相萃取具有操作簡單、操作成本低、分離效果好等優點，現已在諸多領域得到運用。

2.3.2 基質固相擴散

該方法通常用于提取和富集樣品中的目標成分，其原理是將樣品與固相材料混合，形成均勻的混合物，隨后，將樣品和固相材料的混合物裝入空心柱或其他提取裝置中，樣品中的目標成分通過擴散的方式從樣品基質中轉移到固相材料中，形成目標成分在固相中的富集。一旦目標成分被富集在固相中，便可以使用溶劑洗脫、熱解吸或是溶劑萃取等方法，將目標成分從固相材料中解吸出來。最后一步，通過適當的儀器技術分析解吸出來的目標成分。該方法具有操作簡便、樣品準備快速和提取效率高等優點，可以用于提取和富集揮發性有機物、污染物等目標成分。

2.3.3 凝膠滲透

凝膠滲透色譜（GPC）利用了高分子化合物在凝膠柱中的滲透性差異，使得分子大小不同的化合物在柱中以不同的速率通過，從而實現了高效的分離。檢測流程如下：將樣品溶解在適當的溶劑中并通過裝有凝膠柱的色譜系統，在色譜柱中，將不同大小的高分子化合物分離。現階段，該方法主要用于分析高分子聚合物的分子量分布、聚合物樣品的分離和富集。

2.3.4 超臨界流體萃取法

超臨界流體萃取法（SFE）通常使用超臨界流體（如CO2）作為萃取劑，原因是CO2具備作為萃取劑的條件，即：在高壓和適當溫度下處于超臨界狀態時，具有液態和氣態的雙重性質。萃取的步驟如下：

（1）將待提取的樣品與固體載體混合并裝填到萃取設備中。（2）將超臨界流體裝入萃取設備中，使其與樣品接觸。（3）在適當的壓力和溫度下，超臨界流體與樣品發生萃取，將目標化合物從樣品中萃取出來。（4）通過調整壓力和溫度，改變超臨界流體的溶解性，實現目標化合物與超臨界流體的分離。（5）降低壓力或升高溫度，使超臨界流體轉變為氣態，回收目標化合物。SFE的優點包括能夠在溫和條件下操作、環境友好、高效、選擇性好，現已被廣泛應用于食品工業等領域。

3 農藥殘留檢測項目中氣相色譜法的應用

目前，將氣相色譜法用于農藥殘留檢測成為大勢所趨，實際應用的步驟如下。

3.1 前期準備

在正式檢測前，將需要檢測的樣品粉碎、混合均勻，某些特殊樣品可能需要做好前處理，包括液液萃取、固相萃取等。

前期準備階段注意事項：（1）保證盛裝樣品的容器清潔，沒有灰塵和其他殘留物，容器不得重復利用。（2）要明確檢測的目標元素，提前準備實驗試劑，同時，針對“試劑量不足”等情況提前制定預案。例如，在檢測現場通過分離提純制備試劑。

（3）盡量做到多點采集樣品，以免樣品為同一來源，導致檢測結果不具有代表性。（4）嚴格按照規范制作樣品，確保樣品溶液充分擴散，整體干燥程度符合要求。（5）凈化樣品的環節，要保證凈化徹底、滴液連續、吸附液在溶液中，為樣品純凈程度提供保障[2]。

3.2 內標物添加

在樣品中添加適量的內標物的目的，主要是監控分析過程中的準確性和精密度。該環節注意事項：（1）選擇內標物：應優先考慮結構與目標分析物相似的內標物，并且保證所選擇內標物在色譜柱上有良好的保留性能。（2）確定內標物的濃度：內標物濃度要適當（即在目標分析物的濃度范圍），同時，要避免濃度過高影響目標分析物的檢測結果。（3）加內標物時間與操作：在制備樣品的環節加入內標物，確保內標物與樣品充分混合均勻。（4）內標物的穩定性：要重視內標物的穩定性，尤其在樣品制備和分析環節，可能由于內標物性能不穩定，發生的化學反應或者降解，導致后續工作無法開展。（5）優化內標物的選擇和添加程序：內標物的選擇和添加均要根據具體的農藥殘留分析方法和儀器設備確定，如果條件允許，可在實驗室中反復驗證并優化。

3.3 萃取

萃取是指對樣品中所含目標農藥殘留物質進行提取。常見的方法包括固相微萃取、液液萃取、超聲波萃取，這一步的目的是將樣品中的目標物從復雜的基質中分離出來。要想提高萃取效率，應做到以下幾點：一是在選擇萃取所使用的溶劑時，考慮目標農藥的化學特性以及樣品基質的影響，常用的溶劑包括乙腈、甲醇、乙酸乙酯等，可視情況選擇，確保萃取溶劑的作用得到充分發揮。二是控制萃取時間、溫度、酸堿值，保證農藥在樣品基質中的溶解度和萃取率符合要求。三是萃取前，需要按照要求研磨、均質并且過濾樣品，預處理的目的是確保樣品的均勻性，消除固體顆粒對萃取的影響。四是樣品分析之前，對萃取方法進行驗證，根據所掌握數據，分析回收率、精密度等指標，確保萃取方法的準確性和可靠性。五是萃取時，需要通過加入內標物、空白對照等方法監控分析過程中的誤差和干擾，保證萃取質量。六是萃取過程中，需要注意化學品的規范使用，避免接觸有毒或腐蝕性物質，確保實驗室操作的安全性[3]。

