固相萃取-液相色谱法在食品检测中的研究进展

孙 倩，王宝维，陈苗璐

（青岛农业大学食品科学与工程学院，山东青岛 266109)

固相萃取-液相色谱法在食品检测中的研究进展

孙 倩，王宝维*，陈苗璐

（青岛农业大学食品科学与工程学院，山东青岛 266109)

目前许多学者为了实现快速、简单、有效、经济的检测分析，致力于研究固相萃取-液相色谱（SPE-LC)分析技术。就SPE的原理、分类、柱型以及SPE-LC在食品分析中的应用等方面进行综述，为进一步实现快速、简单、有效、经济的食品分析检测提供了参考。

食品，固相萃取，液相色谱

近几年，食品安全问题引起人们越来越多的重视，特别是农残、激素残留、添加剂、三聚氰胺、苏丹红等有毒有害物质的检测。国外很多组织制定了相关法规，针对具体的食品中有毒有害物质限制了最大残留限量（MRLs)，并且其限量标准越来越低，因而需要高灵敏度的分析技术。同时，食品检测的实时性要求分析方法快速、高效。目前国内常用的分析技术有气相色谱（GC)、气相色谱-质谱（GC-MS)、液相色谱（LC)及液相色谱-质谱（LC-MS)，但都耗费大量的有机溶剂和时间，样品制备过程复杂，需要专用的设备和专业的实验技能。固相萃取有着萃取彻底、节约有机溶剂、易于收集全部被测物、人工操作方便等优点。因此，目前许多学者致力于研究固相萃取-液相色谱（SPE-LC)分析技术，实现快速、简单、有效、经济的分析。本文在结合我国最新研究动态的基础上，就SPE的原理、分类、柱型以及SPE-LC在食品分析中的应用等方面进行综述，为进一步实现快速、简单、有效、经济的食品分析检测提供了参考。

1 固相萃取原理

固相萃取（SPE)是利用选择性吸附与选择性洗脱的液相色谱法分离原理，是一个包括液相和固相的物理萃取过程。在固相萃取中，固相对分离物的吸附力比溶解分离物的溶剂更大。当样品溶液通过吸附剂床时，分离物浓缩在其表面，其他样品成分通过吸附剂床，通过只吸附分离物而不吸附其他样品成分的吸附剂，可以得到高纯度和浓缩的分离物，也可选择性吸附干扰杂质，而让被测物质流出;或同时吸附杂质和被测物质，再使用合适的溶剂选择性洗脱被测物质。

2 SPE分类

2.1 正相SPE

正相固相萃取所用的吸附剂都是极性的，取决于目标化合物的极性官能团与吸附剂表面的极性官能团之间相互作用，其中包括了氢键，π-π键相互作用，偶极－偶极相互作用和偶极－诱导偶极相互作用以及其他的极性－极性作用。样品基体是强非极性溶剂，如正己烷，二氯甲烷等。

2.2 反相SPE

反相固相萃取所用的吸附剂和目标化合物通常是非极性的或极性较弱的，主要是靠非极性－非极性相互作用，是范德华力或色散力。样品基体是强极性溶剂，如水、甲醇、乙腈及丙酮的混合液等。

2.3 离子交换SPE

离子交换固相萃取的目标化合物与吸附剂之间的相互作用是静电吸引力。

2.4 吸附SPE

利用固定相吸附中对物质分子吸附能力的差异实现对混合物的分离，是流动相分子与物质分子竞争固定相吸附中心的过程。

3 常用SPE柱

3.1 硅胶基质的SPE

硅胶基质的填料主要有C18（封端)、C18（未封端)、C8、CN、NH2、PSA、SAX、COOH、PRS、SCX、Silica、Diol、均采用高品质，高纯度硅胶，使用独特的表面工艺处理后，使硅胶的表面活性大为降低，最大程度的降低了极性化合物的不可吸附和脱尾，保障了样品的回收率和重现性。

3.2 高分子基质的SPE

高分子聚合物固相萃取填料主要有PEP、PAX、PCX、HXN、PS，是以聚苯乙烯/二乙烯苯为基质的固相萃取填料，具有高纯度，高比表面的特点。因而具有比硅胶基质更强的吸附性。

