中药农残分析技术研究春光乍现

时间
2008-12-09

我国拥有丰富的中药资源,动物、植物、药用矿物总数为12807种,然而每年的出口额却只有7亿美元,在国际市场的销售额不足国际传统中药的2%。守着中药金矿,却为何难以敲开国际市场大门?种情况是由多种原因导致的,中药残留问题就是其中的一重要方面。

近年来,国内外对于食品、农作物中的农药残留的分析方法的研究,特别是多种类型农药的多残留分析、同类型农药的多残留分析、新的单个农药在试样中的分析以及快速分析等,取得了较大的进展。这些方法在中药农药残留分析方面的应用也正处于探索之中。

常规检测方法研究逐步深入

薄层色谱法、液相色谱法、气相色谱法等是较常规的检测分析中药农药残留的技术,相关的研究已获得较大进展。

薄层色谱法:该法是以固体吸附剂(如硅胶、氧化铝等)为载体,以水为固定相溶剂,流动相一般为有机溶剂所组合的分配型色谱分离分析方法。薄层色谱法不需要特殊设备,方法简单、快速、直观,可同时分析多个样品,但灵敏度较低,近年来使用较少,现在经常与其他技术联用,对样品被分离的或多种成分进行定性定量分析。如首都师范大学化学系的胡秋菊等运用薄层色谱-荧光测定法对中药材中西维因残留进行了实验研究,采用环己烷-丙酮-氯仿(5∶1∶1)作为展开剂,回收率为80%~111%。

液相色谱法(LC):该法具有分离速度快、检测效率高、重复性好的特点,主要用于分离检测极性强、相对分子质量大的离子型农药,尤其对不易气化或受热易分解的农药有优势。但它在分析组分比较复杂的样品时,选择性和灵敏度不如气相色谱好。中国药品生物制品检定所的田金改等采用反相高效液相色谱法(RP-HPLC)测定了中药中农药灭幼脉的残留量,采用ODS色谱柱,以甲醇-水(75∶25)为流动相,结果加样回收率达到92.67%~100.21%。

气相色谱法(GC):是目前应用最多的方法,多达70%的农药残留量检测是使用此法来进行的。该法具有操作简便、分析速度快、分离效能高、灵敏度高、应用范围广及可以同时分离分析多种组分等优点,被广泛地应用于相对分子质量较小,易汽化,汽化后又不发生分解的农药残留的分析,如有机氯、有机磷、拟除虫菊酯等。Zhao等采用该法测定中药当归中有机氯农药PC鄄NB、PCA、DDE等残留,回收率为82.41%~98.12%。气相色谱-质谱联用:该方法既具有GC的高分离效能,又具有质谱准确鉴定化合物结构的特点,可达到同时定性定量的检测目的。该法在农药代谢物、降解物的检测和多残留检测等领域具有优势特色,适用于挥发和半挥发性有机杀虫剂、除草剂等农药的残留分析,主要包括有机氯类、有机磷类、有机氮类、氨基甲酸酯类等。如Hengel等采用气相色谱-质谱联用法对蛇麻花中杀菌剂百菌清残留进行测定,回收率为79%~103%。

新的农残分析技术不断涌现

近年来,一些已被比较广泛地应用于食品、农作物、环境中的农药残留分析技术已有了一定的科研基础,可逐步应用到中药领域,应引起中药界的重视。

超临界流体色谱(SFC):以超临界流体作为色谱流动相的SFC,弥补了GC和高效液相色谱法(HPLC)的不足,已成为一种强有力的分离和检测手段。它可以与大部分的GC和HPLC的检测器相连接,拓宽了其应用范围,许多在GC或HPLC上需经过衍生化才能分析的农药,都可以用SFC直接测定;可以在较低温度下分析分子质量较大、对热不稳定的化合物和极性较强的化合物。但由于SFC设备昂贵,限制了其广泛应用。EL-Saeid等采用超临界流体萃取(SFE)和SFC技术对罐头食品、水果、蔬菜中的除虫菊酯、氨基甲酸酯类等农药残留进行分析,取得了准确、可靠的结果。

柱切换高效液相技术(CSHPLC):是将固相萃取与现代高效液相技术相结合,利用多通路切换阀,改变进样阀与色谱柱、色谱柱与色谱柱、色谱柱与检测器之间的连接关系,从而在特定时间内使两种或两种以上流动相以不同流路或走向洗脱不同柱子,以达到多种不同分离目的技术。

CSHPLC集样品净化与浓缩及分离测定为一体,样本不需预处理或预处理大大简化,可直接进样分析,克服了样品预处理复杂繁琐、费时费力的缺点,显示出巨大的优越性。目前该技术已广泛应用于环保、农药残留监测等领域。Nemth等利用C18预柱和分离柱分别对环境水和饮用水中的5种除草剂进行了测定,回收率为94.9%~101.6%。

液相色谱-质谱联用技术(LC-MS):这是将LC与质谱串联成为一个整机使用的检测技术。目前实践中一般以电喷雾离子源和大气压化学电离源等接口技术将LC和质谱连接起来,并已成功地将之用于分析对热不稳定、相对分子质量较大、难以用GC分析的化合物,具有检测灵敏度高、选择性好、定性定量同时进行、结果可靠等优点。而且,LC-MS对简单样品可进行分析前净化,并具有几乎通用的多残留组分分析能力,是一种很有利用价值的高效率、高可靠性分析技术。如Jansson等采用该法分析水果和蔬菜中的57种农药残留,回收率在70%~100%。

毛细管电泳(CE)和毛细管区带电泳(CZE):CE和CZE特别适合分离常规液相色谱难以分离的离子性化合物。CE具有操作简单、分析速度快、运行成本低、柱高效的特点;CZE分离效率高、操作简便、具有很大灵活性,对许多分离参数,如缓冲液的组成和pH值、毛细管的类型以及使用的电场波形等都可以调节,测定所需样品量极少。

免疫分析(IA):是基于抗原抗体特异性识别和结合反应为基础的分析方法,是20世纪90年代以来优先研究、开发和利用的农药残留分析技术。IA具有特异性强、灵敏度高、方便快捷、分析容量大、安全可靠等优点,可广泛应用于现场样品和大量样品的快速检测。然而由于抗体制备难度较大且有特异性,故IA只适用于单一农药残留量的检测分析,且开发费用较高,时间较长。Li等设计了一种快速、适于现场检测五氯酚(PCP)的IA方法,用于检测土样中PCP含量,最低检测限为1微克/毫升,尽管检测限不太理想,但分析速度快,5分钟内即可出结果,加标回收率为(92士10)%。

传感器技术:传感器法是将传感技术与农药IA技术相结合而建立起来的,可以说是IA技术的一种延伸或分支,包括生物传感器和免疫反应传感器等。在农药残留检测领域中,主要利用农药对靶标酶(如乙酸胆碱酯酶)活性的抑制作用研究酶传感器,利用农药与特异性抗体相结合的反应特性研制免疫传感器,用于对相应农药残留物进行快速定性定量检测。Nune等利用乙酞胆碱酯酶生物传感器和色谱技术测定了农作物中氨基甲酸酯类农药的残留,取得了较好的结果。传感器法分析样品的用量少、响应速度快,甚至可以实现在线快速跟踪分析,但分析结果的稳定性差、重现性差、使用寿命短、使用成本高。

(刘海涛 张本刚 陈建民)