气相色谱法在农残检测中的应用

高翠平

（临泉县农产品质量安全检测站，安徽 临泉 236400）

1 农药残留检测的重要性

农药作为一种重要的农业生产资料，在种植生产中起到了一定的防治作用。农民在种植作物时常常使用农药等化学药剂，以降低病虫害对作物生长造成的伤害，减少经济损失，但由于农药使用中缺乏科学合理的指导，农户随意加大用药剂量、使用高浓度农药或忽视安全用药间隔期等，导致农产品农药残留严重，对人体健康有很大的影响，因此，检测农产品中的农药残留量是保证食品安全、保证人民生活品质、指导农业生产标准化的重要环节。气相色谱法的研发能够有效检测出农产品农药残留的成分，是使用频率较高的一种检测方式。

2 气相色谱法概述

2.1 气相色谱法的概念

气相色谱法是一种将惰性气体作为流动相进行测试的技术，将惰性气体作为载体，将需要检测的样品通过整个系统进行测试，并通过特定的检测方法获得测试结果。它的工作原理是通过不同的组分在固定相上的分布系数和吸附能力的不同而达到不同的分离效果，这主要是由于不同组分的性质和结构不同，导致它们与固定相间的作用力大小、强弱不同[1]。在检测期间，将混合液分别在流动相和固定相之间进行来回吸附和脱附，根据各自的结构和特性，将其分别送入检测装置中，然后根据此时分别生成的不同探测信号，实现对组分的定性和定量分析[2]。

2.2 气相色谱法的特点

气相色谱分析法的主要特征是：①分离效率高。与其他方法相比，气相色谱分析方法所采用的色谱柱更大，可以同时处理更多的样品，提高分离效率；②灵活度高。气相色谱法采用先进的仪器，操作简便、灵活，同时可以在分离过程中采用多种检测手段，因而具有很好的应用前景；③敏感性高。与其他方法相比，气相色谱对同位素、碳氢化合物等性质特征相似的元素具有更高的识别能力，能够对各种性质的物质进行精确的分离和定量分析；④用途广泛。气相色谱技术非常适合于检测气体、液体和固体性质的物质，在样品检测中具有广阔的应用前景，因此，气相色谱法不仅可以应用于农业检测，可以应用于医学、水质、环境等领域；⑤高效分析。利用该技术，可以利用相应的软件对样品进行自动检测，同时对测试结果进行自动分析，从而提升检测速度。此外，该方法操作简便，仅需对不同的试样进行不同的加工，即可进行自动测试。同时，该仪器的稳定性好，不易受其他因素的影响，在农业农药残留量的测定中有着很大的优势[3]。

2.3 气相色谱法的发展

1905年，俄国植物学家茨维特将一种含叶绿素的石油醚倒入一根装有碳酸钙的玻璃试管中，然后用石油醚进行冲洗，让它们自由地流出，每一种成分的叶绿素都会产生不同的光谱带，因此被称为“色谱”[4]。20 世纪50 年代以后，气相色谱技术作为一种新的检测手段，得到迅速发展，并逐渐成为一种被广泛使用的检测技术[5]。从20世纪60年代起，气相色谱技术在农药残留量检测中得到了广泛的应用。近年，由于样品预处理技术、进样技术的不断发展，以及色谱柱分离能力、检测器灵敏度的不断提高，使气相色谱技术成为当前农业生产中检测分析农药残留量的主要技术方法[6]。

2.4 气相色谱检测原理

将待测的样品或其衍生物气化后，通过流动相将其引入色谱柱，该柱中的成分与柱中的固定相的作用力不同，并且随着时间的推移，样品中的成分会被逐步分离，被送入检测器，然后通过数据处理系统对反应的色谱信号进行分析，得出各组分的色谱图。按出峰的先后次序，对各组分进行定性，并测定其成分组成，再依峰高、峰面积，对各组分进行定量分析，以确定其含量[7]。

3 气相色谱法在农产品检测中的应用

使用农药控制害虫和草害，是确保作物高产的必要技术措施，减少农药残留，确保农产品安全是农业和农药管理的工作目标。残留限量是农业生产控制的安全线，低于限量的农产品安全可食用，否则可能存在安全风险。农药残留检测仪可以精准检测农产品中农药残留是否超标。随着农业生产水平的提高，农业检验机构也在不断地改进传统的检验方法，气相色谱技术在实践中也得到了进一步发展，是目前广泛应用于测定小分子、稳定成分的农药残留量的方法[8]。

3.1 农药残留检测

目前，我国农业生产中存在农药残留量及其他化合物残留超标的问题。而气相色谱法则可以对其进行定性、定量分析，精确度高。此外，这种检测技术还可以用于检测肉类、鱼虾等动物的新鲜度。

