朱堅(jiān)

(上海出入境檢驗(yàn)檢疫局 上海 200135)

1 前言

隨著食品質(zhì)量安全問(wèn)題日益受到人們的關(guān)注，食品的安全檢測(cè)應(yīng)運(yùn)而生。由于農(nóng)獸藥種類和應(yīng)用規(guī)模劇增，社會(huì)對(duì)此問(wèn)題的重視以及國(guó)際間貿(mào)易等原因，使得殘留分析對(duì)象、樣本數(shù)量和測(cè)定難度大大增加，特別是日本、歐盟等國(guó)家對(duì)殘留限量項(xiàng)目數(shù)的提高，迫切需要發(fā)展簡(jiǎn)便、快速、靈敏，并能同時(shí)處理測(cè)定大批量樣品的殘留分析技術(shù)。

近年來(lái)殘留分析領(lǐng)域在前處理方面所取得的重要進(jìn)展或發(fā)展趨勢(shì)主要有以下方面:一是在樣品的前處理方面新技術(shù)的應(yīng)用，如固相萃取法(SPE)、固相微萃取(SPME)、基質(zhì)固相分散(MSPD)及QuEchERS技術(shù)、免疫親和色譜(IAC)技術(shù)、分子印跡技術(shù)(MIT)等的應(yīng)用;二是分離純化技術(shù)(提取和凈化方法)的簡(jiǎn)單化、微型化和自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，如全自動(dòng)SPE儀、超臨界流體萃取(SFE)儀、加速溶劑萃取(ASE)儀、微波萃取(MAE)儀、凝膠滲透色譜(GPC)儀、亞臨界水提取(SCWE)儀的應(yīng)用等，這些技術(shù)的發(fā)展提高了提取或凈化效率及自動(dòng)化水平。以上技術(shù)正逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的如索氏提取法、搗碎法、振蕩法、浸漬、漂洗法、液－液分配法、化學(xué)法(磺化法)、柱層析法、沉淀法等前處理手段。

在理化檢測(cè)技術(shù)方面，多殘留檢測(cè)新技術(shù)包括多維色譜、超高壓液相色譜色譜、各種質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展為農(nóng)獸藥多殘留分析以及未知物的篩選提供了技術(shù)保障。

下面就近幾年國(guó)內(nèi)外的主要研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

2 樣品凈化技術(shù)展望

2.1 SPE方面的進(jìn)展

SPE是一種基于液固分離萃取的試樣預(yù)處理技術(shù)，由液固萃取和柱液相色譜技術(shù)相結(jié)合發(fā)展而來(lái)。從一次性商品SPE柱于1978年的首次出現(xiàn)(Sep－Pak Cartridge)算起，現(xiàn)代意義上的SPE技術(shù)存在已經(jīng)有20多年的歷史。

SPE技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是有機(jī)溶劑用量少，一次可以萃取多個(gè)樣品，還可自動(dòng)操作。因此自它出現(xiàn)以來(lái)，經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，其技術(shù)和理論已日益成熟，應(yīng)用范圍也日益廣泛。但是SPE技術(shù)也存在著某些不足，如批與批效率的不同會(huì)影響分析的重復(fù)性，可能發(fā)生不可逆的吸咐導(dǎo)致樣品組分丟失，有時(shí)會(huì)發(fā)生表面降解反應(yīng)，吸附劑孔道易堵塞。為此近年來(lái)SPE技術(shù)在以下方面進(jìn)行了發(fā)展。

2.1.1 填料基質(zhì)

傳統(tǒng)的SPE是以C18硅膠基質(zhì)的填料，其缺點(diǎn)為小柱不易浸潤(rùn)，操作過(guò)程中需要仔細(xì)控制溶劑不能干，回收率低、重現(xiàn)性差，對(duì)極性化合物保留不足，藥物及代謝產(chǎn)物難以同時(shí)提取，對(duì)堿性化合物回收不足，使用的pH范圍較窄為2－8。

上世紀(jì)90年代末，為擴(kuò)大反相固相萃取材料的適用范圍和改善吸附平衡性，并提高重現(xiàn)性，以極性官能化高分子樹(shù)脂為主體的新型反相固相萃取材料問(wèn)世了。此類填料是以乙烯吡咯烷酮和二乙烯萃共聚得到的高分子聚合物，由于吡咯烷酮極性官能團(tuán)的引入，這類萃取柱對(duì)各類極性、非極性化合物具有均衡的吸附作用，克服了傳統(tǒng)C18柱存在的如小柱不易浸潤(rùn)、怕干等缺點(diǎn)。使用的pH范圍較寬為0－14。此類填料的代表產(chǎn)品有:CleanertPEP、OasisHLB、CleanertPCX、OasisMCX、CleanertPAX、OasisMAX等。

2.1.2 膜片型SPE柱及96孔SPE板系統(tǒng)

近年開(kāi)發(fā)的膜片型SPE柱，是用膜片代替填料，可減少前處理使用的溶劑體積，減少洗脫液體積(如對(duì)3mLSPE柱僅需使用0.2－0.4mL洗脫液體)，從而減少濃縮時(shí)間。

