劉松洋
(中北大學(xué),山西太原 030000)
食品農(nóng)藥殘留檢測工作是食品安全監(jiān)管環(huán)節(jié)中的核心環(huán)節(jié)。如果食品農(nóng)藥檢測工作的效果無法達到預(yù)期,則可能會影響人們的生命安全,甚至造成較大的社會影響。樣品前處理技術(shù)是農(nóng)藥殘留檢測工作中的一項核心技術(shù),依據(jù)實踐經(jīng)驗來看,應(yīng)在滿足檢測過程科學(xué)性、完整性的同時,進一步提升檢測工作效率,這是樣品前處理技術(shù)未來發(fā)展過程中的核心課題。
超 臨 界 流 體 萃 取 技 術(shù)(Supercritical Fluidextraction,SFE)是近幾年受到廣泛關(guān)注的一類新型物質(zhì)分離技術(shù),發(fā)展速度十分迅猛。SFE 應(yīng)用原理主要是將超臨界流體作為基本溶劑,以此來萃取樣品中的組分。超臨界流體處于液體和氣體兩種形式之間,是立足于臨界壓力和溫度條件下呈現(xiàn)出的非凝縮形態(tài)的高密度流體。例如,繆葉隆等[1]通過應(yīng)用超臨界流體CO2來對食品中的硫特普、蟲線磷等共計7 類有機磷藥物進行提取,加標(biāo)回收率為80%~100%,RSD 為3.6%~11.9%。
由于食品農(nóng)藥殘留檢測中超臨界流體具有萃取效率高、速度快的特點,這在很大程度上提升了食品樣品農(nóng)藥殘留檢測環(huán)節(jié)中SFE 的應(yīng)用價值。超臨界流體在性質(zhì)上與液體十分相似,本身具備較為出色的溶解能力,在殘留農(nóng)藥萃取工作環(huán)節(jié)中,會被應(yīng)用于一些脂肪的提取環(huán)節(jié),因此該項技術(shù)需要應(yīng)用吸附劑的清除存在于樣品中的脂肪,以此來實現(xiàn)提取物的純化。周政等[2]采用SFE 技術(shù)對有機氯、除蟲菊酯等農(nóng)藥進行萃取,最終獲得的萃取物中并未發(fā)現(xiàn)脂肪的存在,并且該技術(shù)方法實際檢出限相對較低,農(nóng)藥的回收率往往在70%左右。相較于傳統(tǒng)萃取技術(shù)而言,SFE 的有機溶劑使用量相對較低,這也在很大程度上避免了環(huán)境污染問題的出現(xiàn),但SFE 檢測儀器設(shè)備本身的開發(fā)費用相對較為昂貴,導(dǎo)致其在推廣應(yīng)用方面存在一些局限性。
微波輔助萃取法主要是通過微波加熱來強化萃取環(huán)節(jié)效率。通過該項技術(shù)的應(yīng)用,可以利用極性分子吸取微波能量的特性,加熱一些具備極性特征的溶劑,達到分離萃取樣品中目標(biāo)化合物、雜質(zhì)分離的目的。在相關(guān)研究對比Soxhlet 提取、超臨界流體萃取等方法,研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),微波輔助萃取解決了傳統(tǒng)萃取方法內(nèi)部重力性差、時間消耗長的弊端,具備安全、高效的特征,可用于圍繞易揮發(fā)物質(zhì)的提取工作。例如,范玉蘭等[3]將丙酮-正己烷等作為提取液,并應(yīng)用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(Gas Chromatograohy-Mass Spectrometry,GCMS)對蔬菜中包含的毒死蜱、馬拉硫磷等兩類有機磷農(nóng)藥進行提取,針對蔬菜食品中的丙線磷、硫磷等有機磷農(nóng)藥等采用微波輔助萃取法等進行檢測。