3.3 吸附型SPE

吸附型填料主要有Florisil（硅酸镁)、PestiCarb（石墨化碳碳黑)、氧化铝（Alumina-N，中性;Alumina-A，酸性;Alumina-B，碱性)，主要通过表面的吸附作用达到吸附提纯的目的。

3.4 混合型SPE

主要有Cleanert C8/SCX、PestiCarb/NH2、Cleanert SUL-5（磺胺专用柱)、DNPH-Silica气体样品采集管等。

4 固相萃取-液相色谱分析在食品分析中的应用

4.1 固相萃取-液相色谱分析食品中农兽药与激素的应用

欧盟和日本等国家对食品中有机磷、有机氯和拟除虫菊酯等农药残留制定了严格的残留限量标准，很多农药的最大残留限量值是0.01mg/kg。近年来许多国家对我国出口的农产品制定了严格的技术标准，使我国农产品面临着严峻的贸易壁垒。我国对食品中农药残留的检测方法的研究越来越受到重视，但检测样品基质复杂，目标测定物含量低，用普通的色谱法经常无法准确测定。因此，我们使用固相萃取进行样品的净化和被测物的富集，再使用GC或HPLC分析食品中有害物质。

4.1.1 固相萃取-液相色谱分析果蔬中农残的应用 于彦彬等[1]建立了PSA分散固相萃取净化，液相色谱柱后衍生荧光法测定蔬菜和水果中13种氨基甲酸酯农药的分析方法。在建立的测定条件下，13种氨基甲酸酯的含量与峰面积之间成线性关系，相关系数大于0.994，保留时间的相对标准偏差在0.03%～0.22%之间，检测下限在2.00～2.28μg/kg范围内。应用在西瓜、杏、茄子及胡萝卜检测中13种氨基甲酸酯的平均回收率在71.7%～110%之间，相对标准偏差在0.68%～ 15%之间。

梁沛等[2]采用固相萃取技术对样品进行处理，以液相色谱串联质谱为检测手段，建立了测定水果中赤霉素GA，残留的新方法，可以为确定赤霉素残留标准提供实验依据。

吴刚等[3]采用ENVI-18固相萃取小柱净化建立一种同时测定蔬菜中多种苯甲酰脲类昆虫生长调节剂残留量的方法。该方法检测空白蔬菜样品中除虫脲、灭幼脲、杀铃脲、氟铃脲、氟丙氧脲和定虫隆添加回收率分别在80.60%～100.80%，75.75%～98.91%，70.20%～98.33%，74.20%～95.00%，75.64%～95.50%和78.62%～97.30%之间，相对标准偏差（RSD，n=6)均小于10%。

刘敏等[4]以乙二胺-N-丙基硅烷（PSA)为吸附剂，乙腈为萃取溶剂，建立新型的基质分散固相萃取农残样品前处理技术，利用LC-MS同时定量蔬菜和水果中的氨基甲酸酯和有机磷农药。该方法对于绝大多数农药，在不同基质中，回收率为80%～110%，精密度为0.3%～8.0%。以西红柿为基质，检出限可达0.5～35μg/kg。研究表明，本方法简单、快速、经济并具有较高灵敏度。

4.1.2 固相萃取-液相色谱分析肉类食品中兽药与激素的应用 吕惠卿等[5]采用C18固相萃取柱，建立牛奶中8种同化激素（睾酮、孕酮、诺龙、甲基睾酮、勃地龙、群勃龙、美雄酮、康力龙)多残留的快速测定方法。在1.0～5.0μg/L的添加水平上，8种激素的平均回收率在59.1%～97.7%之间，相对标准偏差（RSD)为3.2%～11.9%。

孙汉文等[6]采用HLB固相萃取柱建立了凝胶渗透色谱分离-固相萃取净化-超快速液相色谱-串联质谱测定牛肉中群勃龙、勃地龙、诺龙、睾酮、美雄酮、甲基睾酮、司坦唑醇、黄体酮、苯丙酸诺龙9种类固醇激素残留的方法。该方法在3种浓度添加水平0.3、1.0、4.0μg/kg下，其平均回收率为81.4%～110%;相对标准偏差（RSD)为2.2%～9.8%。

