羅俊霞,趙建波,張 剛,申戰(zhàn)賓,潘 玲,李艷珍,王 倩,趙利敏,張 威
(1. 鄭州市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測流通中心,河南 鄭州 450006;2. 鄭州市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,河南 鄭州 450002;3. 河南恒晟檢測技術(shù)有限公司,河南 新鄭 451100;4. 開封市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測中心,河南 開封 475000)
茶葉是我國具有特色的優(yōu)勢產(chǎn)品,目前,我國已經(jīng)成為全球最大的茶葉生產(chǎn)國,在國際茶葉貿(mào)易中占有重要地位[1]。它因含有豐富的茶多酚、氨基酸、多糖、生物堿、皂素、維生素、礦物質(zhì)等多種功能性成分,具有增強(qiáng)動物機(jī)體抑菌抗病及抗氧化能力,可調(diào)節(jié)動物免疫力,還可降血脂、降血糖[2],因而受到人們的青睞。在茶樹的生長過程中,病蟲害發(fā)生日趨嚴(yán)重,成為困擾茶農(nóng)、阻礙茶業(yè)發(fā)展難題,化學(xué)防治依然是茶樹病蟲害防治的重要手段[3],由此帶來茶葉中的農(nóng)藥殘留問題。隨著日本、歐盟等國貿(mào)易壁壘逐步加強(qiáng),我國茶葉在國際貿(mào)易中屢屢受挫,2008~2010年,在茶葉的國際貿(mào)易中,我國共有117批次產(chǎn)品被歐盟、美國、日本通報、扣留,其中農(nóng)殘超標(biāo)因素占59%,農(nóng)殘問題成為限制我國茶葉出口貿(mào)易的瓶頸[4]。農(nóng)殘檢測是保證其質(zhì)量安全的手段,而在其色譜、質(zhì)譜法分析過程中,樣品前處理方法較為關(guān)鍵[5,6]。我國茶葉中農(nóng)藥殘留檢測方面制定的標(biāo)準(zhǔn)較多[4],但標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢測技術(shù)相對落后、對茶葉樣品的針對性不強(qiáng)、檢測項目不全、檢測精度低,基質(zhì)效應(yīng)不易去除,難以滿足趨嚴(yán)發(fā)展的殘留限量要求[7],尤其是因茶葉種類繁多,其炒制工藝不同,其功能性成分的含量存在差異[8-10],在進(jìn)行樣品前處理時的凈化難度也不一樣。筆者研讀了大量茶葉農(nóng)殘藥殘留檢測的文獻(xiàn),對其進(jìn)行梳理,以期為廣大檢測工作者提供借鑒。
常規(guī)的樣品前處理包括樣品提取和樣品凈化兩個主要的步驟?,F(xiàn)行的茶葉中農(nóng)藥殘留檢測的技術(shù)有固相萃?。?1](SPE)、固相微萃?。?2](SPME)、加速溶劑萃?。?3](ASE)、超臨界流體萃?。?4](SFE)、微波輔助萃?。∕AE)[15]、凝膠滲透色譜[16](GPC)、基質(zhì)固相分散(MSPD)[17]、磁性固相萃?。∕SPE)[17]、QuEChERS技術(shù)[18]和納米技術(shù)[19]等;其中加速溶劑萃取、超臨界流體萃取、微波輔助萃取是提取技術(shù),QuEChERS技術(shù)是一種提取、凈化一體的基質(zhì)固相分散凈化技術(shù)[15]。
一般樣品都含有水分,在進(jìn)行樣品提取時多采用有機(jī)溶劑或者混合有機(jī)溶劑直接進(jìn)行提取,而茶葉在炒制過程中導(dǎo)致水分丟失,所以在進(jìn)行茶葉樣品提取時是否采用水參與提取備受爭議。Tyler[20]認(rèn)為使用QuEChERS方法,當(dāng)樣品含水量<80%時,需要提前補(bǔ)水至100%;有研究[21]則認(rèn)為提取干燥樣品中農(nóng)藥殘留,采用適量的高純水先行浸泡可提高樣品的浸潤性,還可降低基質(zhì)中極性干擾物被提取的機(jī)率。提取時加水有利于提高有機(jī)磷等極性較強(qiáng)的農(nóng)藥的回收率,不加水提取有利于弱極性農(nóng)藥(如有機(jī)氯和擬除蟲菊酯)農(nóng)藥的回收;加水容易提取出更多的水溶性雜質(zhì),不利于凈化。一般加水提取的方式有2種,其一是先用水浸泡,在用有機(jī)溶劑或者混合溶劑提取;其二是采用水和有機(jī)溶劑的混合溶劑直接進(jìn)行提取;所使用的水可以采用飽和NaCl水溶液進(jìn)行浸泡,也可以采用純凈水或者開水浸泡、有機(jī)溶劑提取后在用一定量的NaCl進(jìn)行鹽析。
