農(nóng)藥殘留檢測(cè)中樣品前處理技術(shù)
劉 霞
(臨淄區(qū)檢驗(yàn)檢測(cè)中心,山東淄博 255000)
摘 要:為了控制病蟲害并促進(jìn)農(nóng)作物穩(wěn)定生長(zhǎng),當(dāng)前農(nóng)業(yè)種植中普遍使用了農(nóng)藥,然而農(nóng)藥殘留問題亦給人們帶來了不同程度的健康安全威脅,這使得農(nóng)藥殘留檢測(cè)工作的重要性日漸凸顯。樣品前處理階段是農(nóng)藥殘留檢測(cè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),對(duì)檢測(cè)結(jié)果的科學(xué)性具有重要影響。本文對(duì)目前農(nóng)藥殘留檢測(cè)樣品前處理技術(shù)類型進(jìn)行深入分析,主要包括固相萃取技術(shù)、固相微萃取技術(shù)、基質(zhì)固相分散處理技術(shù)、微波輔助萃取技術(shù)和超臨界流體萃取技術(shù),以期為前處理技術(shù)的應(yīng)用提供一定的借鑒參考。
關(guān)鍵詞:農(nóng)藥殘留量;檢測(cè);樣品前處理;發(fā)展趨勢(shì)
食品農(nóng)藥殘留一直都是食品安全監(jiān)管領(lǐng)域的重要內(nèi)容之一,關(guān)系到人們基本日常飲食健康,相關(guān)工作不到位輕則造成人們健康受損,重則導(dǎo)致負(fù)面影響極大的公眾健康威脅事件,故而對(duì)農(nóng)藥殘留的檢測(cè)需要引起高度的重視[1]。樣品前處理階段是農(nóng)藥殘留檢測(cè)工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié),如何在確保檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性與科學(xué)性的前提下實(shí)現(xiàn)檢測(cè)效率的提升,需要技術(shù)人員根據(jù)樣品實(shí)際情況選擇合理的樣品前處理技術(shù),本文即針對(duì)此問題開展相關(guān)研究。
1 農(nóng)藥殘留檢測(cè)樣品前處理技術(shù)
樣品前處理是指對(duì)待檢測(cè)食品的樣品進(jìn)行預(yù)先處理,以獲取較為準(zhǔn)確可靠食品檢測(cè)結(jié)論的技術(shù)?,F(xiàn)代分析化學(xué)在發(fā)展過程中,待測(cè)樣品的組成成分愈發(fā)復(fù)雜,同時(shí)其還會(huì)對(duì)測(cè)定過程產(chǎn)生不同程度的干擾,故而,各類樣品在采集后通常需進(jìn)行前處理。前處理技術(shù)可以有效防止待檢測(cè)食品樣品對(duì)倍增器或是離子源產(chǎn)生污染,進(jìn)而保障食品檢測(cè)效率。在農(nóng)藥殘留檢測(cè)的實(shí)踐過程中,技術(shù)人員應(yīng)密切結(jié)合食品種類、特征、檢測(cè)數(shù)據(jù)要求以及檢測(cè)儀器規(guī)格的實(shí)際情況,按照差異性原則選擇合理的前處理技術(shù)。需要注意的是,前處理技術(shù)的選擇應(yīng)保證富集倍數(shù)以及檢測(cè)靈敏度最佳,規(guī)避樣品前處理環(huán)節(jié)出現(xiàn)誤差的問題。
2 農(nóng)藥殘留檢測(cè)樣品前處理技術(shù)類型
2.1 固相萃取技術(shù)
固相萃取技術(shù)即采取吸附處理手段對(duì)樣品的不同成分進(jìn)行分離,以此實(shí)現(xiàn)富集、分離目標(biāo)化合物的目的。通過對(duì)熱解吸附術(shù)、洗脫液技術(shù)的運(yùn)用,可以實(shí)現(xiàn)食品樣品與干擾性成分之間的分離,進(jìn)而萃取待測(cè)物[2]。提取目標(biāo)化合物之后,需要注意到食品農(nóng)藥殘留種類基質(zhì)較多的問題,并將其中色素、脂肪、含水量等因素的干擾納入考慮,技術(shù)人員還要對(duì)樣品展開進(jìn)一步分析,運(yùn)用不同的吸附劑來確定樣品中農(nóng)藥的種類與濃度,以將誤差縮小。
萃取過程、試劑以及處理方式的選擇要根據(jù)樣品的形態(tài)進(jìn)行選擇。若樣品為液體形態(tài),則采用固體吸附劑對(duì)其中的待測(cè)成本予以吸附;若樣品為固體形態(tài),則需應(yīng)用其他技術(shù)提取,隨后予以凈化處理;若樣品富含油脂,應(yīng)在其中加入丙酮、乙烷予以處理。固相萃取技術(shù)的顯著優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)崿F(xiàn)樣品的濃縮富集,從而快速準(zhǔn)確地測(cè)定樣品中的多項(xiàng)農(nóng)藥殘留,且濃度測(cè)定精確度較高,這亦使其在我國(guó)現(xiàn)階段食品農(nóng)藥殘留樣品前處理過程中的應(yīng)用較為廣泛。然而,其缺點(diǎn)亦比較明顯,如固相萃取柱與吸附劑的結(jié)合不可逆,此外,還會(huì)存在記憶效應(yīng),應(yīng)用范圍受到了一定程度的限制。
2.2 固相微萃取技術(shù)
