(烟台市食品药品检验检测中心 )
摘要:固相微萃取技术最早是由一位加拿大教授研究提出的,之后经过无数科研人员前仆后继的研究和探索,不断完善了固相微萃取技术,主要研究成果是由常规向全自动发展,形成了一整套的综合检测系统,包括采样、浓缩、萃取等。
关键词:固相微萃取技术;果蔬农残检测;应用
固相微萃取技术的特点是无溶剂化的处理技术。已经被广泛的应用到了社会各行各业的各个领域,比如食品安全检测、环境监测、生物和制药等行业。由于实际样品基质复杂,而且一般目标分析物含量稍低,因此,基质容易抑制和干扰到目标分析物,并最终降低了检测的灵敏度。因此将固相微萃取技术与分子印迹技术有机结合,制作出的涂层具备特异性识别作用,已经成为广大科研人员新的研究方向。本文首先介绍了在使用固相微萃取技术需要注意的事项,进一步的分析了其在果蔬农残检测中的实际应用。
一、在使用固相微萃取技术时需要注意哪些事项
(一)萃取时间的控制
萃取时间就是整个萃取过程总共要花费的时间,影响萃取效果的主要因素包括、检测物的分散速度、分配系数等,同时这些因素对最终萃取的量也会产生很大影响。固相微萃取技术主要分为浸入式萃取技术和顶空式萃取技术,而顶空式萃取技术的特点是萃取时间相对短暂,一般情况下,几分钟就可以完成萃取。
(二)注意pH 值和盐对萃取过程的影响
通常情况下,在开始萃取之初,要在样品中注入一定量的无机盐物质,目的是加大水溶液的离子浓度,进而增大萃取头吸附作用,相应的提高检测数据的准确度。一般情况下,科研人员添加无机盐的方式会选择顶空式萃取技术。不选择浸入式萃取技术的原因是萃取头容易受到无机盐的损坏,并最终影响检测结果的准确度。与此同时,影响有机物溶解度的因素是pH 值的高低,科学合理的pH 值可以减小有机物的溶解度,将分配系数增大,确保分析的灵敏度的提高[1]。反之,如果pH 值没有调节到合适的程度,对固定相涂层的使用时间会有很大的影响。
(三)萃取温度的控制
温度是影响整个萃取过程的一个关键因素。一般情况下,升高温度有助于萃取物扩散速度的提升。因此,在实际操作中,科研人员首先会综合分析考虑被检测物的性质特点,制定一个相对最高效的温度,通常38~75℃左右为最佳。
二、果蔬农残检测的材料和方法
(一)材料
原料:大白菜、菠菜、苹果、梨,都是在当地超市购买的。将上述样品切碎匀浆,然后密封于深色瓶子中,并保存在4℃恒温环境下备用。
主要试剂:四乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷,此两种试剂在上海阿拉丁试剂公司购买;二嗪农标准溶液(0.1ms/mL) 、甲基嘧啶磷、喹硫磷对硫磷、水胺硫磷标品(纯度>98%),在计量科学研究院购买;石英毛细管(150μm,I.D.)、石英纤维(140μm,O.D.),购买于武汉烽火通信有限公司
主要仪器:毛细管柱(30m×0.32 mm i.D.×0.25μm)、SP-6890A型气相色谱仪、超声波清洗器、集热式恒温加热磁力搅拌器。并自己制作准备固相微萃取装置。
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(二)气相色谱条件
检测器温度270℃,进样口温度250℃。柱温:最初温度为60℃,三分钟后以每分钟增加20℃的速度升高到200℃,再保持三分钟,然后以每分钟5℃的速度升高到220℃并保持五分钟。
(三)制备分子印迹固相微萃取所需要的萃取头
用丙酮浸泡石英纤维并除去包覆层,然后用碱性溶液活化石英纤维外表,之后用乙醇清洗干净,最后将其烘干。将四乙氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷按2:1的体积比混合,超声三十分钟,之后将3-氨丙基三乙氧基硅烷摩尔质量的25%的水胺硫磷加入其中[3],作为模板分子。在经过一夜的振荡反应之后,将0.1 mol/L的盐酸溶液缓慢滴加在该混合液中,直到盐酸和3-氨丙基三乙氧基硅烷按的体积比变为1:20,超声振荡十分钟后进行离心分离操作,将上清液取出备用。在制备好的溶胶清液中垂直插入制备好的石英纤维,经过一段时间浸泡后拔出,凝胶薄层会依附在石英纤维表面,反复的进行插拔操作,直至达到合适的凝胶薄层厚度,后放在紫外灯光下进行四十五分钟的固化反应,然后将其放入干燥器中干燥,干燥完成后将模板分子在GC进样口老化除去[2]。
(四)固相微萃取操作
将1.2g氯化钠、4 mL水、磁力搅拌子以及适量的等待检测的有机磷混合标液放入10 mL顶空瓶中,并马上封闭。然后在萃取瓶中插入SPME装置的不锈钢管,推出萃取头,在65℃左右的温度下,伴以恰当的速度搅拌萃取。顶空萃取三十分钟以后取出SPME萃取头,在GC进样口进行八分钟的解吸。
三、分析真实样品的检测结果
为了检验此次对果蔬农残检测研究的可靠性,大白菜、菠菜、苹果、梨等果蔬均是购自当地超市,并采用了固相微萃取技术对果蔬的农药残留进行检测,结果是都没有检测出超标农药残留[4]。对以上四种样品的精密度和回收率进行考察,来对萃取方法的准确度进行验证,为了对基质的影响进行科学的评估,都做了三个加标水平的样品。四种样品的回收率达到了87.4%~112.3%,具有很高的准确性,更加证明了固相微萃取技术的高准确度和灵敏度。
结束语:
固相微萃取技术在实际应用中,弥补了自身的不足并得到了不断的完善,但是随着环境的改变,科研人员还应该不断致力于对固相微萃取技术的革新和创造,加强相关技术的联用,为我国食品安全检测提供必要的技术支持。
参考文献:
[1] The application of solid phase microextraction technology in the residue detection of fruits and vegetables [J]. Anhui agricultural science, 2016(3):90-92.
[2] 张翠华, 张亚楠. 固相微萃取在农药残留检测中的应用研究[J]. 沧州师范学院学报, 2017, 33(2):29-34.
[3] 杨霄鸿, 贾明宏, 杨天予,等. 分子印迹技术在农药残留检测中的应用进展[J]. 食品安全质量检测学报, 2017, 8(2):462-467.
[4] 崔宗岩, 王晶, 曹彦忠,等. 固相微萃取-气相色谱-串联质谱法快速筛查葡萄酒中农药残留[J]. 食品安全质量检测学报, 2017, 8(7):2705-2717.
作者简介:周兆亭(1977-),男,汉族,山东胶州人,烟台市食品药品检验检测中心蔬菜副食品检验科副科长,工程师,本科,主要从事蔬菜副食品检验。
论文作者:周兆亭
论文发表刊物:《医药界》2018年2月上
论文发表时间:2018/8/20
标签:硅烷论文; 技术论文; 样品论文; 果蔬论文; 温度论文; 准确度论文; 农药论文; 《医药界》2018年2月上论文;