在食品有機物萃取工作中應(yīng)用MAE 技術(shù),可以降低有機溶劑的應(yīng)用數(shù)量?,F(xiàn)階段,隨著圍繞固相萃取、MAE 等一系列技術(shù)展開的深入探究,以及MAE技術(shù)自身的優(yōu)化和發(fā)展,使在食品農(nóng)藥殘留研究工作中,MAE 實踐應(yīng)用范圍越來越廣泛。在檢測過程中可以借助微波的輔助來完成萃取-固相的耦合,同時通過液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(Liquid Chromatograph Mass Spectrometer,LC-MS/MS)等進行幼兒配方奶粉中農(nóng)藥的測定。在檢測工作過程中,添加耦合可以在降低了有機試劑的應(yīng)用數(shù)量的同時,進一步縮短試驗時間。倪永付等[4]利用微波輔助萃取-液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法對豬肉中以及豬骨湯中的有機氯殘留進行分析,在共計5 min 的實驗時間內(nèi),針對4 種氟喹諾酮類藥物進行分離,這一過程中有機氯的檢出限為0.1 g/kg。而袁寧等[5]通過應(yīng)用微波輔助萃取-氣相色譜法的形式針對茶葉內(nèi)部多樣化有機氯的殘留進行測定。最終實驗檢出限本身為有機氯農(nóng)藥的濃度0.000 4 ~0.004 8 mg/kg。
固相萃取法(Solid-Phase Extraction,SPE)的應(yīng)用過程主要是通過固態(tài)吸附劑的使用,吸附相關(guān)液態(tài)樣品中的目標(biāo)化合物,確保其能夠有效分離干擾化合物以及樣品基體,隨后通過洗脫液進行洗脫、加熱、解離,確保富集、分離目標(biāo)化合物的目的得以實現(xiàn)。針對SPE 來說,其更加適合應(yīng)用在保留性質(zhì)差異相對較大的化合物分離工作中。該項技術(shù)的應(yīng)用流程較為簡單,并且相較于以往的液-液萃取法,其待測組的回收率相對較高。
迄今為止,SPE 技術(shù)得到了長遠的進步和發(fā)展,并且在農(nóng)藥殘留分析工作中得到了廣泛的應(yīng)用。SPE 的優(yōu)勢主要體現(xiàn)于在線樣品濃縮富集環(huán)節(jié)。分散型固相萃取法可以針對果蔬中的農(nóng)藥殘留進行快速測定,其實際回收率在74.3%~114.9%,標(biāo)準(zhǔn)偏差低于11.3%,最低檢出限在0.000 4 ~0.000 2 mg/kg,通過綜合多種因素進行分析可以發(fā)現(xiàn),這一方法較為適用于對蔬菜、水果中的農(nóng)藥殘留展開分析。由于提取液本身具備十分出色的凈化效果,在目標(biāo)農(nóng)藥出峰區(qū)域內(nèi)缺乏基質(zhì)干擾峰,該方法不論是在重現(xiàn)性、回收率等方面都符合歐盟國家對于農(nóng)藥殘留檢測工作的基本需求。應(yīng)用SPE-GC-MS方式,對酒中存在的毒鼠鱗、三氯殺螨醇等一系列農(nóng)藥殘留展開全方面分析,這一方法回收率相對較高、檢出限相對較低,滿足我國現(xiàn)行檢測需求,由此也可以得出結(jié)論,SPE 適合應(yīng)用在酒中農(nóng)藥殘留分析工作中。
例如,張中印[6]通過應(yīng)用C18前處理,針對蜂蜜中包含的痕量氟沖胺做出測量,最終得出的測量限在0.4 ~0.6 mg/kg。農(nóng)藥殘留分析環(huán)節(jié)中SPE 的實踐應(yīng)用將更加廣泛,該方法常用的固體相及其萃取對象如表1 所示。
表1 常用固定相及其萃取對象
固相微萃取技術(shù)(Solid-Phase Microextraction,SPME)是在固相萃取法的基礎(chǔ)上得以發(fā)展的,該項技術(shù)最大的優(yōu)勢是不需要任何溶劑的使用便可完成檢測,同時其也是集合萃取、采樣、濃縮等工作環(huán)節(jié)與一體的樣品前處理新技術(shù)。針對SPME技術(shù)而言,其檢測過程主要通過取圖層以及樣品間的非均相平衡原理的應(yīng)用展開萃取工作。SPME 技術(shù)需要利用一個與氣相色譜微量進樣器相似的萃取裝置,以此來圍繞相關(guān)樣品進行待測物萃取,隨后直接在相關(guān)儀器中進樣,最終在完成萃取待測物解析工作之后展開色譜分析。例如,研究人員通過固相微萃取法進行樣品前處理,檢測食品中有機磷農(nóng)藥的方法以及相關(guān)參數(shù)如表2 所示。
