引言
植物在生長(zhǎng)過程中,為了避免害蟲的危害,需使用農(nóng)藥來提高產(chǎn)量。農(nóng)藥的不斷使用,致使人們開始關(guān)注植物源性食品的安全問題。常用的農(nóng)藥包括有機(jī)磷、氨基甲酸酯、有機(jī)氯、三唑醇等,其中,有機(jī)磷農(nóng)藥
(organophosphoruspesticide,OPPs)是一種常用的神經(jīng)性毒劑,對(duì)于害蟲的作用的方式是抑制靶標(biāo)害蟲體內(nèi)乙酰膽堿酯酶的活性,害蟲體內(nèi)組織中的乙酰膽堿積累過多導(dǎo)致代謝紊亂,最后害蟲器官功能發(fā)生障礙。有機(jī)磷農(nóng)藥是典型的酶毒劑,它不僅可以通過消化道進(jìn)入體內(nèi),還通過皮膚和呼吸道,從而導(dǎo)致中毒。因此,有機(jī)磷農(nóng)藥殘留檢驗(yàn)是食品安全的重要組成部分。有機(jī)磷農(nóng)藥一般是指含磷元素的有機(jī)化合物農(nóng)藥,絕大多數(shù)為殺蟲劑,如常用的對(duì)硫磷、內(nèi)吸磷、馬拉硫磷、樂果、敵百蟲及敵敵畏等,其結(jié)構(gòu)式中R₁、R₂多為甲氧基(CH₃O-)或乙氧基(C₂H₅O-);Z為氧(O)或硫(S)原子,X為烷氧基、芳氧基或其他取代基團(tuán)。

我國(guó)對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥在糧食、蔬菜及水果等植物源性食品中的應(yīng)用也做了相關(guān)的規(guī)定,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布了GB 2763-2019《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中農(nóng)藥最大殘留限量》,該標(biāo)準(zhǔn)增加了2967項(xiàng)農(nóng)藥最大殘留限量,將草銨膦等12種農(nóng)藥的部分限量值由臨時(shí)值改為正式限量,對(duì)蔬菜中的甲胺磷最大殘留限量規(guī)定為0.05mg/kg,蔬菜中甲基對(duì)硫磷的最大限量為0.02mg/kg,蔬菜中甲拌磷的最大殘留限量為0.01mg/kg。

樣品的前處理是農(nóng)藥殘留檢測(cè)的重要環(huán)節(jié),對(duì)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性起著至關(guān)重要的作用,如果前處理方法選擇不當(dāng),會(huì)對(duì)儀器造成一定的影響,例如:污染色譜柱和檢測(cè)器,使檢測(cè)效果降低。農(nóng)藥殘留檢測(cè)屬于痕量分析,需要提高檢測(cè)方法的靈敏度,從而才可通過儀器檢測(cè)出準(zhǔn)確的結(jié)果。因此加強(qiáng)對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的檢測(cè),對(duì)保障人類健康有著重要意義。本文綜述了植物源性食品中有機(jī)磷檢測(cè)前處理分析技術(shù),并介紹了有機(jī)磷農(nóng)藥檢測(cè)技術(shù)的研究情況,為相關(guān)領(lǐng)域科研工作者提供借鑒。

2有機(jī)磷檢測(cè)前處理技術(shù)

2.1提取方式

2.1.1傳統(tǒng)提取方法

有機(jī)磷農(nóng)藥分子大多數(shù)為中等極性分子,根據(jù)相似相容的原理,提取有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的有機(jī)溶劑一般有丙酮、乙腈、丙酮和正己烷混合溶液。乙腈的極性較強(qiáng),在實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)中較為普遍使用。石油醚具有麻醉的作用,對(duì)人身體危害較大。二氯甲烷屬于極性分子,它的極性比乙腈小,且毒性較大,沸點(diǎn)較低。丙酮和乙腈的水溶性相差不大,但丙酮的溶解能力較低、毒性大、易揮發(fā)。綜合上述因素,實(shí)驗(yàn)室一般選擇乙腈作為提取劑。王樹奇在研究不同有機(jī)溶劑對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥的提取效果中,選擇乙腈、乙酸乙酯、丙酮和正己烷混合有機(jī)溶劑的效果,用乙腈提取蔬菜中有機(jī)磷時(shí),樣品加標(biāo)回收率在80.25%~120.69%, 精密度在1.02%~15.26%,而用乙酸乙酯提取蔬菜中有機(jī)磷時(shí),樣品加標(biāo)回收率在60.26%~129.36%,精密度在
1.26%~20.36%,通過數(shù)據(jù)得知,乙酸乙酯提取的回收率和精密度的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)波動(dòng)較大,因此,選擇乙腈為提取劑。提取的方式是利用提取液,將目標(biāo)化合物溶解,然后從基質(zhì)中有效分離。常用的提取方式有超聲提取法、勻漿法、渦旋法、浸泡法、索氏提取法、機(jī)械振蕩法。浸泡法需要較長(zhǎng)的時(shí)間,不需要太高的技術(shù)支持,但檢測(cè)的精度不夠,適合一些要求度較低的檢測(cè)。勻漿法和渦旋法適合樣品數(shù)量較少的檢測(cè),而索氏提取法所用的溶劑適中,但是比較費(fèi)時(shí),通過表1可知,超聲和機(jī)械振蕩法適合檢測(cè)時(shí)間相對(duì)適中,樣品數(shù)量多,提取的效率高[9]。傳統(tǒng)的提取方法操作簡(jiǎn)單,人員設(shè)備要求不高,目前依然在實(shí)驗(yàn)室中普遍使用。