目前已經(jīng)有商品化的96孔SPE裝置出現(xiàn)，這種裝置可進(jìn)行半自動(dòng)化的固相萃取操作，已經(jīng)用在生物樣品的快速分析中，每個(gè)樣品分析時(shí)間從以前的10－30min減少到1－3min。

2.1.3 吸附劑的改進(jìn)

近年在吸附劑方面有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，如多層柱的出現(xiàn)可達(dá)到以往需要二個(gè)或以上串聯(lián)才能達(dá)到的性能，已商品化的有Envi－Carb/LC－NH2雙層柱、Envi－Carb－II/PSA雙層柱、SAX/PSA雙層柱、Florisil/Na2SO4雙層柱、Envi－Carb－II/SAX/PSA三層柱、Envi－Carb/NH2/Silica三層柱。

另一個(gè)是特殊用途吸附劑的出現(xiàn)，如用于快速濫用藥物檢測(cè)的酸性藥物和堿性藥物柱。

2.1.4 今后的發(fā)展

今后SPE將在以下幾方面取得進(jìn)展:向高選擇性和高通用性兩個(gè)方向深入進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，繼續(xù)研究新型柱體材料和固定相，可以降低雜質(zhì)含量，減少測(cè)定的空白值，降低檢測(cè)限，如C30、碳納米管、18烷基磁性鐵基微球和分子印跡材料等不斷被開(kāi)發(fā)出來(lái)，使SPE技術(shù)在樣品前處理方面又呈現(xiàn)出了誘人的發(fā)展前景;介孔材料作為分離富集和色譜填料作為新型固相萃取劑的研究;研究SPE與其他分離富集方法的聯(lián)用和結(jié)合，這樣既有可能克服各種分離富集方法各自的不足，改善分離富集效果，又有可能派生出新的分離富集方法。

2.2 MSPD技術(shù)及其進(jìn)展

MSPD是Barker1989首次提出并給予理論解釋的一種樣品處理技術(shù)，其基本操作是將樣品(固態(tài)或液態(tài))直接與固相萃取材料一起混合研磨，使樣品均勻分散于固定相顆粒的表面，得到半干狀態(tài)的混合物將其作為填料裝柱，然后依靠所選定的溶劑洗脫樣品。它濃縮了傳統(tǒng)樣品均化、組織細(xì)胞裂解、提取、過(guò)濾、凈化等過(guò)程，使樣品的預(yù)處理變得簡(jiǎn)便。MSPD技術(shù)提取凈化效率高、耗時(shí)短、節(jié)省溶劑、樣品用量少，是目前農(nóng)殘、獸藥殘留比較有前途的前處理方法。常用的吸附劑很多，如C8、C18、GCB(石墨碳)、硅膠+硫酸、中性氧化鋁、酸性氧化鋁、Florisil、惰性海沙都適用于 MSPD。如 FerandezM［1］利用MSPD等對(duì)蔬菜水果中的13種擬除蟲(chóng)菊酯類農(nóng)藥殘留分別進(jìn)行了測(cè)定，檢出限為0.08－0.82 mg/kg。

2.2.1 QuEChERS 快速樣品處理技術(shù)

作為MSPD技術(shù)的一個(gè)發(fā)展，2003年由美國(guó)農(nóng)業(yè)部研究服務(wù)中心的AnastassiadesM首次提出QuEChERS技術(shù)。該方法主要通過(guò)多官能化的復(fù)合吸附材料，將生物樣品中的主要干擾雜質(zhì)吸附，同時(shí)將強(qiáng)水溶性的被測(cè)物質(zhì)留在樣品溶液中，從而達(dá)到凈化和富集的目的。在分散性SPE材料的應(yīng)用方面，使用PSA(primarysecondaryamine)N－丙基乙二胺，去除脂肪酸、葉黃素、甾醇等其他成分，無(wú)水硫酸鎂去除水分，石墨碳黑(GCB)去除色素、類胡蘿卜素、固醇和平面結(jié)構(gòu)的基質(zhì)干擾物，其原理是將 SPE和 MSPD技術(shù)衍生和進(jìn)一步發(fā)展。QuEChERS法具有多殘留、高通量、通用性好、適用性廣的特點(diǎn)，并且還具有以下優(yōu)點(diǎn):①回收率高，對(duì)大量極性及堿性農(nóng)藥的回收率介于80%－110%;②精確度高;③分析時(shí)間短;④溶劑使用量少，污染小且不使用含氯化物溶劑;⑤操作簡(jiǎn)便，無(wú)需良好訓(xùn)練和較高技能便能很好完成;⑥使用很少的玻璃器皿，樣品制備過(guò)程中所使用裝置簡(jiǎn)單;⑦所需空間小，在小型實(shí)驗(yàn)室便可完成;⑧廢棄物少，環(huán)保;⑨成本低。

QuEChERS法包括液－液微萃取、“分散”SPE、“雙相”SPE。如李琰等［2］采用改進(jìn)的 QuEChERS前處理方法和GPC－GC－MS在線聯(lián)用系統(tǒng)，快速測(cè)定果蔬中有機(jī)磷、氨基甲酸酯、擬除蟲(chóng)菊酯、有機(jī)氯等31種農(nóng)藥的殘留量。結(jié)果表明:31種農(nóng)藥分離效果較好;方法檢出限(S/N≥3)為0.01μg/kg－0.83μg/kg;平均回收率為72% －111%;相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.6% －10%。因此可以滿足同時(shí)測(cè)定蔬菜水果中多種農(nóng)藥殘留的檢測(cè)要求。農(nóng)業(yè)部發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T1380－2007《蔬菜、水果中51種農(nóng)藥多殘留的測(cè)定 氣相色譜－質(zhì)譜法》，該標(biāo)準(zhǔn)采用了QuEChERS技術(shù)。

