中药农药残留分析中的固相萃取技术及其研究进展

【关键词】  固相萃取; 固相微萃取; 农药残留; 中药

　　食品、药品安全问题越来越引起人们的重视，其中最重要的是农药残留量的问题。代表着中国文化传统的中医中药要实现现代化和国际化，不但要保证中药使用的安全性，而且要在质量标准体系上体现这种安全性的体制保证;另一方面，随着中药出口高速增长的趋势，对中药农药残留量限量提出了更高的要求。中药农药残留量问题是也中药在国际市场上不敌日本的汉方和韩国的韩方的重要原因之一。我国中草药农药残留限量标准与日本、韩国、欧盟和美国等标准相比[1]，存在以下问题：①指标覆盖农药品种过少，未成体系。如《中国药典》2005年版对农药残留只规定了六六六等三个农药品种的限量，而第五版《欧洲药典》对农药残留限量有34个品种之多。②缺少以风险性评估为基础，制订中药农药残留限量标准的科学依据。③标准制定相对滞后，且缺少对相关农药残留数据的系统检测和监控。④中药农药残留的检测方法落后，未能关注国际发展趋势。要解决以上问题，必须加强中药中农药残留限量的标准研究工作，逐步建立科学完备与国际接轨的标准体系。其中，重点的工作有，完善农药残留限量控制的农药品种数量、农药残留限量标准值要与国际接轨、加强中药材GAP基地建设、加强中药农药残留限量检测技术的研究[2]。

　　中药农药残留量分析过程有以下特点，一是农药残留含量低。在进行检测前，要经过农药残留的提取，分离和富集等前处理过程。二是中药材的质地差异大。有的是植物的根、茎，质地较硬;有的是花、叶，质地较脆;有的含糖分较多，质地较粘稠等等。对不同的质地的样品要采取不同的前处理方法。中药农残分析的前处理过程是进行农残分析检测的前提，是决定农残检测成败的关键环节。把现代分析化学中的提取分离技术应用于中药农残分析也是中药农残分析的重要课题之一。

　　根据待测农药的性质、待测样品的种类和实验条件选择合适的提取方法[3]。传统的提取方法有浸渍漂洗法、匀浆捣碎法、索氏提取法、振荡法、超声波提取法、微波辅助提取法、消化法等。常见的净化方法有液-液分配法、吸附术色谱法、固相萃取法、凝胶渗透色谱法、磺化法、凝结剂沉淀法、薄层色谱法、冷冻法、氢氧化钾净化法等。农药残留分析前处理的新技术有，固相微萃取技术(solid-phase microextraction,SPME),超临界流体萃取技术(supercritical fluid extraction,SFE)，加速溶剂萃取技术(accelerated solvent extraction,ASE)，免疫亲和色谱技术(immunoaffinity chromatography,IAC)，基质固相分散萃取技术(matrix solid-phase dispersion extraction,MSPDE)，分子印迹技术(molecularly imprinted polymers,MITs)等。本文就固相萃取技术在中药农药残留分析的应用以及固相萃取技术的最新研究情况给予阐述。

　　1 固相萃取技术(solid-phase extraction,SPE)

　　固相萃取的基本原理是利用选择性固相吸附剂将样品中的目标化合物吸附，与样品的基质和干扰化合物进行分离，再用选择性洗脱液洗脱或者加热进行解吸附，以达到分离和富集目标化合物的目的。根据其分离机制的不同，可分为吸附分离和离子交换分离，其作用力主要为氢键、偶极作用、疏水性相互作用和静电吸引力等。根据固相吸附剂的性质不同，其分离模式可分为正相固相萃取和反相固相萃取。正相固相萃取的吸附剂为极性，且极性大于洗脱剂的极性，用来萃取极性物质，一般用含有氰基(-CN)、三氧化铝、键合硅胶、氨基(-NH2)、硅酸镁等的吸附剂。反相固相萃取的吸附剂为非极性的，且极性小于洗脱剂的极怀，用来萃取非极性物质，一般用C18、C8等吸附剂，离子交换分离的固相为带电荷的离子交换树脂，用来吸附带有相反电荷的离子化合物。在进行分离处理时，需要根据被分析物的极性、溶解度、Pka等理化性质，选择合适的固定相。

