QuEChERS技术在食用农产品农药残留检测中的应用与研究

近年来，食用农产品的安全问题受到了社会各界的广泛关注，随着检测仪器与检测方法的不断改良，对于食用农产品的农药残留检测技术也得到了飞速的发展。美国的研究人员Anastassiades等人提出了QuEChERS前处理技术，能够对食用农产品当中的农药残留进行有效的检测。该技术有安全、快速、稳定、简便、低廉、高效等优势，在液相或气相色谱分析、医药、兽药、各种农药的检测工作中得到了广泛的普及。本文重点探讨了QuEChERS技术在食用农产品农药残留检测中的应用与研究，希望对今后的食用农产品农药残留检测工作提供参考意义。

引言

目前我国社会进入了新的发展阶段，老百姓对农产品质量安全的期望值越来越高，农药残留超标问题将严重影响老百姓的身体健康安全。现阶段，需要依靠可靠、灵活、高效、快捷的检测手段来有效控制农产品农药残留物的危害，提升食品的安全性。因此，需要对QuEChERS技术在食用农产品农药残留物中的检测进行深入的研究。

一、QuEChERS技术概述

（一）QuEChERS技术及其特征

QuEChERS技术是Anastassiades等人于2003年所提出的一种集农药残留净化、提取于一体的普适性农药残留检测处理技术。QuEChERS技术有着安全、便捷、高效、可靠、廉价等特征。该技术主要将乙腈作为单一提取试剂，利用无水硫酸镁与氯化钠对乙腈中的水分进行去除，之后利用无水硫酸镁与PSA进行涡旋混合，对样品中的水分与杂质进行有效的去除。这种新型的方法充分的融合了分散固相萃取技术与固相微萃取技术。该技术面世以来，在世界范围内得到了十分广泛的普及，并且得到了进一步的完善与改良，是现阶段普适性很强的多样化前处理技术。

以往食品农产品进行农药残留检测工作的过程中，需要很多的样品，净化与提取步骤比较复杂，并且传统的方式只能在混合基质当中进行单一目标物质的提取与检测，或者对定量对单一物质进行检测，很难提高农药残留物的检测效率。QuEChERS技术对玻璃器皿与样品的使用量都不高，实验误差小，并且试剂用量也不多，能够减少检测过程中对环境造成的污染。

相较于传统前处理方式，QuEChERS技术有如下几种优势：1.较高的准确度，后续操作便捷;2.有着较高的样品检测效率;3.较高的回收率和稳定性，回收率高于85%;4.能够检测多种农药类型，涵盖面广;5.操作便捷，对技术要求不高;6.节约成本，污染小，所需的溶剂量不多;7.占用空间不大，在小实验室中就可以进行操作。

（二）提取剂的选用

乙腈、乙酸乙酯、丙酮是食品农产品农药残留物检测中比较常见的提取剂。蔬菜、水果是QuEChERS技术最初进行农药残留检测的农产品，尽管丙酮能够将残留的农药从农产品中有效的提取出来，但是丙酮的水溶性比较高，难以和基质当中的水分进行分离，因此实验难度较高，很难改善试验结果。应用乙酸乙酯的过程中，只能部分和水进行互溶，和水分的分离也比较容易，但是针对强极性的农药残留，则很难完全从基质当中萃取出来，所以并非最佳选择。相较于丙酮与乙酸乙酯，乙腈能够对蔬菜与水果样品的农药残留物进行有效的监测，很难对多余杂质进行提取，因此能够利用盐析的方式与基质水分分开，所以选择乙腈作为最终提取剂。

（三）净化试剂的选用

PSA、-NH2、C18等是食用农产品基质净化比较常见的净化试剂。在试验的过程中能够发现，PSA与NH2试剂有着较强的净化成效。通过食用农产品的分析，甾醇、脂肪酸、碳水化合物、有机酸等极性干扰物是基质当中的主要干扰物。PSA与NH2为弱阴离子与正相吸附交换净化剂，能够有效的净化上述极性干扰物。PSA试剂具备弱阴离子交换与极性吸附作用，能够通过极性吸附与弱阴离子交换实现保留作用。如果在进行非极性溶液的预处理工作，能够和带有-SH、-NH、-OH官能团分子产生氢键，能够有效的对食用农产品当中的强阴离子、碳水化合物、有机酸、酚类、色素等多种组分进行去除，从而使该技术选取PSA试剂作为最佳净化剂。

（四）QuEChERS技术前处理步骤

常规情况下利用QuEChERS技术进行样品提取的前处理步骤如下：

1.将样品粉碎，称取10克，置于40mL的塑料离心管当中。

2.将10mL的乙腈加入到塑料离心管当中，然后利用最大转速（高于2500r·min-1）涡旋样品1分钟。

3.将1克的氯化钠与4克的无水硫酸镁加入到离心管当中，涡旋1分钟，之后离心1分钟。

4.将离心管中的上清液取出1mL，放置于含有150毫克无水硫酸镁与25毫克PSA的小离心管当中。

5.利用涡旋机或者手摇的方式进行30秒的混匀，然后进行分散固相萃取，之后进行1分钟的离心。

6.如有必要，将5%醋酸加入样品中，之后等待仪器的检测。

通过上述的步骤，对于一些基质干扰多、成分较复杂的植物性食用样品，还需要加入C18与GCB。各试剂发挥着以下的作用：1.PSA能够对基质当中的各类极性有机酸、脂肪酸、糖类、少量色素、碳水化合物、酚类进行充分的吸附;2.无水硫酸镁能够将有机相当中蕴含的水分进行去除;3.C18能够对脂类、脂肪酸等非极性干扰物进行去除;4.GCB能够对基质当中的非极性干扰物、甾醇、色素等进行去除。