經(jīng)過(guò)幾年的改進(jìn)，QuEChERS法已被AOAC、歐盟、美國(guó)FDA、美國(guó)農(nóng)業(yè)部定為官方方法。主要有以下凈化體系:①最早的QuEChERS方法于2003年由AnastassiadesM提出，這種方法通過(guò)加入氯化鈉來(lái)改善提取效果;②AOAC(2007.01)方法，用醋酸鈉替代氯化鈉，用酸性(1%乙酸)乙腈代替乙腈。③雙相柱的采用:這種方法是在最后提取時(shí)用PSA和GCB除去高含量的葉綠素和植物甾醇，同時(shí)沒(méi)有損失平面型農(nóng)藥(極性芳香族化合物)，洗脫溶劑為丙酮 －甲苯(3:1)的混合液;④歐洲的方法EN15662和AOAC方法類似，只是前者用氯化鈉、二水合檸檬酸鈉和倍半水合檸檬酸二鈉替代醋酸鈉。

目前已商品化的有Dispersive(分散)系列SPE產(chǎn)品(dSPE):適用于“QuEChERS”方法，應(yīng)用于食品/農(nóng)產(chǎn)品中的多殘留分析;檸檬酸提取管(4g硫酸鎂，1g氯化鈉，0.5g檸檬酸鈉二元 1.5水合物，1g檸檬酸鈉三元二水合物);硫酸鎂提取管 (6g硫酸鎂，1.5g乙酸鈉);PSASPE凈化管1(900mg硫酸鎂，150mgSupelcleanPSA);PSA/C18SPE凈化管1(900mg硫酸鎂，150mgSupelcleanPSA，150mgDiscoveryDSC－18);PSA/ENVI－CarbSPE凈化管1(900mg硫酸鎂，150mgSupelcleanPSA，15mgSupelcleanENVI－Carb);PSNENVI－CarbSPE凈化管2(900mg硫酸鎂，150mgSupelcleanPSA，45mgSupelcleanENVI－Carb)等。

2.2.2 今后的發(fā)展

從目前發(fā)表的QuEChERS法研究報(bào)告看，前幾年主要是用于農(nóng)藥殘留檢測(cè)，近幾年在獸藥殘留檢測(cè)方面也有應(yīng)用的報(bào)道并呈上升趨勢(shì)，筆者實(shí)驗(yàn)室目前正將此技術(shù)用于多種獸藥篩選檢測(cè)的研究。但QuEChERS的缺點(diǎn)是凈化效果不如SPE和MSPD技術(shù)，其基質(zhì)效應(yīng)一般較高，使得在用HPLC－ESI測(cè)定時(shí)對(duì)定性定量有一定的影響。今后將在新凈化體系和新凈化材料研究以提高凈化效果方面得到發(fā)展。

2.3 MIT 及其進(jìn)展

2.3.1 MIT

MIT是通過(guò)模仿生命過(guò)程中的分子識(shí)別過(guò)程，采用人工合成方法，制備對(duì)目標(biāo)分子具有高選擇性識(shí)別能力的材料技術(shù)。自1993年KlausMosbach等在《Nature》上發(fā)表有關(guān)利用非共價(jià)鍵合成茶堿分子印跡聚合物的報(bào)道之后，分子印跡材料(MIMs)作為一種人工合成高選擇性材料迅速進(jìn)入全球眾多科學(xué)家的視野。整體柱技術(shù)的出現(xiàn)使得MIT的發(fā)展又前進(jìn)了一步，它具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻、滲透率高、傳質(zhì)速率快、易于在線聯(lián)用等優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為第4代色譜固定相。

分子印跡通過(guò)以下方法實(shí)現(xiàn):①在適當(dāng)介質(zhì)中，具有適當(dāng)功能基團(tuán)的功能單體通過(guò)與模板分子間的相互作用聚集在模板分子周圍，形成穩(wěn)定的復(fù)合物;②復(fù)合物與過(guò)量的交聯(lián)劑形成聚合物材料，從而使功能單體上的功能基團(tuán)在特定的空間取向上固定下來(lái);③通過(guò)一定的物理或化學(xué)方法將模板分子脫除，在聚合物材料中就形成了三維空間大小、形狀以及功能配基都與模板分子互補(bǔ)的分子印跡微腔。該分子印跡微腔使MIMs具有天然生物分子識(shí)別系統(tǒng)最重要的特征:識(shí)別(recognize)和特異性結(jié)合(speciallybind)。而這種仿生識(shí)別的特異性甚至可以和單克隆抗體相媲美。

正是由于MIMs的上述特點(diǎn)，如果制備能夠與殘留目標(biāo)物為模板分子的MIMs，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)殘留檢測(cè)的專屬性吸附和富集，從而大幅度提高檢測(cè)準(zhǔn)確性和特異性。