固相微萃取技術(shù)發(fā)端于固相萃取技術(shù),是對(duì)后者的改進(jìn),與之相比最大的特征在于對(duì)吸附劑孔道堵塞缺點(diǎn)的彌補(bǔ),能夠?qū)崿F(xiàn)采樣、濃縮、萃取等環(huán)節(jié)的一體化。固相微萃取技術(shù)所使用的裝置類似于普通液體注射器,可大致分為手柄、萃取頭兩個(gè)部分,萃取頭由套著不銹鋼管的石英纖維構(gòu)成,且纖維頭能夠?qū)崿F(xiàn)在鋼管內(nèi)部的自由伸縮。固相微萃取技術(shù)的萃取模式主要有兩種類型:①直接法,主要對(duì)應(yīng)的是具有半揮發(fā)性的氣體或是液體樣品,具體的操作為將石英纖維直接暴露在樣品中。②頂空法,主要對(duì)應(yīng)具有揮發(fā)性的固體以及廢水樣品,具體操作為將石英纖維置于樣品頂空。
固相微萃取技術(shù)快捷簡(jiǎn)便,萃取效率較高,通常只需要15 min即可得出相應(yīng)的結(jié)果,且分析過程中所需要使用的樣品數(shù)量較少,減少了浪費(fèi)。同時(shí),不必依靠任何外部溶劑成分,顯著降低了萃取過程中的溶劑成本,在提升萃取效率的同時(shí)還消除了環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn),技術(shù)的節(jié)能降耗優(yōu)勢(shì)較為突出,這使得其在食品的農(nóng)藥殘留檢測(cè)前處理中得到了較為廣泛的應(yīng)用[3]。另外,現(xiàn)階段固相微萃取技術(shù)通常與氣相色譜質(zhì)譜(GC/MS)聯(lián)用在涵蓋環(huán)境、食品、醫(yī)藥及動(dòng)植物等領(lǐng)域的樣品農(nóng)藥殘留量分析之中。
2.3 基質(zhì)固相分散處理技術(shù)
基質(zhì)固相分散處理技術(shù)通常標(biāo)的固相物質(zhì)載體,其實(shí)施流程如下:①萃取樣品之后,將混合萃取材料以及食品樣品混合均勻。②將待檢物質(zhì)和萃取材料的混合物作為對(duì)應(yīng)的填料進(jìn)行裝柱;③采取淋洗的方式來對(duì)樣品予以分離。基質(zhì)固相分散處理技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)在于,其突破了單一樣品處理方式所具有的局限性,把均漿、提取、凈化等環(huán)節(jié)自然地融入到了萃取實(shí)際操作中,從而將固相分散技術(shù)、鍵合填料技術(shù)密切結(jié)合在一起。不同于其他的基質(zhì)處理方式,基質(zhì)固相分散處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)各個(gè)操作環(huán)節(jié)的簡(jiǎn)化,同時(shí)還有效地降低了投入溶劑的比例,萃取效果得到了提升。
目前的食品樣品檢測(cè)中,基質(zhì)固相分散處理技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛。只要經(jīng)過萃取與提取操作,即可在萃取污染物時(shí)達(dá)到對(duì)超標(biāo)有害物質(zhì)的準(zhǔn)確判斷,操作流程的簡(jiǎn)化節(jié)約了大量的時(shí)間成本,同時(shí)還保障了相對(duì)較高的樣品回收率[4]。以某一類型的化合物分離為例,基質(zhì)固相分散處理技術(shù)能夠有效避免所加入樣品量及溶劑量過多的問題,并保證分離待測(cè)物的時(shí)效性。緣于上述的優(yōu)勢(shì),近些年來基質(zhì)固相分散處理技術(shù)的推廣速度日益加快。
2.4 微波輔助萃取技術(shù)
若是在樣品前處理環(huán)節(jié)出現(xiàn)了有機(jī)物,一般需要應(yīng)用微波輔助萃取技術(shù),特別是在遇到樣品為土壤、飼料等情況時(shí)。具體的技術(shù)實(shí)施流程為,對(duì)食品樣品予以微波加熱并在其中加入一定量的極性溶劑,從而實(shí)現(xiàn)樣品與雜質(zhì)的有效分離。在這一過程中,物質(zhì)分子對(duì)微波能量的吸收程度會(huì)直接影響到樣品與雜質(zhì)分離操作的效果。另外,微波輔助萃取技術(shù)還可檢測(cè)豬肉產(chǎn)品、嬰兒配方奶粉中的有機(jī)農(nóng)藥亦或是毒害成分的殘留程度,從而判斷其是否超出最大限度,批量化的處理方式可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)物質(zhì)成本與人力成本的有效降低。
微波輔助萃取技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯著,分離樣品操作的安全性、效率性、快捷性均得到了切實(shí)的保障。此外,在現(xiàn)代信息技術(shù)手段的助力下,相關(guān)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)萃取試劑投入比例的自動(dòng)化調(diào)節(jié),以此滿足不同種類檢測(cè)物同時(shí)提取的較高要求。但是,應(yīng)用微波輔助萃取技術(shù)也存在一定的局限性,主要體現(xiàn)在對(duì)溶劑的極性要求方面,如提取具有較強(qiáng)揮發(fā)性的農(nóng)藥時(shí),若遇到非極性透明溶劑,則這一技術(shù)的萃取效果會(huì)受到較大影響。