3.2 污染物检测

在农业生产中，由于受到环境和栽培技术等因素的影响，农业产品中存在大量的污染残留物。由于化学污染物种类繁多，现有的检测技术相对成熟，但对未知污染物的检测还存在着许多不足。在保证农产品品质的前提下，实现检验技术的开发和创新，须持续提高筛选和检验所有化学污染物的效率。气相色谱法在检测中的应用，使检测结果的解析度得到明显提高并能实时获取数据，获取未知污染物的精确含量，该方法也是一种有效的检测未知化学污染物的手段[9]。

3.3 发酵饮料产品中的风味组分检测

近年来，人们对发酵饮料的喜爱程度越来越高。发酵饮料中含有多种风味组分和挥发性成分。利用气相色谱法可以精确地测定出发酵饮料中的各组成分及含量，判定该产品的质量是否合格[10]。

3.4 保证农产品的品质

气相色谱法在农业、食品、茶叶、酒类等农残检测中有着广阔的应用前景，是保证农产品品质的关键。先进智能的检测设备可以保证检测的精度，随着时间的推移，气相色谱技术的发展和研究逐渐趋于高效、高准确度，同时也促进了农业生产的快速发展。

4 应用气相色谱法应注意的问题

分析时，由于进样口温度、柱箱温度、加热程序等因素的变化，会造成图谱的差异，从而造成分析结果存在差异性[11]。在气相色谱法应用中，应该注意下列几个问题。

4.1 色谱柱的保养与定期更换

色谱柱在样品中的分离过程中起着举足轻重的作用，其质量的好坏对物质的分离程度有很大的影响。在长期不用或更换新的色谱柱后，在检测中会产生“鬼峰”和噪声，如果样品的峰面积有较大的变化，就必须进行新的色谱柱替换[12]。为了节省成本，可以将色谱柱从10~30 cm 处截取后再继续使用。若未能成功出峰，应及时进行色谱柱的替换，以保证测试结果的准确性。要使新柱的测试结果更加稳定，可以采取加热升温老化的方法。

4.2 控制进样口及探测器的温度

在分离过程中，由于进样口的温度直接影响样品的分流气化程度，若不进行适当的温度控制，被测成分分解不彻底，则会导致测试结果产生很大的误差。一般建议检测器的温度要比被分组的最高沸点要高。

4.3 柱箱升温程序的优化

柱箱升温程序对分离效果及分析速率有直接的影响，为保证成分的分离和检测的精确性，对初温、升温速率、终温3项关键指标的控制尤为重要，以色谱柱中保留时间、峰分布及峰形对称为最佳。初温通常比被分离组分中的最低沸点组成的沸点温低，并且比固定溶液的固化温度要高；升温速率必须保证最短的保存时间和最大的分离程度；最终温度需要根据样品的固定相、样品的热稳定性、高沸点组分等因素来决定[13]。

4.4 气体和气体流量的合理使用

在气相色谱检测中，常用的气体有氮气、氢气、空气。建议使用的气体纯度在99.999%以上，气体纯度不够会导致基线噪声和尾迹[14]。载气浓度不高，则会引起固定相的变化，造成色谱柱的损伤，使试样的保留量发生变化，而载气流量对测定结果的影响很小。

5 气相色谱法在农产品农药残留检测中的样品前处理技术

5.1 固相苯取法

固相萃取技术是一种较为成熟、使用较为广泛的样品处理技术，是利用固体吸附剂将试样中的目标化合物吸收，与其他混合物进行分离，从而达到完全分离[15]。

5.2 超临界流体萃取法

超临界流体萃取技术是一种科学而先进的分离技术，可作为一种有机溶剂，在操作时对环境的污染很少。与常规方法比较，选择性好、提取效率高、操作简单，因而获得了广泛的认可，并在样品预处理中得到了广泛应用。二氧化碳是当前最常用的超临界流体[16]，无毒性、不易燃烧，且不会对样本产生污染等优良特性。

5.3 基质固相扩散法

基质固相扩散法是将一定数量的固体基质与试样进行充分的研磨，然后将其与试样一起搅拌，使之成为半固态的混合物。利用不同的混合溶液溶解度的原则，对有机溶剂进行洗脱，实现了对目标混合物的分离。在样品的记忆中，基质固相扩散技术是一种非常有效的方法，可以一次性完成样品的制备、萃取、净化等操作，是一种应用于农药残留的分析和检测的理想方法[17]。

6 结语

农产品中的农药残留量是保证农产品安全和质量的关键，而农药残留量是影响我国农业经济稳定发展、人民健康生活的关键。利用气相色谱法对农药残留量进行检测，结合电子捕获器、氮磷、火焰光度检测等相关仪器的辅助，可以有效提高农药检测工作的质量。为防止蔬菜水果等农产品高残留农药流入市场，对农药残留检测技术与方法的研发与应用提出更高的要求，为了有效地控制农药残留量，有关部门应加强农业农药残留量的检验，并对其进行改进和创新，以提高检验的效率和精确度。