食品中有机磷农药残留检测的前处理方法

陈敏，宋君

（1.四川省农业科学院分析测试中心，四川成都610066；2.四川省农业科学院质量标准与检测技术研究所，四川成都610066）

食品中有机磷农药残留检测的前处理方法

陈敏1，宋君2

（1.四川省农业科学院分析测试中心，四川成都610066；2.四川省农业科学院质量标准与检测技术研究所，四川成都610066）

有机磷农药，是当今世界使用量最大的农药。有机磷农药毒性较大，食品中残留的农药给食品安全带来很大隐患。气相色谱法是检测食品中痕迹农药残留应用广泛且比较成熟的技术。通过查阅近年来气相色谱法测定食品中有机磷农药残留的文献和相关标准、理论，归纳并分析了气相色谱法测定食品中有机磷农药残留量的前处理方法，提出了在该领域前处理技术可能存在的上升空间。

有机磷农药；残留；气相色谱法；前处理

有机磷农药是防治植物病、虫害的一类有机农药。与有机氯农药相比，有机磷农药具有易降解、残留期短等特点，所以该类农药在农业生产中的应用较为广泛。目前，有机磷农药已成为当今世界使用量最大的农药之一，在我国，有机磷农药销售量占所有农药销售量的70%以上[1]，但是其毒性较大，不仅污染环境，而且在食品中也常有残留。因此，食品中残留的有机磷农药已经成为我国目前最受关注的食品安全问题之一。

目前，有机磷农药的检测方法较多，其中，气相色谱法是食品中痕量农药残留检测应用较广泛的方法[2-6]。影响农药残留气相色谱检测的因素很多，其中，样品的前处理检测结果具有不可忽视的影响，样品前处理是否科学直接决定了检测结果的准确性，所以，样品的前处理是气相色谱分析农药残留的重要步骤，也是相对繁琐的检测环节。农药残留检测的样品前处理是指最大限度地将待测样品中的残留农药提取出来，并尽可能地消除检测过程中的干扰物。前处理过程主要包括提取、净化和浓缩等关键步骤。随着食品工业的迅速发展，食品种类日益增加，食品安全呼声越来越高，食品安全的监测任务也日益繁重。如何在保证检测结果准确度的同时，快速完成监测任务，样品前处理方法的科学选择显得尤为重要。

在简要介绍食品中有机磷农药气相色谱检测前处理方法的基础上，总结、归纳和评述了有机磷农药气相色谱法的前处理方法，以期为食品安全监管中有机磷农药残留检测方法的改进提供技术参考。

1 提取

在检测分析领域，样品中残留农药的提取方法较多。传统的提取方法有匀浆法、超声提取法、过夜浸提法、机械振荡法，索氏提取法、涡旋提取法等。此外，随着新技术的发展和新材料的应用，加速溶剂法（Accelerated Solvent Extraction，ASE）和微波辅助萃取法（Microwave Assisted Extraction，MAE）等新型提取方法快速发展起来并得到一定程度的应用。

1.1 提取剂的选择

有机磷农药分子大多数为中等极性分子。根据相似相溶原理，目前常用于提取有机磷农药的有机溶剂有丙酮、二氯甲烷、石油醚、乙腈和乙酸乙酯等或者混合溶剂如丙酮＋正已烷、环己烷＋乙酸乙酯等。

在众多提取溶剂中，乙腈因具有极性强、溶解有机磷的能力强、与水互溶、对蛋白质和脂肪等杂质溶解相对较少等特点，受到很多实验室青睐。其他提取剂，如石油醚具有一定的麻醉作用；二氯甲烷毒性较大且沸点低；丙酮与乙腈相比，水溶性相似且毒性稍低，但是其溶解有机磷的能力较弱，沸点比乙腈低得多且更易挥发，最重要的是作为提取剂没有乙腈除杂的能力强[7]。因此，乙腈是目前比较理想的提取剂，其在有机磷农药残留检测工作中的使用频率相对较高。

