分子印迹固相萃取技术在食品安全检测中的运用

◎ 孙 震，黄 苓，单月梅，缪 雄，朱炳炎，曹文博

（ 1.无锡市食品安全检验检测中心，江苏 无锡 214000；2.国家市场监管技术创新中心（特殊食品），江苏 无锡 214142；3.无锡市农产品质量监测中心，江苏 无锡 214142）

分子印迹聚合物是指一种由2 种或2 种以上分子通过共价键连接形成的具有特定识别位点的聚合物。分子印迹固相萃取技术由于具有与目标物高亲和性、选择性好、可与复杂基质结合、稳定性高、易于纯化和规模化生产等优点，在食品农兽药残留及添加剂、营养成分等的分析中备受关注。分子印迹固相萃取是一种以分子印迹为基础的新型固相萃取方法，具有高选择性、高灵敏度、快速和简便的优点，已被广泛应用于食品农兽药残留及添加剂、营养成分等的分析。因此，为充分发挥该项技术的作用，有必要展开相关研究。

1 分子印迹固相萃取技术概述

1.1 技术概念

分子印迹固相萃取是将印迹聚合物作为吸附剂，通过物理或化学的方法进行结合，获得与模板分子具有高亲和性、高选择性的新型萃取分离技术。

分子印迹固相萃取是一种新型的固相萃取方法，不仅具有传统固相萃取技术的优点，也克服了其不足之处。分子印迹固相萃取基于印迹技术，通过对模板分子进行结构修饰，获得与模板分子相似或不同的印迹聚合物，并将其与固相萃取填料进行结合，形成富集于固相萃取柱上的复合物。通过优化分子印迹固相萃取处理方式，以及分子印迹固相萃取填料的结构设计，可被应用于众多领域中[1]。

分子印迹固相萃取的关键步骤包括以下几个：①模板分子的制备。由于分子印迹聚合物是具有特定结构的物质，因此需要对模板分子进行结构修饰。通常模板分子的制备有2 种方法，第一种方法是用模板分子与功能单体进行交联反应，从而获得与模板分子结构相似的印迹聚合物；第二种方法是对目标分子进行化学修饰，然后将其与功能单体混合，通过一系列反应形成印迹聚合物。②印迹聚合物的制备。根据分子印迹聚合物的结构特征，将其与特定的功能单体进行混合，然后进行交联反应，最后形成与模板分子结构相似或不同的印迹聚合物。制备中，通常建议选用具有较高吸附容量、较好选择性以及较强稳定性的功能单体进行研究。③分子印迹固相萃取填料的设计。由于分子印迹技术是以模板分子为导向，通过功能单体与模板分子之间发生特异性反应，从而获得与模板分子相似或不同的印迹聚合物。因此，在进行分子印迹固相萃取填料设计时，需要先对模板分子进行选择。

1.2 主要优势

与传统的样品前处理技术相比，分子印迹固相萃取技术具有以下几个方面的优势：①传统的样品前处理技术对基质干扰较为敏感，但分子印迹固相萃取技术可在较大程度上避免样品基质和目标物之间的干扰。②对于结构类似物、相似物，具有较强的选择性，可有效避免背景干扰。③因为分子印迹对样品基质具有很强的亲和力，且有着较高的吸附容量，所以处理速度更快、效果更好。④可根据目标物对模板分子及功能单体等具有特异性的识别特性，通过简单快速地富集样品中的目标物，提升检测速度。

随着对分子印迹固相萃取技术研究的不断深入，其在食品安全检测领域得到了广泛的应用[2]，已成为一种高效的样品前处理技术，将其与其他分析手段相结合，可有效提高检测灵敏度和准确度。

2 技术运用

2.1 农药残留检测运用

农药是指用来防治植物病、虫、杂草的化学合成类物质，常用农药包括有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯等，其中，有机磷是目前使用最广泛的农药，也是造成农药残留的主要类型。分子印迹固相萃取技术在农药残留检测方面的运用非常广泛，以有机磷为例，分子印迹固相萃取技术可以将合成的聚合物作为载体，结合气相色谱、毛细管电泳、高效液相色谱等仪器，对多种有机磷农药残留进行分析。例如，将氯虫苯甲酰胺与二硫代氨基甲酸酯类杀虫剂和二硫代氨基甲酰基三氯氯化铵-二硫代氨基甲酸酯类杀虫剂形成的二硫代氨基甲酸酯类杀虫剂分子印迹固相萃取柱，可以快速、简便地对有机磷农药进行提取、净化、浓缩等操作。因此，该方法适用于复杂基质的食品中有机磷农药残留的测定。

另外，有研究通过在聚乙二醇（PEG）表面修饰聚乙烯亚胺（PEI）制备了分子印迹固相萃取柱，利用该柱对多种食品中的农药残留进行了检测。结果表明，该分子印迹固相萃取柱对5 种有机磷农药具有较好的富集能力和选择性，且该柱具有较高的稳定性和较好的重复性[3]。