農(nóng)藥按照其結(jié)構(gòu)和特征可分為有機(jī)磷類、有機(jī)氯類、擬除蟲菊酯類、氨基甲酸酯類、雜環(huán)類(以新煙堿為主)農(nóng)藥。
1.1.1 茶葉中有機(jī)磷農(nóng)藥的提取
王艷麗等[11]以45種有機(jī)磷農(nóng)藥回收率為考察指標(biāo),采用SPE凈化方式,分別考察采用30 mL乙腈、先用10 mL水浸泡再用20 mL乙腈和30 mL體積比為2∶1的乙腈-水混合溶液提取2 g茶葉樣品的效果,認(rèn)為提取時是否用水對回收率影響較大,用水時回收率(72%~108%)明顯優(yōu)于不用水(64%~89%);先用10 mL水浸泡后再用20 mL乙腈提取,有91%的農(nóng)藥回收率高于采用體積比為2∶1的乙腈-水混合溶液提??;經(jīng)對實(shí)際陽性樣品檢測,發(fā)現(xiàn)提取時是否用水對甲胺磷、乙酰甲胺磷、毒死蜱、水胺硫磷和丙溴磷的影響較大;對于相同的陽性茶葉樣品,不用水提取,甲胺磷和乙酰甲胺磷未檢出,用水提取兩種農(nóng)藥均有檢出;加水提取,毒死蜱、水胺硫磷和丙溴磷的檢出值是未加水的3~6倍,加水浸泡后用乙腈提取的3種農(nóng)藥的檢出值高于采用體積比為2∶1的乙腈-水混合溶液。浸泡時間的長短對大部分有機(jī)磷農(nóng)藥的提取效率影響不大;提取時以樣品(m)∶水(V)=1∶5的比例加水較為合適。蘭韜等[22]以滇紅茶為樣品,以樂果等10種農(nóng)藥為研究對象,基于Sin-QuEChERS凈化方法,考察樣品加水和不加水的提取效果,認(rèn)為樣品不加水的提取效果優(yōu)于加水,二者的回收率分別為71.6%~99.6%、47.5%~116.9%,同時不加水提取測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)明顯優(yōu)于加水;加水提取可將大量色素溶出,較不加水提取,提取液顏色明顯深,其基質(zhì)干擾明顯增強(qiáng)。
1.1.2 茶葉中有機(jī)氯和擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的提取
王翔等[23]在是否用水(飽和NaCl溶液)浸泡兩種情況下采用混合溶劑對高含量的茶葉實(shí)際樣品進(jìn)行測定,就檢出的聯(lián)苯菊酯和氯氰菊酯2種農(nóng)藥的測定結(jié)果看,不加水浸泡、直接用混合溶液提取的測定值高于加水浸泡后再用混合溶液進(jìn)行提取的測定值。朱盼等[24]以有機(jī)氯、菊酯等22種農(nóng)藥的回收率為指標(biāo),考察采用沸水浸泡與否的提取效果,發(fā)現(xiàn)加沸水浸泡后采用有機(jī)溶劑進(jìn)行提取68.2%的農(nóng)藥回收率明顯小于不加水,18.2%的農(nóng)藥回收率明顯大于不加水浸泡,13.6%的農(nóng)藥回收率加沸水浸泡和不加沸水浸泡基本相當(dāng)。
1.1.3 茶葉中雜環(huán)類等其他農(nóng)藥的提取
劉華文等[25]經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)加水后采用1%乙酸乙腈進(jìn)行茶葉樣品提取,各農(nóng)藥回收率均優(yōu)于不加水,尤其是噠螨靈、滅多威兩種農(nóng)藥,提取液中加入1%乙酸酸化,避免堿性或中性環(huán)境下不穩(wěn)定的農(nóng)藥降解和損失;提取的共萃物隨著浸泡的時間延長而提高。王孝輝等[26]分別采用乙腈、甲醇、水浸泡5 min后再用乙腈提取田間試驗噴施過吡蟲啉的茶鮮葉,同超聲30 min或高速勻漿1 min處理相結(jié)合,經(jīng)相同的凈化處理,發(fā)現(xiàn)水浸泡5 min后用乙腈、超聲30 min或高速勻漿1 min進(jìn)行提取的測定值>直接用甲醇>直接用乙腈的測定值。固定稱樣量和乙腈使用量,隨著浸泡茶葉用水量的增加,液相色譜圖基質(zhì)干擾降低,吡蟲啉的回收率提高;當(dāng)稱樣量∶水(m∶V)為1∶5和1∶20時,吡蟲啉的回收率均分別為近100%和136%。張蓉等[27]以綠茶、紅茶為基質(zhì),稱樣量5 g,以95種除草劑回收率在80%~120%之間的農(nóng)藥個數(shù)衡量提取效果,考察加水浸泡與否對凈化效果的影響。發(fā)現(xiàn)加水浸泡后進(jìn)行提取,95種除草劑回收率無明顯差異,凈化后的提取液顏色明顯較不加水浸泡深。余璐等[28]在超高效液相色譜-四極桿-飛行時間質(zhì)譜法快速篩查茶葉中的204種農(nóng)藥殘留中比較乙腈提取之前加水浸泡與否對農(nóng)藥回收率的影響,發(fā)現(xiàn)加水浸泡后采用乙腈提取與不加水浸泡沒有顯著差異,農(nóng)藥的回收率為51.03%~153.26%;加水浸泡后,啶蟲脒、噻蟲啉、雙酰草胺、抑霉唑、萎銹靈、抗蚜威等農(nóng)藥的響應(yīng)偏低,降低碎片離子的匹配程度,易產(chǎn)生假陰性樣品。