2.5 超臨界流體萃取技術(shù)
超臨界流體萃取技術(shù)屬于近年來新興的一種物質(zhì)分離技術(shù),選擇非凝縮性高密度流體作為溶劑,實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品化合物的層層溶解分離,以萃取待檢組分。其中,較為常見的超臨界流體萃取劑為CO2,在萃取非極性物質(zhì)時(shí),能夠充分發(fā)揮其無(wú)毒害、化學(xué)惰性、提純便捷的優(yōu)勢(shì),但CO2對(duì)于極性物質(zhì)的適用性較差。具體到實(shí)踐流程,可將該技術(shù)分為萃取與分離兩個(gè)先后階段,與固相萃取技術(shù)的流程大體上類似[5]。超臨界流體萃取技術(shù)實(shí)施過程中,萃取劑的選擇是重中之重,而在此之外,壓力、溫度、改性劑也是影響到萃取效率的重要因素。
壓力方面,流體試劑處在既定溫度下的超臨界狀態(tài)時(shí),密度一旦發(fā)生變化,對(duì)應(yīng)的溶質(zhì)對(duì)物質(zhì)的溶解度也會(huì)發(fā)生變化,從而影響到萃取結(jié)果,故而,試劑壓力密度的調(diào)整能夠提升萃取速度。溫度方面,超臨界流體密度以及檢測(cè)物蒸氣壓會(huì)因溫度的改變而產(chǎn)生相應(yīng)的變化,在流體臨界點(diǎn)處在高壓狀態(tài)時(shí)提高溫度,溶劑與檢測(cè)物之間的融化力會(huì)增強(qiáng),從而提升萃取效率,然而,把控溫度對(duì)設(shè)備和技術(shù)的要求較高,會(huì)明顯提升所需成本,實(shí)際情況中并不常用。改性劑方面,加入部分化學(xué)試劑于萃取溶劑中,能夠便利對(duì)萃取結(jié)果的顯示觀測(cè),實(shí)踐中會(huì)按照檢測(cè)物基質(zhì)、種類,科學(xué)合理地添加相應(yīng)的改性劑。
3 農(nóng)藥殘留檢測(cè)樣品前處理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
現(xiàn)階段,食品檢測(cè)技術(shù)發(fā)展較快,信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展加之其與樣品前處理環(huán)節(jié)的日益融合,使得前處理操作誤差得到了有效減少,在保障民眾日常飲食方面發(fā)揮了十分積極的作用[6]。然而,目前食品農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展并不健全,還需要相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行持續(xù)探索與優(yōu)化,以期實(shí)現(xiàn)食品檢測(cè)的日漸效率化、安全化、無(wú)毒化。另外,技術(shù)人員還應(yīng)對(duì)樣品前處理技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估予以充分重視,秉持綜合性的原則利用相關(guān)學(xué)科原理開展工作,以此達(dá)到對(duì)食品加工中農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)的準(zhǔn)確評(píng)估,為食品安全保障體系的完善奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
4 結(jié)語(yǔ)
食品農(nóng)藥殘留檢測(cè)中,樣品前處理技術(shù)的應(yīng)用是重中之重,影響著檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與精細(xì)度,也決定著檢測(cè)結(jié)果的科學(xué)性。實(shí)踐過程中,相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)充分明晰不同的前處理技術(shù)優(yōu)劣勢(shì),并緊扣檢測(cè)樣品的基質(zhì)特點(diǎn)予以合理地選擇,以實(shí)現(xiàn)對(duì)食品農(nóng)藥殘留安全風(fēng)險(xiǎn)的準(zhǔn)確把握,切實(shí)保障人們的基本日常飲食安全。此外,還應(yīng)在具體的實(shí)踐中不斷總結(jié)反思,持續(xù)優(yōu)化前處理技術(shù),使其向著更為高效科學(xué)的方向發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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作者簡(jiǎn)介:劉霞(1986—),女,漢族,山東淄博人,本科,助理工程師。研究方向:食品檢測(cè)。

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