[科普中国]-Mills农药多残留分析方法

农药多残留分析包括样品的前处理和测定两部分，其中样品的前处理又包括提取和净化，它们对样品测定结果的准确可靠起着十分重要的作用。样品的前处理是农药残留分析中的关键环节，处理繁杂费时，劳动强度也大，这也是实现农药残留快速检测的主要瓶颈。目前，超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction, SFE)、固相萃取(Solid PhaseExtraction, SPE)、微波辅助萃取(Microwave-Assisted Extraction, MAE)等提取技术已经得到发展和应用。此外，国际上研发了Mills多残留分析方法、Luke多残留分析方法、DFG S19多残留分析方法和QuEChERS多残留分析方法等。

农药多残留分析方法农药，特别是化学合成农药的大量使用导致了农药在食品中的残留。世界上每年有近50万人农药中毒，中国每年也有上万例农药中毒事件。若呼吸系统和内分泌系统长期暴露在农药下，并超过最大耐受量时，会引起中毒甚至癌变。所以，食品中的农药残留必须受到严格的控制。通常情况下，在进行农药检测之前会对其进行一些前处理，例如萃取、浓缩、纯化等，而这些步骤可能影响分析的准确性。由于农药的多样性及其特殊的物化性质，分析程序应尽可能用少的步骤检测出更多的化合物。常用于农药前处理的方法通常有索氏抽提法、超声波萃取法、液—液萃取法等。这些技术不仅消耗大量的人力、物力，而且有机溶剂的大量使用还会造成环境的污染。自20世纪90年代以来，新的样品前处理技术不断被引入到农药残留分析中，这些前处理技术节省了时间，减小了劳动强度，提高了分析方法的准确度和自动化水平。目前，得到广泛应用的前处理方法有高效萃取吸管法、固相萃取法、搅拌棒吸附提取法等。

样品的前处理农药多残留分析包括样品的前处理和测定两部分，其中样品的前处理又包括提取和净化，它们对样品测定结果的准确可靠起着十分重要的作用。样品的前处理是农药残留分析中的关键环节，处理繁杂费时，劳动强度也大，这也是实现农药残留快速检测的主要瓶颈1。

农药的提取农药提取的目的是将样品中的痕量农药从样品中提取出来，并尽量减少其它组分的提出。目前的方法主要是采用各种适宜的有机溶剂对样品中的农药进行提取，采用的方法主要有萃取法、振荡法、浸渍法、索氏抽提法、超声提取法等。目前，超临界流体萃取(SupercriticalFluidExtraction,SFE)、固相萃取(SolidPhaseExtraction,SPE)、微波辅助萃取(Microwave-AssistedExtraction,MAE)等提取技术已经得到发展和应用，从中可以看出，农药残留分析正朝着省时、省力、廉价、减少溶剂用量等快速测定的方向发展(吴春先，2002)。这些提取方法各有特点：

（1）固相萃取(Solidphaseextraction,SPE)

SPE于20世纪70年代提出，至今己发展成为许多领域样品预处理的标准模式，商品化程度很高。SPE的基本原理是基于样品在固相(吸附剂)和液相(溶剂)之间的分配差异，其保留或洗脱的机制取决于待测物与吸附剂表面的活性基团，以及待测物与液相之间的分子间作用力。SPE有两种洗脱模式，一种是待测物与固相之间的亲和力比其与所存在的基质间的亲和力更强，因而被保留，然后用一种对待测物亲和力更强的溶剂洗脱;另一种是待测物与其所存在的基质间的亲和力较之与固相之间亲和力更强，则待测物被直接洗脱。通常使用的是前一种洗脱方式。现代SPE方法采用长约2-3cm的聚丙烯小柱，内装各种填料。除了经典的柱管式SPE外，圆盘式SPE的使用也日渐广泛。SPE的填料种类繁多，包括吸附型填料、化学键合相填料、离子交换剂、高分子聚合物等。除了这些与HPLC使用的固定相类似的填料外，限入性介质、分子印迹聚合物正在成为固相萃取的新型固定相。SPE所需样本量少，避免了乳化现象，回收率高，重现性好，而且便于自动化操作，但SPE由于多采用商品化小柱，价格较为昂贵。

（2）固相微萃取(Solidphasemicroextraction,SPME)