楊方等[29]在超高效液相色譜-電噴霧電離串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用法檢測茶葉中阿維菌素類藥物殘留時比較了飽和的NaCl溶液和水的提取效果,發(fā)現(xiàn)采用飽和的NaCl溶液浸泡比水提取出來的色素更少,阿維菌素類生物農(nóng)藥回收率也更穩(wěn)定。周鵬等[30]采用乙腈及0.5%甲酸乙腈在加水浸泡和不加水浸泡兩種情況下提取紅茶、綠茶、烏龍茶、黑茶中魚藤酮等9種天然的堿性植物源農(nóng)藥,發(fā)現(xiàn)采用0.5%甲酸乙腈提取時9種農(nóng)藥的回收率較為穩(wěn)定,在97.6%~109%之間;加水浸泡均會造成魚藤酮、苦參堿、藜蘆堿、印楝素A、印楝素B5種農(nóng)藥的回收率不同程度降低。李瑋等[31]考察了不同的加水量對含0.1%乙酸的乙腈提取茶葉中噠螨靈等7種農(nóng)藥殘留的影響,發(fā)現(xiàn)隨著加水量的增加,農(nóng)藥回收率先降低后升高,但7種農(nóng)藥的回收率無改善,反而增加了咖啡堿等水溶性雜質(zhì)的浸出。
總之,加水浸泡能改善有機(jī)磷等極性較強(qiáng)農(nóng)藥的提取效果,不能改善弱極性及非極性農(nóng)藥的提取效果,反而會將茶葉中的咖啡堿、色素等水溶性雜質(zhì)浸出,影響后續(xù)凈化。
選擇提取溶劑要考慮目標(biāo)物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等,同時兼顧樣品的特點(diǎn),在充分提取待測組分的前提下,盡量少地溶出茶葉中的干擾物質(zhì)。
有機(jī)磷農(nóng)藥的種類繁多、極性差別較大,可采用丙酮、乙腈、乙酸乙酯等溶解度范圍較寬泛的有機(jī)溶劑進(jìn)行提?。粩M除蟲菊酯類和有機(jī)氯農(nóng)藥屬于低極性化合物,可采用石油醚、正己烷或正己烷-丙酮混合溶劑進(jìn)行提??;氨基甲酸酯類農(nóng)藥一般極性較強(qiáng)、熱穩(wěn)定性較差,且在堿性條件下不穩(wěn)定,通常在提取溶劑中加入一定比例的酸性溶液進(jìn)行提取;雜環(huán)類新煙堿農(nóng)藥可選用乙腈進(jìn)行提?。?5]。
1.2.1 有機(jī)磷和氨基甲酸酯類極性較強(qiáng)的農(nóng)藥的提取
蔣定國等[16]認(rèn)為取體積數(shù)為樣品質(zhì)量數(shù)2倍的乙腈對樣品進(jìn)行提取,可以充分有效提取樣品中有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥。陳士恒等[32]分別采用體積比為1∶99的乙酸-乙腈、1∶1的乙酸乙酯-正己烷及乙酸乙酯提取茶葉樣品中的13種有機(jī)磷農(nóng)藥,發(fā)現(xiàn)乙酸乙酯提取,有機(jī)磷農(nóng)藥的回收率較低,且提取液顏色較深,呈現(xiàn)墨綠色,顏色不易去除;體積比為1∶1的乙酸乙酯-正己烷混合溶液,可較少萃取茶葉中雜質(zhì),利于后續(xù)凈化,但乙酰甲胺磷、久效磷和氧樂果的回收率低;乙腈極性較強(qiáng),易滲透至茶葉樣品細(xì)胞中,增強(qiáng)農(nóng)藥的提取效率,在殘留分析中可滿足不同極性有機(jī)磷農(nóng)藥對回收率的要求,加入體積分?jǐn)?shù)為1%的乙酸,可提高有機(jī)磷農(nóng)藥的穩(wěn)定性。吳靜娜等[33]采用乙腈、甲醇、乙酸乙酯、正己烷提取綠茶、紅茶中8種有機(jī)磷、擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留,認(rèn)為乙腈提取,8種農(nóng)藥的回收率最高,甲醇提取,毒死蜱的回收率較乙腈提取低;趙麗等[34]分別采用2 mL純水+2 mL乙腈+3 mL正己烷、4 mL純水+3 mL正己烷兩種混合溶劑提取2 g茶葉樣品中的28種有機(jī)磷、有機(jī)氯、擬除蟲菊酯類農(nóng)藥,結(jié)果表明經(jīng)純水、乙腈、正己烷混合溶液提取后28種農(nóng)藥的回收率普遍高于純水、正己烷混合溶液提取的回收率。張秀豐等[35]分別采用丙酮、乙腈、1%乙酸乙腈、乙酸乙酯提取5 g茶葉樣品中的33種農(nóng)藥殘留,發(fā)現(xiàn)乙酸乙酯提取,有機(jī)磷類農(nóng)藥回收率好于其他種類農(nóng)藥,但回收率不穩(wěn)定;丙酮和乙腈提取,33種農(nóng)藥回收率較好,但丙酮提取顏色較深,難以凈化;乙腈和1%乙酸乙腈提取,農(nóng)藥回收率無明顯差異。丁琳[36]分別采用甲醇、乙腈、體積比為為1∶1的丙酮-二氯甲烷混合溶劑提取1 g空白茶葉添加樣品中的滅蚜磷等25種弱極性或中等極性農(nóng)藥,乙腈和體積比為為1∶1的丙酮-二氯甲烷混合溶劑的提取效果較好,25種農(nóng)藥回收率均大于70%。