郭德华等[7]采用聚合物和阳离子交换固相萃取柱串联净化，建立了固相萃取-高效液相色谱/串联质谱（SPE-HPLC/MS)同时测定动物源性食品中76种兽药残留的检测方法。该方法的定量下限为0.5μg/kg（β-受体激动剂类和三苯甲烷类)、1.0μg/kg（苯二氮卓类和硝基咪唑类)、5.0μg/kg（苯并咪唑类)和20μg/kg（磺胺类)。76种兽药在虾、猪肉、猪肝、鸡蛋和牛奶中的基质溶液标准曲线线性相关系数r大于0.907，回收率在59.4%～115.3%之间，相对标准偏差在2.6%～27.3%之间。

黄雅丽[8]采用Oasis MCX SPE小柱净化，建立了固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法测定禽畜和水产品中沃尼妙林、泰妙菌素残留量的分析方法。该方法检测沃尼妙林和泰妙菌素的检出限均为1.0μg/kg，在1.0～100μg/kg范围内线性关系良好，相关系数r均大于0.99。在1.0～50.0μg/kg的加标水平内的回收率为80.9%～104.3%，RSD为4.7%～7.8%。

叶能胜等[9]采用C18色谱柱富集抗生素残留，建立了牛奶和猪肉样品中氨苄西林、青霉素V、青霉素G、苯唑西林和氯唑西林等5种β－内酰胺类抗生素残留量的高效液相色谱（HPLC)测定方法。该方法可在10min内实现5种抗生素的分离与检测，检测波长为210nm。

4.2 固相萃取-液相色谱分析食品中添加剂的应用

4.2.1 固相萃取－液相色谱分析食品中甜味剂的应用 盛旋等[10]采用阴离子交换固相萃取柱净化，液相色谱－质谱定量检测食品中3种磺胺类甜味剂。该方法对安赛蜜、糖精钠、甜蜜素的检出限低于10pg，平均回收率在88%以上。在0.01～50μg/mL范围内有良好的线性关系，相关系数大于0.9996。

戴承兵等[11]采用氧化铝固相萃取柱净化，建立了酱色类食品中三氯蔗糖的测定方法。该方法对甜面酱和酱油样品分别进行6次重现性实验，甜面酱样品6次重复实验相对标准偏差为1.68%，酱油样品6次重复实验相对标准偏差为3.14%，平均相对标准偏差为2.41%。

4.2.2 固相萃取－液相色谱分析食品中色素的应用 刘艳琴等[12]采用HLB小柱净化，建立糕点中8种人工合成色素的高效液相色谱测定法。该方法检测柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄、亮蓝、偶氮玉红、赤藓红、诱惑红的检出限为1.0mg/L，线性范围0.40～50mg/L，加标回收率86.9%～105.7%，相对标准偏差为1.09%～4.28%（n=4)。

丁怡等[13]建立采用GeminiC18阴离子交换－反相混合型固相萃取小柱，建立了酒类样品中7种合成色素高效液相测定法。该方法7种合成色素线性范围为2～40μg/mL，方法检出限为0.2μg/mL;柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄、诱惑红、亮蓝、赤藓红的加标回收率分别为97.9%、96.6%、89.4%、98.3%、101.5%、100.8%、100.9%;精密度RSD%分别为1.8%、1.5%、3.0%、1.7%、2.3%、1.9%、1.4%。

4.2.3 固相萃取－液相色谱分析食品中防腐剂的应用 杨红梅等[14]采用Plus C18柱净化，建立了固相萃取－高效液相色谱法测定酱油中10种防腐剂的检测方法。该方法的检出限在1.0～2.0mg/L，线性范围1.0～100.0mg/L，加标回收率72.8%～100.9%之间。相对标准偏差（RSD)0.42%～6.87%（n＝4)。