1.2 提取方式的选择

提取是将被测化合物溶解在提取液中并使之从原基体中分离出来的过程。常见的提取方法如表1所示。

表1 食品中有机磷农药残留的提取方法

匀浆法和涡旋法处理单个样品所需时间较少（1～2 min），但是处理通量小，而且一次只能处理一个样品，存在耗能、耗力，提取效率低等缺点，这2种方法适合精准度要求较高的检测；过夜浸提法虽耗能小，但耗时长、提取效率低、溶剂使用量较大；索氏提取法溶剂使用量虽然不大，但耗能也耗时；超声法和电动振荡法所需时间不长，人力需求小，但样品处理通量相对较高，提取效率也相对较高，能满足通常情况下大样本量的检测需求。

2 净化

2.1 常见样品净化方法

净化是再次将目标化合物与基体中干扰性杂质分离的过程。常见的净化方法有过滤、蒸馏、液-液萃取法、柱层析法和磺化法等。近年发展起来的方法还有凝胶渗透色谱法（Gel Permeation Chromatography，GPC）、固相萃取法（Solid Phase Extraction，SPE）、固相微萃取法（Solid Phase Micro Extraction，SPME）、基质固相分散技术（Matrix Solid Phase Dispersion，MSPD）、分散固体萃取技术（Quick，Easy，Chep，Effective，Rugged and Safe QuEChERS）等。净化的第一步是确定基体中干扰性杂质的种类。常见的干扰性杂质有水、脂类化合物、色素、碳水化合物、酚类和固醇类等。由于食品中有机磷的检测常使用FPD检测器（Flame Photometric Detector），该检测器对含N，P化合物有高选择性，所以在前处理过程中对除杂要求相对较低[8]。根据已报道的文献，并结合自身在有机磷农药检测中的体会，总结如下。

2.1.1 蔬菜水果类[7-36]蔬菜水果含有大量水分，大多数文献使用的净化方法是：过滤—盐析—静置分层—取上清液—旋转蒸发—定容—过膜（0.25 μm）。

2.1.2 脂类含量较多的物质[36-39]粮食、油料、植物油和动物类食品等样品中含有大量脂类大分子，大分子对仪器有一定的损害，因此，在前处理过程中应该除去这些大分子。针对这类样品，目前可以采用的净化方法是：过滤—旋转蒸发—定容—过膜（0.25 μm）—过GPC—旋转蒸发—定容。植物油样品本身为液体，所以无需过滤这一步，其净化过程为：提取后过膜（0.25 μm）—过GPC—旋转蒸发—定容。

2.1.3 中草药[40-41]中草药类样品的净化过程一般是：过滤—旋蒸—定容—过SPE柱—旋转蒸发—定容。

2.1.4 茶叶[42-43]茶叶类样品提取步骤中一般有加水浸泡的步骤，后续的净化过程大都为：过滤—盐析—静置分层—取上清液—过CARB/NH2小柱—旋转蒸发—定容。

2.2 常见除杂试剂与除杂方法

不同的样品其所含的干扰物不同，不同的试验对结果准确度的要求也不同，甚至不同的有机磷分子之间结构的差异都会使净化过程有所不同。常见的干扰物及对应的除杂试剂与除杂方法列于表2。

表2 除杂方法

液-液萃取法由于使用大量的溶剂，已逐渐被淘汰。磺化法是利用脂肪、色素、蜡质等杂质与浓硫酸的磺化作用变成极性很大的、能溶于水的化合物，从而实现与待测组分的分离，但待测组分须在强酸介质下稳定才可，所以有机磷检测的前处理很少用磺化法除杂。

固相萃取法（SPE）不需要大量互不相溶的溶剂，处理过程中不会产生乳化现象，因而，合适的吸附剂（固定相），不仅能显著减少溶剂的用量，而且能高效地达到分离目标化合物与干扰物的目的[18]。