1.2.2 有機(jī)氯和擬除蟲菊酯的提取
朱盼等[24]比較乙腈和體積比為1∶1的丙酮-二氯甲烷對烏龍茶中擬除蟲菊酯和有機(jī)氯農(nóng)藥多殘留的提取效果,發(fā)現(xiàn)采用前者提取,81.8%的農(nóng)藥回收率明顯高于后者、9.1%的農(nóng)藥回收率不及后者、13.6%的農(nóng)藥回收率>130%、9.1%的農(nóng)藥回收率基本相當(dāng)。姚建花等[37]以農(nóng)藥回收率為指標(biāo),考察體積比分別為1∶1和1∶9的丙酮-正己烷混合溶液、1∶1的丙酮-石油醚混合溶液、乙腈、丙酮等溶劑對茶葉中15種有機(jī)氯和擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留的提取效果,發(fā)現(xiàn)乙腈提取回收率較好,丙酮溶出的色素相對多,難以凈化;因百菌清的離子化需在弱酸性條件下進(jìn)行,因此混合溶劑提取引起百菌清回收率偏低,認(rèn)為在提取溶劑中加入適量弱酸,會提高百菌清的提取效率。靳保輝等[38]在使用3 mL飽和NaCl溶液進(jìn)行茶葉樣品浸泡的前提下,考察不同配比的正己烷-丙酮混合溶液的提取效果對茶葉中25種有機(jī)氯農(nóng)藥多殘留的提取效果,發(fā)現(xiàn)隨著混合溶液中正己烷體積的增加,農(nóng)藥回收率和共提色素類干擾物均降低,當(dāng)兩種溶劑的體積比為2∶1時效果最佳,此時農(nóng)藥回收率高且干擾較小。劉婷婷等[39]采用乙酸乙酯提取茶葉中農(nóng)藥殘留,噠螨靈和溴氰菊酯回收率<50%。高效氯氟氰菊酯的回收率與提取溶劑有較大關(guān)系,其回收率按照二氯甲烷、甲醇、氯苯、三氯甲烷、水的順序依次降低,甲醇提取時有雜質(zhì),當(dāng)稱樣量∶提取溶劑為1∶10(m/V)時,高效氯氟氰菊酯的回收率最高[40]。鮑治帆等[41]分別采用乙腈、丙酮、體積比為1∶1的丙酮-正己烷混合溶液提取茶葉樣品中的27種含鹵素的農(nóng)藥殘留,結(jié)果表明丙酮提取各農(nóng)藥的回收率普遍高于乙腈提取,但丙酮提取時將大量的雜質(zhì)溶出,不易凈化;采用體積比為1∶1的丙酮-正己烷提取,個別農(nóng)藥的回收率低于丙酮提取,但所有農(nóng)藥的回收率均高于乙腈提取,回收率在達(dá)83.9%以上。王建芳等[42]分別采用乙腈、乙酸乙酯和丙酮3種溶劑提取茶鮮葉和烏龍茶中毒死蜱、茚蟲威、高效氰戊菊酯和高效氯氟氰菊酯4種農(nóng)藥殘留,用配有二極管陣列檢測器的高效液相色譜儀進(jìn)行測定,認(rèn)為乙腈提取液的雜質(zhì)干擾最少。劉騰飛等[43]分別采用乙腈、正己烷、乙酸乙酯、體積比為1∶1的正己烷-丙酮、體積比為4∶1正己烷-乙酸乙酯的混合溶液提取添加了18種多氯聯(lián)苯(PCBs)、水平為10 μg·kg-1碧螺春茶葉,發(fā)現(xiàn)體積比為1∶1的正己烷-丙酮混合溶液提取效果最好,PCBs的回收率隨著混合溶液用量增大而提高,當(dāng)用量達(dá)15 mL時提取效率最好,18種PCBs的回收率最高,為93%~108%。榮杰峰等[44]分別采用乙腈及不同比例正己烷-丙酮混合溶液進(jìn)行提取茶葉樣品中的有機(jī)氯農(nóng)藥和擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留,經(jīng)同樣的條件凈化,發(fā)現(xiàn)混合溶液提取時農(nóng)藥回收率均高于乙腈提取,各農(nóng)藥回收率隨著丙酮比例的增加而提高,提取液中雜質(zhì)的含量同時增加,不易凈化。李志等[45]采用體積比為1∶1丙酮-正己烷、乙腈、乙酸乙酯超聲提取茶葉樣品中的21種有機(jī)磷、有機(jī)氯、擬除蟲菊酯等農(nóng)藥殘留,發(fā)現(xiàn)混合溶液和乙腈提取效率相當(dāng),乙酸乙酯提取效果稍次;三種溶劑提取后21種農(nóng)藥平均回收率分別為90.05%、89.24%、86.81%。黃微等[46]在相同的條件下比較正己烷、乙腈、乙酸乙酯、丙酮同體積比為1∶1的丙酮-正己烷混合溶劑的提取茶葉中9種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留的效果,發(fā)現(xiàn)各溶劑提取得到的溶液顏色深淺不同,按照正己烷、乙腈、丙酮、丙酮-正己烷、乙酸乙酯的順序提取液顏色由淺到深;其中乙腈和體積比為1∶1的丙酮-正己烷提取,9種農(nóng)藥的回收率較高,但乙腈提取的提取液中有絮狀沉淀,增加了凈化的難度。
