梁可昌
(珠海市斗門區(qū)動物衛(wèi)生監(jiān)督所,廣東 珠海 519000)
基于我國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測工作的深入開展,對檢測技術(shù)的要求也越來越高?,F(xiàn)階段我國農(nóng)殘檢測技術(shù)不僅需要滿足農(nóng)藥殘留定性檢測初篩,而是不斷向定量檢測甚至微量檢測方向發(fā)展,同時必須兼顧更多檢測類別和品種上發(fā)展。當前,無論是發(fā)達國家,還是發(fā)展中國家都把如何準確快速全面的開展檢測工作,作為農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)研究的重點。氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS) 它既具有氣相色譜高分離效能,又具有質(zhì)譜準確鑒定化合物結(jié)構(gòu)的特點,可以同時準確快速測定食品中微量的多種農(nóng)藥殘留及代謝物的優(yōu)點而被世界各國廣泛采用。
農(nóng)藥殘留檢測需要經(jīng)過提取凈化步驟,以減少樣品基質(zhì)組分數(shù)量對目標化合物的影響,使得檢測能夠容易進行,檢測結(jié)果更為準確。樣品的提取和凈化是預處理步驟,是氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析的重要組成部分,它們決定著分析的準確性和重現(xiàn)性。因此,氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用進行農(nóng)藥殘留分析樣品的預處理應該包括提取與凈化步驟。農(nóng)藥殘留分析常用提取溶劑主要有乙腈、正己烷、丙酮、甲苯以及二氯甲烷,根據(jù)最新修訂的《食品安全國家標準水果和蔬菜中500 種農(nóng)藥及相關化學品殘留量的測定氣相色譜-質(zhì)譜法》(GB23200.8—2016)規(guī)定采用乙腈作為提取液。樣品在提取后需經(jīng)凈化處理,液液分配法和吸附柱層析法是用于樣品凈化的最主要方法。近年來樣品凈化方法有了很大的發(fā)展和改進,固相萃取技術(shù)(SPE) 已被廣泛應用于農(nóng)藥殘留檢測工作,它屬于吸附劑萃取法中使用較廣泛的一種方法。SPE 是根據(jù)物質(zhì)極性的不同來進行分離的,選擇一定極性的填料,將待分離樣品過柱,使物質(zhì)選擇性地吸附于填料上,然后再進行洗脫,從而達到分離凈化的目的。現(xiàn)行使用過柱的耗材無論進口或國產(chǎn),均可達到分離凈化的目的,但缺點是使用量大、費用比較高, 柱子用過之后就被廢棄。
膜輔助萃取是膜可以作為一種選擇性的阻礙物,樣品萃取分離時由于成分的分配系數(shù)不同能從供給相進入接受相,此時分離僅僅依賴于成分分子的大小,足夠小的分子可以進入接受相然而大分子只能留在供給相。膜輔助溶劑萃取已經(jīng)成功的用于氯苯和三嗪的確認。它優(yōu)點主要是自動化的分離了鹽和離子,并解決了液液萃取的乳化問題。膜輔助萃取技術(shù)可以充分的自動化操作而且通過大劑量注射(LVI) 能和GC-MS 串聯(lián),檢測限可達ng/L,回收率在47%~100% 之間,相對偏差在4%~12% 之間。