分子印跡整體柱結(jié)合了MIP和整體柱的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的多孔結(jié)構(gòu)、高選擇識(shí)別性能和小傳質(zhì)阻力，較填充型固相萃取材料具有更高的萃取率。它克服了傳統(tǒng)樣品前處理技術(shù)溶劑消耗量大、處理時(shí)間長(zhǎng)、操作繁瑣等缺點(diǎn)，集采樣、萃取、濃縮于一體，可與氣相色譜(GC)、高效液相色譜(HPLC)、毛細(xì)管電泳(CE)等儀器聯(lián)用。前處理分析的聯(lián)用方式有在線分析和離線分析兩種。

復(fù)雜基體中痕量、超痕量物質(zhì)的分析依賴于高效和高選擇性的樣品前處理技術(shù)，分子印跡整體柱能從復(fù)雜樣品中選擇性地識(shí)別和富集目標(biāo)化合物，從而減小基體干擾。目前，分子印跡整體柱已廣泛應(yīng)用于復(fù)雜體系的樣品前處理中，已報(bào)道的有除草劑阿特拉津和苯丙氨基酸、甲基對(duì)硫磷、抗蚜威、培氟沙星、四環(huán)素、氟哌酸、環(huán)丙沙星、普萘洛爾、嗪草酮、孔雀石綠等。

2.3.2 進(jìn)展

近年來(lái)，分子印跡整體柱作為樣品前處理介質(zhì)和色譜固定相在生物、醫(yī)藥、食品樣品分析等領(lǐng)域中表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。但由于該技術(shù)起步較晚，發(fā)展時(shí)間較短，制備技術(shù)和分離識(shí)別機(jī)理方面的研究尚不完善，具體表現(xiàn)在以下方面:一是在分子印跡整體柱的制備過(guò)程中，對(duì)于不同的模板分子，均要進(jìn)行大量的條件優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，單體、交聯(lián)劑和致孔劑的選擇比較局限;二是分子印跡整體柱在極性溶劑(如水)中對(duì)模板分子的識(shí)別研究仍處于起步階段，且制備所選用的致孔劑比較單一，大多為甲醇－水體系;三是柱容量低、分子印跡聚合物識(shí)別位點(diǎn)非均勻分布，結(jié)構(gòu)“完整”的識(shí)別位點(diǎn)均被飽和，分離效果主要由結(jié)構(gòu)不“完整”的位點(diǎn)控制。這樣在樣品處理時(shí)同時(shí)存在特異性和非特異性萃取，模板分子的流出峰存在嚴(yán)重拖尾現(xiàn)象，在少數(shù)的實(shí)驗(yàn)中還表現(xiàn)出對(duì)結(jié)構(gòu)并不相近化合物的吸附。

目前商品化的分子印跡整體柱不多，主要有克倫特羅柱、β－受體激動(dòng)劑(類選擇性)柱、β－阻斷劑(類選擇性)柱、全β－受體(β－激動(dòng)劑和β－阻斷劑)柱、氯霉素柱、三嗪類柱等。

2.4 IAC柱及其進(jìn)展

IAC技術(shù)其原理是將抗體固定在固相載體材料上，制成免疫親和吸附劑，將樣品溶液通過(guò)吸附劑，樣品中的目標(biāo)化合物因與抗體發(fā)生免疫親和作用而被保留在固相吸附劑上。然后用酸性(pH=2－3)緩沖液或有機(jī)溶劑作為洗脫劑洗脫固定相，使目標(biāo)化合物從抗體上解離，從而使目標(biāo)化合物被萃取和凈化。由于免疫親和作用具有很高的特異性，所以IAC柱可以很方便地從復(fù)雜樣品基體中分離其他萃取方法難以萃取的目標(biāo)化合物。

許多獸藥殘留分析，包括興奮劑類、磺胺類、喹諾酮類、苯并咪唑類、阿維菌素類、聚醚類等藥物，IAC/LC/FLD分析法均有報(bào)道。目前商品化的IAC柱有興奮劑類、玉米赤霉醇、氯霉素、四環(huán)素類、磺胺類柱。

作為近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型固相萃取技術(shù)，IAC以其操作簡(jiǎn)單、選擇性強(qiáng)的特點(diǎn)被越來(lái)越多的研究者所關(guān)注。相信隨著小分子化合物抗體制備技術(shù)的發(fā)展和成熟，抗體的種類將增加，而制作成本將逐步降低，這些都將推動(dòng)IAC技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展。

利用抗體的交叉反應(yīng)性開(kāi)發(fā)具有更好分類選擇能力的免疫親和吸附劑是今后研究的熱點(diǎn)之一，另外，將基于不同抗體的IAC柱組成一定的陣列，以提高其多殘留萃取能力的研究，將拓寬免疫親和萃取技術(shù)的應(yīng)用范圍，并有可能將這項(xiàng)技術(shù)更快地推向?qū)嵱没?/p>