1.2.3 雜環(huán)類及其他農(nóng)藥的提取
李瑋等[30]分別采用乙酸乙酯、正己烷、二氯甲烷、含0.1%乙酸的乙腈、體積比為1∶1的正己烷-丙酮提取茶葉樣品中噠螨靈等7種農(nóng)藥殘留,發(fā)現(xiàn)采用正己烷、乙酸乙酯的提取,大部分農(nóng)藥基本上沒有回收,提取效率較低;體積比1∶1的正己烷-丙酮、含0.1%乙酸的乙腈、二氯甲烷提取,7種農(nóng)藥回收率均較高,由于二氯甲烷和體積比1∶1的正己烷-丙酮的脂溶性較強(qiáng),提取物中的雜質(zhì)較多,不易凈化;采用含0.1%乙酸的乙腈為提取溶劑,用無水乙酸鈉代替氯化鈉作鹽析劑,借助乙酸/乙酸鈉緩沖鹽控制水相和有機(jī)相的酸堿度,可改善喹瞞醚、噠螨靈等農(nóng)藥對堿的敏感性,使其回收率得到得以提高。高帥等[47]分別用乙腈、1%酸化乙腈、2%酸化乙腈提取2 g風(fēng)味茶中的52種農(nóng)藥,分別有49、44、45種農(nóng)藥的回收率在70%~120%之間;采用乙腈提取時,色素等物質(zhì)被提取較少,上清液顏色更清澈,干擾小。胡林林等[48]分別采用乙腈、甲醇、丙酮對用5 mL水浸泡的10 g茶葉樣品進(jìn)行提取,發(fā)現(xiàn)乙腈提取,農(nóng)藥回收率比較好;甲醇提取,提取液渾濁,雜質(zhì)多,影響部分農(nóng)藥回收率;丙酮提取,回收率尚可,但由于溶劑效應(yīng),上機(jī)測定時,影響目標(biāo)物峰型,分離效果不好。
總之,用于樣品提取的溶劑有單一溶劑和混合溶劑,單一溶劑有乙腈、丙酮、正己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷、甲醇等。丙酮,滲透性較好,但共萃物中雜質(zhì)較多,難以凈化。二氯甲烷、乙酸乙酯,滲透性不強(qiáng),不能完全浸潤茶葉的植物纖維,提取效率低。乙酸乙酯,極性中等,其溶解譜較廣,對中強(qiáng)極性及弱極性農(nóng)藥的溶解度大[49]。乙腈,可溶解極性范圍較廣的農(nóng)藥、且共萃物中干擾物質(zhì)少,是農(nóng)藥多殘留提取的首選溶劑[50]。甲醇、丙酮都與水互溶,做提取溶劑時有機(jī)相與水相較難分層,而乙腈做提取溶劑通過鹽析,有機(jī)相與水相易分層;丙酮與乙腈相比,做提取溶劑更易將雜質(zhì)和色素提取出來[51]。
樣品提取方式有超聲輔助、均質(zhì)破碎、渦旋振蕩等幾種。超聲提取的效果優(yōu)于搖床振蕩提?。?0]。超聲提取有利于有機(jī)磷農(nóng)藥回收率提高,且多數(shù)農(nóng)藥的回收率差別不大[11];但隨著超聲時間的延長,甲胺磷、乙酰甲胺磷、毒死蜱、水胺硫磷、丙溴磷5種農(nóng)藥的回收率和實(shí)際陽性樣品的檢出值有不同程度的降低[11],高效氯氟氰菊酯和PCBs回收率先提高后降低[40,43],當(dāng)超聲時間為40 min時,高效氯氟氰菊酯的回收率最高[40];當(dāng)超聲時間為15 min時,18種PCBs的回收率均>95%,之后延長超聲時間至20 min,PCB28、PCB52、PCB101、PCB180的回收率小幅降低,其他目標(biāo)物的回收率趨于穩(wěn)定[43]。超聲波的頻率、溫度分別設(shè)為80 kHz,20℃時最好[40]。高速均質(zhì)可以粉碎樣品組織,使提取劑與樣品充分接觸,從而提高提取效率;在均質(zhì)、手動渦旋和振蕩提取3種方式中,均質(zhì)的提取效率最高,基質(zhì)干擾相對較小,且所耗時間最短,樣品提取后204種農(nóng)藥的回收率為64.30%~122.47%[28]。超聲輔助提取可使毒死蜱、茚蟲威、高效氰戊菊酯和高效氯氟氰菊酯4 種農(nóng)藥的回收率比振蕩提取的提高12.0%以上[42]。均質(zhì)提取,聯(lián)苯菊酯、甲氰菊酯、三氯殺砜、氰戊菊酯、噠螨靈、溴氰菊酯6種農(nóng)藥回收率比振蕩提取和超聲提取高,為83%~107%;回收率精密度受勻漿時間和均質(zhì)器轉(zhuǎn)速影響較大,RSD在7.8%~18.7%之間[39]。