凝胶渗透色谱法（GPC）又称为排阻色谱，是利用多孔凝胶聚合物对不同大小分子化合物的排阻效应选择性分离的一种色谱技术，大分子不能进入填料粒子孔内，而小分子可以，导致大分子先流出，小分子后流出，这样即可除去样品中的大分子，比如脂肪、聚合物、天然树脂，蛋白质等[27-28，42]。

基质分散固相萃取法（MSPD，matrixsolid-phase dispersion）是美国Louisiana州立大学的Barker教授在1989年提出的一种快速样品处理技术。该方法是将适量的C18，C8键合相等固相萃取吸附剂与固体、半固体或黏性的样品一起研磨成半固态装柱淋洗。MSPD浓缩了传统的样品前处理中的样品匀化、组织细胞裂解、提取、净化等过程，是一种简单高效环保的前处理方法[28]。

QuEChERS法是一种新型的果蔬农药多残留前处理方法。该方法由美国化学家Anastassiad等人提出，是一种快速、简便、低成本、高效和安全的分析方法，主要是用乙腈提取，加无机试剂振荡离心，提取上层清液后加PSA吸附剂和无水硫酸镁再振荡离心，上清液进样分析[27]。但其净化程度不理想，检测极性较高的有机磷农药（如甲胺磷、乙酰甲胺磷、氧化乐果等）时回收率较低[44]。

3 浓缩与定容

样品的浓缩主要有自然吹干法、水浴加热法、氮气吹扫法、K-D浓缩法和旋转蒸发法。

自然吹干法最节能、省力，但是所用时间最多，且不能回收溶剂，对环境不友好；水浴加热法不环保且存在安全隐患；氮气吹扫法无溶剂回收装置，但是该方法能隔绝空气，保证目标化合物不被氧化，适合准确度要求较高的检测；K-D浓缩法和旋转蒸发法原理相近且都可回收溶剂，但是旋转蒸发法使减压浓缩更省时节能，且减压后沸点变低，可以更好地保护目标化合物。

有机磷是中等极性分子，大多数的实验定容溶剂都选用丙酮。

4 结论

目前，我国气相色谱法测定有机磷农药残留的前处理主流方法是用乙腈溶解样品，振荡法或超声法提取目标化合物。脂类、蛋白质等大分子杂质一般是用凝胶渗透色谱法（GPC）去除；色素等小分子杂质则大多使用固相萃取法（SPE）去除。浓缩采用旋转蒸发仪，用丙酮定容。而美国EPA则将加速溶剂法（Accelerated Solvent Extraction，ASE）作为标准方法[37]。

不管采用哪种前处理方法，有机磷农药残留检测过程中都不可避免地要使用有机溶剂，且处理过程繁琐。检测人员长时间接触有机试剂，对其健康危害较大。因此，基质固相分散技术（MSPD）、分散固体萃取技术（QuEChERS）等环境友好型、对健康危害较小的绿色、高效前处理技术的进一步研究和应用将是有机磷农药残留检测前处理技术发展的趋势。

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Pretreatment Methods for the Determination of Organophosphorus Pesticides Residues in Food

CHENMin1，SONGJun2
（1.Analytical and TestingCenter，Sichuan AcademyofAgricultural Sciences，Chengdu 610066，China；2.Institute ofQuality Standard and Detection Technology，Sichuan AcademyofAgricultural Sciences，Chengdu 610066，China）

Organophosphorus pesticides,the largest amount in the use of pesticides,were a great danger to food safety due to the residues in food.In the determination for the traces ofpesticide residues sector,gas chromatography is the way to be recognized and used widely.The paper compared the differences among several pretreatment methods for the quantitative detection of organic phosphorus pesticide residues in foods and analyzed the development ofthe pretreatment methods in the future.

organophosphorus pesticides;residue;gas chromatography;pretreatment

S481＋.8

A

1002-2481（2016）09-1412-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.09.44

2016-05-03

四川省质监局标准化技术体系研究（ZYBZ2013-39）

陈敏（1984-），女，四川泸县人，研究实习员，主要从事食品安全与检测技术研究和培训工作。