1.1 固相萃取技術(shù)(SPE)
固相萃取法是一種基于液相色譜分離機制的樣品制備方法,已廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥殘留檢測工作。它根據(jù)液相分離、解析、濃縮等原理,使樣品溶液混合物通過柱子后,樣品中某一組份保留在柱中,通過再選擇合適的溶劑把保留在柱中的組分洗脫下來,從而達到分離、凈化的目的。SPE克服了液-液萃取技術(shù)(LLE)及一般柱層析的缺點,具有高效、簡便、快速、安全、重復(fù)性好、便于前處理自動化等特點。根據(jù)柱中填料大體可分為吸附型(如硅膠、大孔吸附樹脂等)、分配型(C8、C18、苯基柱等)和離子交換型。據(jù)待測農(nóng)藥性質(zhì)、樣品種類等選用合適的微型柱和淋洗劑及其它優(yōu)化條件后,可使萃取、富集、凈化一步完成[2]。
1.2 超臨界流體提取(SFE)
超臨界流體提取(SFE)是近幾年發(fā)展起來的一種特殊分離技術(shù)[3]。SFE主要是以超臨界流體代替各種溶劑來萃取樣品中待測組分的萃取方法。目前最常用的超臨界流體為CO2,它兼有氣體的滲透能力和液態(tài)的分配作用,流出液中的CO2在常壓下?lián)]發(fā),待測物用溶劑溶解后進行分析。超臨界CO2無毒,分子極性比較小,可用于提取非極性或弱極性農(nóng)藥殘留。也可以加入適量極性調(diào)節(jié)劑,如甲醇等來調(diào)節(jié)其極性,據(jù)此可最大限度地提取不同極性的農(nóng)藥殘留而最低限度地減少雜質(zhì)的提取。其特點是避免了使用大量的有機溶劑、提高萃取的選擇性、減少了分析時間、實現(xiàn)操作自動化。SFE技術(shù)是當前發(fā)展最快的分析技術(shù)之一。
1.3 基質(zhì)固相分散萃取技術(shù)(MSPDE)
基質(zhì)固相分散萃取是1989年美國Louisiana州立大學(xué)的Barke教授首次提出并給予理論解釋的一種嶄新的萃取技術(shù)。其基本操作是將試樣直接與適量反相填料(C1 4或C1 8)研磨、混勻得到半干狀態(tài)的混合物并將其作為填料裝柱,然后用不同的溶劑淋洗柱子,將各種待測物洗脫下來。MSPDE濃縮了傳統(tǒng)的樣品前處理中所需的樣品均化、組織細胞裂解、提取、凈化等過程,是簡單高效的提取凈化方法[3],適用于各種分子結(jié)構(gòu)和極性農(nóng)藥殘留的提取凈化,在蔬菜、水果的殘留農(nóng)藥檢測中得到了廣泛應(yīng)用。
1.4 分子印跡合成受體技術(shù)(MISR)
分子印跡合成受體技術(shù)(MISR)原理是:首先使擬被印跡的分子或聚合物單體鍵合,然后將聚合物單體交聯(lián)體再將印跡分子從聚合物中提取出來,聚合物內(nèi)部就留下了被印跡分子的印跡。由于需要合成被印跡分子衍生物,使該項技術(shù)受到限制,因為有些化合物的分子無法進行衍生化。分子印跡技術(shù)可以用于藥物、激素、蛋白質(zhì)、農(nóng)藥、氨基酸、多肽、碳水化合物、輔酶、核酸堿基、甾醇、涂料、金屬離子等各種化合物的分離工作。
2 檢測方法
2.1 氣相色譜法(GC)
氣相色譜法是一種經(jīng)典的分析方法。利用試樣中各組份在氣相和固定液液相間的分配系數(shù)不同,當汽化后的試樣被載氣帶入色譜柱中運行時,組份就在其中的兩相間進行反復(fù)多次分配,經(jīng)過一定的柱長后,便彼此分離,按順序離開色譜柱進入檢測器,產(chǎn)生的離子流訊號經(jīng)放大后,在記錄器上描繪出各組份的色譜峰。由于其具有操作簡便、分析速度快、分離效能高、靈敏度高以及應(yīng)用范圍廣等特點,目前農(nóng)藥殘留物檢測70%采用氣相色譜法來進行。使用氣相色譜法,多種農(nóng)藥可一次進樣,得到完全的分離、定性和定量,再配置高性能的檢測器,使分析速度更快,結(jié)果更可靠。目前氣相色譜法多采用填充毛細管。
2.2 高效液相色譜法(HPLC)
高效液相色譜法也是一種傳統(tǒng)的檢測方法。它可以分離檢測極性強、分子量大的離子型農(nóng)藥,尤其適用于對不易氣化或受熱易分解農(nóng)藥的檢測。近年來,采用高效色譜柱、高壓泵和高靈敏度的檢測器、柱前或柱后衍生化技術(shù)以及計算機聯(lián)用等,大大提高了液相色譜的檢測效率、靈敏度、速度和操作自動化程度,現(xiàn)已成為農(nóng)藥殘留檢測不可缺少的重要方法。
2.3 超臨界流體色譜(SFC)技術(shù)
超臨界流體色譜(SFC)是以超臨界流體作為色譜流動相的分離檢測技術(shù)[1]。可以使用各種類型的較長色譜柱,可以在較低溫度下分析分子量較大、對熱不穩(wěn)定的化合物和極性較強的化合物,它綜合利用了氣象色譜和高效液相色譜的優(yōu)點,克服了各自的缺點,可以與大部分GC和HPLC的檢測器相連接,如FID、FPD、NPD以及MS等連用[4]。這樣就極大地拓寬了其應(yīng)用范圍,許多在GC或HPLC上需經(jīng)過衍生化才能分析的農(nóng)藥,都可以用SFC直接測定。
