蔬菜水果中氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留檢測方法研究進(jìn)展

蔬菜水果中氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留檢測方法研究進(jìn)展

近年來，由于貨架上的農(nóng)藥不合理，過度使用，蔬菜、水果和其他作物中的農(nóng)藥殘余問題引起了中國社會的高度關(guān)注。其中有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥在我國應(yīng)用最為廣泛,本文重點(diǎn)分析了目前應(yīng)用于蔬菜水果中氨基甲酸酯類農(nóng)藥的各種前處理技術(shù)及檢測技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),并對未來我國農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了展望。1樣品前處理技術(shù)1.1農(nóng)藥殘留檢測點(diǎn)固相萃取技術(shù)(SPE)是一個包括液相和固相的物理萃取過程,利用吸附劑吸附液體樣品中的目標(biāo)化合物,再經(jīng)過洗脫,從而達(dá)到分離或富集目標(biāo)化合物的目的。SPE具有操作快速簡便、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)已在農(nóng)藥殘留檢測工作中廣泛應(yīng)用。但需使用大量價格高并對身體有害的有機(jī)溶劑,操作繁瑣、費(fèi)時,同時容易造成分析物流失,重現(xiàn)性較差。姜俊等采用乙腈提取樣品,NH2-SPE固相萃取柱凈化,甲醇-二氯甲烷溶液(5∶95,V/V)洗脫,氮?dú)獯祾邼饪s,丙酮定容,全二維氣相色譜-飛行時間質(zhì)譜檢測,基質(zhì)曲線外標(biāo)法定量,測定蔬菜中64種農(nóng)藥殘留量,其檢出限(S/N=3)和定量限(S/N=10)范圍分別為0.010~6.032μg/kg和0.035~20.107μg/kg,在一些蔬菜中的回收率范圍為68.3%~117.8%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.6%~9.1%。1.2超臨界流體萃取超臨界流體萃取技術(shù)(SFE)是利用超臨界流體對有效物質(zhì)的溶解作用,從而利用壓力和溫度影響超臨界流體的溶解能力,按沸點(diǎn)高低和極性大小,選擇性地將各種組分依次提取分離。常用的超臨界流體萃取劑有二氧化碳(CO2)、乙烯、甲醇、乙烷、苯、丙烷等,其中CO2是使用最廣泛的萃取劑:無毒、惰性、不可燃、廉價、易獲得高純度,且表面張力低、黏度低、擴(kuò)散性高。如今,在食品、醫(yī)藥、化工和材料等領(lǐng)域SFE技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。SFE萃取時間短、提取效率高、提取結(jié)果準(zhǔn)確度高、有機(jī)溶劑殘留少對環(huán)境污染小,且萃取溫度低,大大提高了分析方法的可靠性。但是需用大量高純CO2,測定方法的重現(xiàn)性較差。1.3ase萃取技術(shù)加速溶劑萃取(ASE)是采用常規(guī)溶劑,在較高的溫度(50~200℃)和壓力(10.3~20.6MPa)下對固體或半固體樣品進(jìn)行萃取的新穎的樣品前處理技術(shù),具有操作簡便、省時省溶劑、減少有機(jī)溶劑對環(huán)境的污染、萃取操作自動化的特點(diǎn)。與索氏萃取和微波萃取相比,ASE萃取效率高,選擇性好。王昭妮等使用ASE溶劑萃取儀,對小麥粉中農(nóng)藥進(jìn)行檢測。其樣品加標(biāo)平均回收率為74.3%~121.7%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為2.1%~6.6%,檢出限(LOD)為0.01~0.05mg/kg。該法簡便、快速、靈敏,準(zhǔn)確,適合農(nóng)藥殘留的日常檢驗(yàn)。1.4洗脫溶劑-加熱解固相微萃取技術(shù)(SPME)是在固相萃取的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型萃取技術(shù),利用固體吸附劑吸附液體樣品中的目標(biāo)化合物,使之與基質(zhì)和干擾化合物分離,再用洗脫液洗脫或加熱解吸附,達(dá)到分離、富集目標(biāo)化合物的目的。