植物源食品中有机氯农药测定前处理研究进展

王高红 ，杨中瑞 ，杨春 ，侯莎 ，王亚娇 ，薛智凤

1.陕西省地质调查实验中心（西安 710054）；2.陕西省地质调查院（西安 710054）；3.中国自然资源学会秦巴分会（西安 710054）

有机氯农药是一种由碳、氢和氯原子构成的有机化合物，主要分为二氯二苯乙烷类（如滴滴涕、滴滴伊）、环戊二烯类（如艾氏剂、氯丹）、六氯环己烷类（如林丹）、六氯苯类（如六氯代苯）和其他类（如灭蚁灵、十氯酮）[1]。有机氯农药具有较强的亲脂性，可通过食物链的生物放大作用在生物体的脂肪组织聚集。自20世纪80年代起，从发达国家开始，有机氯农药在全球范围内被逐步禁用。然而，由于有机氯农药的高稳定性，有机氯农药污染在环境中仍持续存在。

土壤中的有机氯农药可直接被植物吸收，通过食物链传递进入人体。因此，对可食用植物中的有机氯农药污染进行监测具有重要意义。对近年来植物源食品中有机氯农药测定前处理方法的研究进展进行综述，并对发展趋势进行展望。

1 样品提取

通常情况下，将样品切碎或进一步通过均质机进行均质处理，加入溶剂进行提取。有机氯农药常用的提取溶剂有乙酸乙酯、正己烷、丙酮、石油醚、乙腈等，或将其中的几种溶剂混合使用。主要的样品提取方法如下。

1.1 索氏提取

索氏提取是利用溶剂回流和虹吸原理，使样品能够连续多次被纯溶剂提取，因而效率较高。Gałgowska等[2]应用索氏提取方法对几种蘑菇样品中的有机氯化合物进行提取，样品中均检测出林丹、滴滴涕、滴滴伊和滴滴滴，检出值在0.03～3.78 μg/kg。然而索氏提取时间较长，能耗较高，在有机氯农药提取的应用中越来越少。

1.2 超声提取

超声提取是利用超声波的空化作用、机械效应和热效应，通过增大介质的运动速度和穿透力，以提取样品中的有效成分，具有较高的提取效率。付明磊等[3]利用丙酮和二氯甲烷对罗汉果样品进行超声提取，建立罗汉果中8种有机氯化合物的分析方法，检出限为1.15～2.16 μg/kg，加标回收率为87.3%～109.8%。然而超声提取有可能对有机氯农药结构产生破坏，使得测定结果偏低[4]，因此，在超声过程中应对功率、温度、时间加以控制。

1.3 涡旋振荡提取

涡旋振荡器利用偏心旋转使试管等容器中的液体产生涡流进行提取，其混合速度快且彻底，仪器成本低，在有机氯农药的提取中应用最为普及。邓爱华等[5]利用涡旋振荡提取、索氏提取和超声提取3种不同的方法对茶叶、陈皮等食品中的8种有机氯农药进行提取，结果表明，8种待测物的提取率并无明显差异。然而，涡旋振荡提取与超声提取均有消耗试剂少、耗时短、操作简便、可同时对多个样品进行处理的优点，且涡旋振荡提取法耗时更短，一般在20 min内可完成前处理。

1.4 加速溶剂萃取

加速溶剂萃取是一种在较高压力和较高温度下进行提取的一种方法。压力和温度的提高使得目标分子与样品基质间的相互作用力减弱，更容易释放在溶剂中。因此加速溶剂萃取效率较高，且具有溶剂消耗少、操作耗时短、自动化程度高的特点。Zhang等[6]利用加速溶剂萃取技术对谷物中的有机氯化合物进行提取，建立谷物中14种有机氯农药的分析方法，检出限为1.5～4.2 μg/kg，加标回收率为78%～116%。

1.5 微波萃取

微波萃取是基于极性分子可迅速吸收微波能量的原理，通过微波加热提取样品中的目标化合物。不能用100%的非极性溶剂作为微波萃取溶剂，其中需要加入一定比例的极性溶剂。微波提取具有快速、高效、节能的优点。Ozcan等[7]应用微波萃取和索氏提取2种不同的方法对番茄、茄子和黄瓜中17种有机氯农药进行提取，结果表明，微波萃取对于各个目标物的提取率是索氏提取的1～5倍。