吴玉娟[15]建立了固相萃取－高效液相色谱法测定糕点中的脱氢乙酸、苯甲酸、山梨酸的方法。在（0.02～0.15)mg/mL时有良好的线性关系（r＞0.997)，相对标准偏差（RSD)为1.0%～2.5%，回收率96.2%～102.1%。该方法具有良好的精密度与准确度，可作为糕点中检测防腐剂的有效定量方法。

4.2.4 固相萃取－液相色谱分析食品中酸度调节剂的应用 刘敏等[16]采用SAX强阴离子交换柱净化，建立了固相萃取－高效液相色谱法（SPE－HPLC)同时测定食品中的7种酸度调节剂（酒石酸、苹果酸、乳酸、乙酸、柠檬酸、富马酸、己二酸)含量的方法。该方法检测的酸度调节剂分离良好且无杂质峰干扰，样品加标回收率在86.1%～102.6%，相对标准偏差小于10%。该方法可作为测定食品中多种酸度调节剂的有效方法。

4.3 固相萃取-液相色谱分析食品中其他有毒有害物质的应用

4.3.1 固相萃取－液相色谱分析食品中三聚氰胺的应用 刘梅等[17]采用Oasis MCX固相萃取小柱净化，用Waters BEH－C8柱分离，乙腈和水为流动相，经液相色谱－串联质谱法检测。三聚氰胺线性范围为0.1～10.0mg/kg，相关系数r为0.9999，平均回收率为71%～95%，相对标准偏差为4.56%～9.82%（n=6)，方法的检出限为0.5mg/kg。

曹维强等[18]采用MCX阳离子交换柱过后HPLCDAD进行检测建立了液相色谱－二极管阵列检测器（HPLC－DAD)测定猪肾中三聚氰胺含量的分析方法。该方法在0.5～100mg/L范围内具有良好的线性关系，RSD＜5%（n=7);检测限（S/N=10)为1mg/kg。

4.3.2 固相萃取－液相色谱分析食品中苏丹红的应用 郑明明等[19]以腐殖酸键合硅胶作为固相萃取介质，建立了固相萃取柱净化、高效液相色谱同时检测辣椒粉及辣椒油中苏丹红I，Ⅱ，Ⅲ和Ⅳ的方法。4种苏丹红组分在其质量浓度为0.05～5mg/L的范围内具有良好的线性关系，相关系数的平方均大于0. 999;该方法的检出限分别为19.8～28.8ng/g（辣椒粉)和7.9～11.5ng/g（辣椒油);日内及日间相对标准偏差分别小于9.1%和8.8%。在实际样品检测中，4种苏丹红的回收率为82.6%～94.0%。

徐莉等[20]以苏丹红Ⅰ为模板分子，以甲基丙烯酸（MAA)、4－乙烯基吡啶（4－VPy)为功能单体，制备了两种模板聚合物（MAA－MIP和4－VPy－MIP)。对4－VPy－MIP进行了Scatchard方程分析。分别以这两种模板聚合物为固相萃取材料来填充固相萃取柱，从掺有苏丹红Ⅰ的红椒粉中萃取苏丹红Ⅰ。

5 展望

固相萃取－液相色谱分析在食品检测中得到广泛的应用，它也随着HPLC和HPLC－MS的广泛使用在许多领域得到更为广泛的使用，目前使用最多的SPE小柱是反相C18固定相和HLB小柱（二乙烯基苯－N－乙烯基吡咯烷酮共聚物)。高分子基质SPE小柱和混合型SPE的应用还不够广泛。固相萃取和LC的在线联用已广泛应用在食品检测中，但为了实现快速、简单、有效、经济的食品分析检测，SPE－HPLC将是新的发展趋向。

[1]于彦彬，谭丕功，曲璐璐，等.PSA分散固相萃取液相色谱柱后衍生荧光法测定蔬菜和水果中的13种氨基甲酸酯[J].分析实验室，2009，28（11)：97－110.

[2]梁沛，张桃芝，黄红林.固相萃取/液相色谱串联质谱法测定水果中的赤霉素GA3残留[J].分析测试学报，2006，25（11)：118－119.

[3]吴刚，吴俭俭，赵珊红，等.固相萃取－液相色谱分析蔬菜中多种苯甲酰脲类昆虫生长调节剂残留量[J].检验检疫学刊，2009，19（1)：10－13.