黃微等[46]在相同的條件下采用ASE提取茶葉樣品中的9種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留時,加入同茶葉樣品質(zhì)量相同的硅藻土同不加硅藻土相比,9種農(nóng)藥的回收率明顯提高,原因是加入硅藻土后樣品均勻分散在硅藻入中,使提取劑和樣品接觸更充分;隨著ASE設(shè)置溫度升高,多數(shù)農(nóng)藥的回收率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,聯(lián)苯菊酯、甲氰菊酯、氯氟氰菊酯、氯菊酯和氟氯氰菊酯、氯氰菊酯、氟氰戊菊酯的回收率分別在100℃和60℃達(dá)到最高,從120℃和80℃開始降低;多數(shù)農(nóng)藥回收率隨著萃取壓力升高而上升,并在15 MPa時達(dá)到最高值。焦慧澤等[52]選取一個含有溴氰菊酯的綠茶樣品和一個含有聯(lián)苯菊酯的紅茶樣品,以樣品∶提取溶劑(m∶V)為1∶5的比例、采用乙腈、體積比為1∶1的環(huán)己烷-乙酸乙酯混合溶液、乙腈(同時加入2 g NaCl)、體積比為2∶1的正己烷-丙酮混合溶液為提取溶劑,分別在振蕩、超聲、均質(zhì)、ASE(80℃、1500 psi壓力條件下加熱萃取5 min)4種方式下進(jìn)行提取,發(fā)現(xiàn)均質(zhì)及ASE的提取后溴氰菊酯和聯(lián)苯菊酯的檢測結(jié)果均高于振蕩和超聲,筆者認(rèn)為4種提取方式所采用的提取溶劑有所不同,提取溶劑對檢測結(jié)果的影響不容忽視。
利用丙酮既親水又親脂、在適當(dāng)?shù)臈l件下親脂性更強(qiáng)的性質(zhì),茶葉樣品提取液濃縮后,依次往其中加入丙酮、純凈水和正己烷復(fù)溶后分別進(jìn)行劇烈振蕩,使待測農(nóng)藥和部分雜質(zhì)隨著丙酮溶劑從水相轉(zhuǎn)移進(jìn)入正己烷相實(shí)現(xiàn)從水相到正己烷相的轉(zhuǎn)移,從而達(dá)到去除大部分雜質(zhì)的目的,該步驟去除色素的能力有限。同時會造成鄰苯二甲酰亞胺、倍硫磷亞砜、地胺磷等農(nóng)藥少量損失[49];分別以甲醇、乙醇、丙醇、乙腈、丙酮、四氫呋喃為復(fù)溶劑,將濃縮后茶葉樣品提取液進(jìn)行復(fù)溶,從高效氯氟氰菊酯的測定結(jié)果看,按照乙醇、乙腈、甲醇、四氫呋喃、丙酮、丙醇的順序,高效氯氟氰菊酯的回收率依次降低[40]。
常用于茶葉樣品的凈化劑有N-丙基乙二胺(PSA)、石墨化碳黑(GCB)、十八烷基硅烷鍵合硅膠(C18)、中性Al2O3、弗羅里矽土(Florisil)、無水MgSO4、碳納米管(CNTs)、TPT茶葉專用柱及其他復(fù)合材料。
PSA,正相,去除維生素、色素能力一般;但可通過弱陰離子交換作用及極性相互作用,去除干擾物中的碳水化合物和脂類物質(zhì)[37],因其中伯、仲胺同時存在而具有更高的去除雜質(zhì)能力[53]。GCB,具規(guī)則多面體結(jié)構(gòu)和均勻石墨化表面,吸附譜較廣,具有選擇性吸附、易洗脫的特點(diǎn),可特異性吸附具有平面片層芳香環(huán)結(jié)構(gòu)的農(nóng)藥,導(dǎo)致此類農(nóng)藥回收率偏低[17,53-54];同時其表面存在極性位點(diǎn),相對密度較小,在極性溶劑中可形成懸浮液,相分離難度大,不易回收[17],去除色素和固醇類雜質(zhì)的效果較好[53-54]。中性Al2O3和GCB去除維生素、色素效果較好,中性Al2O3可去除大部分脂溶性色素[37]。C18,反相,可有效去除脂類等非極性有機(jī)物,但脂類等非極性有機(jī)物在茶葉中含量較低,因此采用C18凈化茶葉樣品提取液效果不明顯,且易引起目標(biāo)農(nóng)藥的損失[36]。無水MgSO4,用于脫水[55]。CNTs,納米級中空管,具有碳六元環(huán)結(jié)構(gòu),具有較大的比表面積和獨(dú)特的理化性能,在吸附特性上與傳統(tǒng)的吸附劑GCB具有一定的差異[27]。Florisil,正相填料,可以強(qiáng)吸附含電負(fù)性雜原子的極性干擾物[52]。GCB/NH2,正相材料,可有效吸附去除色素、有機(jī)酸及糖分;Carb-NH2,對色素具有較強(qiáng)的去除能力,但對倍硫磷、乙酰甲胺磷等有機(jī)磷類農(nóng)藥和極性較強(qiáng)的農(nóng)藥有不同程度的吸附,導(dǎo)致該部分農(nóng)藥回收低或無法檢出[56];TPT小柱,由胺改性的二氧化硅、酰胺改性的聚苯乙烯和GCB填裝而成的,可除去茶葉提取液中的生物堿、有機(jī)酸、脂肪酸、色素和多酚類化合物等干擾物質(zhì)[57]。
