农药残留前处理技术综述

农药残留前处理技术综述

李娜

乐陵市综合检验检测中心 253600

摘要：随着人们对食品安全的日益关注，食品中农药残留检测越来越受到重视，而样品前处理技术是农药残留检测中的关键步骤。近年来，新的前处理技术层出不穷，各有优缺点。文章对当前的农残前处理技术研究进展进行了综述，并分析这些技术各自的特点及应用现状，同时对这些技术的研究现状和发展趋势进行了分析和展望。

关键词：农药残留；样品前处理

近年来，由于农药大量使用引发的食品安全问题日益突出，食品中农药残留问题倍受关注。 研究指出，全世界每年使用的 400多吨农药中大部分进入土壤、空气及水体，这给人类和社会带来不可估量的危害。目前解决农药残留问题的重要手段是提高农药残留检测技术。为对食品农药残留进行高质量检测，应将残留农药有效的从样品中提取出来，以便下一步检测工作的顺利开展。因为食品残留农药含量较低，且基质较为复杂，存在着多种干扰因素，这就直接加大了检测工作的难度，传统检测技术也在不断优化与完善之中，各项检测处理技术科技含量正在不断增加，样品前处理技术正在不断完善之中，值得对其进行深入探究。

一、常见农药残留前处理技术

1.超临界流体萃取法（SFE）

所谓超临界流体（SCF）是指处于临界温度和临界压力的非凝缩性的高密度流体。这种流体介于气体和液体之间，兼具二者的优点。超临界流体萃取是指利用处于超临界状态的流体为溶剂对样品中待测组分的萃取方法。常用的超临界流体有液态CO_2、NO₂和氨乙烯等，多用于对非极性或低极性物质的萃取，与传统的萃取法相比，SFE具有操作温度低，能最大程度地提取物质的有效成分，且具有快速、经济、简便、选择性好和环境污染少等优点。但SFE对设备和工艺要求高，成本高，且高浓度时容易萃取不完全。

2.固相微萃取法（SPME）

固相微萃取是在固相萃取技术基础上发展起来的一种兼样品制备的前处理技术。SPME的原理是利用待测物在基体和萃取相之间的非均相平衡，使待测组分扩散吸附到石英纤维表面的固相涂层，待吸附平衡后，再以气相色谱或液相色谱分离和测定待测组分。与液液萃取或固相萃取相比，SPME具有操作时间短、样品量少、无需萃取溶剂、适于分析挥发性和非挥发性物质、重现性好等优点。影响固相微萃取灵敏度的因素很多，但萃取头涂层种类和厚度最为关键。SPME在食品分析中应用日趋增加。

3.溶剂萃取法（LLE）

液体样品最常用的萃取技术之一是溶剂萃取，利用样品中不同组分分配在两种不混溶的溶剂中溶解度或分配比的不同来达到分离、提取或纯化的目的，通常又叫液—液萃取。根据基质的不同，可分为液—液萃取、液—固萃取和液—气萃取。现在的液—液萃取技术已经发展到连续萃取和逆流萃取，有利于处理含有低分配系数物质的样品；微萃取技术有利于提高灵敏度和减少溶剂用量；萃取小柱技术模仿了传统的液—液萃取技术，而且使样品收集变得非常容易，同时避免了样品乳化问题；在线萃取和自动液—液萃取等方式能够减小人为误差，有利于处理大体积样品。

4.固相萃取法（SPE）

固相萃取就是利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附，使其与样品的基体和干扰化合物分离，然后再用洗脱液洗脱或加热解吸附，达到分离和富集目标化合物的目的。与液-液萃取等传统方法相比，固相萃取具有如下优点：（1）高的回收率和富集倍数。（2）使用的高纯有毒有机溶剂量很少，减少了对环境的污染，是一种对环境友好的分离富集方法。（3）无相分离操作，易于收集分析物组分，能处理小体积试样。（4）操作简便、快速、易于实现自动化。

5.微波辅助萃取法（MAE）

微波辅助萃取是1986 年 Ganzler 等人通过利用微波能萃取土壤、食品、饲料等固体物中的有机物，提出了一种新的少溶剂样品前处理方法。微波辅助萃取技术是对样品进行微波加热，利用极性分子可迅速吸收微波能量的特性来加热一些具有极性的溶剂，达到萃取样品中目标化合物、分离杂质的目的。与传统的振荡提取法相比，微波辅助萃取具有高效、安全、快速、试剂用量少和易于自动控制等优点，已广泛用于蔬菜、谷物、肉类等食品中多种污染物的分析。