[4]刘敏，端裕树，宋苑苑，等.分散固相萃取-液相色谱-质谱检测蔬菜水果中氨基甲酸酯和有机磷农药[J].分析化学，2006，34（7)：941-945.

[5]吕惠卿，陈慧华，韦敏珏，等.固相萃取-液相色谱串联质谱同时测定牛奶中8种甾类同化激素多残留[J].食品科学，2009，30（16)：235-239.

[6]孙汉文，康占省，李挥.凝胶渗透色谱-固相萃取净化-超快速液相色谱-串联质谱法检测牛肉中9种类固醇激素残留[J].分析化学，2010，38（9)：1272-1276.

[7]郭德华，邓晓军，赵善贞，等.固相萃取-高效液相色谱/串联质谱同时检测动物源性食品中76种兽药残留[J].分析化学，2006，34（7)：941-945.

[8]黄雅丽.固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法测定禽畜和水产品中沃尼妙林和泰妙菌素[J].分析实验室，2010，29（1)：103-106.

[9]叶能胜，谷学新，张琦.固相萃取-高效液相色谱法检测牛奶和猪肉中5种β-内酰胺类抗生素[J].分析实验室，2010，29（6)：73-77.

[10]盛旋，陈昌骏，丁振华，等.固相萃取-液相色谱/质谱法同时测定食品中磺胺类人工合成甜味剂[J].分析实验室，2006，25（7)：75-78.

[11]戴承兵，熊丽蓓，何倩琼.中性氧化铝固相萃取柱在三氯蔗糖测定中的应用[J].上海预防兽医学杂志，2006，18（1)：21-22.

[12]刘艳琴，王浩，杨红梅，等.固相萃取-HPLC法同时测定糕点中8种人工合成色素[J].食品研究与开发，2010，31（2)：139-142.

[13]丁怡，邱佩丽，黄秋婷，等.固相萃取-高效液相色谱测定酒中合成色素[J].中国卫生检验杂志，2009，19（6)：1262-1264.

[14]杨红梅，刘艳琴，王浩，等.固相萃取－高效液相色谱法测定酱油中10种防腐剂[J].中国卫生检验杂志，2011，36（5)：94-100.

[15]吴玉娟.固相萃取-液相色谱法测定糕点中脱氢乙酸、苯甲酸、山梨酸的方法研究[J].福建分析测试，2007，16（4)：33-36.

[16]刘敏，别玮，李小林，等.固相萃取-高效液相色谱法测定食品中的酸度调节剂[J].分析实验室，2011，30（4)：65-69.

[17]刘梅，李金强，田德金，等.固相萃取-液相色谱-串联质谱法检测食品中的三聚氰胺[J].检验检疫科学，2008，18（1)：24-26.

[18]曹维强，黄刚，吕飞，等.固相萃取液相色谱-二极管阵列检测器测定猪肾中三聚氰胺[J].分析实验室，2010，29（2)：97-100.

[19]郑明明，吴剑虹，骆丹，等.腐殖酸键合硅胶固相萃取-液相色谱法测定辣椒粉及辣椒油中的苏丹红[J].色谱，2007，25（5)：619-622.

[20]徐莉，刘英菊，刘有芹，等.分子印迹聚合物固相萃取红椒粉中的苏丹红Ⅰ[J].化学研究与应用，2008，20（7)：812-815.

Research progress in solid phase extraction-liquid chromatography on food testing

SUN Qian，WANG Bao-wei*，CHEN Miao-lu
（Department of Food Science and Engineering，Qingdao Agricultural University，Qingdao 266109，China)

At present，many scholars are working on solid-phase extraction-liquid chromatography（SPE-LC)analysis technology，which enables fast，simple，effective and economic analysis.The principle of SPE，classification，columnar，and SPE-LC applications in food analysis were reviewed in order to achieve rapid，simple，effective，economic analysis and a reference for detection of food.

foods;SPE;LC

TS207.7

A

1002-0306（2012)07-0406-04

2011－04－08 *通讯联系人

孙倩（1987-)，女，硕士研究生，主要从事食品中脂肪酸测定方面的研究工作。