农药残留分析方法研究进展

农药残留分析方法研究进展

贺江江

（2011级植物保护一班 20112821320006）

摘要对食品中农药残留分析技术及其进展进行了综述。样品前处理中,除固

相萃取外,超临界流体萃取和基质固相分散得到了飞速发展和广泛应用。原子激

发检测器在气相色谱中发展较快,超临界流体色谱和免疫分析技术开始应用于

食品农药残留分析中。并对农药残留分析的发展趋势和要求进行了讨论。

关键词：农药残留,食品,超临界流体萃取,基质固相分散,色谱,免疫分析,评述

引言

农药的发明和使用无疑大大提高了农作物的产量,但随着农药的大量和不合理地使用,食

品中的农药残留对人类健康造成的负面影响也日益显露出来。发展快速、可靠、灵敏和实

用的农药残留分析技术无疑是控制农药残留、保证食用者安全和避免国际间有关贸易争端

的基础。农药残留分析是复杂混合物中痕量组份的分析技术,农残分析既需要精细的微量操

作手段，又需要高灵敏度的痕量检测技术。60年代后气相色谱技术得到飞速发展,许多高灵

敏的检测器开始应用,解决了过去许多难以检测的农药残留问题。70年代末,特别是80年代,

高效液相色谱的发展拓宽了农药残留的分析范围。现阶段,毛细管气相色谱和高效液相色谱

及其联用技术仍然是农药残留分析的主要手段。

（一）、农药残留分析的基本要求应包括以下4点:

1多残留分析(MRMs)、高回收率(>70%)和高重现性、低检出限、操作简单易行。

2促使各国政府及其职能部门不断加强对食品的农药残留监测工作,制定的标准也越来越严格

3另一方面也促使人们不断研制毒性低、残留时间短的新型农药。工作强度和难度的不断增加和型农药的不断出现,也使农药残留分析面庙挑战。

4国际官方分析化学家协会(AOAC)的方法是经典的、国际公认的MRMs方法,该方法可以分析蔬菜和水果中的多种农药残留。

（二）、农药残留处理技术

1固相萃取法

自美国Waters公司的Sep-pak投放市场后,固相萃取法(SPE)技术取得很大进步,各种C8、C18、腈基、氨基和其它特殊填料的微柱相继得到应用。Schenck[4]用Florisil微柱净化,测定食物中有机氯农药(OCs)残留;Wan[5]简化了植物油中OCs残留分析时硅胶柱的净化方法,减少了有机溶剂的使用; Armishaw[6]比较了动物脂肪OCs残留测定时,GPC、吹扫共馏、Florisil柱色谱的净化;Bentabol[7]用半制备C18柱分离食用油中的OCs和有机磷农药(OPs)。Gillespie[8]用多柱SPE净化植物油和牛脂中的OCs及OPs,油或脂质样品用己烷溶解后,首先经Diatoma-ceous earth(extrelut QE)柱和C18键合硅胶(ODS)微柱处理,洗脱液分为两部分,一份浓缩后,丙酮溶解,用GC-火焰光度检测器(FPD)测定OPs,另一份经氧化铝微柱处理,进一步除去脂质,用GC-电子捕获检测器(ECD)测定OCs。

2凝胶渗透色谱法

凝胶渗透色谱法(GPC)是一种快速的净化技术,应用于农药残留分析中脂类提取物与农药的分离,是含脂类食物样品农药残留分析的主要净化手段。Stienwandter[9]总结了凝胶色谱在农药残留分析中的应用;李洪波[10]用交联聚苯乙烯凝胶(NGX-01)净化食物样品中OPs;李怡[11]用Bio-Beads S-X3净

化乳品中氨基甲酸酯类农药(NMCs)。Chamberlain[12]采用10%乙酸乙酯和石油醚洗脱,以Bio-Beads S-X3解决了脂肪和油样的分离。Hong[13]用溶剂提取,Bio-Beads S-X3净化,GC-ECD-氮磷检测器(NPD)