Cleanert TPT固相萃取柱比QuEChERS方法的DisQuE凈化管去除茶多酚、酯類物質(zhì)的能力更強(qiáng)[11];余璐等[28]以基質(zhì)效應(yīng)較強(qiáng)的呋喃丹、甲基毒死蜱、芐草隆、苯醚甲環(huán)唑、樂果、倍硫磷氧磷、甲胺磷7種農(nóng)藥為研究對象,以體積比為3∶1的乙腈-甲苯為洗脫液,比較Cleanert TPT柱、Carb-PSA柱、Florisil柱、Envi-Carb柱4種固相萃取小柱的凈化效果,結(jié)果表明采用Florisil柱、Envi-Carb柱凈化,7種農(nóng)藥回收率較高,多數(shù)高于Carb-PSA柱和Cleanert TPT柱,但凈化效果差,洗脫液中含有較多雜質(zhì);采用Carb-PSA柱和Cleanert TPT柱凈化,204種農(nóng)藥的回收率分別為65.2%~119.5%與70.3%~116.4%;Florisil柱去除色素的能力較差;Envi-Carb可去除大部分色素,但去除其他干擾物的能力較差;Carb-PSA柱是雙NH2結(jié)構(gòu),具有較高的離子交換容量,能有效去除茶葉中如色素、有機(jī)酸等極性雜質(zhì),譜圖上的雜質(zhì)峰較少,基質(zhì)效應(yīng)更小。分別將1.0 mL 0.04 mg·L-1的9種天然植物源農(nóng)藥混合標(biāo)準(zhǔn)溶液加入50 mg PSA、GCB、Al2O3、C18中,上機(jī)測定發(fā)現(xiàn)4種吸附劑對9種農(nóng)藥的吸附程度均不相同,GCB對除印楝素B之外的其他農(nóng)藥吸附均較嚴(yán)重,尤其是小檗堿;C18對尼古丁、苦參堿、小檗堿、藜蘆堿吸附嚴(yán)重;Al2O3對辣椒素、藜蘆堿、二氫辣椒素、印楝素A、苦參堿、尼古丁吸附嚴(yán)重;PSA對9種農(nóng)藥幾乎無吸附[30]。經(jīng)測定,GCB對噠螨靈、噻螨酮、噻嗪酮、喹瞞醚、聯(lián)苯菊酯、苯醚甲環(huán)唑和氟氰戊菊酯7種農(nóng)藥吸附最強(qiáng),對前4種農(nóng)藥的吸附率分別為28%、25%、18%、15%;PSA、C18對該7種農(nóng)藥基本無吸附,F(xiàn)lorisil不僅對該7種農(nóng)藥無吸附,還會引起基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)[31]。當(dāng)PSA用量>120 mg,氧樂果、甲胺磷和乙酰甲胺磷的回收率<80%;當(dāng)GCB用量大于200 mg,久效磷、殺螟硫磷、三唑磷和伏殺硫磷回收率<80%[32]。測定2 g 調(diào)味茶中的52種農(nóng)藥,以52種農(nóng)藥的回收率在70~120%之間的農(nóng)藥個數(shù)衡量凈化效果,結(jié)果表明當(dāng)GCB、C18、PSA的單一吸附劑的用量分別為40、100、150 mg時,52種農(nóng)藥的回收率在70%~120%的種類數(shù)量最多,分別為44、51、50種[47]。Florisil、NH2、TPT茶 葉 專 用 柱、C18、PSA+無水MgSO4對吡蟲啉、啶蟲脒、多菌靈、噻蟲嗪4種農(nóng)藥存在一定的選擇性吸附,C18、NH2和Florisil土吸附多菌靈較強(qiáng),經(jīng)其凈化后多菌靈回收率依次降低;不同質(zhì)量的PSA與無水MgSO4配合使用,對4種農(nóng)藥的回收率影響不同,其中300 mg PSA+700 mg MgSO4配合使用對4種農(nóng)藥的回收率影響最?。?8]。
選擇洗脫溶劑時要考慮待測組分的極性及凈化材料的性質(zhì),選擇單一溶劑或者混合溶劑進(jìn)行洗脫,采用混合溶劑洗脫者居多。不同的文獻(xiàn)在測定茶葉樣品中不同的農(nóng)藥殘留時采用不同的洗脫溶劑洗脫經(jīng)過不同凈化材料凈化的茶葉樣品,取得了不同的效果。
將添加聯(lián)苯菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯的茶葉基質(zhì)采用Florisil柱凈化,分別采用體積比為4∶1的正己烷-丙酮混合溶液和正己烷-乙酸乙酯混合溶液、體積比為1∶1的正己烷-乙醚混合溶液、體積比為1∶1∶1的正己烷-丙酮-乙醚混合溶液進(jìn)行洗脫,結(jié)果表明體積比為4∶1的正己烷-乙酸乙酯混合溶液的洗脫效果最好;且當(dāng)2種溶劑的比例為2∶1時洗脫效果更好,達(dá)到較好的洗脫效果時洗脫劑的使用量更少[23]。用體積分?jǐn)?shù)25%的乙腈水溶液洗脫吸附有吡蟲啉農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品的Envi-Carb/PSA、Carb-NH2和ENVI-18小柱,當(dāng)洗脫劑的體積為2 mL時,可洗脫下94% ENVI-18吸附的吡蟲啉;當(dāng)洗脫劑的體積為6 mL時,可洗脫下98%、99% Envi-Carb/PSA、Carb-NH2吸附的吡蟲啉;從配有2489 UV/Visable 檢測器的液相色譜譜圖看,經(jīng)Envi-Carb/PSA吸附的樣品最干凈,對吡蟲啉無干擾[26]。