食品中农药残留检测的样品前处理技术分析

孙学丽，王丽娟

（临沂市疾病预防控制中心卫生检验科，山东临沂 276000）

食品中的农药残留受到了人们的重点关注。若食品中的农药残留含量过高，不仅会影响大众对农产品的购买和食用，还会危及人们的身体健康，甚至会引发严重的食品安全事件。显然，利用先进的技术对食品中的农药残留进行检测具有十分重要的意义。但是，在对食品试样进行相关检测的过程中，必须注意样品的前处理过程，有效提高试样检测的成效，同时还要防止各种因素对检验的影响。

1 样品前处理技术的重要性

样品前处理技术是对即将检验样品进行一系列处理，以保障获取精准、可靠的检验结果的一项处理技术。此外，前处理技术还可以减少食品样品中可能出现的污染问题以及结论误差，从而提高食品检验的效果。由此看出，样品前处理技术对于食物中残留农药的监测有着很大的实用价值[1]。

2 食品中农药残留检测的样品前处理技术类型

2.1 传统样品前处理技术

2.1.1 索氏提取法

索氏提取法是将烘干研磨后的样品置于索氏提取器的提取管内，在提取瓶内部加入合适的提取溶剂，持续加热几小时后再进行提取。该方法属于传统提取法，又称为完全提取法，是一种比较标准的提取法，具有良好的提取效果，但是提取时间较长，容易受到杂质的影响。

2.1.2 超声波提取法

超声波萃取法，即通过高频率的声波所引起的剧烈空化反应、机械振动、热扰动效应、乳化、分散、碎裂与混合等多种效果，以提高有机物质的运动速率和能量，使得介质具有极强的穿透效果，进而促使目标组分渗入有机溶剂中，从而推动萃取的实现。超声波萃取法较为快捷，价格实惠，且效率更高。

2.1.3 柱层析法

柱层析法的分离原理是根据不同化合物在固定相上的吸附力不同而达到分离的目的，是一种比较常见的分离净化处理方法，分离处理的效果比较好，使用范围相当广泛，且具有较强的选择性。但是，该法需要反复循环操作，因此需要耗费较长时间。此外，若采用受污染的有机试剂或被测目标物的稳定性差，则会对检验增添许多不确定因素。

2.1.4 溶剂萃取

液体试剂中应用最广泛的提取技术是溶剂萃取法，该法主要依靠样品成分中溶液的溶解度差异，从而实现分离、萃取或提纯等，又称液-液提取。

2.2 现代样品前处理技术

2.2.1 固相萃取技术

固相萃取法是一种比较常用的提纯萃取方法，其原理是根据吸附剂的特性将试液中的目标化合物与干扰化合物分离，随后使用合适的洗脱液将目标化合物从固体吸附剂上淋洗脱离，从而达到分离和富集目标化合物的目的。这种萃取方法主要分为柱预处理、进样、淋洗组分以及处理检验4个阶段。固相萃取法是吸附式提取技术中应用最普遍的一项分离提纯技术，具有快捷、简单、高效、稳定、重复性好以及事先处理智能化高等优点[2]。

相较于传统提取法，固相萃取技术能够应对溶剂萃取和普通柱色谱技术存在的不足，而且还可以提高检测物质的回收效率，能够有效地将检测物质与干扰杂质分开，提取过程简便迅速、溶剂损耗低、精密度高，通常情况下提取分析时长不超过10 min，分析所需时间仅是溶剂萃取法的1/2，溶剂使用量是1/10，减轻了杂质对检测的影响，从而降低了有机溶剂对人及环境造成的危害。

2.2.2 固相微萃取技术

固相微萃取法利用平衡萃取和选择性吸附的原理，首先把试样中的分析物质移动至提取表面涂层上，提取涂层对于待测分析物质具有十分强烈的生物亲和性，这使得分析物质可以被快速提取出来。随后，将涂层表面上的物质放入化学分析设备中直接脱附。该技术具有快速、高效、准确等特点，期间无需清理。