2.5 SPME技術(shù)及其進(jìn)展

2.5.1 SPME 技術(shù)

SPME由加拿大安大略滑鐵盧大學(xué)開(kāi)發(fā)的一種吸附/脫附技術(shù)，這種技術(shù)不需要溶劑或復(fù)雜的設(shè)備來(lái)富集在液體樣品中或頂空中的揮發(fā)或不揮發(fā)化合物。SPME有較寬的分析物線性濃度范圍，它兼容任何填充柱或毛細(xì)管GC或GC－MS，以及可用于分流/不分流或直接/填充進(jìn)樣器。通過(guò)SPME/HPLC接口，這種技術(shù)可用于HPLC分析，它集萃取、凈化于一體，大大縮短了分析時(shí)間，提高了檢測(cè)效率。SPME在食品檢測(cè)中的報(bào)道較多，如應(yīng)用SPME－GC/MS測(cè)定水中的 60種農(nóng)藥［3］，SPME －HPLC聯(lián)用技術(shù)測(cè)定牛奶中的四環(huán)素［4］。

2.5.2 進(jìn)展

SPME技術(shù)作為一種簡(jiǎn)單、快速的樣品預(yù)處理方法，人們無(wú)需特殊的培訓(xùn)就可熟練操作。萃取過(guò)程中無(wú)需使用有機(jī)溶劑，具有環(huán)境友好的特性。但它也存在一些不足之處，主要表現(xiàn)在熔融石英纖維非常脆弱，易于折斷，操作要十分小心;纖維固定相體積小，要求很高的生產(chǎn)精度，任何不規(guī)則和不均一都會(huì)影響涂層的表面性質(zhì)和萃取操作的重復(fù)性。

目前的發(fā)展從以下二個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn):一是選擇性強(qiáng)，靈敏度高，涂層穩(wěn)定的新型萃取纖維的研制。二是發(fā)展新金屬合金材質(zhì)萃取組件，即對(duì)于新金屬合金材質(zhì)萃取組件的長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)，不僅僅是得益于材質(zhì)的變換而是所有部件的材質(zhì)升級(jí)的整合，比如推桿、針頭和萃取纖維核心。對(duì)“萃取纖維核心”部件用金屬合金代替熔融石英或合成的纖維萃取頭，目前已有商品化推出。

2.6 SCWE技術(shù)及展望

2.6.1 SCWE 技術(shù)

常溫常壓下水是極性很大的溶劑(ε為80)，它能很好地溶解極性有機(jī)化合物，但對(duì)中極性和非極性有機(jī)化合物溶解度非常小。亞臨界水也稱為高溫水、超加熱水、高壓熱水或熱液態(tài)水，是指在一定壓力下，將水加熱到100℃以上臨界溫度以下的高溫，水體仍然保持在液體狀態(tài)。通過(guò)對(duì)亞臨界水溫度和壓力的控制可以改變水的極性、表面張力和粘度，此時(shí)亞臨界水對(duì)室溫下在水中溶解度較低的疏水性有機(jī)物的溶解能力大大增加。研究證實(shí)，水在250℃時(shí)介電常數(shù)(ε)為27，介于常溫常壓下乙醇(ε為24)和甲醇(ε為33)之間，可極大的增加苯并芘、百菌清和丙唑嗪等化合物在水中的溶解度。L.Wennrich［5］利用SCWE技術(shù)對(duì)蔬菜和水果中有機(jī)氯進(jìn)行提取，而國(guó)內(nèi)目前用SCWE的報(bào)道主要是在環(huán)境分析中，華中科技大學(xué)研究了以滅多威為代表的氨基甲酸酯類農(nóng)藥的SCWE技術(shù)，得出的結(jié)果與目前采用的手工振蕩法相比，SCWE具有萃取效率高，精密度好和操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。

2.6.2 進(jìn)展

從目前的情況看主要進(jìn)展時(shí)在以下方面:一是SCWE儀的研制，目前國(guó)內(nèi)外尚未推出全自動(dòng)專門的SCWE儀;二是國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有運(yùn)用SCWE技術(shù)提取食品中農(nóng)藥和食品添加劑的初步研究報(bào)道，但主要是均局限于一種殘留物提取方法的研究;少數(shù)同時(shí)提取幾種農(nóng)藥的報(bào)道，但與國(guó)內(nèi)外食品安全法規(guī)的要求相比，還沒(méi)有得到突破。

與其他前處理技術(shù)相比，SCWE技術(shù)是一種簡(jiǎn)便、快速、對(duì)環(huán)境友好、沒(méi)有污染的綠色萃取技術(shù)，萃取時(shí)間通常小于60min，比傳統(tǒng)萃取技術(shù)具有更高的回收率，可取代傳統(tǒng)的索氏提取和超聲提取等技術(shù)。預(yù)計(jì)SCWE會(huì)有很好發(fā)展前景。

