1、水果中农药残留样品前处理及分析检测方法 水果中农药残留样品前处理及分析检测方法概述 近年来，农药的种类和应用规模不断扩大，化学结构组成日益复杂，并且日趋低效和低剂量化，特别是人们对长期摄入低水平农药残留所导致的各种慢性及远期效应的关注和国际贸易等原因，使残留的分析对象、样本数量和测定难度大大增加。因此，省时、省力、价廉、低溶剂用量、对环境污染小、微型化和自动化的样品前处理系统平台使快速、准确的进行水果农药残留检测的基础和保障。水果中农药残留样品前处理及分析检测方法概述 农药残留分析中样品的前处理包括农药残留的分离、提取和净化，使农药残留分析中工作量最大，最残留分析结果起关键作用的步骤。据统计，
2、农药残留分析中结果30%的误差来源于此，61%的时间也被用于样品的前处理。因农药残留的痕量（一般在0.001mg/kg1mg/kg之间）及样品的复杂性，将农药从样品基质中释放出来，除去其中的杂质并达到仪器可以检测的浓度范围决非易事。水果作为含水量大、含脂肪少的固体样品，在农药残留分析中，其前处理过程比液体样品更加复杂，也要消耗更多时间。目前认为溶剂萃取法仍是水果农药残留提取的主要技术，SFE、MSPD、SPME、SBSE等新技术尚且未能广泛应用；净化技术是水果样品前处理技术中的必要而必须的步骤，SPE和GPC是目前应用最广泛、效率最高的净化技术。水果中农药残留的前处理方法 1.1 溶剂提取 1
3、.1.1 加速溶剂萃取（ASE）1.1.2 微波辅助萃取（MAE）1.2 其他提取方法 1.2.1 超临界流体萃取（SFE）1.2.2 固相微萃取（SPME）1.2.3 固相萃取搅拌棒（SBSE）1.2.4 基质固相萃取技术（MSPD）2.1 固相萃取技术（SPE）2.2 分散固相萃取（DSPE）2.3 凝胶渗透色谱（GPC）1.1 溶剂萃取 常用有机萃取剂：乙腈、丙酮、乙酸乙酯，这三种溶剂在水果中农药残留提取中的适用性顺序：乙腈乙酸乙酯丙酮 常用农药残留溶剂提取方法：浸渍法、漂洗法、匀浆法、震荡法、消化发、超声法和索氏提取法等。但这些方法通常繁琐复杂、费时费力、选择性差、提取与净化效率低，容
4、易引起误差，同时需要使用大量有毒有机溶剂。1.1.1 加速溶剂萃取 加速溶剂萃取（Accelerated solvent extraction,ASE）:在较高温度（5 0 2 00 ）和 压 力（1 0.3 2 0.6 M P a 或 1 0 0 0 3 0 0 0 P s i（1Psi=0.145kPa）下，用溶剂对样品进行提取。该方法具有快速、溶剂用量少、自动化程度高、萃取效果好等优点，可从水果样品中萃取所有的目标物质，特别适用于农药残留的样品前处理。1.1.2 微波辅助萃取 微波辅助萃取（Microwave Aided Extraction,MAE）:将微波技术和萃取技术相结合，利用极
5、性分子可以迅速吸收微波能量并转化为热能，从而使溶剂温度快速上升的原理。常见的极性溶剂有甲醇、乙醇、丙酮、乙酸、甲苯、二氯乙烷、乙腈等。非极性溶剂则不能吸收微波，因此在微波萃取时，一般使用苯、正己烷等非极性溶剂中加入一定比例极性溶剂的混合溶剂。常规的MAE是在聚四氟乙烯制成样品杯和可密封、耐高压的密封罐内进行，溶剂加热后在密封罐内产生高压，并使溶剂沸点升高，提高了萃取效率，缩短了提取时间。例如，郑孝华利用微波辅助液液萃取技术，结合毛细管气相色谱-质谱（选择离子检测模式），分析了苹果、山楂等10种新鲜蔬菜水果中的多种你除虫菊残留。结果表明：10种菊酯农药的检出限在0.010.1ng。1.2.1 超