　　固相萃取技术是一种基于液相色谱分离机理的样品前处理技术，具有溶剂使用量少、操作简便快速，选择性高、重现性好、易于实现自动化操作等优势，已广泛应用于食品农药残留分析工作中[4]。对于中药农药残留分析的前处理，固相萃取技术的应用研究也取得了一些进展。

　　万益群等[5]采用弗罗里硅土和中性氧化铝作吸附剂的固相萃取分离技术测定了白术中21种有机磷和氨基甲酸酯类农药残留量，得到两个水平的加样回收率分别为81.2%～108.6%和89.8%～124.2%。还通过不同配比实验最后确定分别用10ml体积比为9∶1，1∶1，1∶9的二氯甲烷-丙酮的混合溶剂洗脱，速灭威等弱极性的农药首先淋洗下来,然后大部分中等极性农药淋洗下来,最后乐果等极性较强的农药完全淋洗下来。阎正等[6]采用Florisil 固相萃取小柱快速净化提取物的固相萃取毛细管气相色谱法测定丹参等9种中草药中13种有机氯农药的残留量，加样回收率为87.3%～102.3%(RSD为1.3 %～6.8 %)。并对影响固相萃取有因素、固定相的种类和用量、洗脱剂的组成和用量以及流速等方面进行了研究。杨雪梅等[7]采用氟罗里硅土、中性氧化铝和活性碳制备混合吸附剂固相萃取法处理测定药材中9种有机磷农药残留量，加样回收率在64.5%～97.6%之间，能够满足农药残留量测定方法的要求。陈慧琴等[8]用C18吸附剂的固相萃取法测定土茯苓中4种有机磷农药残留量，加样回收率79.0%～109%(RSD6.7%～8.9%),适合于土茯苓中多种有机磷农药残留的同时测定。Fang CHEN等[9]采用双柱固相萃取进行处理以GC-ECD同时测定了蜂胶中17种有机氯农药残留量，加样回收率62.6%～109.6%(RSD0.8%～9.4%)。

　　2 固相微萃取技术(solid-phase microextraction,SPME)

　　随着检测技术不断更新和发展，样品前处理越来越成为分析过程中的瓶颈，特别是以痕迹分析为目的的分析过程。一方面，对于低含量成分检测的要求，既要消除复杂基质的干扰，又要富集到足够的浓度以便于检测器的检测。另一方面，要满足环境保护的要求，在处理过程中要尽可能用到少量的有机溶剂。有鉴于此，一系列新的样品前处理技术应运而生。使得样品前处理过程向着省时、省力、价廉，减少溶剂用量和对环境污染、以及微型化和自动化方向发展，提高了样品处理和分析检测的工作效率。其中，固相微萃取技术(SPME)也是重要的新技术之一，并在实践中不断得到完善;在中药农残分析中也得到广泛的应用。

　　固相微萃取技术(SPME)是在固相萃取的基础上发展起来的新方法，最早由Waterloo大学的Pawliszyn等[10]于1990年提出来的。它是指在进样器的针头部分(纤维质萃取头)涂一层固定液或键合一层固定相，直接将其插入液体样品或样品的顶空，萃取，浓缩有机化合物后，将进样器直接插入气相等进样口加热，使被测物进入分析器进行测定。其萃取的待测物可与气相色谱、液相色谱等分析分离技术联用，与气相色谱联用适用于挥发性和半挥发性的有机物质，与液相色谱联用适用于弱挥发性且具热稳定性但用于气相色谱不易掌控的有机物。

　　固相微萃取(SPME)是基于被分析成分在涂壁纤维质和样品之间的分配原理进行分离的。涂壁纤维由小的熔融硅棒表面涂一薄层吸附物质构成。当这种涂壁纤维质暴露在顶空样本溶液上面的气相中或直接浸在样本溶液中时，根据热动学第二定律，系统各成分化学势能必须相等成为驱动力，使传质过程成为可能。传质过程直到被分离物质在纤维质和样品组成的系统各部分相应的摩尔自由能相同时才完成。当涂壁纤维在样本中平衡一段时间后，再插入色谱进样口释放被测物质。在气相色谱中通过调节温度来解吸附，而在液相色谱中解吸附通过注入洗脱溶剂来完成。然后，被测成分进入检测器进行检测。虽然SPME均可与气相色谱和液相色谱联用，但与液相色谱联用不如与气相色谱联用广泛，主要原因是用于液相吸附剂和接口的选择余地小，液相的平衡时间较长，自动化程度不够等。