2.7 ASE技術(shù)及展望

2.7.1 ASE 技術(shù)

上世紀(jì)90年代中期，Richter等提出ASE的方法，此萃取技術(shù)可以顯著簡(jiǎn)化樣品前處理過(guò)程。用泵抽取常用溶劑到裝有樣品的萃取池中，而后加溫加壓，增加物質(zhì)溶解度和溶質(zhì)擴(kuò)散效率，提高萃取的效率。升高溫度能夠降低溶劑的粘度和基質(zhì)的表面強(qiáng)度，打斷溶劑與基質(zhì)之間的作用力(范德華力、氫鍵等)，使被溶物快速?gòu)幕|(zhì)中解析萃取出來(lái)。升高壓力能使溶液沸點(diǎn)增高，在高溫下保持液態(tài)，同時(shí)壓力使溶劑進(jìn)入基質(zhì)微孔，與基質(zhì)更全面地接觸。ASE儀使得樣品的準(zhǔn)備變成自動(dòng)流程，且?guī)追昼娂纯赏瓿?，萃取更快速、方便且消耗溶劑量少。故它可以直接取代需要大量有機(jī)溶劑的技術(shù)例如索氏萃取以及超聲萃取，如GB/T 19649－2006《糧谷中475種農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品殘留量的測(cè)定氣相色譜－質(zhì)譜法》即用此技術(shù)。

2.7.2 進(jìn)展

ASE作為一種提取技術(shù)具有有機(jī)溶劑用量少、快速和回收率高的優(yōu)點(diǎn)，但是它本身不具備凈化功能，要進(jìn)一步進(jìn)行凈化。

預(yù)計(jì)可在以下方面有發(fā)展:一是離線凈化方法的研究，即將欲用于凈化的柱子填料和其他吸附材料直接預(yù)先放入到萃取池的底部，萃取液從池子中排出的同時(shí)就完成了凈化的過(guò)程。很多成功的結(jié)果表明在獲得希望的待分析物的同時(shí)沒(méi)有干擾物出現(xiàn)，真正省略了后邊的凈化過(guò)程。二是在線凈化技術(shù)的應(yīng)用，如與自動(dòng)SPE儀聯(lián)用等，可大大加快前處理過(guò)程。

3 測(cè)定技術(shù)進(jìn)展

3.1 GC－MS聯(lián)用的進(jìn)展

在我國(guó)GC－MS聯(lián)用技術(shù)中單級(jí)的四極和離子阱技術(shù)已經(jīng)作為日常分析手段得到廣泛應(yīng)用。目前的主要發(fā)展方向一是高分辨質(zhì)譜如飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)(TOFMS)用于食品中未知有害物質(zhì)的篩選，二是串聯(lián)技術(shù)的應(yīng)用如Q－Q－Q、Q－TOF、GC×GC/TOFMS、GPC －GC/MS，舉例如下。

GC－MS/MS技術(shù)已在食品分析方面得到廣泛的應(yīng)用，該技術(shù)不僅適用于復(fù)雜基體混合物的定性分析，而且可以利用得到的二級(jí)質(zhì)譜結(jié)果進(jìn)行定量。GC－MS/MS可在與傳統(tǒng)GC檢測(cè)器相似的靈敏度下進(jìn)行定性定量分析，原因是MS/MS在對(duì)離子檢測(cè)前就排除了干擾，所以即使對(duì)復(fù)雜樣本也可達(dá)到很高的靈敏度。它不需要重復(fù)進(jìn)樣就能定性，比選擇性檢測(cè)器有更高的可信性。筆者實(shí)驗(yàn)室采用此技術(shù)對(duì)食品中近百種種農(nóng)藥殘留進(jìn)行檢測(cè)。

GC×GC/TOFMS技術(shù)適用于復(fù)雜化合物分析，解決背景干擾嚴(yán)重或多組分共流出導(dǎo)致目標(biāo)組分無(wú)法檢出。二維GC是由兩根不同性能的色譜柱通過(guò)一個(gè)調(diào)制裝置串聯(lián)，用計(jì)算機(jī)程序得到一張二維GC圖。由于其突出的分離性能而受到廣泛關(guān)注，Dalluge等［6］用全二維GC－ TOFMS分析了食品萃取液中的58種農(nóng)藥殘留，一維GC色譜無(wú)法檢出的保留時(shí)間接近的農(nóng)藥成分，二維GC能得到很好確證。

GPC－GC/MS技術(shù)是將GPC同GC－MS聯(lián)用，達(dá)到在線凈化和檢測(cè)確證。如筆者實(shí)驗(yàn)室建立了GPC串聯(lián)GC－MS檢測(cè)水果、蔬菜和谷物中75種農(nóng)藥殘留的檢測(cè)方法。在凈化時(shí)，采用的是活性碳小柱串聯(lián)氨基小柱，再經(jīng)過(guò)在線凝膠色譜凈化色素的同時(shí)，雜質(zhì)和油脂等大分子也得到了較好地分離，檢測(cè)結(jié)果靈敏度高，相對(duì)偏差為0.9% －l5.7%，回收率為 55.8% －130.7%，檢出限為 0.01－0.05 mg/kg。該方法能滿足植物性食品中多種農(nóng)藥殘留的篩選，具有靈敏、快速、重現(xiàn)性好的特點(diǎn)。

在去年BCEIA會(huì)上，安捷倫公司推出7200型Q－TOF GC－MS/MS。其特點(diǎn)是毛細(xì)管柱 GC/TOFMS的色譜和MS的高分辨，結(jié)合MS解卷積功能，可分析大多數(shù)目標(biāo)物和未知物;利用Q－TOF模式的高分辨產(chǎn)物離子圖譜消除基體干擾，明確碎裂模式，幫助進(jìn)行痕量水平未知物結(jié)構(gòu)定性。

