引言
植物在生長(cháng)過(guò)程中,為了避免害蟲(chóng)的危害,需使用農藥來(lái)提高產(chǎn)量。農藥的不斷使用,致使人們開(kāi)始關(guān)注植物源性食品的安全問(wèn)題。常用的農藥包括有機磷、氨基甲酸酯、有機氯、三唑醇等,其中,有機磷農藥
(organophosphoruspesticide,OPPs)是一種常用的神經(jīng)性毒劑,對于害蟲(chóng)的作用的方式是抑制靶標害蟲(chóng)體內乙酰膽堿酯酶的活性,害蟲(chóng)體內組織中的乙酰膽堿積累過(guò)多導致代謝紊亂,最后害蟲(chóng)器官功能發(fā)生障礙。有機磷農藥是典型的酶毒劑,它不僅可以通過(guò)消化道進(jìn)入體內,還通過(guò)皮膚和呼吸道,從而導致中毒。因此,有機磷農藥殘留檢驗是食品安全的重要組成部分。有機磷農藥一般是指含磷元素的有機化合物農藥,絕大多數為殺蟲(chóng)劑,如常用的對硫磷、內吸磷、馬拉硫磷、樂(lè )果、敵百蟲(chóng)及敵敵畏等,其結構式中R₁、R₂多為甲氧基(CH₃O-)或乙氧基(C₂H₅O-);Z為氧(O)或硫(S)原子,X為烷氧基、芳氧基或其他取代基團。

我國對有機磷農藥在糧食、蔬菜及水果等植物源性食品中的應用也做了相關(guān)的規定,農業(yè)農村部發(fā)布了GB 2763-2019《食品安全國家標準食品中農藥最大殘留限量》,該標準增加了2967項農藥最大殘留限量,將草銨膦等12種農藥的部分限量值由臨時(shí)值改為正式限量,對蔬菜中的甲胺磷最大殘留限量規定為0.05mg/kg,蔬菜中甲基對硫磷的最大限量為0.02mg/kg,蔬菜中甲拌磷的最大殘留限量為0.01mg/kg。

樣品的前處理是農藥殘留檢測的重要環(huán)節,對檢測結果的準確性和可靠性起著(zhù)至關(guān)重要的作用,如果前處理方法選擇不當,會(huì )對儀器造成一定的影響,例如:污染色譜柱和檢測器,使檢測效果降低。農藥殘留檢測屬于痕量分析,需要提高檢測方法的靈敏度,從而才可通過(guò)儀器檢測出準確的結果。因此加強對有機磷農藥殘留的檢測,對保障人類(lèi)健康有著(zhù)重要意義。本文綜述了植物源性食品中有機磷檢測前處理分析技術(shù),并介紹了有機磷農藥檢測技術(shù)的研究情況,為相關(guān)領(lǐng)域科研工作者提供借鑒。

2有機磷檢測前處理技術(shù)

2.1提取方式

2.1.1傳統提取方法

有機磷農藥分子大多數為中等極性分子,根據相似相容的原理,提取有機磷農藥殘留的有機溶劑一般有丙酮、乙腈、丙酮和正己烷混合溶液。乙腈的極性較強,在實(shí)驗室檢測中較為普遍使用。石油醚具有麻醉的作用,對人身體危害較大。二氯甲烷屬于極性分子,它的極性比乙腈小,且毒性較大,沸點(diǎn)較低。丙酮和乙腈的水溶性相差不大,但丙酮的溶解能力較低、毒性大、易揮發(fā)。綜合上述因素,實(shí)驗室一般選擇乙腈作為提取劑。王樹(shù)奇在研究不同有機溶劑對有機磷農藥的提取效果中,選擇乙腈、乙酸乙酯、丙酮和正己烷混合有機溶劑的效果,用乙腈提取蔬菜中有機磷時(shí),樣品加標回收率在80.25%~120.69%, 精密度在1.02%~15.26%,而用乙酸乙酯提取蔬菜中有機磷時(shí),樣品加標回收率在60.26%~129.36%,精密度在
1.26%~20.36%,通過(guò)數據得知,乙酸乙酯提取的回收率和精密度的實(shí)驗數據波動(dòng)較大,因此,選擇乙腈為提取劑。提取的方式是利用提取液,將目標化合物溶解,然后從基質(zhì)中有效分離。常用的提取方式有超聲提取法、勻漿法、渦旋法、浸泡法、索氏提取法、機械振蕩法。浸泡法需要較長(cháng)的時(shí)間,不需要太高的技術(shù)支持,但檢測的精度不夠,適合一些要求度較低的檢測。勻漿法和渦旋法適合樣品數量較少的檢測,而索氏提取法所用的溶劑適中,但是比較費時(shí),通過(guò)表1可知,超聲和機械振蕩法適合檢測時(shí)間相對適中,樣品數量多,提取的效率高[9]。傳統的提取方法操作簡(jiǎn)單,人員設備要求不高,目前依然在實(shí)驗室中普遍使用。

