液相色谱在食品农药残留检测中的实践应用

农药虽能提升作物产量、防治病虫害，但若不当使用则会导致食品中农药残留超标，威胁人类健康和生态环境。液相色谱技术具有高分辨率、高灵敏度等优点，是检测农药残留的一种关键手段，能准确分离和测定复杂基质中的微量农药，为食品安全风险评估提供技术支持。

一、液相色谱分析概述

（一）液相色谱原理

高效液相色谱法作为色谱法的一个重要衍生方法，是多学科综合发展的结果，融汇了色谱的理论与实践、机械工程的精细制作、光学技术的敏锐感知，以及电子科学的精确控制。随着20世纪60年代末高压泵的问世及化学键合固定相技术的成功应用，高效液相色谱法得以真正诞生并迅速发展。

高效液相色谱的核心原理在于以液体为流动相，通过高压输液系统将具有不同溶解能力的单一溶剂或经过精确配比的混合溶剂、缓冲液等流动相，稳定且持续地泵入色谱柱内。色谱柱内填充着固定相，能够根据分析物中各组分在固定相和流动相间的分配系数差异，有效分离各组分。在色谱柱内，待测样品会随着流动相一同前进，并在固定相作用下，与各组分按照其物理化学性质差异逐一被分离。经过分离的组分依次进入检测器，检测器利用不同原理（如紫外吸收、荧光发射、电导率变化等）将组分的浓度或质量转化为可测量的电信号。最终通过记录和处理电信号，获得关于试样中各组分的种类、数量及其他相关信息的分析结果。

高效液相色谱法凭借高分辨率、高灵敏度及广泛的适用性，在化学分析、环境监测、食品安全、生物医药等领域发挥着不可替代的作用。

（二）液相色谱分离

色谱柱由坚固的不锈钢柱管及精心选择的填充剂组成，其中填充剂的选择至关重要，常用的是硅胶和化学键合固定相。在化学键合固定相中，十八烷基硅烷键合硅胶（常被称为ODS柱或C18柱）、辛烷基硅烷键合硅胶（C8柱）及氨基或氰基键合硅胶等较为常见，对于不同性质的化合物具有优良的分离效果。

色谱柱的规格多样，可满足不同的分析需求。常规分析柱的内径通常是2-5mm（常用的有4.6mm，国内也有4mm和5mm的规格），柱长是10-30cm。对于需要更高分辨率的应用，窄径柱是一个较好的选择，其内径是1-2mm，柱长是10-20cm。毛细管柱则更为精细，内径仅0.2-0.5mm。当进行制备级别的分离时，半制备柱和实验室制备柱则更为适用。半制备柱的内径大于5mm，而实验室制备柱的内径可达20-40mm，柱长通常是10-30cm。对于工业生产规模的分离任务，生产制备柱的内径甚至可以达到几十厘米。

在确定色谱柱的内径时，需要综合考虑柱长、填料粒径以及折合流速等因素，以实现最佳分离效果并避免管壁效应的影响。液相色谱分离类型选择如图1所示。

二、液相色谱检测食品农药残留的流程

（一）处理样品

液相色谱在食品农药残留检测中的应用是复杂且精细的，始于样品的采集与处理，要严格遵循四分法制样，以保证样品的代表性与均匀性。正样与副样均被制备并储存在-20℃的冰柜中备用。称取20-30g样品，加入60mL乙腈作为提取溶剂，并利用高速分散机进行2min的匀浆处理，转速为9.2×103r/min，使农药残留充分溶于乙腈。高速匀浆后，混合物经过滤后，将滤液收集在含有约5g氯化钠的100mL具塞量筒中。氯化钠的添加有助于有机相与水相的分离，经过1min的震荡和30min的静置，将有机相与水相充分分层。从上层有机相中取出10mL溶液，移入10mL离心管中，此步骤需谨慎操作，防止水相污染有机相而影响结果。在70℃水浴下，用氮气将有机相吹至近干，以去除多余溶剂，为后续净化步骤做准备。

（二）固相萃取

固相萃取是液相色谱分析中的关键净化环节，其原理依赖于目标物与吸附剂间的多种作用力，如疏水作用力、离子交换作用、物理吸附作用等，从而对不同类型的化合物实现高效净化。在固相萃取操作中，根据填料的保留机理不同，操作也会有所差异。

第一，当填料旨在保留目标化合物时，操作一般包含活化、上样、淋洗和洗脱四个步骤。活化是为了去除小柱内的杂质并创造适宜的溶剂环境，同时保持小柱湿润以防干涸；上样是将样品溶解于适当溶剂后转移至柱中，以保留目标化合物，此过程中需严格控制流速，以确保充分吸附；淋洗通过选用合适的溶剂以最大程度去除干扰物质，提升目标化合物的纯度，淋洗结束后建议将小柱完全抽干；洗脱是用小体积溶剂将目标化合物从柱上洗脱并收集，同样需控制流速以防目标化合物损失。

