农残检测前处理技术的创新与发展趋势探讨

农产品质量安全事关民生福祉，在诸多影响因素中，农药残留对农业可持续发展和食品安全的负面影响尤为突出。农残超标不仅危及消费者的身体健康，还会削弱农产品的市场竞争力，造成严重的经济损失。因此，强化农残检测、有效控制农药残留风险已成为各方共识。前处理作为农残检测的首要环节，其效能直接影响着检出率、灵敏度及定量准确性等关键指标。然而，传统的前处理方法往往存在操作复杂、有机溶剂消耗量大、污染严重、自动化水平低等缺陷，难以适应日益严格的农残控制要求和快速筛查需求。因此，农残前处理领域亟待变革创新，大力发展智能化、集成化、绿色化的新型样品前处理技术，为农产品质量安全保驾护航，推动现代农业的高质量发展。

一、常见的农残检测前处理技术

（一）振荡漂洗法

振荡漂洗是一种常用的农残检测前处理技术，主要是利用振荡器将样品置于溶剂中振荡，使农药残留物从基质中溶出并转移到提取液中，进而达到农残提取的目的。该技术操作简便、快速经济，适用于水果、蔬菜等基质中的农残常规检测。然而，振荡漂洗法提取效率有限，且存在较大的基质干扰，对于低含量农残及复杂基质样品往往难以满足检测需求，在应用中存在一定的局限性。

（二）匀浆萃取法

匀浆萃取是指采用高速均质器将样品研磨粉碎，并加入适当比例的有机溶剂充分混匀，使农残组分从固体基质中脱附出来进入液相，以达到提取分离的目的。该方法前处理设备简单，操作易于标准化，适用于果蔬、谷物等多种基质，是实验室农残检测常用的样品前处理方式。然而，匀浆萃取过程中有机溶剂消耗量较大，存在一定的安全风险和环境污染问题，并且对于部分农残的提取效率较低，可能会出现漏检的情况。

（三）索氏提取法

索氏提取是利用有机溶剂在加热条件下不断循环流经样品表面，从而将农残持续萃取至提取液，实现待测物与基质的分离纯化。该方法适用于多种复杂基质，提取彻底、重复性好，是痕量农残检测的理想选择。然而，索氏提取操作繁琐、耗时长、自动化程度低，不利于快速检测，且提取过程中会消耗大量溶剂，存在一定的安全隐患和环保问题，在常规农残检测中应用受限。

（四）液-液萃取法

液-液萃取法通过在样品中加入两种互不相溶的有机溶剂，利用农残在两相中的溶解度差异，使其在振荡、静置等过程中从一相转移到另一相，实现对农药残留的富集与净化。该技术对多种农残的提取效果良好，但对溶剂的选择和配比要求较高，同时富集倍数有限，可能出现基质干扰和乳化等现象，从而在一定程度上影响分析的灵敏度和重现性。

（五）超声波提取法

超声波提取法主要利用超声波引发的空化效应和机械振动作用，加速溶剂分子与基质中农药残留的接触，使其迅速溶解到提取液中，从而缩短提取时间，提高提取效率。该方法仪器设备简单，操作便捷，尤其适用于热敏性农残的提取分析，但超声波的非选择性作用可能导致较多杂质被同时提取，需要进一步净化提取物，且存在一定的能耗及噪音污染。

（六）固相萃取法

固相萃取法是利用农残与固定相之间的相互作用力差异，实现农药残留从液相基质中的选择性分离与富集。与传统的液-液萃取法相比，固相萃取具有农残选择性强、净化效果好、有机溶剂用量少等优势，已成为痕量农残样品检测前处理的重要手段。然而，固相萃取柱种类繁多，适用性各异，选择和优化匹配不当会影响回收率，同时填料价格昂贵、自动化程度不高，在应用中仍存在一定的挑战。

二、农残检测前处理技术的创新

（一）新型前处理技术的涌现

1.便携式农残检测设备。便携式农残检测设备具有体积小、重量轻、携带方便等特点，可实现样品的快速现场检测与实时数据传输，为农产品质量安全监管提供了有力的技术支撑。这类设备主要利用电化学或光学传感器技术，通过特异性识别农残分子结构或反应活性，将检测信号转换为可定量的电学或光学信号，进而实现对农残含量的快速测定。比如，基于酶抑制机理的电化学农残传感器，通过农残对固定酶活性特异性抑制所引起的电流变化，实现痕量农残的灵敏检测；基于表面等离子体共振、拉曼光谱等光学原理的农残快检仪，通过农残与受体分子特异性结合导致的光信号变化，实现对多种农残的同时定性、定量分析。开发高选择性识别元件是便携式农残检测面临的主要挑战，设备的稳定性和使用寿命也有待进一步提升。此外，建立便携式检测结果与实验室标准方法的关联性，对结果的准确判读和决策应用也至关重要。