6、临界流体萃取 超临界流体萃取（Supercritical fluid extraction，SFE）：作为水果样品的前处理技术，SPF可以使用GC或HPLC的检测器FID、FPD、NPD、ECD、UV以及与MS、FTIR联用，定性和定量分析极为方便，是未来很有发展前途的一种检测方法。目前超临界流体萃取技术已应用于水果样品中多种杀虫剂、杀菌剂和除草剂的的萃取。Poustka等人用SFE技术以CO2为冲临界流体，分析了果蔬中的有机氯、有机磷及拟除虫菊酯类农药。Stefani根据不同的操作条件，通过掺入适量农药强化苹果基质，可同时检测出种农药残留，并得到较好的回收率和重现性。但由于需要一定的特殊设备
7、，且对于每一种基质都要寻找大量的最优化参数，目前的应用受到一定的限制，主要在某些有条件的实验室使用。1.2.2 固相微萃取 固相微萃取（Soild-phase microextraction，SPME）:利用待测物在涂层和样品之间平衡分配，使待测组分扩散吸附到石英纤维表面的固定相涂层，待吸收平衡后，再与气相色谱（GC）或高效液相色谱（HPLC）联用以分离和测定待测组分。SPME与GC联用，可以简单、快速的提取、检测挥发性有机物。而对于难挥发的有机物可利用SPME与HPLC联用技术，通过溶剂的解析作用达到高效分离。但典型的SPME在农药残留分析中的应用需要先对样品中的农药进行提取，水果样品中的提
8、取常是通过样品与的高速混合实现。1.2.3 固相萃取搅拌棒 固相萃取搅拌棒（Stir bar sorptive extraction，SBSE）:是一种新的固相微萃取方法，其基本原理与SPME一样，这一方法与SPME一样很适用于低极性农药的萃取，与SPME相比具有很高的灵敏度和重现性，作为一种新的、更容易实现与色谱仪器联用的前处理技术。但此方法目前用于水果农残分析的回收率、检出限等结果还不是很理想，尤其不适宜于一些极性农药。1.2.4 基质固相萃取技术 基质固相萃取技术（Matrix soild-phase dispersion，MSPD）:是将试样直接与反相填料（C14或C18）研磨、混匀得
9、到半干状态的混合物并将其作为填料装柱，然后用不同的溶剂淋洗柱子，将各种待测物洗脱下来。MSPD浓缩了传统的样品前处理中所需要的样品匀化、组织细胞裂解、提取、净化等过程，避免了样品均化、转溶、乳化、浓缩等造成的待测物损失。经MSPD柱后的柱淋洗液可直接通过florisil柱进一步净化，最后的流出液可直接进行色谱分析。MSPD适用于各种分子结构和极性农药残留的提取净化，具有良好的通用性和发展潜力，在水果的农药残留检测中得到广泛应用。但MSPD不易实现自动化操作，在处理大批量样品时仍然比较费时。MSPD、SPME和SBSE都是安全、环境友好型的提取方法，大大减少了分析时间、空间及玻璃仪器，但他们目前
10、在水果中农药残留检测中的应用仍不够广泛。水果中农药残留的净化方法 样品的提取液可以直接进行GC或HPLC检测，但这时的提取液仍含有很多杂质，会对检测结果有一定的影响，同时对检测仪器也有负面影响，所以目前大多数的样品前处理方法都要再进行不同的净化步骤。净化同样要求尽可能的降低基质的影响，并降低农残分析的LOQs。2.1 固相萃取技术 2.1 固相萃取技术（Solid-Phase Extraction,SPE）:利用固体吸附剂对液体样品中目标化合物与基质和干扰化合物吸附能力的差异，来分离和富集目标化合物的方法。固相萃取(SPE)包括正相、反相和离子交换树脂柱3种固相萃取柱正相柱固定相吸附剂为极性的