2.4 直接光譜分析技術(shù)
近紅外衰減全反射光譜(NearIS-ATR)和表面增強拉曼光譜(SERS)使光譜分析的靈敏度提高102~107倍。這些快速直接的光譜技術(shù),只需要極少量的樣品,具有很大的應(yīng)用潛力。一系列激光光譜技術(shù),如激光拉曼光譜等使光譜分析的靈敏度幾乎達到極限-一個分子或原子的水平。這將為開發(fā)高靈敏度的檢測器提供可能的技術(shù)基礎(chǔ)。目前,這些靈敏度極高的光譜技術(shù)還需要進一步研究開發(fā)才能進入廣泛應(yīng)用階段。
2.5 毛細管電泳(CE)
毛細管電泳技術(shù)是在電泳技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種分離技術(shù)。其工作原理是使毛細管內(nèi)的不同帶電粒子(離子、分子或衍生物)在高壓場作用下以不同的速度在背景緩沖液中定向遷移,從而進行分離。根據(jù)樣品組分的背景緩沖液中所受作用的不同,CE又被分為毛細管區(qū)帶電泳(CZE)、毛細管凝膠電泳(CGE)、等電聚焦(IEF)、膠束電動色譜(MEKC)、等速電泳(ITP)等幾大類。自80年代Jorgenson把E應(yīng)用于分析化學(xué)以來,這一技術(shù)已發(fā)展成為分離科學(xué)中最活躍的領(lǐng)域之一。它具有靈敏度高、耗資少、樣品消耗量很小(每次進樣只是納升級)、分離柱效高、使用方便等優(yōu)點,非常適用于那些難以用傳統(tǒng)的液相色譜法分離的離子化樣品的分離與分析,其分離效率可達數(shù)百萬理論塔板數(shù)。目前,毛細管電泳尚缺乏靈敏度很高的檢測器。因此,只有研究開發(fā)靈敏度更高的檢測系統(tǒng),該技術(shù)的優(yōu)勢才能充分發(fā)揮出來。
2.6 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(LC/MS)
液—質(zhì)聯(lián)用技術(shù)(LC-MS)是將液相色譜與質(zhì)譜串聯(lián)成為一個整機使用的檢測技術(shù)。用來分析低濃度、難揮發(fā)、熱不穩(wěn)定和強極性農(nóng)藥。LC/MS先后產(chǎn)生四種接口技術(shù):熱噴霧(TSP)、粒子束(PB)、電噴霧電離(ESI)、大氣壓化學(xué)電離(APCI)。現(xiàn)在,一種內(nèi)噴射式和粒子流式接口技術(shù)將液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)接起來,已成功地用于分析對熱不穩(wěn)定,分子量較大,難以用氣相色譜分析的化合物。具有檢測靈敏度高、選擇性好、定性定量同時進行、結(jié)果可靠等優(yōu)點。LC-MS對簡單樣品可進行分析前凈化并具有幾乎通用的多殘留分析能力,用于對初級監(jiān)測呈陽性反應(yīng)的樣品進行在線確證,其優(yōu)勢明顯。盡管LC/MS儀器價格昂貴,液相色譜和質(zhì)譜的接口技術(shù)尚不十分成熟,但它仍是一種很有利用價值的高效率、高可靠性分析技術(shù)。
2.7 免疫分析法(IA)
免疫分析法是基于抗原抗體的特異性識別和結(jié)合反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法[5]。分子量大的農(nóng)藥可以直接作為抗原進入脊椎動物的體內(nèi)產(chǎn)生免疫應(yīng)答,從而得到可以和該農(nóng)藥分子特異性結(jié)合的抗體;分子量小的農(nóng)藥(分子量<2500)一般不具備免疫抗性,不能刺激動物產(chǎn)生免疫反應(yīng)。將農(nóng)藥小分子以半抗原的形式通過一定碳鏈長度的分子量大的載體蛋白質(zhì)(通常使用牛血清白蛋白、人血清白蛋白、兔血清白蛋白、鑰孔血藍蛋白、卵清蛋白)用共價鍵偶聯(lián)制成人工抗原,使動物產(chǎn)生免疫反應(yīng),產(chǎn)生識別該農(nóng)藥并與之特異性相結(jié)合的抗體。通過對半抗原或抗體進行標記,利用標記物的生物、物理、化學(xué)放大作用,對樣品中特定的農(nóng)藥殘留物進行定性、定量檢測。免疫分析法被列為90年代優(yōu)先研究、開發(fā)和利用的農(nóng)藥殘留分析技術(shù),美國化學(xué)會將免疫分析與氣象色譜、液相色譜共同列為農(nóng)藥殘留分析的支柱技術(shù)[6]。免疫分析法具有快速、簡單、靈敏和選擇性高等優(yōu)點,目前已廣泛應(yīng)用于糧食、水果、蔬菜、肉、奶、水和土壤中農(nóng)藥殘留的檢測。根據(jù)采用的檢測手段不同,可分為放射免疫法、熒光免疫法、酶免疫法、流動注射免疫分析法等,其中以酶免疫法應(yīng)用最為廣泛[7]。