該方法可重復(fù)多次使用,集提取、濃縮、進(jìn)樣為一體,全過程不需溶劑。具有操作簡單、成本低、回收率高以及避免使用有機(jī)溶劑等優(yōu)點(diǎn)。但由于商用探頭的種類有限,并且在不同程度上都存在熱穩(wěn)定性差、抗溶劑沖洗能力弱和使用壽命短等缺陷,常與溶膠-凝膠技術(shù)結(jié)合使用。胡彥學(xué)等采用固相微萃取-高效液相色譜法的分析方法檢測番茄中氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留,檢出限為0.011~0.023mg/kg。1.5濁點(diǎn)萃取法濁點(diǎn)萃取法(CPE)是基于表面活性劑溶液相分離現(xiàn)象的一種新興的液-液萃取技術(shù),是利用表面活性劑富集相對樣品中的農(nóng)藥進(jìn)行提取與富集的方法。濁點(diǎn)萃取法具有安全低毒,萃取效率高,萃取速度快,萃取成本低等優(yōu)點(diǎn),與傳統(tǒng)的液液萃取相比,此方法簡便、靈敏度高、消耗溶劑很少,已經(jīng)成功的與多種分析儀器聯(lián)用,用于農(nóng)藥殘留樣品的前處理中。Apichai等利用1.5%TritonX-114提取并用高效液液相色譜紫外檢測器在270nm下檢測了水果中的6種農(nóng)藥,方法的檢測限為0.1~1.0mg/kg,回收率為80.0%~107%。2檢測技術(shù)2.1智能化交換成電色譜法是根據(jù)待測物質(zhì)在固定相和流動相之間分配系數(shù)不同,而達(dá)到將不同組分進(jìn)行分離的目的,將待測物質(zhì)的濃度轉(zhuǎn)換成電信號,并用計(jì)算機(jī)記錄。目前應(yīng)用于果蔬中氨基甲酸酯類農(nóng)藥檢測的色譜法主要有氣相色譜法(GC)、氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)(GC/MS)、高效液相色譜法(HPLC)、液質(zhì)聯(lián)用聯(lián)用技術(shù)(HPLC/MS)。2.1.1樣品前處理提取氣相色譜法(Gaschromatography)是根據(jù)分析物質(zhì)在固定相和流動相之間的分配系數(shù)不同而達(dá)到分離目的的一種分離分析方法。分離效能高、分析速度快、靈敏度高、選擇性高好,是國家測定農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)方法,現(xiàn)已成為應(yīng)用最廣的氨基甲酸酯類農(nóng)藥定量分析的方法。常用的檢測器主要有氮磷檢測器(NPD)、火焰光度檢測器(FPD)、電子捕獲檢測器(ECD)等。雖然氣相色譜法具有以上種種優(yōu)點(diǎn),但因要使用大型儀器,故而要對樣品進(jìn)行復(fù)雜的前處理,常與固相萃取、液液萃取相結(jié)合使用,檢測精度受樣品的前處理技術(shù)影響比較大。李勁峰等采用固相萃取法用乙腈作溶劑提取蔬菜中氨基甲酸酯類農(nóng)藥。提取液經(jīng)氨基柱凈化,洗脫液濃縮近干用丙酮定容,并用氮磷檢測器進(jìn)行測定。農(nóng)藥的檢出限(3S/N)在0.008~0.034mg·L-1之間。2.1.2氣相色譜檢測法氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)既有氣相色譜的高分離性能,又可利用質(zhì)譜準(zhǔn)確鑒定化合物結(jié)構(gòu),當(dāng)遇到組分不明的干擾物與被測物的峰相重疊或兩者的保留時間非常接近時,可同時定性、定量,比單獨(dú)使用氣相色譜檢測法更為有效。但分析對象多局限于分析氣體和沸點(diǎn)較低的化合物,對于占有機(jī)物種類80%以上的高沸點(diǎn)、不穩(wěn)定的物質(zhì)則難以應(yīng)用。王雯雯等采用乙腈勻漿提取,氯化鈉鹽析離心,Carbon/NH2柱凈化,乙腈/甲苯(3∶1,V/V)洗脫,DB-1701氣相色譜柱分離,在三重串聯(lián)四極桿多反應(yīng)監(jiān)測模式下進(jìn)行測定,40min內(nèi)即完成大蔥中170種農(nóng)殘檢測,絕大多數(shù)農(nóng)藥檢出限為0.01mg·L-1,方法操作簡單、快速、靈敏度高,能夠準(zhǔn)確定性、定量分析大蔥中痕量多組分農(nóng)藥殘留。