農產品常用的樣品前處理技術

時間：2023-03-25 15:26:43來源：food欄目：食品快速檢測閱讀：

農產品常用的樣品前處理技術

[db:作者] / 2022-11-28 00:00

(一)固相微萃取(SPME)

固相微萃取是一種新型的無溶劑化樣品前處理技術，由Pawliszyn在1989年首次報道。固相微萃取以特定的固體(一般為纖維狀萃取材料)作為固相提取器將其浸入樣品溶液或頂空提取，然后直接進行氣相色譜(GC)、高效液相色譜(HPLC)等分析。該技術集采樣、萃取、濃縮、進樣于一體，靈敏度高，成本低，所需樣品量少，重現性及線性好，操作簡單，方便快捷。它通過吸附/脫吸附技術，富集樣品中的揮發性和半揮發性成分，克服了一些傳統樣品處理技術的缺點，已經廣泛應用于水、食品、環境以及生物樣品分析中。當用固相微萃取處理蔬菜樣品時，要求先用丙酮等溶劑萃取樣品，以獲得好的結果。

固相微萃取的優點是：集取樣、萃取、濃縮和進樣于一體，操作方便，耗時短，測定快速高效；無需任何有機溶劑，是真正意義上的固相萃取，避免了對環境的二次污染；適于現場分析，也易于操作。其缺點是：裝置價格較貴，涂層種類有限，選擇性差，無機離子萃取技術尚不成熟。

(二)凝膠滲透色譜提取(GPC)

凝膠滲透色譜提取是農藥多殘分析中常用的有效方法，適用樣品范圍極廣，適用農藥種類多，回收率也較高。不僅油脂凈化效果好，而且重現性好，柱子可重復使用，已成為農藥多殘留分析中的通用凈化方法。E Ueno等采用乙腈提取，鹽析并轉溶于乙酸乙酯，然后經石墨碳凝膠滲透色譜以及硅膠/PSA串聯固相萃取柱凈化，氣質聯用儀進行分析，測定果蔬中89種農藥殘留，其中82種農藥回收率在70%～120%，標準偏差小于5%，并應用于果蔬樣品的日常檢測。

(三)超臨界流體萃取法(SFE)

超臨界流體是指當壓力和溫度達到某種物質的臨界點時所形成的單一相態。它性質特殊，既不是氣體，也不是液體，但卻具有與液體相似的密度，具有較強的與液體相似的溶解能力；溶質在超臨界流體中的擴散系數與在氣體中相似，提取時間短、速度快。超臨界流體的表面張力為零，很容易滲透到樣品內部，帶走待測組分。超臨界流體萃取法適用于分析中等極性、熱不穩定性化合物；能與大多數液相色譜儀和氣相色譜儀聯用。可通過改變溫度、壓力和流動相組成改進分離效率。超臨界流體在常態下轉為氣體，可以很容易地逸去，以達到樣品濃縮的目的。最常用的超臨界流體是CO2，其臨界溫度為31℃，臨界壓力為7.39×106Pa，具有惰性、無毒、純凈和價格低廉等特點。超臨界流體萃取技術已應用于從中藥材中萃取有效成分、從銀杏葉中提取銀杏黃酮、從蛋黃中提取卵磷脂、從糧食中提取農藥等。由于儀器裝置昂貴，而且本身還存在一些問題，目前超臨界流體萃取法在農藥殘留檢測中的應用還不是太多。

(四)微波輔助萃取技術(MAE)

微波輔助萃取(microwave assisted extraction，MAE)，是指利用微波能強化溶劑萃取效率，使固體或半固體試樣中某些有機物成分(或有機污染物)與基體物質有效地分離。微波輔助萃取技術有以下特點：①快速高效。樣品及溶劑中的偶極分子在高頻微波能的作用下，產生偶極渦流、離子傳導和高頻率摩擦，在短時間內產生大量的熱量。偶極分子旋轉導致的弱氫鍵破裂、離子遷移等加速了溶劑分子對樣品基體的滲透，待分析成分很快溶劑化，使萃取時間縮短。②加熱均勻。微波加熱是透入物料內部的能量被物料吸收轉換成熱能對物料加熱，形成獨特的物料受熱方式，整個物料被加熱，無溫度梯度，即微波加熱具有均勻性的優點。③選擇性。微波對介電性質不同的物料呈現出選擇性的加熱特點，介電常數及介質損耗小的物料，對微波的入射可以說是“透明”的。溶質和溶劑的極性越大，對微波能的吸收越大，升溫越快，促進了萃取速度。而對于不吸收微波的非極性溶劑，微波幾乎不起加熱作用。所以，在選擇萃取劑時一定要考慮到溶劑的極性，以達到最佳效果。④生物效應(非熱效應)。由于大多數生物體內含有極性水分子，在微波場的作用下引起強烈的極性震蕩，導致細胞分子間氫鍵松弛，細胞膜結構破裂，加速了溶劑分子對基體的滲透和待提取成分的溶劑化。

因此，利用微波輔助萃取技術從生物基體萃取待分析物時，能提高萃取效率。避免長時間高溫引起樣品分解。微波輔助萃取技術試劑用量少，節能、污染小，儀器設備簡單，適應面廣，萃取效率高，省時。其應用前景主要是和其他前處理技術聯用，已有將微波萃取與液體樣品頂空萃取結合的報道，還有固相萃取-微波萃取聯用技術，與凝膠滲透色譜提取、液相微萃取、QuEChERS的結合等。另外，開發微波萃取在線檢測技術，也將大大簡化前處理過程，提高效率，擴大樣品適用范圍。微波萃取系統的缺點是不易自動化，缺乏與其他儀器在線聯機的可能性，如果能在儀器設計方面取得突破，使微波萃取像超臨界流體萃取那樣與檢測儀器實現在線聯機，則該方法會獲得更強大的生命力。

(五)膜分離技術

膜分離技術是指在分子水平上不同粒徑分子的混合物在通過半透膜時，實現選擇性分離的技術。半透膜又稱為分離膜或濾膜，膜壁布滿小孔，根據孔徑大小可以分為微濾膜、超濾膜、納濾膜、反滲透膜等。反滲透技術是當今最節能最有效的膜分離技術，分離對象是溶液中的離子和小分子有機化合物，其原理是采用反滲透膜實現分離。由于反滲透膜的膜孔徑非常小，能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機物。反滲透是目前高純水設備中常用的脫鹽技術；反滲透(RO)、超過濾(UF)、微孔膜過濾(MF)和電滲析(ED)技術都屬于膜分離技術。膜分離技術在制藥行業已廣泛應用于生物發酵液過濾除菌、中藥浸取液的過濾除雜和濃縮及母液回收等。

幾種前處理方法的原理、適用性、特點的比較見表2-5。

表2-5 幾種前處理方法的原理、適用性、特點的比較

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