MAE中溶剂的选择非常重要，由于非极性溶剂介电常数小。对微波透明或部分透明无法进行萃取分离。因此在微波萃取时，要求溶剂必须具有一定的极性，对待测组分有较强的溶解能力，对后续测定的干扰较少。

微波辅助萃取技术还存在许多不足之处:一是目前的研究结果，不论溶剂的选择，还是微波条件的设定都是建立在实验和经验的基础之上，缺乏完善的理论体系指导;二是方法需要进一步简化样品处理步骤和减少处理时间，提高测定结果的精密度和分析效率;三是难以实现自动化操作或在线测定。

6.膜萃取技术（ME）

膜萃取是一种基于非孔膜进行分离富集的样品前处理技术。膜萃取主要有支载液体膜萃取、连续流动膜萃取、微孔膜液—液萃取、聚合物膜萃取等几种模式。膜萃取的优点主要是高富集倍数、净化效率高、有机溶剂用量少、成本低以及易于与分析仪器在线联用等。膜萃取技术被认为是选择性最高及处理后最“干净”的样品前处理技术。溶剂用量方面，聚合物膜萃取技术可不用溶剂，而支载液体膜萃取技术中用于液膜的高沸点有机溶剂的量则可以忽略。在连续流动膜萃取和微孔膜液—液萃取中虽然使用有机相，但只需要体积较小的常规有机溶剂。

7.凝胶渗透色谱法（GPC）

凝胶渗透色谱技术是根据溶质（被分离物质）分子量的不同，通过具有分子筛性质的固定相（凝胶），使物质达到分离。凝胶渗透色谱法最初主要用来分离蛋白质，但随着适用于非水溶剂分离的凝胶类型的增加，凝胶渗透技术应用与农药残留净化得以发展。Balinova^[1]采用GPC提纯步骤，用HPLC检测了5中GC无法检测的农药（杀虫隆、氟虫脲、四螨嗪、噻螨酮、除虫脲），方法灵敏度高，准确度及精密度好，数据线性范围宽，能够很好地分离共萃取基质。该方法的操作难度较高，初学者不易掌握。

8.QuEChERS法

QuEChERS法由美国农业部Anastassiadas等于2003年提出，简称QuEChERS法，具体是取定量粉碎样品加乙腈匀浆提取，加入提取盐包（含无水硫酸镁、氯化钠及调节pH的缓冲盐），剧烈震摇使混匀，离心使混合物分层，吸取部分有机相至净化管中净化，净化管中含吸附剂（PSA、GCB、无水硫酸镁等）以除去提取液中的脂肪、色素和水分等杂质，再次离心后取上清液加入进样瓶中待测^[2]。此方法脂肪含量少的蔬菜水果等。QuEChERS法具有快速、简易、溶剂用量少、提取效率高等众多优点^[3]，已成为国内外认可的前处理方法。目前QuEChERS法的净化效果仍无法与SPE法相比，导致部分农药不能使用质谱检测。

二、农药残留前处理技术发展前景

前处理分析是农药残留分析过程中的关键步骤，它对保证结果的准确性和可靠性，减少对色谱柱和检测仪器的污染，提高检测效率都有重要的影响。不同的前处理技术有其各自的优缺点和适用范围，在实际工作中，应根据待测样品种类和基质、测定结果要求和检测仪器的不同，并结合实际条件选用合适的样品前处理方法。未来农药残留量检测的样品前处理技术的发展方向应该是尽可能地快速、精确、环保和高度自动化，以尽可能地避免样品转移的损失，减少各种人为因素的偶然误差。

参考文献：

[1]BalinovaA.J.Chromatogr.A,1998,823,11-16

[2]刘亚伟，董一威，孙宝利，等.QuEChERS在食品中农药多残留检测的应用研究进展[J].食品科学，2009，,30（9）:285-289.

[3]郑文慧，叶江雷，王秀彬，等.分散固相萃取法在农药残留检测中应用的进展[J].分析仪器，2011（4）：23-27