固相微萃取法与固相提取法有所不同。①其差异主要表现为吸附剂/萃取涂层选择性不同，固相萃取法注重容量更大的吸附试剂，以防止试样被直接穿透，而固相微萃取法注重表面涂层的吸附选择效果。此外，固相萃取与液相色谱联用时，其分离效率也较高。②使用固相萃取法提取分析物时，所需要的吸附试剂相对较多，许多非分析物质在吸附时容易被吸收，使得分析物质在脱附环节产生一定的损耗。而采用固相微萃取法进行分析物质的提取时，萃取涂层的存在使得非分析物质一般不会大量聚集。③固相萃取法的吸附试剂需要经过脱附、浓缩环节后，才可以对分析物质进行相应的分析检验。而固相微萃取法不需要多余的步骤，可以在涂层表面上对分析物质开展分析检验。

固相微萃取法的提取方法主要有直接法和顶空法两种。在对这两种提取方式进行选择时，要充分掌握待测物质的状态。当待测化合物的当前状态为具有半挥发性的气态化合物时，可以选择直接法。如果进行提取采样时，待测化合物除了含有半挥发性的气态化合物以外，还存在挥发性有机固体和水汽等，则选取顶空法。同时，在实施提取的过程中，对其自身所包含的检测物质等加以合理控制，确保彼此间既可以贯彻相似相容的准则，又同时可以遵循分配平衡规律。

2.2.3 微波萃取技术

微波萃取法是指使用微波从动植物、豆制品等中提取各类有机化合物的样品预处理技术。该技术方法主要依靠极性分子能够快速吸取微波能量这一特点，通过对极性较强的溶剂进行加热处理，使其能够与非目标物质相脱离，从而实现对目标物质的提取。和常规的振荡萃取法比较，微波萃取法拥有提取效率高、安全性强、提取速率较快、试剂用量少和易操作等优势，该法主要用于提取容易挥发的有机物质，如农药，并能够一次提取多种样品。在提取过程中，溶剂的选择尤为关键，这对提取结果影响极大。考虑到惰性溶剂的相对电容率比较低，所以在提取过程中，需要用到极性有机溶剂，对检测试样产生较强的溶解性能，以减少检测时的干扰因素。在确定了合适的萃取剂后，要根据不同样品性质及分析需要选用适宜的溶剂。另外，还需要综合考量有机溶剂的沸点对检测造成的影响。当前，常用的提取溶剂包括甲醇、乙醇、二氯乙烷等有机溶剂。对于不同种类的样品，可选择适当的萃取溶剂进行萃取。利用液状石蜡、CCl4等非极性有机化合物进行萃取时，应当在其中添加一定含量的极性溶剂[3]。

微波萃取法提取的最优条件除了提取溶剂外，还包括提取装置、提取温度和提取时间等。萃取时，溶剂是通过加热使其汽化并与水分子结合成液态的物质。在普通开放体系当中，溶剂的沸腾温度主要受大气压强的影响。当有机溶剂蒸气处于临界状态时，其溶解度最小。如果在封闭仪器内，其内部压强远远超过1 MPa，此时的沸腾温度远远超过常温常压时的沸腾温度，并且热效率与提取效率得到了显著提高。另外，当溶剂挥发时，溶剂分子将发生剧烈的热运动和热扩散。由此，在微波萃取过程中，需要将待测试样和所需溶剂放入封闭、防冲击的聚四氟乙烯仪器内，而且溶剂溶液的最高温度需要接受仪器抗压抗冲击性能的约束。采用微波萃取技术进行提取时，需要保持在最佳温度下方可达到最佳的结果。操作时需要控制溶剂的温度，使溶剂不会沸腾，并且在此温度下待测物不会发生分解。操作时还要牢牢掌握溶剂溶液的实时温度，保证溶液不滚沸，同时在此高温高压环境下待测试样不可出现溶解的情况。通过实验研究表明，提取回收率在规定的范围内随着温度的升高而逐渐上升，各个物质的最佳提取回收率的温度均不相同。

