蔬菜、水果及制品中农兽药残留检测方案

JOURNAL OF NSPECTDN AND QUARANTNE检验检疫学刊Vol 19 No22009年第2期 检验检疫学刊 JOURNAL OF NSPECTDN AND QUARANTNE2009年第2期 Vol 19 No 2 固相萃取技术在农药残留分析中的应用 王玉健 黄惠玲 卓海华 刘红专 (海南出入境检验检疫局技术中心海口 570311) 摘要 简要介绍了固相萃取技术的原理、操作步骤、分离模式及作用机理、吸附剂，结合固相萃取技术在农药残留分析中的应用作出概述。 关键词 固相萃取；农药残留；应用 中图分类号 065 前言 固相萃取(Solid Phase Extraction， SPE)技术是近十几年迅速发展起来的一种样品预处理技术，它是以液相色谱分离机制为基础建立起来的分离和纯化方法。与经典的液-液萃取法相比，SPE的优点有：①快速，一般1~2min即可完成；②回收率高，通常超过90%；3精密度比较好；④样品用量少，有一定的选择性，无乳化现象等。因此这一技术自20世纪70年代后期问世以来，发展迅速，目前已广泛应用于环境、制药、临床医学、食品等域。本文将对 SPE技术在农药残留分析中的应用进行综述。 2 SPE的分离模式及作用机理 SPE是一个柱色谱分离过程，在分离机理、固定相和溶剂的选择等方面与高效液相色谱(HPLC)有许多相似之处。但是 SPE柱的填料粒径(>40um)要比HPLC填料(3~10um)大。由于柱床短、粒径大，SPE柱效比 HPLC色谱柱低得多。因此，SPE只能分开保留性质有很大差别的化合物。与 HPLC的另一个差别是SPE柱是一次性使用。 SPE分离模式可分为正相(吸附剂极性大于洗脱液极性)、反相吸附剂极性小于洗脱液极性)、离子交换和吸附。其作用机理包括舌键、偶极作用、疏水性相互作用和静电吸引力等. SPE吸附剂 由于农药品种众多，性质差异较大，因此残留分析中 SPE吸附剂种类也较多，包括C弱阴离子交换柱 PSA、氨基柱、强碱性阴离子交换柱QMA、合成树脂类(如 SDB、石墨化炭黑 GCB)等。应用最早的填料为 Flrilis和 SDO，，其次为氧化铝。由于这些填料会吸附极性强的有机磷农药，因此不适用于现在的多残留分析(MRMs)。现在农药残留分析中最常用的填料为活性炭吸附剂，蔬菜、水果基质的提取物多以 GCB填料净化。但有研究表明，活性炭 吸附剂不能消除基质中的色谱共流出物干扰，不利于减少基质噪音信号。另一类广泛应用于农药多残留检测的SPE柱为 Ci8反相柱。Lehotay等比较了几种 SPE柱填在在水果、蔬菜农药残留分析中的净化效果，发现氨基柱和 PSA柱效果最好，这两种填料能除去脂肪酸(如软脂酸和硬脂酸等)，尤其适用于绿色蔬菜。因此在试验中应依样品的性质选择合适的 SPE柱61.一般可遵循的原则是： (1)样品的基质是水溶液 a)分析目的物更易溶于水相，若带电荷则选择离子交换柱，如阴离子或氨基柱(适于阴离子或酸性化合物)，阳离子交换柱(适于阳离子或碱性化合物)；若为中性则选择反相柱或强阴(阳)离子柱。 b)分析目的物更易溶于有机相，若带电荷则选择离子交换柱或反相柱；若为中性则选择反相柱。 (2)样品基质是有机相 a)若是极性有机相，用水稀释，按水溶液方案进行。 b)若是中等极性到非极性有机相，选择正相柱或将溶剂挥发至干后，再溶于水或极性溶剂，按水溶液方案进行 4 SPE在农药残留分析中的应用 4.1 SPE在水体中农药残留分析中的应用 固相萃取技术广泛用于环境水体中农药残留的分析。陈天文通过 Flrisil固相萃取柱和高效液相色谱法测定了环境水体中7种拟除虫菊酯类农药残留，回收率.776.5%~95.5%，相对标准偏差438%~6.48%，准确度和精密度均令人满意 环境水体中农药残留分析最常用的 SPE柱填料为Ci键键合硅胶柱。M.Ventriglia等以Cg键合硅胶柱固相萃取技术结合LC(UV检测器)，分析了饮用水中磺酰脲类除草剂咪唑磺隆的残留。 Jim ez等使用 GC、HPLC分析湖水中农药 残留时，对水样的SPE条件进行了探索和优化，以提高回收率。 随着高分子技术和纳米技术的发展，Shuo Wang等以多壁纳米碳管为吸附剂，检测了地表水中12种农药(克百威、异稻瘟净、甲基对硫磷、扑草净、杀螟硫磷、对硫磷、水胺硫磷稻瘟净、杀扑磷、异狄氏剂、乙硫磷、甲氧滴滴涕)残留，测定结果显示线性良好(R’>0.99)，RSD在 3.1%~15.1%。 4.2 SPE在土壤中农药残留分析中的应用 SPE技术也可以用于土壤中农药残留测定的前处理。Hui-LiWANG等【13]研究了吡草醚在土壤中的残留情况，以Visip rep 12 - port SPE装置和 Ci；柱进行净化，以5mL乙腈和5mL水预活化固相萃取柱，净化后用配备 UV检测器的 HPLC检测，回收率>90.1%，RSD<5. 8%，最低检测限为0.01mg/kg，这一方法可用于监测土壤中农药残留动态。 