1.6 超临界流体萃取

超临界流体萃取是一种绿色环保的提取方法，用于提取的超临界流体（如CO2、NO2、N2O等）在常温常压下为气体，提取后易与提取组分离。在临界点附近，超临界流体对组分的溶解能力随体系的压力和温度发生连续变化，从而可方便地调节组分的溶解度和溶剂的选择性。陆高峰[8]用超临界CO2对生菜中的有机氯化合物进行提取，建立生菜中8种有机氯农药的分析方法，检出限为0.1～1.0 μg/kg，加标回收率均在80%以上。然而，超临界流体萃取成本过高，目前并没有普及应用。

2 样品净化

一般来说，植物源性食品基质较为复杂，经过初步提取后，目标物仍然与较多杂质共存，需要进行进一步净化处理。样品净化有多种方法，有时需要多步净化，有时也可将不同的净化方法结合起来运用。有些方法在提取的过程中可同步净化。主要的样品净化方法如下。

2.1 液液萃取

液液萃取净化是利用物质在两相中分配系数的不同而实现待测物与干扰物分离的一种方法。Cheng等[9]利用丙酮和水的混合溶液对板栗进行提取，向得到的提取液中加入二氯甲烷对其中的有机氯化合物进行萃取，建立板栗中8种有机氯农药的分析方法，检出限为0.43～3.83 μg/kg，加标回收率为80.3%～97.6%。然而由于液液萃取消耗有机溶剂量大、操作繁琐，其在有机氯农药分析的前处理中应用越来越少。

2.2 固相萃取

固相萃取净化是利用固体吸附剂吸附提取液中的目标化合物，使其与干扰物分离，再通过淋洗液将目标物洗脱，从而实现目标物的分离与富集。固相萃取具有选择性好、回收率高、可实现自动化操作等优点。目前已应用在有机氯农药样品前处理的固相萃取填料有N-丙级乙二胺（PSA）、石墨化碳黑（GCB）、十八烷基键合硅胶（C18）、弗罗里硅土、氧化铝等，有时也将几种填料联合使用[10]。Bempah等[11]利用弗罗里硅土和氧化铝填充的固相萃取小柱对芒果、菠萝、青椒、卷心菜等多种蔬菜水果的提取液进行净化，建立14种有机氯农药的分析方法，检出限在2～6 μg/kg，加标回收率在89%～103%。然而，固相萃取小柱成本较高，洗脱过程所用溶剂较多，在某种程度上限制其使用。

2.3 固相微萃取

固相微萃取的原理是建立在待测物在固定相和水相之间达成的平衡分配基础上，具有操作简便、消耗溶剂少、成本低廉、对环境友好等优点。固相微萃取通过向微量注射器表面涂渍高分子固定相薄层对待测物进行吸附，利用气相色谱气化室的高温对待测物直接进行热解析进样测定。固相微萃取分为直接固相微萃取和顶空固相微萃取，在顶空固相微萃取中，萃取头不直接浸入提取液中，不易被污染破坏，检测基体干扰小。Kin等[12]利用顶空固相微萃取的方法对草莓、黄瓜的提取液进行净化，建立3种有机氯及5种有机磷农药的分析方法，检出限在0.02～1.0 μg/kg，加标回收率在79.0%～93.3%。

2.4 分散固相萃取

分散固相萃取是将固体吸附剂分散在样品提取液中，吸附待测物、去除干扰物，随后对吸附剂进行解吸以达到萃取待测物目的一种方法。Deme等[13]以多壁碳纳米管为分散固相萃取吸附剂对葡萄汁和芒果汁中的农药进行吸附，建立15种有机氯、5种拟除虫菊酯、5种氨基甲酸酯及15种有机磷农药的分析方法，检出限在0.025～0.15 ng/mL，加标回收率在60%～110%。

Anastassiades等[14]于2003年提出一种基于分散固相萃取用于蔬菜和水果中农药测定的样品前处理方法，具有快速（Quick）、简单（Easy）、价廉（Cheap）、高效（Effective）、耐用（Rugged）和安全（Safe）的特点，被称为QuEChERS方法。原始的QuEChERS方法步骤为：（1）乙腈提取样品；（2）氯化钠和硫酸镁除去样品提取液的水分；（3）PSA分散固相萃取净化提取液。近年来，有多名研究者对原始的QuEChERS方法进行改进，采用不同的提取溶剂、盐析剂、吸附剂对不同的样品进行处理，以期达到提高回收率，减少基质效应、降低成本等目的[15]。表1列出QuEChERS方法在植物源性食品中有机氯农药检测前处理的一些应用。