2.智能化前处理技术。人工智能与大数据技术的飞速发展为农残前处理方法的智能升级带来了新机遇，将极大地促进农残检测效率与准确性的提升，对农产品质量安全监管体系的优化与完善具有重要意义。具体而言，通过将机器学习算法与农残检测结合，可实现对样品前处理过程的自适应优化与智能决策。例如，利用深度学习网络对不同基质的光谱、色谱指纹图谱进行特征提取和智能识别，可实现对农残提取条件的自动优选与对干扰物的高效剔除；基于数据挖掘技术对农残检测大数据进行深入分析，可实现对不同基质中典型农残分布规律、污染趋势的动态掌控，为农残检测方案的实时优化与前处理效能的持续改进提供依据。此外，将机器视觉、机器人等技术引入农残前处理环节，可实现对样品制备、萃取分离、浓缩净化等操作的自动化控制，不仅降低分析人员的劳动强度，也能显著提高检测通量和数据质量的稳定性。

（二）新型前处理技术的优势

1.操作简便。相较传统方法，新型农残前处理技术具有操作简便、自动化程度高等优势。比如，微萃取技术可将样品制备、萃取富集等多个步骤集于一体，实现“一步萃取”，无需繁琐的人工操作。自动进样与在线净化技术可实现对前处理全流程的自动化控制，只需简单的参数设置，即可完成全部操作，极大地简化了分析流程，不仅能降低对操作人员的技能要求，也能提高检测效率与数据质量的稳定性。

2.成本效益高。新型前处理技术在降低分析成本、提高资源利用率方面具有显著优势。比如，固相微萃取、吸附棒等技术采用可重复使用的萃取介质，可有效减少有机溶剂及一次性耗材的消耗，在降低检测成本的同时提高环保性；微流控芯片技术可将样品用量降至微升级，大幅节约珍贵的样品资源；自动化、集成化设计可显著提升单位时间内的样品处理通量，有效提升检测效率；在线净化与多残留物同时检测技术有助于简化检测流程，提高设备与人力资源利用率，进一步优化检测成本效益。

3.检测速度快、准确性高。新型前处理技术可显著提升农残检测的速度与准确性。比如，微萃取技术可在几分钟内完成农残的提取富集，自动进样与在线净化技术可实现样品前处理与检测的无缝连接，大幅缩短检测时间。此外，新型吸附材料与识别元件的开发，有助于提高农残提取的选择性与灵敏度，减少基质干扰，保障检测结果的准确性。比如，分子印迹聚合物、适配体等仿生材料可实现对目标农残的特异性识别；石墨烯、碳纳米管、金属有机骨架材料等新型吸附材料可显著提高农残的富集倍数；自动化控制与数据质量监测功能可实时优化前处理条件，排除人为误差，进一步强化检测数据的可靠性与重现性。

三、农残检测前处理技术的发展趋势

（一）精准化与智能化

精准化与智能化将成为新一代农残检测前处理技术的主流趋势，为农业产业转型升级注入新动力。比如，基于新一代传感器件与纳米材料的高灵敏农残传感芯片，可实现对痕量残留的原位、在线检测，为精准把控农产品质量提供技术支撑。人工智能算法与农残检测大数据的深度融合将催生自适应、多参数的智能决策系统，可根据不同农残种类、基质特性、污染水平自主优化前处理方案与检测策略，并对农产品安全风险进行实时预警，最终形成覆盖农产品生产、加工、流通等全链条的智慧监管体系，为农产品质量安全提供全方位保障。传感器融合技术与物联网平台的应用也将进一步拓展农残检测的时空维度，加强污染物的可追溯性与对过程质量的动态管控。

（二）多功能与集成化

多残留物同时检测是农残监管的必然要求，但不同类型农残的理化性质差异较大，对前处理方法的选择性和匹配度要求较高，单一技术往往难以实现对不同极性、不同结构农残的高效提取与富集，集成化、多功能样品前处理平台的构建已势在必行。例如，通过分子印迹、离子液体、超临界流体等新型萃取技术的串联组合，建立“提取-净化-富集”一体化解决方案；基于连续流、微流控芯片等技术打造集成化样品制备平台，实现对自动进样、混匀、萃取、净化、浓缩等多步骤的有效串联；在线固相萃取-液相色谱/质谱联用技术则可实现样品前处理与检测分离，以及定性、定量分析的全自动化。此外，基于触控式界面、无线传输、远程监控等技术研发的智能化农残一体机，将实现从样品制备、分析测试到数据处理、结果判定的全流程闭环控制，显著提升农残检测效率与准确性。

（三）环保与可持续发展

随着人们环保意识的提高与可持续发展理念的深入人心，农残前处理领域也在不断加速绿色化进程。比如，超临界流体、离子液体等绿色溶剂可从源头减少有机溶剂的用量，从而降低对环境与人体健康的危害；基于多孔材料、生物高分子等可降解基质研发的新型吸附剂不仅性能优异，使用寿命长，还易于回收再生，可有效减少废弃物排放。对材料流、能量流、废弃物流进行系统集成优化，发展集污染控制、资源回收、能量梯级利用于一体的农残检测工艺路线，构建绿色实验室，实现农残检测系统的清洁生产，将成为该领域可持续发展的重要方向。此外，加强对检测人员环保理念的培养和对绿色操作规范的宣传贯彻，形成政产学研多方参与的长效机制，也将进一步推动农残检测的绿色转型。

作者简介：赵君丽（1978—），女，汉族，云南洱源人，助理工程师，大学本科，研究方向为食品检测。