2.2 兽药残留检测运用

兽药残留是指在生产、加工、储存和运输等过程中，进入食品中的一些具有药理作用的化学成分或天然成分。兽药残留的来源主要是饲料和药物注射，兽药残留不合理使用，会导致动物源性食品中兽药残留超标。近年，随着我国人民生活水平的提高，食品安全问题越来越受到重视。因此，在我国建立一种高效、准确的兽药残留分析方法，对于保障消费者健康安全具有重要意义。

目前，常用的兽药残留分析方法主要包括高效液相色谱法、液相色谱-串联质谱法和气相色谱-质谱联用法。①高效液相色谱法因其操作简单、灵敏度高、选择性好等优点，在兽药残留分析中得到广泛应用，但由于其分析条件复杂、检测速度较慢等原因限制了其在兽药残留检测中的发展[4]。②液相色谱-串联质谱法因其具有分离效果好、灵敏度高、选择性好等优点，成为检测兽药残留的有效手段。③相较于其他分析方法，色谱-质谱联用法具有灵敏度高、线性范围广等优点，但其也存在样品前处理耗时长、操作复杂以及设备成本高等问题。

实际应用中，分子印迹技术具有操作简单、成本低、吸附容量大、灵敏度高、易实现自动化等优点，故在兽药残留检测中具有较大的应用潜力。值得一提的是，要想在兽药残留检测中充分发挥该项技术作用，必须做好分子印迹聚合物的制备工作。

2.3 食品添加剂检测运用

食品添加剂是指为改善食品品质和色、香、味，以及防腐和加工工艺的需要而加入到食品中的人工合成或者天然物质，包括甜味剂、着色剂、防腐剂和增稠剂等。随着生活水平的提高，人们对食品的要求也越来越高，对食品添加剂的需求也日益增加。目前，我国规定允许使用的食品添加剂有68 种，在各类食品中都有其特定使用范围和用量。当食品中出现违规使用添加剂的行为时，会对人体健康产生危害。

针对食品添加剂，也可使用分子印迹固相萃取技术进行检测。有研究采用分子印迹技术制备了用于甜味剂和着色剂残留检测的分子印迹聚合物（分子印迹固相萃取），并结合高效液相色谱-串联质谱法对甜味剂进行分析，结果显示，该方法对甜味剂和着色剂有良好的选择性，检测限低至0.5 ng/mL。还有研究以甲酰胺与甲基丙烯酸为功能单体，制备了对乙酰氨基酚（APAP）印迹聚合物，并结合高效液相色谱-串联质谱法对APAP 进行分析，有效实现了物质分离，并成功检测出了食品中的APAP。该方法检测限低至0.5 ng/mL，说明该方法能够有效应用于食品中的APAP 残留分析。

2.4 其他方面的应用

2.4.1 食品基质

食品基质是指在食品加工生产过程中形成的与食品质量密切相关的物质。在食品安全监管领域，对于食品基质中有害成分的检测是十分必要的。传统的样品前处理方法，如样品提取、液液萃取等，操作烦琐、效率低，对目标物的选择性也不够好。而分子印迹技术因其对模板分子具有较高的特异性识别能力、良好的选择性和吸附能力等特点，被广泛用于食品基质检测领域。实际应用中以食品基质为代表的复杂混合物，一般都存在有不同类型的目标物，而且往往由于同一类物质在不同样品中的含量差别较大，很难进行分离和检测。另外，在食品基质检测中，分子印迹固相萃取技术具有选择性强、灵敏度高、富集倍数高、分离效率高、可反复利用的优点。

2.4.2 生物大分子

分子印迹固相萃取的另一优势，在于可以快速检测生物大分子。①有研究将分子印迹固相萃取与生物传感器相结合，用于食品中激素、抗生素、维生素、金属离子、维生素等生物大分子的检测。结果表明，通过制备基于抗体识别的分子印迹固相萃取，用于食品中肉毒杆菌毒素的检测，对于肉毒杆菌毒素具有良好的选择性和特异性[5]。②有研究将牛血清白蛋白（BSA）与丙烯酰胺（AM）制备分子印迹固相萃取，用于人血清中牛血清白蛋白（BSA）含量检测，结果显示该分子印迹固相萃取对BSA 具有高选择性和高回收率。③有研究合成了聚乙二醇-b-聚丙二醇（PEG）分子印迹聚合物，并用于牛血清中牛血素蛋白（BSA）含量的测定，该分子印迹固相萃取对BSA 具有良好的选择性和灵敏度。④有研究以磁性纳米颗粒为基础，核查分子印迹聚合物，结果显示其可以用于猪血清中β-环糊精（β-CD）和人免疫球蛋白G（IgG）的分析。

3 结语

综上所述，分子印迹固相萃取技术在食品农兽药残留及添加剂、营养成分等的检测中，不仅具有良好的选择性、稳定性，便于储存与运输，而且成本低、操作简单，具有较高的灵敏度和准确性，是食品农兽药残留分析技术的重要发展方向。