表1 QuEChERS方法在植物源性食品中有机氯农药检测前处理中的应用研究

2.5 基质固相分散萃取

基质固相分散萃取是一种集提取与净化为一步的样品前处理技术，将样品与固相萃取材料混合在一起研磨，得到半干状态的混合物装柱，再用溶剂将待测物洗脱下来测定。该方法不需进行离心、样品转移等操作，可减少待测物的损失，溶剂消耗少。Zhan等[26]对基质固相分散萃取技术进行改进以萃取油籽中的有机氯农药。将弗罗里硅土和C18混合，填充在固相萃取小柱下端；再将样品与硫酸硅胶混合研磨，继续填充在同一小柱中，用正己烷-二氯甲烷（7∶3）溶液进行洗脱，建立花生和大豆中23种有机氯农药的前处理方法，检出限为0.1～2.0 ng/mL，加标回收率为68.9%～103.3%，该方法中固相萃取小柱底端弗罗里硅土和C18的混合填充物有助于彻底去除高脂肪样品中的脂肪。

2.6 凝胶渗透色谱

凝胶渗透色谱是利用多孔凝胶的筛分作用使不同分子在溶剂的淋洗下按照尺寸大小先后流出，从而实现待测物分离富集的一种方法。凝胶渗透色谱可有效地除去干扰有机氯农药的测定的脂质、叶绿素等大分子物质，且分离时样品组分不易损失。然而，凝胶色谱具有消耗溶剂多、净化不彻底的缺点，往往要与其他净化技术联用。Chung等[27]将基质固相分散萃取、凝胶渗透色谱与固相萃取技术联用，建立一种同时适用于高脂肪食品和高含水量食品中33种有机氯农药的提取净化方法，检出限在0.1 μg/kg以下，加标回收率在70%～120%。

2.7 液相微萃取

单滴液相微萃取是最早发展起来的一种液相微萃取方法，将液滴直接悬挂在微量进样器针头上对样品提取液中的待测物进行萃取。然而，这种方法在操作过程中液滴容易掉落，因此，开发出多种新型的液相微萃取技术。

分散液相微萃取是向样品溶液中加入萃取剂和分散剂，经振荡后形成水/分散剂/萃取剂的乳浊液体系，通过盐析、离心等手段使萃取剂与样品溶液本体分层，吸取萃取剂进行目标物测定。由于萃取剂均匀地分散在样品溶液中，与样品溶液接触面积无限大，因而具有较高的萃取效率。Yazdanfar等[28]以甲醇为分散剂、氯仿为萃取剂，利用分散液相萃取的方法对葡萄、橙子等水果中的有机氯化合物进行萃取，建立20种有机氯农药的分析方法，检出限在0.001～0.03 μg/L，加标回收率在75.5%～115.3%。

悬浮固化微萃取使用凝固点接近室温（10～30 ℃）的萃取剂（如十一醇、十六烷）对待测物进行萃取，萃取完成后萃取剂经冰浴冷却后固化浮于溶液表面，将萃取剂取出在室温下融化后可直接进样分析。Qiu等[29]将分散固相萃取和悬浮固化微萃取联合使用对卷心菜、菠菜等蔬菜中的有机氯化合物进行萃取，建立13种有机氯农药的分析方法，检出限为0.45～1.33 ng/mL，加标回收率为77.2%～112.5%。

可切换溶剂液相微萃取利用质子化的有机胺对样品溶液进行萃取，在萃取前向有机胺中通入CO2使有机胺质子化能够与水互溶，萃取完成后向溶液中加入NaOH使有机胺去质子化，从而与样品溶液本体分层，实现对目标物的富集，具有快速、对环境友好的特点。Durak等[30]将QuEChERS技术与可切换溶剂液相微萃取结合对西红柿提取液进行处理，建立3种有机氯农药和2种激素的分析方法，检出限为0.45～1.33 ng/mL，加标回收率为94.5%～104.8%。

3 结语与展望

植物源性食品种类繁多，不同样品的组成差别较大，目前没有一种前处理方法可适用于所有样品。然而对于同一类样品基质接近的食品，可开发在一定范围内具有普适性的前处理方法。当前国家对食品安全问题重视性不断增强，对食品中有机氯农药检测的需求将不断扩大，这就要求前处理方法向着快速、高通量、自动化方向发展。样品前处理新型材料的开发也是一个重要的研究方向，以期提高萃取材料对于有机氯农药的选择性，降低材料成本。随着环保要求的提高，前处理所用有机溶剂应尽可能减少，并尽量使用对环境危害小的溶剂，开发对环境友好的新型溶剂。对于部分基质较为复杂的样品，有时可结合不同技术的优势，将多种前处理技术联用，获得更好的提取与净化效果。