SPME是20世纪90年代初由加拿大Waterloo大学的Pawliszyn及其同事首先提出的。其装置简单、操作方便，已实现自动化控制，适用于现场分析。它采用的是一个类似气相色谱微量进样器的萃取装置。由一根涂布多聚物固定相的熔融石英纤维从气态基质中萃取待测物，并直接与气相色谱或高效液相色谱联用，在讲样口将萃取的组分解吸附后进行色谱分离检测。SPME集萃取、浓缩、进样于一身，极大地提高了分析速度。萃取模式可分为直接固相微萃取(DirectSPME)和顶空固相微萃取(HeadspacePME,HS-SPME)两种。DirectSPME将涂有高分子固相液膜的石英纤维直接伸入样品基质中进行萃取，经过一定时间达到分配平衡，即可取出进行色谱分析，这种模式适用于气体基质或干净的水基质;而HS-SPME则是将石英纤维放在样品溶液上方进行顶空萃取，避免了基质的干扰，因此HS-SPME适合于任何基质，尤其是DirectSPME无法处理的污水、油脂、血液、污泥、土壤等样品。SPME技术目前应用最活跃的领域是环境样品、食品和临床，在天然植物研究方面的应用也有报道。

（3）超临界流体萃取(Supercriticalfluidextraction,SFE)

超临界流体(SF)是指温度与压力均在其临界点之上的流体。在研究过的超临界流体体系中，CO2因其价格低廉且无毒，应用最为广泛。超临界流体同时具有液体与气体的优点，既有与液体相近的密度，又有与气体相近的粘度及高的扩散系数，因此具有很高的溶解能力和良好的流动、传递性能，可代替传统的有毒、易挥发、易燃的有机溶剂。

从20世纪60年代Zosel第一次提出用SFE技术萃取咖啡豆中的咖啡因并使之工业化以来，SFE作为一种新型分离技术引起了世人关注，但它在分析化学领域的全面应用是在20世纪80年代末(陈淑莲，2000)。该技术操作温度低，溶剂为惰性化学物质，不会引起热敏性物质的分解变质，使用的有毒溶剂少，从而减少了化学药品对萃取成分的污染。由于天然药物热敏性高，易氧化，SFE内在的特征决定了它是从植物材料中萃取天然药物的理想方法。实际应用证明它耗时短，选择性好，易于与多种分析仪器联用实现自动化分析，而且超临界流体(SF)的溶解力可随压力和温度变化，这种可变的溶解力为选择性萃取提供了可能，这对基体复杂的天然产物样品尤为重要。SFE己用于从天然植物中提取挥发油、菇类、生物碱、黄酮类及木质素类化合物。。SFE在环境分析中主要用于固体样品及气体样品的处理制备，对从土壤、底泥、飘尘、大气溶胶等样品中所采得的多氯联苯(PCBS)、多环芳烃(PANS)、除草剂、石油烃类污染物、重金属离子有较好回收率。SFE是农药多残留分析中具有发展前景的新技术，可以替代溶剂提取方法2。

（4）微波辅助萃取(Microwaveassistedextraction,MAE)

微波辅助萃取(MAE)是将样品置于不吸收微波的容器中，用微波加热，进行萃取。1986年，Ganzler首先报道了利用微波萃取土壤、种子、食品、饲料中各种类型的化合物。与传统萃取方法相比(陆峰，2002),MAE具有如下特点：

(a)萃取时间短。例如用己烷萃取薄菏叶时，索氏抽提需6小时以上才能达到用MAE萃取20秒对叶面腺体的破坏程度:

(b)溶剂用量少;

(c)可根据吸收微波能力的大小选择不同的萃取溶剂，控制样品与溶剂间的热交换;

(d)可实现多个样品的同时萃取。

（5）加速溶剂萃取(Acceleratedsolventextraction,ASE)

ASE也被称作加压液体萃取(Pressurizedliquidextraction,PLE)品放在密封容器中，压力使溶剂不气化，加热到高于溶剂沸点的温度，引起容器中压力升高，。ASE是将样同时给予一定从而大大提高萃取速度。ASE实现了高温、高压条件下的萃取。高温比室温具有如下优势:增加待测物的溶解度，增加扩散速度，降低溶质与基质活性位点间的相互作用，降低溶剂的粘度，降低溶剂与基质间的表面张力等。高压可以使溶剂保持液态，并迫使溶剂进入常压下无法接触到的基质内部。ASE的优点在于:溶剂用量少，萃取时间短，回收率、精度与索氏抽提相当，可以代替溶剂消耗量很大的索氏萃取和超声波萃取。

此外，国际上研发了Mills多残留分析方法、Luke多残留分析方法、DFGS19多残留分析方法h和QuEChERS多残留分析方法等3。

样品提取液的净化采用有机溶剂对样品中农药进行提取后，往往有许多其它成分不可避免地一并提出，使得提取液不能直接用于气相色谱测定。样品净化的目的就是要有效除去提取液中对农药测定有干扰的物质，以满足样品气相色谱分析的要求。目前采用的净化方法主要有液一液萃取法、柱层析法和化学方法(如硫酸磺化法)等。

本词条内容贡献者为:

梁志宏 - 副教授 - 中国农业大学