第二，当填料旨在保留杂质时，操作则相对简洁，通常只包括活化、上样和洗脱三个步骤。活化步骤与保留目标化合物时相同；上样时，样品中的目标化合物会随基液流出，杂质则被保留在柱上，因此需在此步骤开始收集流出液；洗脱是用少量溶剂将目标化合物淋洗并收集，同样需注意控制流速以提高回收效率。

使用氨基柱净化时，用4mL甲醇与二氯甲烷混合溶液活化小柱，分三次将4、4、2mL同比例甲醇/二氯甲烷溶液加入样品离心管中，且每次加入后进行流涡和震荡处理以充分混合。上样洗脱后，用10mL离心管收集洗脱液，并在50℃水浴下用氮气吹至近干，去除大部分溶剂。随后加入3mL甲醇，涡旋0.5min以混匀，再加水定容至5mL并混匀。将溶液过0.2μm滤膜，去除微小颗粒或杂质，得到待测的净化样品。整个操作过程需严格控制条件，以保障净化效果和后续测定的准确性。

（三）定性定量分析

本实验使用安捷伦1200色谱仪，遵循761方法操作。色谱柱选用规格为250×4.6mm的Kromasil 100-5 C18，该柱型适用于多种化合物的分离分析。实验过程中，柱温稳定设置在42℃，以保障分离效果及色谱峰形的稳定性。进样量被精确控制在5μL，以确保色谱图的清晰与分辨率。

针对不同的化合物，采用不同的检测器与流量设置。对于氨基甲酸酯类化合物，使用荧光检测器Pickering Vector PCX，流量设为0.3mL/min，以精准检测和定量此类化合物；对于多菌灵等化合物，采用UV检测器，流量设为0.45mL/min，以满足其检测需求。

三、液相色谱在食品检测中的应用

（一）在农兽药残留检测中的应用

液相色谱法在农残兽残检测中占据重要地位，为食品安全提供了坚实保障。该方法利用物质在固定相和流动相间的分配系数差异展开高效分离和精确分析，并将分析物质浓度转换为电信号，从而实现高灵敏度的准确检测。

对于蔬菜和水果中常见的有机磷、有机氯农药，以及各种兽药成分，液相色谱法展现出了强大的检测能力。这些残留物质对人体健康构成潜在风险，国家标准对液相色谱在农兽药残留检测中的应用方法也作出明确规定，为实际操作提供了有力指导。在实际应用中，应选用合适的色谱柱和流动相，优化分离效果；严格控制温度、流速等参数，减少实验误差；定期校准和维护仪器，保证仪器始终处于最佳工作状态，为检测提供有力支持。

（二）在违禁药物检测中的应用

食品中的违禁药物种类繁多，包括三聚氰胺、瘦肉精、α2-受体激动剂、五氯酚酸钠等，对人体健康产生的危害极大。例如，长期摄入含有三聚氰胺的食品会对肾脏和膀胱造成损害，甚至引发结石；瘦肉精则会导致心慌、心悸、恶心呕吐等症状，长期食用还会引发染色体畸变和恶性肿瘤等严重后果。

为维护消费者健康权益和市场公平竞争，必须对食品中的违禁药物进行严厉打击。在食品中违禁药物的检测方面，色谱法及色谱质谱联用法是主要的检测方法。例如，在茶叶中美术绿（铅铬绿）的测定中，色谱法被用于测定茶叶中的铬酸铅含量；针对“毒奶粉”事件，我国发布了相关标准，明确规定了利用色谱检测奶粉中的三聚氰胺；对于瘦肉精的检测，主要采用液相色谱法、液相色谱质谱联用法、液相色谱-质谱法、气相色谱-质谱法等。

（三）在食品添加剂检测中的应用

在当今社会，食品添加剂已深入人们的日常生活，无论是糖果、牛奶、食用油，还是饼干等包装食品，都离不开食品添加剂的使用。食品添加剂的确有特定功能，如甜蜜素可帮助高血糖人群享受甜食而无需担忧糖分摄入、矿物质镁能提升人体免疫力等，但若食品添加剂的使用超出规定范围，就会对人体健康构成威胁。因此，食品添加剂是被列为食品安全检测的必检项目。

在食品添加剂检测过程中，除了使用甜蜜素测定仪等专用仪器外，色谱仪也发挥着重要作用。特别是液相色谱，作为一种重要的检测技术，在食品添加剂检测中占据重要地位，为确保食品安全提供了有力的技术支持。比如，在国家标准GB 1886.297-2018《食品安全国家标准 食品添加剂 聚氧丙烯甘油醚》中，明确规定了利用色谱检测食品中聚氧丙烯甘油醚的方法。

综上所述，液相色谱技术凭借其高分辨率、高灵敏度等优点，在食品安全检测领域发挥着举足轻重的作用。无论是农兽药的残留检测，还是违禁药物、食品添加剂的筛查，液相色谱都提供了有力的技术支持，守护着消费者的餐桌安全。随着科技的不断进步和创新，液相色谱技术将在食品安全领域发挥更加重要的作用，为消费者提供更加健康、安全的食品。

作者简介：王倩倩（1984-），女，汉族，工程师，大学本科，研究方向为食品检测。