2.1.3高效液相色譜法分離和分析樣品高效液相色譜法(Highperformanceliquidchromatography)是利用溶質(zhì)在固定相和流動相中的分配系數(shù)不同,在高壓條件下將各組分進(jìn)行分離的一種定量分析方法。對于大多數(shù)高沸點(diǎn)、熱穩(wěn)定性差、摩爾質(zhì)量大,用氣相色譜法難以檢測的有機(jī)物,主要采用高效液相色譜法進(jìn)行分離和分析。常用的檢測器有紫外(UV)和紫外-可見分光光度檢測器(UV-Vis)、示差折光檢測器(RID)、熒光檢測器(FLD)和電化學(xué)檢測器(ECD)。采用高效液相色譜發(fā)進(jìn)行樣品分析,分離效果好、靈敏度高、分析速度快,但同樣受樣品的前處理技術(shù)影響較大,若要改進(jìn)高效液相色譜法方法,通過改善樣品的前處理技術(shù)是一大關(guān)鍵。瞿德業(yè)等采用固相微萃取制樣,熒光檢測器高效液相色譜法測定了蔬菜中氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留,檢測出蔬菜中氨基甲酸酯類農(nóng)藥的檢出限為0.4×10-9~40×10-9g/g。2.1.4定性定量分析單獨(dú)使用高效液相色譜無法檢測出未知物質(zhì),因此常用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜的方法,對樣品一次性進(jìn)行定性定量分析。姚家彪等建立了用丙酮和乙腈提取,凝膠滲透色譜和固相萃取柱2種方法凈化,超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(UPLC-MS/MS)同時檢測多種蔬菜中氨基甲酸酯類農(nóng)藥,檢出限均為1×10-5g/kg,所用檢測方法實(shí)用、準(zhǔn)確、靈敏度高。2.2快速檢測法快速檢測法操作簡便快捷、靈敏度高、特異性強(qiáng),相對于色譜分析法,在現(xiàn)場篩選和大量樣本的快速監(jiān)測中具有獨(dú)特的優(yōu)勢。2.2.1藥殘留檢測技術(shù)免疫分析是利用抗原與抗體的特異性結(jié)合,來選擇識別和測定待測物。由于操作簡單、反應(yīng)靈敏,近幾年得到了較快的發(fā)展,尤其在在農(nóng)藥殘留等方面發(fā)揮著重要作用。在農(nóng)殘檢測方面應(yīng)用較多的是酶免疫技術(shù)(EIA)、金免疫技術(shù)(ICG)和放射免疫技術(shù)(RIA)。免疫分析與氣相色譜、液相色譜已被美國化學(xué)學(xué)會(AOAC)同列為農(nóng)藥殘留的三大支柱技術(shù)。但由于基質(zhì)干擾,免疫分析的靈敏度和可靠性大大降低。張奇等建立了速滅威間接競爭酶聯(lián)免疫吸附分析(ELISA)測定法,檢測線性范圍為1~10000μg/L。2.2.2殘留與酶的關(guān)系果蔬中常用的農(nóng)藥對膽堿酯酶催化水解的功能有抑制作用,其抑制率與農(nóng)藥的濃度呈正相關(guān)。酶抑制法正是利用這一原理來判斷是否有農(nóng)藥殘留:在實(shí)驗(yàn)中加入底物和顯色劑來觀察顏色變化或測定酶與某種特定化合物反應(yīng)的物理化學(xué)信號。酶抑制法操作簡單,快速,因此在檢測蔬菜、水果中的農(nóng)藥快速檢測方面?zhèn)涫苤匾?。但是酶是一種生物催化劑,其反應(yīng)速度受溫度、pH值、環(huán)境中離子、酶抑制劑等因素影響,對條件要求較高,靈敏度不高。胡小寧等用丁酰膽堿酯酶對果蔬中農(nóng)藥殘留進(jìn)行檢測,酶最佳用量為0.05mL,檢測靈敏、快捷。2.2.3電化學(xué)生物傳感器生物傳感器是一類特殊形式的傳感器,由生物分子識別元件與各類物理、化學(xué)換能器組成,用于各種生命物質(zhì)和化學(xué)物質(zhì)的分析和檢測。電化學(xué)生物傳感器靈敏度高、特異性強(qiáng)、易于自動化,非常適合大批量農(nóng)藥殘留的初步篩查,該技術(shù)更適用于快速檢測環(huán)境中的有害物質(zhì)。但是穩(wěn)定性、靈敏度和使用壽命仍需進(jìn)一步提高,成本較高。趙鵬林等以固定化丁酰膽堿酯酶為識別元件,以分光光度計(jì)