二、QuEChERS技术在食用农产品农药残留检测中的应用

（一）QuEChERS技术在动物食品农药残留检测中的应用

在检测动物性食品农药残留的过程中，QuEChERS技术发挥着十分重要的作用。这些农药残留物通常处于动物肉制品的组织当中。哺乳动物脑部组织有着较为独特的化学结构，因此在试验的过程中选择氯仿与乙腈（1：10）的混合溶液，来替换乙腈，并且将10mL10%硫酸钠溶液添加进其中进行纯化。并且结合哺乳动物脑部组织的基质，将氧化铝粉、PSA粉、ODS C18粉加入样品中进行净化。哺乳动物组织当中有着大量的脂类与蛋白质，所以在净化动物农产品样品的过程中，应当利用中性氧化铝粉与ODS C18粉进行检测液的合成，并且利用混合型分散固相萃取来进行样品基质的净化。

（二）QuEChERS技术在蜂蜜、牛奶农药残留检测中的应用

针对蜂蜜这种含水量低、粘稠性大的食用样品，需要利用复杂的过程进行检测。由于样品基质当中蕴含着大量的有机合成色素与糖类，因此提取过程十分复杂。初级次级胺（PSA）对这些干扰物质的吸收效果比较好。对于蜂蜜当中氯霉素残留物，可以通过反相高效液相色谱-离子阱质谱法进行检测。利用QuEChERS技术进行前处理，能够快速的进行净化与提取。通过运用PSA能够实现固相分散净化，能够对蜂蜜当中的有机合成色素与糖等杂质进行充分吸附。利用多反射分子监测（MRM）、电喷雾电离法（ESI）负分子模型能够对氯霉素进行定量分析与初定性。添加浓度0.2-200.0μg/kg时，能够有78%-93%的回收率，变异系数小于3.9%，说明这些方法能够更加方便快捷的对氯霉素的定量检测和定性。

（三）QuEChERS技术在水果蔬菜农药残留检测中的应用

QuEChERS技术对水果蔬菜的检测应用较早，对于水果蔬菜农药残留物的检测技术更为成熟。在进行检测时，选用的除杂剂为无任何添加的PSA，并且主要将氨基甲酸酯类作为农药检测，结合气象色谱-质谱联用仪、高效液相色谱仪、气相色谱法进行检测。通过充分的试验，可以分析出在检测蔬菜水果的农药残留物时，将除杂吸附剂与改良过后的乙腈溶液加入到样品基质当中，能够有效的净化与提取农药残留样本，在对样本进行处理过后，也能够达到后续检测的标准。

（四）QuEChERS技术在粮食谷物农药残留检测中的应用

相较于蔬菜水果中农药残留物的检测，QuEChERS技术在检测粮食谷物的过程中有所不同。粮食谷物中含水量不高，因此，在检测粮食谷物的过程中，要加入适量的水分，利用乙腈来提取。比如，枸杞的含水量比较低，在检测的过程中可以对QuEChERS技术进行改进，有效的进行前处理工作。对比乙酸乙酯提取法与LUKE提取法处理之后的结果，能够发现，利用QuEChERS技术进行处理，对样品内部基质效果的影响不大，所得到的线性能够与要求相符。有的食用农产品含水量低，并不需要进行水分的添加，有的农产品可以延长利用乙腈进行浸泡的时间，可以进行一整夜的浸泡，然后利用硫酸镁、PSA来净化，从而使样品处理效率得到大幅度的提升。

（五）QuEChERS技术在其他类型食品农药残留检测中的应用

现阶段我国食品企业发展迅猛，各种食品的种类十分繁多，食品也拥有非常复杂的成分。由于基质的干扰，对这些食品当中的农药残留进行检测也遇到了非常大的困难，不仅要减少农药残留物检测的时间，还应当充分的提升检测准确性，这是现阶段市场检测过程中亟待解决的问题。例如，在对婴幼儿食品进行农药残留物检测时，美国Cajka针对婴幼儿水果食品当中一百一十一种农药进行GC-TOF/MS检测的过程中，并且利用凝胶渗透色谱与QuEChERS技术开展前处理。通过GC-TOF/MS检测，结果显示，方法最低检出限到了0.01mg/kg，这两种前处理方法都可以满足欧盟对于婴幼儿食品与谷物食品对于农药残留最大限量标准。但是利用QuEChERS技术能够有效降低前处理的成本，减少前处理的时间。在检测13个样品的农药残留物的过程中，前处理包括净化过程、样品制备过程，GPC消耗时长17.3小时，进行缓冲QuEChERS消耗时长0.83小时。精密度条件相同的情况下，能够充分的展现出QuEChERS简单、快捷、高效的特征。

结语

总而言之，QuEChERS前处理技术能够进行多种农药残留物的检测与分析，现如今在粮食谷物、蔬菜蔬果、牛奶蜂蜜、动物制品等农产品当中得到了广泛的应用。相较于传统的分析检测方法，QuEChERS技术有效解决了传统方法使用大量有毒溶剂、检测分析时间过长、分析上样量太少等问题。尤其在节省分析时间、节约检测成本方面，QuEChERS技术发挥了极大的优势。随着科学技术水平的不断提升，现代化的检测手段也在持续的迭代更新，LC/MS、MS/GC、GC等技术都得到了十分广泛的应用，QuEChERS技术也将会在未来得到更加良好的发展，有效提升食用农产品农药残留物的检测效率。