2.1.2加速溶劑萃取法

1995年,Richter等提出了加速溶劑萃取(accelerated solventextraction,ASE)也稱為加壓萃取、高壓溶劑萃取、高壓熱溶劑萃取、高溫高壓溶劑萃取等。其原理是通過升高溫度(50~200℃)和壓力(10.3~20.6MPa)增加物質(zhì)溶解度和溶質(zhì)擴(kuò)散效率,提高有機(jī)溶劑對(duì)固體、半固體樣品的萃取效率。該方法已被美國(guó)國(guó)家環(huán)保局列為3545號(hào)標(biāo)準(zhǔn)方法。王昭妮等利用加速溶劑萃取-毛細(xì)管氣相色譜法測(cè)定小麥粉中21種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的研究,準(zhǔn)確稱取小麥粉5.00g,硅藻土1.00g倒入研缽中研磨成100~200目(150~75μm),裝入萃取池中,取樣品萃取,系統(tǒng)壓力10 MP(1500psi),萃取溫度100℃,加熱時(shí)間5min,靜態(tài)時(shí)間5min,溶劑丙酮/正己烷(1:1,V:V),沖洗體積60%,循環(huán)2次,氮?dú)獯祾?0s,樣品加標(biāo)平均回收率在在74.3%~121.7%,檢出限(limitofdetection,LOD)在0.01~0.05mg/kg,該法簡(jiǎn)便、快速、靈敏,準(zhǔn)確各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足農(nóng)藥殘留檢測(cè)的要求。加速溶劑萃取法它的優(yōu)點(diǎn)是有機(jī)溶劑用量少,基體影響小,使用方便且自動(dòng)化程度高,與傳統(tǒng)提取方式相比,減輕了人員的工作量。

2.2凈化方式

2.2.1固相萃取法

固相萃取法(solid-phaseextraction,SPE)是80年代中期發(fā)展起來的一種樣品預(yù)處理技術(shù),通過固相萃取柱的填料對(duì)樣品中待測(cè)物質(zhì)和雜質(zhì)吸附作用,從而進(jìn)行分離和凈化的檢測(cè)方法,已被廣泛使用在農(nóng)殘藥品殘留的檢測(cè),表2概括了近幾年有機(jī)磷農(nóng)藥檢測(cè)利用SPE前處理方法技術(shù)。由于植物源性食品中含有色素,郭有哲等研究黃瓜中有機(jī)磷檢測(cè),實(shí)驗(yàn)中加入活性炭對(duì)色素進(jìn)行處理,但是, 由于活性炭對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥的吸附不可逆轉(zhuǎn),活性炭的加入量越大,回收率越高。因此應(yīng)選擇適量加入活性炭,再保護(hù)氣相色譜柱和進(jìn)樣口襯管的同時(shí),也可獲得較高的回收率。Xu等建立了一種固相萃取前處理方法,提取蔬菜中有機(jī)磷農(nóng)藥,選擇GCB/PSA萃取柱,吸附樣品中有機(jī)磷農(nóng)藥后,用乙腈-甲苯(3:1,V:V)洗脫目標(biāo)化合物,然后將提取物質(zhì)直接競(jìng)爭(zhēng)酶聯(lián)免疫法,該方法會(huì)降低基質(zhì)效應(yīng)的影響, 回收率在62.5%~131.7%。黃芬等對(duì)固相萃取小柱進(jìn)行了篩選,分別選擇C₁₈柱、ENVI-CARB、Carb/NH₂和LC-NH₂固相小柱對(duì)樣品凈化的效果,其中ENVI-CARB柱的凈化效果最佳,而LC-NH₂柱在洗脫過程中要使用毒性較大的甲苯才能到達(dá)洗脫效果。

閆震等對(duì)GB/T 20769-2008《水果和蔬菜中450種農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品殘留量的測(cè)定液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法》進(jìn)行了改進(jìn),選擇TPS柱、PC/NH₂、NH₂、PSA+C₁₈為固相萃取柱,對(duì)比了不同凈化柱對(duì)不同基質(zhì)的凈化效果的影響,分別研究4種萃取柱對(duì)韭菜、姜、番茄、蘋果基質(zhì)的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),韭菜的這類色譜含量較高且復(fù)雜的基質(zhì),選擇TPS柱;對(duì)于姜,用PC/NH₂柱凈化;番茄用NH₂;蘋果中色素含量不高, 選擇PSA+C₁₈柱。該研究中,辛硫磷的回收率為75%~102%。李亞波等在研究蔬菜中22種有機(jī)磷類農(nóng)藥中,選擇Envi-18柱和Carb/NH2柱雙重凈化,石墨炭黑(Carb)有效去除樣品中的色素,氨基(NH₂)去除脂肪酸、糖類、果酸等,Envi-18柱具有較高的含碳量,提高樣品的提取率。固相萃取法凈化可以去除色素和雜質(zhì),檢測(cè)樣品的回收率高,重現(xiàn)性好。但是,萃取柱的價(jià)格較貴,對(duì)科研經(jīng)費(fèi)要求較高。