固相微萃取技術(shù)(SPME) 是近年來發(fā)展起來的一種用很少量溶劑提取樣品的一種新的提取方法。SPME 的原理是分析組分在樣品基質(zhì)與提取劑之間的分配平衡過程。SPME 實際上是一個注射器,任何會使用注射器的人都能完成SPME 萃取過程,它可人工操作,也可與自動進樣器配合使用。SPME 已廣泛用于蔬菜水果的農(nóng)藥殘留分析中。當用SPME 處理蔬菜水果樣品時,要求先用丙酮等溶劑萃取樣品,用PDMS 作填料,在室溫下對含有有機磷農(nóng)藥的樣品淋洗20min,然后在250℃下洗脫2min,最后用GC2FPD 進行檢測, 檢出限為0.3~1.4μg/kg。
液相微萃取(LPME)SPME 的纖維相對昂貴而且在土樣萃取時易折斷,需要凈化步驟或膜保護。另外的潛在問題是SPME 與氣相色譜串聯(lián)時的樣品延遲。液相微萃取是一種非常新的前處理方法,本質(zhì)上就是液液萃取的微型化。通常顯微注射器用一根1.3cm長的中空纖維與注射泵相聯(lián),中空纖維防止了離子和其他雜分子的被萃取。LPME 已經(jīng)在水樣和土樣的前處理中得到應用。
超臨界流體提取(SFE) 是當前發(fā)展最快的分析技術(shù)之一,國外很多實驗室已經(jīng)用來作為液體和固體樣品的前處理技術(shù)。目前最常用的超臨界流體是CO2。為了改進對極性農(nóng)藥的萃取能力,常在CO2中加入少量極性溶劑如甲醇。流出液中的二氧化碳在常壓下?lián)]發(fā),待測物用溶劑溶解后可直接進行分析檢測。超臨界流體萃取(SFE) 的發(fā)展很快,特別對從復雜樣品中的提取非常有效。但是,目前它只在固體類農(nóng)作物的農(nóng)藥殘留分析中有應用,由于蔬菜水果的含水量較高,在蔬菜水果的農(nóng)藥殘留分析中應用有很大的限制。
超臨界水萃取(SBWE) 已經(jīng)用于土壤中有機污染物降解產(chǎn)物的提取和植物精油的萃取。至于農(nóng)藥殘留的超臨界水萃取,當水溫每提高25℃三嗪類農(nóng)藥在熱水中的溶解度將提高3 倍,若再添加一定量的尿素或甲醇溶解度會有更大的提高。
基質(zhì)固相分散萃取技術(shù)(MSPD) 是當前應用最廣的分析技術(shù)之一。其基本操作是將水果蔬菜樣直接與適量的固體基質(zhì)研磨,混勻制成半固態(tài),裝柱,選擇合適的溶劑淋洗。MSPD 將樣品的提取和凈化一步完成,避免了樣品均化、轉(zhuǎn)溶、乳化、濃縮造成的待測農(nóng)藥組分的損失,其優(yōu)點是不需要進行組織勻漿、沉淀、離心、pH 調(diào)節(jié)和樣品轉(zhuǎn)移等操作步驟。MSPD 適用于藥物的多殘留分析,特別適用于中低極性的農(nóng)藥殘留檢測,適合于進行一類化合物的分離或單個化合物的分離,內(nèi)源物或外源物均可。除動物組織外,此法還適合于植物樣品。
由于氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)具有對樣品當中不同種類的上百種農(nóng)藥殘留同時進行快速掃描、定性、定量的優(yōu)勢。因此使得它在農(nóng)殘檢測中顯的尤其重要,并已被很多國家研究者開發(fā)和應用。