表2 應(yīng)用固相微萃取法檢測食品中有機磷農(nóng)藥的方法
現(xiàn)階段,SPME 技術(shù)主要與GC/MS 等技術(shù)共同應(yīng)用,以此來針對食品樣品中的揮發(fā)以及半揮發(fā)性農(nóng)藥的殘留量展開分析,運用范圍相對較為廣泛。同時,荊文光等[7]也研究了SPME 與超敏感毛細管電泳-紫外聯(lián)用技術(shù)進行定量分析,以此來對橙汁中的農(nóng)藥進行檢測。
在實踐操作過程中,SPME 技術(shù)的應(yīng)用無需添加額外的溶劑,這不僅在很大程度上降低了資源消耗,同時也避免了環(huán)境污染問題的發(fā)生,在當(dāng)前的食品農(nóng)藥殘留分析工作中,其已經(jīng)取得了十分出色的應(yīng)用效果。根據(jù)SPME 原理可以看出,非離子型萃取頭涂層可應(yīng)用在有機物質(zhì)分析環(huán)節(jié),這也意味著全新萃取頭的未來研究將會以SPME 技術(shù)作為主要走向。此外,當(dāng)前階段SPME 在很多檢測情況下可以與GC、MC、HPLC 協(xié)同應(yīng)用,研究人員可以根據(jù)這一特征進一步拓寬SPME 技術(shù)的應(yīng)用范圍,如與拉曼光譜儀等設(shè)備協(xié)同應(yīng)用。因此,SPME 與新興分析儀器之間的協(xié)同應(yīng)用,將會是未來我國檢測技術(shù)研究領(lǐng)域的重中之重。
針對基質(zhì)固相分散萃取方法而言,其應(yīng)用過程主要以SPE 分散劑填料作為基礎(chǔ),同時將試樣與適當(dāng)?shù)姆聪嗵盍瞎餐湃朐趯?yīng)研體中進行研磨,最后得出呈現(xiàn)半固態(tài)形式的混合物,將其裝入到柱子中,并使用溶劑圍繞柱子進行淋洗,最后收集對應(yīng)的洗脫溶劑。通過基質(zhì)固相分散萃取技術(shù)的應(yīng)用可以同步進行傳統(tǒng)樣品前處理過程中的精華和提取過程。
例如,鄭偉等[8]選擇乙腈飽和正己烷和乙腈飽和乙正烷溶液作為提取溶液,檢測豆類、十字花科、百合科等蔬菜中的農(nóng)藥殘留,這不僅大幅度降低了提取液中的極性,還降低了提取液中的含水量,同時也為凈化階段除水工作帶來的壓力。
近幾年,MSPDE 技術(shù)在技術(shù)應(yīng)用范圍方面有較大的進展,特別是在圍繞蔬菜中的除草劑、藥物以及水果等開展的分離工作中更是得到了廣泛應(yīng)用。吳麗華等[9]針對MSPDE 萃取小麥中6 種氨基甲酸酯農(nóng)藥進行探究,并且根據(jù)高效液相色譜-柱后衍生-熒光檢測器等方式進行檢測,其最低檢出限在0.009 2 ~0.038 0 mg/kg。戴月等[10]對河豚魚中的河豚毒素基質(zhì)采取固相分散萃取提取方式進行分析,利用高效液相色譜-二極管陣列檢測器展開測定工作。由最終結(jié)果表明,這一操作方式相對簡單,同時消耗時間相對較短,與河豚毒素分析檢測需求相符合,其檢出限為3.8 ng,定量下限為12.7 ng。
不同的樣品前處理技術(shù)具有不同的優(yōu)缺點。因此在實踐工作過程中,工作人員需要按照技術(shù)條件、檢測需求等因素,進一步選取更具針對性的樣品處理方式,目前未能有一種前處理技術(shù)可以針對食品內(nèi)部所殘留的藥物進行提取。因此,未來食品農(nóng)藥殘留分析環(huán)節(jié)的研究,應(yīng)主要聚焦在由傳統(tǒng)的單一農(nóng)藥品種分析轉(zhuǎn)向多農(nóng)藥品種分析的方向上。