3.4 清洗

對提取后的樣品物質進行進一步的清洗，去除可能存在的干擾物質，使得樣品更適于氣相色譜分析。該環節的注意事項：清洗溶劑的選擇應考慮目標農藥的特性、樣品基質的影響，確保清洗溶劑能夠有效去除樣品中的干擾物質。清洗溶劑的純度會直接影響清洗效果，因此，應優先選擇純度較高的有機溶劑，避免引入額外的干擾物質。清洗程序的時間、溫度、次數均要嚴格控制，既要確保樣品得到充分的清洗，又要避免過度清洗，導致目標分析物的損失。清洗過程中，要杜絕不同樣品之間的交叉污染，條件允許的情況下，可以使用專門的洗滌瓶或管道分別清洗樣品。清洗過程中，需要對各道工序的質量加以控制，保證樣品干凈、檢測結果準確[4]。

3.5 氣相色譜分析

清洗后，將清洗的樣品注入氣相色譜儀，由氣相色譜儀負責分析。氣相色譜分析中，通常會使用色譜柱分離和定量目標農藥殘留，需要研究人員根據實際情況，設置合適的流動相和溫度梯度。氣相色譜分析的關鍵在于色譜柱，作為分離樣品農藥殘留的主體，色譜柱質量不僅能夠決定樣品組分的分離程度，還會影響檢測的結果，鑒于此，研究人員應對選擇、使用和更換色譜柱的工作引起重視。實踐經驗表明，不同類型色譜柱吸附不同種類農藥的效果往往不同，研究人員需要先確定此次檢測的目標，再根據目標農藥種類選擇色譜柱。若檢測對象是有機氯農藥，可利用NPD色譜柱或是ECD色譜柱檢測。

隨著時間的推移，色譜柱極易由于雜質的存在而被污染，導致出現噪聲或是鬼峰，若標樣峰面積大幅下降，研究人員應及時清洗、烘烤色譜柱，去除其表面雜質，在保證分離效果的前提下，延長色譜柱的壽命。如果經過清洗的色譜柱內仍然有雜質存在，則要以進樣口為起點，截取10～30 cm長的柱體，隨后，再完成后續的檢測工作。倘若截取后色譜柱問題仍未得到解決，則要用全新的色譜柱替換原色譜柱，保證出峰順利、檢測結果與實際情況相符。另外，進樣口的情況同樣會影響檢測準確性，研究人員應以進樣口形式為依據，確定檢測農藥殘留的模式。該環節注意事項：（1）檢測前，檢查進樣口處密封墊的情況，確保進樣口松緊度符合要求。（2）檢測過程中，盡量避免使用襯管玻璃毛，若項目需要使用襯管玻璃毛，則要時刻關注襯管玻璃毛的情況，若襯管玻璃毛出現失準問題，致使襯管受到污染，則要第一時間更換全新的襯管，避免給樣品造成影響。（3）實驗過程中，研究人員應重點關注檢測所使用注射器的情況，如果發現其內壁表面有肉眼可見的污漬，則要盡快更換注射器。（4）手動進樣要做到反復吸排、慢吸快排，將內部氣泡盡數排出，確保樣品通過進樣口進入氣相色譜儀時，表現出理想的穩定性、準確性。

3.6 結果分析

根據標準曲線或者內標法定量，得到目標農藥殘留在樣品中的含量，同時，對于定性分析，可以利用庫存儲的農藥庫進行比對和確認。實踐經驗表明，基于氣相色譜法檢測農藥殘留情況，需要對數據進行濾除噪聲的處理，原因是氣相色譜儀在正常運行的狀態下，有一定概率被電源波動、電磁波或其他環境因素所影響，導致檢測結果不準確，濾除噪聲的目的則是消除噪聲給檢測所得到數據帶來的負面影響，保證檢測結果與實際情況相符。在檢測設備信號峰特征點和起點時，要視情況選擇檢測方法，常用的方法有峰面積法、峰高法，不同方法所適用的情況往往不同，研究人員應對此有所了解，只有這樣才能做到科學選用檢測方法，保證檢測所得出硫磷、有機氯等金屬元素含量準確，根據檢測結果判斷樣品農藥殘留是否符合行業標準所得出結論自然更加準確。

4 結語

通過分析可知，科學運用氣相色譜法，通過合理的樣品制備、進樣、分離和檢測條件的選擇，配合適當的數據分析方法，能夠有效分析和測定農產品中的多種農藥殘留，得到與實際情況相符的數據，為后續判斷農藥殘留超標與否等工作提供便利。由此可見，該方法在農藥殘留監測、食品安全和環保等領域具有廣泛應用前景，未來應加大對其的研究力度，充分發揮該方法具有的檢測準確、靈活度高和支持多層次選擇等優點，進一步提高農藥殘留檢測工作的質量與效率，為農業、社會發展貢獻力量。

參考文獻

[1] 張英明.氣相色譜法的原理及其在食品農藥殘留檢測中的應用[J].食品安全導刊，2021（35）：3.

[2] 高翠平.氣相色譜法在農殘檢測中的應用[J].農業技術與裝備，2023（3）：93-94.

[3] 孫玉峰，孫學文，楊菊葉.食品中農藥殘留的檢測方法比較研究[J].現代食品，2023，29（16）：48-50.

[4] 劉佳.氣相色譜法在食品農藥殘留檢測中的應用研究[J].現代食品，2021（11）：3.