近年來,氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用方法由于其高效、準確、檢測項目涉及面廣,已在農(nóng)藥殘留檢測方面得到廣泛應用。樣品是用乙腈提取,然后鹽析。乙腈提取物的一部分用C18 固相萃取凈化柱除去共提取物,然后用另一個碳柱和一個氨基丙基柱串聯(lián)進行第二次凈化。樣品的檢測用氣相色譜和質(zhì)譜選擇檢測器的選擇離子模式完成。氨基甲酸酯類農(nóng)藥用液相色譜柱后衍生化和熒光檢測器進行檢測。該方法已經(jīng)用于各種水果和蔬菜樣品的分析。氣相檢測方法對極性較強的水果和蔬菜樣品會出現(xiàn)不出峰的現(xiàn)象,但氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用方法對半極性和極性化合物的回收很好,但非極性農(nóng)藥的回收會隨著脂肪含量的提高而降低。另外,通過方法改進,使用1% 的乙酸和乙酸鈉鹽的緩沖溶液來解決一些酸或堿敏感的農(nóng)藥回收率低的問題。通過優(yōu)化后的方法對基底中的229 種農(nóng)藥進行GC/MS 分析,其中206 種回收率達到90%~110%,標準偏差小于10%。
近年來隨著我國對食品安全的重視,GC-MS 在農(nóng)藥殘留檢測的研究也得到了迅速發(fā)展。珠海市斗門區(qū)動物衛(wèi)生監(jiān)督所梁可昌、孟軒同志用GC-MS 以選擇離子檢測方式測定蔬菜和水果中23 種有機磷、有機氯農(nóng)藥殘留,通過定性定量分析,結(jié)果表明方法回收率在85%~120%,運行時間每樣減少13 分鐘。
2006 年我國修訂了《食品安全國家標準水果和蔬菜中500 種農(nóng)藥及相關化學品殘留量的測定氣相色譜- 質(zhì)譜法》(GB23200.8—2016 代替GB/T19648-2006)。標準規(guī)定了水果和蔬菜中500 種農(nóng)藥殘留量的氣相色譜質(zhì)譜的測定方法。標準適用于蘋果、梨、西紅柿、黃瓜等多種果蔬的測定。稱樣20g(±0.1g)于250ml 高腳燒杯, 加入40ml 乙腈,高速勻漿1min(15000r/min)。在250ml 具塞量筒中加入5g 氯化鈉,用漏斗、濾紙、玻棒過濾到250ml 具塞量筒中,蓋上塞子,劇烈震蕩1min。在室溫下靜置30min,使乙腈和水相分層。用20ml 移液管取上清液20ml 至50ml 離心管(一)中,置于50-60℃水浴中氮吹至1-3ml。在石墨氨基柱(500mg ea,6ml,30/pk)中加入約2cm 高無水硫酸鈉。加樣前先用4ml 乙腈-甲苯溶液(3+1)預洗柱,棄去預洗液。將樣品1-3ml 過柱,底部用離心管架固定新50ml 離心管(二)回收樣本。
再每次用2ml乙腈-甲苯溶液(3+1)三次洗滌50ml離心管(一),并將洗滌液移入柱中,離心管(二)回收洗滌液。再次用25ml 乙腈-甲苯溶液(3+1)洗滌石墨氨基柱,離心管(二)回收洗滌液。離心管(二)置于50-60℃水浴中氮吹至1-3ml。分二次加入5ml 正己烷置于50-60℃水浴中氮吹至濕潤狀,進行溶劑交換二次,最后加入1ml 正己烷定容。用移液槍或注射器將樣液移至2ml 樣品瓶中,用于氣相色譜- 質(zhì)譜測定。
GC-MS-MS 的出現(xiàn):質(zhì)譜檢測器在使用全掃描時,對很低濃度的樣品要求預富集,選擇離子監(jiān)測(SIM) 可以使靈敏度大幅度提高,但同時亦降低被測物的定性信息,串聯(lián)質(zhì)譜的出現(xiàn)在不降低定性信息的前提下使得選擇性和靈敏度都有很大的提高。另外通過使用惰性離子源達到提高檢測的準確性和靈敏度。利用保留時間鎖定功能(RTL) 及保留時間鎖定農(nóng)藥質(zhì)譜庫的應用也使得復雜樣品中痕量農(nóng)藥殘留的檢測更加準確、可靠。
隨著人們對農(nóng)藥殘留的認識的加深,儀器、軟件和方法的不斷發(fā)展,GC-MS 必將更大程度上發(fā)揮能同時準確快速測定食品中微量多種農(nóng)藥殘留及代謝物的優(yōu)點而被更加廣泛地使用。