11、，且极性大于洗脱剂的极性，用来萃取极性物质，一般用氰基(-CN.）.Al203、键合Si、氨基等离子交换树脂柱的同定相为带电荷的离子交换树脂用来吸附带相反电荷的离子化合物SPE柱最早使用的吸附剂是Flocilis土，二氯化硅和少量氧化铝的混合物，但这些物质对有机磷农药有很强的吸附性水果样品农残提取物的净化则应用对色素有很好去除效率的石墨化碳黑(GCB)和去除非极性共提取物效果好的C18 2.1 固相萃取技术 而氨基（一NH2）、PSA和强阴离子交换剂（SAX）很早就被用于农药多残留分析中Lehotay等人研究对比了常用SPE吸附剂净化效率，证明-NH2和PSA的净化效果最好质谱检测表明NH2和
12、81柱要可以去除水果样品中的脂肪酸例如：软脂酸和硬脂酸；C18和-SAX去除样品提取液中的共提取杂质能力相对较弱。近来，水果农药残留检测的一些方法中，为了提高净化效果，开始使用两到三种SPE商品柱（GCB、C18、-SPA、PSA、-NH2）进行净化，如GCB+SPA。但商品化的SPE柱价格昂贵，这样的做法大大增加了农残分析的成本。Masahiro等建立了一种果蔬180种农药多残留前处理方法，样品经过乙腈提取，离心过滤后，再通过石墨化碳黑/伯仲胺双层固相萃取柱净化。该方法的提取、净化效果明显提高，回收率在70%110%。2.2 分散固相萃取 分散固相萃取（Dispersive solid-ph
13、ase extraction,DSPE）在农残分析中的典型应用是QuECHEERS方法，将净化剂PSA直接加入到提取液中，与传统的固相萃取法相比可节约大量柱活化和淋洗所需的溶剂，并可节省装柱时间。与C18、石墨化碳黑等多种吸附剂相比，PSA具有弱的阴离子交换能力，有利于吸附样品基质中的有机酸、糖以及色素，并且对各种性能差异较大的农药具有较高的回收率，性能明显优于常用固相萃取吸附剂ODS。2.3 凝胶渗透色谱 凝胶渗透色谱（Gelpermeation chromatography，GPC）又称为体积排阻色谱，被用来去除脂肪和其他分子量相对较高的化合物，使用的样品范围极广，回收的农药品种多，回收率
14、也较高，不仅对油脂净化效果好，而且分析的重现性好，柱子可以重复使用，已成为农药多残留分析中的通用净化方法。GPC可以用于苹果，桃，草莓等水果样品中。Sanninoa等用环己烷乙酸乙酯提取，凝胶渗透色谱精华苹果等样品，HPLC-UV测定其中二氯苯农药残留，加标回收率在70-100%之间。Goto用环己烷提取，凝胶渗透色谱净化柑橘样品，采用流动进样电喷雾电离串联质谱（Electrospray Ionization-MS/MS)同时测定其中的涤灭威等7种氨基甲酸甲酯类农药，加标0，5mg/kg的回收率在66.8129.2%，变异系数（CV）在0.5%6.2%之间（3d内）和4.1%15.9%（15d
15、内）。总结 目前，溶剂萃取法仍然是水果农药残留提取的主要技术，SFE、MSPD、SPME、SBSE等新技术尚且未能广泛应用。尽管有些研究中将初提物直接上样检测，但净化技术仍然是水果样品前处理技术中的必要而且必需的步骤，它不仅可以减少分析中的基体效应，而且对于大批量样品连续检测中保护色谱柱和检测器使其能够长时间良好运行具有重要意义。SPE和GPC使目前应用最广泛、效率最高的净化技术。虽然水果农药残留检测技术发展到今天，已经取得重大进展，特别是样品前处理程序的简化，标准操作规程的建立，GC-MS和LC-MS的应用，为检测质量控制搭建了技术平台。但随着科学技术的不断发展，水果能要残留分析技术也不断地更新、完善和迅速发展，更快速、更准确、更经济、更环保是其发展的必然趋势。The end thanks