测定大豆和大米样品25种农药,并用GC-MS-选择离子监测(SIM)确证。Florisil、氧化铝及硅胶柱主要用于非脂质食品净化处理,采用常规的净化方法,不能保证极性农药OPs在脂质性食品中的定量回收。Sannino[14]用Bio-Beads S-X3的GPC净化方法,分析了7个脂质性食品中39种OPs及其代谢产物,并进一步进行GC-MS-SIM确证和定量。Hop-per[15]用GPC净化,GC测定了谷物中OPs、OCs及拟除虫菊酯;Holstege[16]采用凝胶渗透色谱法净化,进行了43种OPs、17种OCs及11种NMCs多残留分析。

3 超临界流体萃取法

继超临界流体色谱(SFC)之后,90年代出现了超临界流体萃取技术(SFE)。常规分析时,需要用有机溶剂提取样品,提取的样品量为50～100g,在进行溶剂浓缩的过程中,可能使易挥发的农药损失或使某些农

药降解。SFE的样品用量少,样品提取在低温下进行,避免了农药的损失及降解,大大提高了分析方法的可靠性,并使得分析时间缩短,排除了有机溶剂的污染。Lehotay[17]建立了食品中农药多残留分析的SFE方法;Snyder[18]在OCs和OPs测定中,比较了用3%甲醇为改性剂的CO2净化与索氏提取法的效率。对于含水量高的样品,SFE的使用受到限制,为了提高SFE的使用效率,采用冻干样品和混合样品,以吸收水分。Valverde-Garcia[19]用硫酸镁为干燥剂吸收样品中的水分,以SFE提取甲胺磷;用无水硫酸镁制备蔬菜样品(硫酸镁∶样品=5∶7),用SFE提取辣椒和西红柿中非极性和中极性农药。SFE是食品农药多残留分析中具有发展前景的新技术,可以替代溶剂提取方法,但在常规分析中还未得到广泛应用。

4 毛细管电泳法(CE)

毛细管电泳法(CE)是最近几年才出现的分析技术,它是利用物质离子在电场中移动的速度不同来进行分离检测的,常用的检测器为UV。CE的优点是分离速度快,分离效果好。与HPLC相比,CE所需的样品量极少,仅为几纳升[19]。目前,利用CE进行农药残留分析的报道不是很多,相信不久它将得到广泛的应用。

5 其他分析法在农药残留的分析中,

还有一些其他的分析检测方法,主要有薄层色谱法(TLC)、分光光度法、电化学法(极谱法、伏安法)、生物传感器等。由于这些方法的通用性比较差,只能对少数农药进行检测,因此,在农药残留的分析中应用不是很多。对部分农药(氨基甲酸酯类农药)可以用衍生化法处理后使其发荧光或磷光,然后再用荧光或磷光检测器进行检测。L F Capit n-Vallvey等[36]利用固体室温基质磷光法对蔬菜水果中的农药残留进行了检测,回收率为92%~104%,灵敏度特别高。但是该方法的缺点是所能检测的农药很有限,应用范围非常小。样品的提取和净化

（三）、样品的提取和净化

1 液液萃取(LLE)

液液萃取(LLE)是最早使用的一种提取净化方法,该方法不需要昂贵的设备和试剂,方法简单,易于操作。早期的AOAC(国际官方分析家协会)方法和我国现有的国家标准方法中,大多使用LLE作为提取净化的手段。其一般步骤是将样品和萃取剂置于匀浆机或组织捣碎机中高速捣碎匀浆,使农药被完全萃取,然后过柱净化。常用的柱填料吸附剂为硅酸镁(florisil)、氧化铝、硅胶等[19]。早期的液液萃取法先是用乙腈提取,然后用石油醚)))二氯甲烷进行液液分配,最后用硅酸镁柱净化。1985年以后,逐步用丙酮代替了乙腈,主要是因为乙腈有剧毒,而且价格昂贵,而丙酮具有低毒、便宜的优点,并且它既能萃取极性物质,也能萃取非极性物质。同时剧毒的二氯甲烷也逐步被环己烷、轻油等取代[20]。LLE的缺点在于使用了大量有毒溶剂,对环境和操作人员的身体健康是一种威胁。另外,使用LLE进行提取净化费时费力,不能进行即时检测,已经逐步被其他一些提取方法所取代。

2 固相萃取(SPE)

固相萃取(SPE)是一种非常重要的提取净化手段,它可以将农药从非常稀的溶液中富集起来,从而更有利