2.1.2加速溶劑萃取法

1995年,Richter等提出了加速溶劑萃取(accelerated solventextraction,ASE)也稱(chēng)為加壓萃取、高壓溶劑萃取、高壓熱溶劑萃取、高溫高壓溶劑萃取等。其原理是通過(guò)升高溫度(50~200℃)和壓力(10.3~20.6MPa)增加物質(zhì)溶解度和溶質(zhì)擴散效率,提高有機溶劑對固體、半固體樣品的萃取效率。該方法已被美國國家環(huán)保局列為3545號標準方法。王昭妮等利用加速溶劑萃取-毛細管氣相色譜法測定小麥粉中21種有機磷農藥殘留的研究,準確稱(chēng)取小麥粉5.00g,硅藻土1.00g倒入研缽中研磨成100~200目(150~75μm),裝入萃取池中,取樣品萃取,系統壓力10 MP(1500psi),萃取溫度100℃,加熱時(shí)間5min,靜態(tài)時(shí)間5min,溶劑丙酮/正己烷(1:1,V:V),沖洗體積60%,循環(huán)2次,氮氣吹掃60s,樣品加標平均回收率在在74.3%~121.7%,檢出限(limitofdetection,LOD)在0.01~0.05mg/kg,該法簡(jiǎn)便、快速、靈敏,準確各項技術(shù)指標均滿(mǎn)足農藥殘留檢測的要求。加速溶劑萃取法它的優(yōu)點(diǎn)是有機溶劑用量少,基體影響小,使用方便且自動(dòng)化程度高,與傳統提取方式相比,減輕了人員的工作量。

2.2凈化方式

2.2.1固相萃取法

固相萃取法(solid-phaseextraction,SPE)是80年代中期發(fā)展起來(lái)的一種樣品預處理技術(shù),通過(guò)固相萃取柱的填料對樣品中待測物質(zhì)和雜質(zhì)吸附作用,從而進(jìn)行分離和凈化的檢測方法,已被廣泛使用在農殘藥品殘留的檢測,表2概括了近幾年有機磷農藥檢測利用SPE前處理方法技術(shù)。由于植物源性食品中含有色素,郭有哲等研究黃瓜中有機磷檢測,實(shí)驗中加入活性炭對色素進(jìn)行處理,但是, 由于活性炭對有機磷農藥的吸附不可逆轉,活性炭的加入量越大,回收率越高。因此應選擇適量加入活性炭,再保護氣相色譜柱和進(jìn)樣口襯管的同時(shí),也可獲得較高的回收率。Xu等建立了一種固相萃取前處理方法,提取蔬菜中有機磷農藥,選擇GCB/PSA萃取柱,吸附樣品中有機磷農藥后,用乙腈-甲苯(3:1,V:V)洗脫目標化合物,然后將提取物質(zhì)直接競爭酶聯(lián)免疫法,該方法會(huì )降低基質(zhì)效應的影響, 回收率在62.5%~131.7%。黃芬等對固相萃取小柱進(jìn)行了篩選,分別選擇C₁₈柱、ENVI-CARB、Carb/NH₂和LC-NH₂固相小柱對樣品凈化的效果,其中ENVI-CARB柱的凈化效果最佳,而LC-NH₂柱在洗脫過(guò)程中要使用毒性較大的甲苯才能到達洗脫效果。

閆震等對GB/T 20769-2008《水果和蔬菜中450種農藥及相關(guān)化學(xué)品殘留量的測定液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法》進(jìn)行了改進(jìn),選擇TPS柱、PC/NH₂、NH₂、PSA+C₁₈為固相萃取柱,對比了不同凈化柱對不同基質(zhì)的凈化效果的影響,分別研究4種萃取柱對韭菜、姜、番茄、蘋(píng)果基質(zhì)的影響,結果發(fā)現,韭菜的這類(lèi)色譜含量較高且復雜的基質(zhì),選擇TPS柱;對于姜,用PC/NH₂柱凈化;番茄用NH₂;蘋(píng)果中色素含量不高, 選擇PSA+C₁₈柱。該研究中,辛硫磷的回收率為75%~102%。李亞波等在研究蔬菜中22種有機磷類(lèi)農藥中,選擇Envi-18柱和Carb/NH2柱雙重凈化,石墨炭黑(Carb)有效去除樣品中的色素,氨基(NH₂)去除脂肪酸、糖類(lèi)、果酸等,Envi-18柱具有較高的含碳量,提高樣品的提取率。固相萃取法凈化可以去除色素和雜質(zhì),檢測樣品的回收率高,重現性好。但是,萃取柱的價(jià)格較貴,對科研經(jīng)費要求較高。