3.2 LC－MS技術(shù)及其進(jìn)展

3.2.1 LC －MS 聯(lián)用技術(shù)

到目前為止，做定量的質(zhì)譜主要是Q－Q－Q，鑒于低分辨Q－Q－Q因具有多重反應(yīng)監(jiān)測(cè)功能，在定性、定量和靈敏度方面的優(yōu)異性能，前些年成為殘留檢測(cè)的主要手段。如筆者參加起草的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SN/T 2443－2010《進(jìn)出口動(dòng)物源性食品中多種酸性和中性藥物殘留量的測(cè)定 液相色譜－質(zhì)譜∕質(zhì)譜法》和SN/T 2624－2010《動(dòng)物源性食品中多種堿性藥物殘留量的檢測(cè)方法 液相色譜－質(zhì)譜質(zhì)譜法》，均采用Q－Q－Q技術(shù)。

近幾年，Q－Q－Q－線性加速離子阱復(fù)合質(zhì)譜的推出，其優(yōu)異的性能也同樣得到了重視。它有機(jī)地把Q－Q－Q的定量能力和離子阱的定性功能結(jié)合在同一臺(tái)質(zhì)譜上，具備很高的定量和定性靈敏度以及很高的分辨率和質(zhì)量準(zhǔn)確度。此項(xiàng)技術(shù)對(duì)于農(nóng)獸藥殘留及其代謝物研究、未知化合物的篩查和解析能力都有極大的提升。其過(guò)程是首先進(jìn)行全掃描發(fā)現(xiàn)未知物的峰，用高分辨模式得到分子式，然后再打碎得到MS/MS譜圖進(jìn)行譜庫(kù)檢索、比對(duì)，確證待測(cè)物。

3.2.2 進(jìn)展

3.2.2.1 質(zhì)譜儀器性能的改進(jìn)

隨著國(guó)內(nèi)外食品安全法規(guī)要求的提高，對(duì)食品中未知物篩選的工作就顯得更加重要，最近10年TOFMS在分辨率和定性方面有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。目前TOFMS具有高分辨的性能，可以給出精確分子量，在篩選、確證技術(shù)中應(yīng)用。TOF的主要優(yōu)點(diǎn)是可以在高分辨條件下操作，并且可以進(jìn)行準(zhǔn)確質(zhì)量測(cè)定。準(zhǔn)確質(zhì)量數(shù)可給出元素組成，從而提供結(jié)構(gòu)信息，這是四極桿質(zhì)譜所做不到的。Q－TOF結(jié)合了兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，既可以在串聯(lián)狀態(tài)下對(duì)子離子提供準(zhǔn)確質(zhì)量測(cè)定，又可以作為單獨(dú)的TOFMS儀對(duì)前體離子進(jìn)行準(zhǔn)確質(zhì)量測(cè)定。LC－Q－TOF技術(shù)用于未知化合物的篩查，可以提供MS/MS/MS的準(zhǔn)確質(zhì)量數(shù)，不需要標(biāo)準(zhǔn)品即可建譜庫(kù)，整個(gè)質(zhì)量數(shù)范圍內(nèi)高分辨率，快速掃描，一次運(yùn)行可以同時(shí)篩查多種“未知”化合物，具有較高的檢測(cè)靈敏度。

3.2.2.2 大型質(zhì)譜的小型化

在去年BCEIA會(huì)上，熱電公司推出Q Exactive型臺(tái)式LC－MS/MS。此儀器的特點(diǎn)是將高性能四極桿的母離子選擇性和高分辨的準(zhǔn)確質(zhì)量數(shù)Orbitrap檢測(cè)結(jié)合，進(jìn)行高精度的目標(biāo)化合物或未知物篩選，更加可靠的化合物定性和定量檢測(cè)。

3.2.2.3 離子化技術(shù)的發(fā)展

DART?－MS實(shí)時(shí)直接分析質(zhì)譜。無(wú)需樣品處理和制備;可檢測(cè)液、氣、固態(tài)樣品或材料;無(wú)溶劑消耗和除污;可用于食品、飲料、農(nóng)產(chǎn)品及水產(chǎn)品安全快速檢查。

3.3 色譜技術(shù)的進(jìn)展

3.3.1 超高壓液相色譜(UPLC)技術(shù)的應(yīng)用

近幾年來(lái)，各儀器公司均開(kāi)發(fā)了超高壓液相色譜法(Waters公司UPLC;安捷倫公司UHPLC;島津UFLC)，即采用1.7或1.8μm 的硅膠雜化顆粒填料并生產(chǎn)了UPLC儀器，以進(jìn)行復(fù)雜樣品的高效、快速成分分析。它利用創(chuàng)新技術(shù)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，從而大幅度改善色譜分離度、樣品通量和靈敏度。相對(duì)于當(dāng)今分析速度最快的HPLC，UPLC的分析速度提高了9倍，分辨率提高了2倍，靈敏度提高了3倍，一次分析所得到的信息量大大超過(guò)了高效液相色譜。