4.3 SPE在食品农药残留分析中的应用 SPE技术用于流质食品，如果浆、酒类、牛奶等的农药残留分析时可取得满意的效果[14] Jimenez等1以乙酸乙酯为洗脱剂，ODS固相萃取技术和气相色谱技术联用，通过ECD和NPD检测器测定了葡萄酒中的多种农药残留，其中包括3，5-二氯苯、林丹、农利灵、百菌清、甲基毒死蜱、三唑酮、抑菌灵、戊菌唑等37种农药残留。为了减少基质干扰，固相萃取柱以水：异丙醇(90：10)预活化，提取后以 Flrisil柱净化，建立了一种 SPE-GC联用检测葡萄酒中多种农药残留的方法。 Torres等16]比较了Ｃ柱和石墨化碳黑柱萃取蔬菜和水果中杀菌剂和杀虫剂农药残留的效果，结果发现，这两种萃取方法和填料均可有效提取农药，其中以C柱萃取的回收率在70%~105%之间，效果最好。这两种方法对溴螨酯、甲基毒死蜱、氯氰菊酯、氯苯嘧啶醇等农药的检测限在5.0~50. 0pg/kg之间。 刘 岩等以SPE技术净化，同时测定了大米中有机、有机磷、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯等4类农药残留量。试验中以IFlorisil固相萃取小柱净化，以体积比为4：1的己烷-丙酮作洗脱溶剂，样品的净化效果良好，除敌敌畏、乐果、pp'-DDT等几种农药外，大多数农药的加标回收率在75%和120%之间，RSD 均低于 10.4%， r≥0.992。该方法简便、快速、灵敏，能够满足同时测定大米中多种残留农药的要求，可以作为大米中农药多残留的例行分析和确证分析的方法。 何松涛等18)建立了一种能够同时测定番茄、黄瓜、芦柑等样品中吡虫啉、吡虫清残留量的反相高效液相色谱检测方法，样品用乙腈提取，以美国 Su-pelco Park公司固相萃取小柱处理系统和 supercleanENVI- Florisil柱净化，HPLC-DAD检测器检测，样品加标回收率为85.8%~102%，相对标准偏差为2.73%~8.67%，各项指标均能满足检验检疫要求。 固相萃取气相色谱法可测定蔬菜中多种有机199]磷农药残留量。将乙腈提取的蔬菜样品以石墨化碳和氨基混合填料的固相萃取柱进行净化，叶绿素含量特别高的蔬菜(如菜心、小白菜等)净化后，待测液也接近无色，且改善了提取液粘稠的问题。 4.4 SPE在中药材农药残留分析中的应用 郭华等120]采用 SPE-CGC联用技术测定了中药材丹参中有机氯、有机磷两类共12种农药的残留。用甲醇淋洗、浸润SPE小柱后，蒸馏水淋洗小柱，完成 SPE柱的预活化。样品以丙酮-石油醚混合溶剂提取后过 LC-18固相萃取小柱，蒸发浓缩，再过 ENVI-CARB和 LC-NH2串联小柱，旋转蒸发，最后采用 GC- ECD 程序升温检测丹参中12种农药残留量，方法的线性范围为0.01~10mg/L，线性相关系数为0.9922~0.9997，最低检出限为0.01~0.05mg/kg，添加平均回收率为 76. 8%~104.0%。 天然药材中的菊酯类农药也可以通过SPE净化并结合 GC-NCI(负化学离子源)-MS技术进行测定。Takaom i TA GAMI等21这利用这一技术测定了葛根、黄柏和大黄中的10种菊酯类农药(七氟菊酯、联苯菊酯、甲氰菊酯、氯氟氰菊酯、氯菊酯、氟氯氰菊酯、氯氰菊酯、氟氰戊菊酯、氰戊菊酯、氟胺氰戊菊酯)的残留，所用固相萃取小柱为 ENVI Flri-sil，回收率在81%~115%之间，在10ng/mL、20ng/mL添加水平上 RSD值均小于10%。 Celeste M atos L ino等1221系统研究了中药材中有机氯农药残留测定时的提取和净化方法，通过改变固相萃取柱柱预活化溶剂、采用不同的洗脱程序的方法，探索出的最优模式为固相萃取柱 Florisil(柱顶加1cm无水硫酸钠)，10mL正己烷预淋洗，以10mL正己烷和10mL正己烷-二氯甲烷(85：15)溶剂洗脱。 分子印迹聚合物具有选择性高、稳定性好及制备简单的特点，可用于生物、医药、环境样品等复杂基体中痕量分析物的高选择性分离与富集。李礼等23]曾报道以非瑟酮为印迹分子、丙烯酰胺为功能 单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，合成了分子印迹聚合物，将其装于自制的固相萃取柱中，通过优化 SPE条件，非瑟酮与其结构相似物槲皮素得到了很好的分离。 5 结语 随着高分子物理、高分子化学、材料科学、分子印迹技术、人工智能科学的发展，SPE吸附剂、柱材料、装置的自动化、智能化及其联用仪器将会得到长足的发展，SPE技术也会越来越受到农药残留分析工作者的重视和青睐，应用范围也会越来越广泛，其在食品安全、质量控制、环境监测方面将起到举足轻重的作用。 ( 参考文献 ) ( [1 ] 庞国芳，方晓明，余建新，等.农药兽药残留现代分析技术. 北京：科学出版社，2007.13 3 ~134. ) ( [21 Sonia C N Queirz， Lucio F CMel， Is a belC S F Jardim. 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