2.2.4 凝胶渗透色谱技术

凝胶渗透色谱法是依据溶于溶液的溶剂分子量中的差异，利用具备高分子筛选特性的凝胶，使有机化合物完全分离[4]。凝胶渗透色谱法的使用关键在于物质载体、有机溶剂的选取。物质载体在该法中起到了至关重要的作用，其结构属性对容器的整体性能以及脱离功效有着直接关系。因此，物质载体在选择上需要具备出色的化学稳定性和耐热性能，还要具有一定的柔韧性、耐变形性等特性。此外，脱离功效还与载体颗粒粒径、物料填充密集度等因素相关。为了拓宽脱离范畴，提高脱离的容量，通常选用数种孔径不等的装柱，或者在色谱柱上串接安装不同的载体物质。其中，载体颗粒的粒径愈小，填充效果也愈好。适当的溶剂有助于增强被测试样的溶解度，防止在操作过程中由于研究对象发生改变而更换溶剂。

因为凝胶渗透色谱法属于液相色谱，溶剂的燃点需要低于室温，而且其沸腾点要在实验室温以上。与吸附柱色谱法等提取法相比较，凝胶渗透色谱法拥有应用领域广泛、重复利用效率高、操作简便快捷、精准等优势。

2.2.5 QuEChERS技术

QuEChERS前处理技术作为一种新兴且应用普及迅速的方式，可以有效简化提取流程，具有精准度更高、分析处理快的优势。QuEChERS技术是一种快速处理技术，其处理原理是把均质的样品经过有机溶剂（乙腈、丙酮或酸化乙腈）提取后，用盐层析法或离心法进行脱水，加入PSA吸附剂或其他吸附剂进行基质净化。此方法操作简单，有机溶剂使用量少，净化效果好，回收率高，特别是结合液相色谱串联质谱和气相色谱串联质谱检测技术后被广泛应用。

QuEChERS前处理技术在食品安全的样品前处理过程中应用广泛，主要用于果蔬、谷物、中草药等产品农药残留检验。随着相关研究的不断推进，该技术涉及越来越多的领域，还可以处理动物性食品以及土壤中的抗生素等污染物的检测。

2.2.6 超临界流体萃取法

超临界流体是处于临界温度和临界压强之上，介于气液两态中间的物质流体。超临界流体萃取法是通过运用达到超临界情况的溶剂，对试样中的检测组分展开提取的方式。

选择使用超临界流体萃取技术时，应当对萃取剂进行充分考量，如临界条件能否轻易满足、溶解性质是否优异以及价格成本及其他要素。目前应用最为广泛的超临界流体CO2，具备完全无毒、无异味、化学稳定性高、对试样不会造成污染、易纯化等优点，可用于提取热稳定性能差的非极性化合物。由于CO2属于非极性溶剂，因此使用时往往存在一定的限制性。为了增强萃取功效，在实际的使用中，采用添加少量氨等萃取改进剂。超临界流体萃取法的操作过程包括萃取和分离两项工艺技术，这项萃取方法的提取效率还会受到压强、温度因素、萃取剂的影响。

3 样品前处理技术的未来发展趋势

目前，食品检测技术得到了更加迅猛的发展。因此，在现有的基础上需要不断更新相应的检测技术，既可以降低精度误差，又能够提高检测效率，进而确保大众的饮食安全[5]。

农药残留检测过程中，样品的前处理至关重要，它能够保障检测结果的精准性和高效性，进而降低对色谱柱和检测设备的污染，提升检测效率。不论哪一种前处理技术，都应该全面分析各个样品前处理技术的特点和适用范围。在检验中，要根据待检测样本的类型和基质、检测条件以及测试仪器设备之间存在的差异，结合对应要求，选择最正确的样本前处理方式。

此外，检测人员一定要注重样品前处理技术。通过对食品进行前处理，可以有效降低食品中的农药残留量，有效保障人们的身体健康。因此，在实际工作中，检测人员需要掌握好相关的专业知识和专业技能，这样才可以有效保证食品中农药残留量检测结果的准确性。今后，农药残留量检测的样品前处理一定要确保检测技术具备快、准、安全、环保健康和科技化的特点，并且尽可能地降低样品因移动而产生的损耗，进而降低人为干扰造成的偏差。

4 结语

综上所述，样品的前处理能够高效去除试样中的污染物，并能合理保障食品中残余农药测定结果的精准性、可靠性。现代样品前处理技术能够有效减少食品检验时所产生的偏差，与传统技术相比精准度更高。