3.3.2 UPLC 與 MS/MS技術(shù)的聯(lián)用

由于系統(tǒng)體積及流量的減小，UPLC比HPLC更節(jié)省溶劑，從而更環(huán)保及節(jié)省費(fèi)用。UPLC的設(shè)計(jì)成為質(zhì)譜儀最佳入口技術(shù)，由于UPLC的流量小，使質(zhì)譜儀的負(fù)荷減少，真空度更好，可以更好地將樣品與基質(zhì)分開(kāi)——避免離子抑制。UPLC的高分離度可以幫助分析工作者更加從容駕御復(fù)雜組分的分離，快速、高通量、節(jié)省時(shí)間、節(jié)約溶劑的優(yōu)點(diǎn)使UPLC/MS/MS技術(shù)成為當(dāng)今最有效的分離分析工具之一。

3.3.3 親水作用色譜(HILIC)柱的應(yīng)用

HILIC技術(shù)是近年來(lái)色譜領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。以丙基酰胺鍵合硅膠為基質(zhì)的HILIC色譜柱，對(duì)極性化合物，如極性代謝物、碳水化合物或肽具有極佳的分離效果。而基酰胺鍵合硅膠克服了傳統(tǒng)正相色譜柱在水相條件下不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，其常使用流動(dòng)相是和反相色譜相同的水相緩沖液(＜40%)及有機(jī)溶劑，但是其梯度條件通常是初始為高比例有機(jī)相，逐步加大水相合量。極性丙基酰胺鍵合硅膠的HILIC色譜柱在反相條件下，可以有效的保留極性化合物，是一種嶄新的極性化合物HPLC分離解決方式。一方面是因?yàn)閺?qiáng)極性化合物的分離問(wèn)題引起了各個(gè)研究領(lǐng)域的重視，如藥物分析、食品安全(比如三聚氰胺分離檢測(cè))、代謝組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等研究領(lǐng)域都不同程度地涉及強(qiáng)極性化合物的分離問(wèn)題。另一方面是由于HILIC具有流動(dòng)相組成簡(jiǎn)單、分離效率較高、與質(zhì)譜兼容以及反壓較低等優(yōu)勢(shì)。固定相是HILIC發(fā)展和應(yīng)用的基礎(chǔ)。

3.3.4 高效、快速的新核－殼技術(shù)液相色譜柱的應(yīng)用

在HPLC檢測(cè)中，溶質(zhì)通過(guò)固定相載體多孔結(jié)構(gòu)遷移，擴(kuò)散通道越長(zhǎng)，流動(dòng)相速度對(duì)柱效的影響就越不利;流動(dòng)相速度越高，色譜峰就變得越寬。有幾種方法可以減少溶質(zhì)在固定相孔中的通道擴(kuò)散，至今，降低填料顆粒尺寸已經(jīng)成為色譜柱生產(chǎn)廠家的主要方法。小顆粒有較短的通道長(zhǎng)度，因此在增加流動(dòng)相速度時(shí)，柱效受影響較小。但是減小顆粒尺寸，會(huì)增大柱壓，從而需要昂貴的儀器，如前述UPLC即是使用1.7－2μm的顆粒填料。

核－殼技術(shù)的創(chuàng)新之處在于降低色譜峰變寬的根源，即溶質(zhì)在填料顆粒中的擴(kuò)散，填料比全孔顆粒在動(dòng)力學(xué)上更具有優(yōu)越性。由1.7μm的實(shí)心核和 0.5μm的有殼層組成的 2.7μm的熔融核(Fused－Cord)顆粒是其技術(shù)的核心，與全多孔顆粒相比，熔融核顆粒由于實(shí)心核的存在，有更短的擴(kuò)散通道，從而降低了溶質(zhì)的擴(kuò)散，因此最大程度地減少了色譜峰展寬。其他特征如狹窄的粒徑分布和高的填充密度，使得柱效達(dá)到240000塔板數(shù)/m甚至更高，這樣的柱效完全可以與粒徑小于2μm的色譜柱相媲美，而且是3μm粒柱效的2倍，使得色譜柱提供了與填料粒度小于2μm柱同樣的高速和高效性，但同樣的柱長(zhǎng)只產(chǎn)生大約一半的柱壓。這一較低的柱壓意味著基于核－殼技術(shù)色譜填料技術(shù)能在傳統(tǒng)的HPLC、LC－MS系統(tǒng)、中壓系統(tǒng)、UPLC和其他超高壓系統(tǒng)上運(yùn)行;較低的壓力也意味著可以使用較長(zhǎng)的柱子，以獲得更高的分辨率/分離度。

4 結(jié)語(yǔ)

殘留分析屬于一種多學(xué)科交叉的方法學(xué)領(lǐng)域，分析對(duì)象和樣品基質(zhì)復(fù)雜，幾乎所有的分析理論和技術(shù)在殘留分析中都得到了研究與應(yīng)用:高通量和特異性的前處理技術(shù)的開(kāi)發(fā)，高靈敏度/更低檢測(cè)限、高選擇性、聯(lián)用分析、高分析速度、智能化/自動(dòng)化、多殘留分析、在線分析、現(xiàn)場(chǎng)快速分析、分析儀器的微型化、集成化和便攜化的儀器的發(fā)展。建立食品中多殘留的定量確證檢測(cè)技術(shù)和篩選技術(shù)相結(jié)合是殘留分析研究領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展方向。

注:此文為2012年第五屆中國(guó)北京國(guó)際食品安全高峰論壇上的報(bào)告

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