采用不同體積、體積比為3∶1的乙腈-甲苯進(jìn)行洗脫經(jīng)Carb-PSA凈化的茶葉樣品,調(diào)查噻嗪酮、啶蟲脒、吡蟲啉、利苯唑、吡蚜酮、嘧螨醚、多菌靈7種農(nóng)藥的回收率,發(fā)現(xiàn)當(dāng)洗脫溶劑體積為5 mL時,噻嗪酮、啶蟲脒、吡蟲啉的回收率為80%左右;當(dāng)洗脫劑為10 mL時,噻嗪酮、吡蟲啉的回收率最高、當(dāng)洗脫劑為15 mL時、啶蟲脒、利苯唑、多菌靈的回收率最高;當(dāng)洗脫劑為25 mL時,吡蚜酮、嘧螨醚回收率最高;204種農(nóng)藥的回收率為70.34%~118.38%,且趨于平穩(wěn)[28]。分別采用丙酮、甲醇、乙腈、乙醇洗脫吸附了毒死蜱等8種農(nóng)藥的的MWCNTs-Fe3O4磁性納米材料,調(diào)查8種農(nóng)藥的回收率,發(fā)現(xiàn)4種試劑的洗脫效果按照丙酮、甲醇、乙腈、乙醇的順序降低[33]。采用分散固相萃取法,將無水NaSO4、活性炭及Florisil土加入提取液中進(jìn)行吸附凈化,考察乙腈、丙酮、體積比為1∶1的丙酮-正己烷3種溶劑的脫附效果,3種溶劑的脫附效果按照丙酮、混合溶劑、乙腈的順序降低;乙腈脫附后40.74%的農(nóng)藥的回收率低于60%,丙酮脫附后,各農(nóng)藥的回收率為88.47~116.71%,混合溶劑脫附后,各農(nóng)藥的回收率為68.26%~109.58%[41]。采用體積比為3∶1的乙腈-甲苯混合溶劑洗脫吸附含有9種菊酯類農(nóng)藥的茶葉樣品的Cleanert TPT柱,當(dāng)洗脫劑的用量在5 mL以內(nèi),9種農(nóng)藥回收率隨著洗脫劑體積的在增加急劇升高,洗脫劑的用量在5~10 mL之間,9種農(nóng)藥回收率稍有升高至最大,之后不再升高[46]。分別采用體積比為3∶1的乙腈-甲苯和體積比為1∶1丙酮-正己烷洗脫含有286種農(nóng)藥的樣品的Cleanert TPT柱,發(fā)現(xiàn)使用不足10 mL的兩種混合溶劑,可將超過250種農(nóng)藥完全洗脫;因Cleanert TPT柱具有石墨碳的六方層狀結(jié)構(gòu),對五氯苯胺、蒽醌、六氯苯等含有平面芳香環(huán)的少部分農(nóng)藥具有強(qiáng)吸附,使用體積比為1∶1丙酮-正己烷極難將其洗脫,采用體積比為3∶1的乙腈-甲苯可獲得良好的洗脫效果[49]。采用GCB/NH2+Florisil柱凈化含有10種擬除蟲菊酯類標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的茶葉樣品提取液,分別用10 mL體積比為9∶1和8∶2的正己烷-二氯甲烷及體積比為9∶1和8∶2的正己烷-丙酮混合溶劑分兩次洗脫后定容至1 mL,從10種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的回收率可知體積比為9∶1和8∶2的正己烷-丙酮作為洗脫劑較好,但體積比為9∶1正己烷-丙酮作為洗脫劑,洗脫液中殘留雜質(zhì)量較少[52]。
農(nóng)藥種類繁多、性質(zhì)千差萬別、極性跨度大,茶葉樣品中活性成分及其含量因品種、產(chǎn)地及茶葉制作工藝的不同而各不相同,使茶葉中農(nóng)藥殘留的識別和定量的準(zhǔn)確性大打折扣。在進(jìn)行茶葉多殘留分析時,無論是進(jìn)行樣品提取還是樣品凈化,單一材料很難適用所有的農(nóng)藥分析,復(fù)合溶劑及多種填料的復(fù)合柱在茶葉中多種農(nóng)藥的分析中應(yīng)用較多,且效果較好;近年來新引進(jìn)吸附材料,納米級中空管對茶葉樣品的凈化將會產(chǎn)生較大的助力。
我國的茶葉生產(chǎn)量和出口量均居全球前列,但國外對茶葉制定的日趨嚴(yán)格的限量限制了其發(fā)展,在源頭抓好茶葉種植體系建設(shè),合理進(jìn)行植物保護(hù),慎用劇毒高毒農(nóng)藥、降低農(nóng)藥施用率,是保證茶葉質(zhì)量的關(guān)鍵;在流通領(lǐng)域加強(qiáng)檢測,將不合格的產(chǎn)品拒于市場之外是保證茶葉質(zhì)量的手段。隨著社會的發(fā)展,茶葉相關(guān)質(zhì)量認(rèn)證體系逐步完善、市場準(zhǔn)入要求的檢測項目及限量指標(biāo)也會漸漸增加,快速、準(zhǔn)確、高效的茶葉多農(nóng)藥殘留分析方法成為日后研究的必然趨勢。