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我國擁有豐富的中藥資源,動物、植物、藥用礦物總數(shù)為12807種,然而每年的出口額卻只有7億美元,在國際市場的銷售額不足國際傳統(tǒng)中藥的2%。守著中藥金礦,卻為何難以敲開國際市場大門?種情況是由多種原因?qū)е碌模兴帤埩魡栴}就是其中的一重要方面。
近年來,國內(nèi)外對于食品、農(nóng)作物中的農(nóng)藥殘留的分析方法的研究,特別是多種類型農(nóng)藥的多殘留分析、同類型農(nóng)藥的多殘留分析、新的單個農(nóng)藥在試樣中的分析以及快速分析等,取得了較大的進(jìn)展。這些方法在中藥農(nóng)藥殘留分析方面的應(yīng)用也正處于探索之中。
常規(guī)檢測方法研究逐步深入
薄層色譜法、液相色譜法、氣相色譜法等是較常規(guī)的檢測分析中藥農(nóng)藥殘留的技術(shù),相關(guān)的研究已獲得較大進(jìn)展。
薄層色譜法:該法是以固體吸附劑(如硅膠、氧化鋁等)為載體,以水為固定相溶劑,流動相一般為有機(jī)溶劑所組合的分配型色譜分離分析方法。薄層色譜法不需要特殊設(shè)備,方法簡單、快速、直觀,可同時分析多個樣品,但靈敏度較低,近年來使用較少,現(xiàn)在經(jīng)常與其他技術(shù)聯(lián)用,對樣品被分離的或多種成分進(jìn)行定性定量分析。如首都師范大學(xué)化學(xué)系的胡秋菊等運(yùn)用薄層色譜-熒光測定法對中藥材中西維因殘留進(jìn)行了實(shí)驗研究,采用環(huán)己烷-丙酮-氯仿(5∶1∶1)作為展開劑,回收率為80%~111%。
液相色譜法(LC):該法具有分離速度快、檢測效率高、重復(fù)性好的特點(diǎn),主要用于分離檢測極性強(qiáng)、相對分子質(zhì)量大的離子型農(nóng)藥,尤其對不易氣化或受熱易分解的農(nóng)藥有優(yōu)勢。但它在分析組分比較復(fù)雜的樣品時,選擇性和靈敏度不如氣相色譜好。中國藥品生物制品檢定所的田金改等采用反相高效液相色譜法(RP-HPLC)測定了中藥中農(nóng)藥滅幼脈的殘留量,采用ODS色譜柱,以甲醇-水(75∶25)為流動相,結(jié)果加樣回收率達(dá)到92.67%~100.21%。
氣相色譜法(GC):是目前應(yīng)用最多的方法,多達(dá)70%的農(nóng)藥殘留量檢測是使用此法來進(jìn)行的。該法具有操作簡便、分析速度快、分離效能高、靈敏度高、應(yīng)用范圍廣及可以同時分離分析多種組分等優(yōu)點(diǎn),被廣泛地應(yīng)用于相對分子質(zhì)量較小,易汽化,汽化后又不發(fā)生分解的農(nóng)藥殘留的分析,如有機(jī)氯、有機(jī)磷、擬除蟲菊酯等。Zhao等采用該法測定中藥當(dāng)歸中有機(jī)氯農(nóng)藥PC鄄NB、PCA、DDE等殘留,回收率為82.41%~98.12%。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用:該方法既具有GC的高分離效能,又具有質(zhì)譜準(zhǔn)確鑒定化合物結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),可達(dá)到同時定性定量的檢測目的。該法在農(nóng)藥代謝物、降解物的檢測和多殘留檢測等領(lǐng)域具有優(yōu)勢特色,適用于揮發(fā)和半揮發(fā)性有機(jī)殺蟲劑、除草劑等農(nóng)藥的殘留分析,主要包括有機(jī)氯類、有機(jī)磷類、有機(jī)氮類、氨基甲酸酯類等。如Hengel等采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法對蛇麻花中殺菌劑百菌清殘留進(jìn)行測定,回收率為79%~103%。
新的農(nóng)殘分析技術(shù)不斷涌現(xiàn)
近年來,一些已被比較廣泛地應(yīng)用于食品、農(nóng)作物、環(huán)境中的農(nóng)藥殘留分析技術(shù)已有了一定的科研基礎(chǔ),可逐步應(yīng)用到中藥領(lǐng)域,應(yīng)引起中藥界的重視。
超臨界流體色譜(SFC):以超臨界流體作為色譜流動相的SFC,彌補(bǔ)了GC和高效液相色譜法(HPLC)的不足,已成為一種強(qiáng)有力的分離和檢測手段。它可以與大部分的GC和HPLC的檢測器相連接,拓寬了其應(yīng)用范圍,許多在GC或HPLC上需經(jīng)過衍生化才能分析的農(nóng)藥,都可以用SFC直接測定;可以在較低溫度下分析分子質(zhì)量較大、對熱不穩(wěn)定的化合物和極性較強(qiáng)的化合物。但由于SFC設(shè)備昂貴,限制了其廣泛應(yīng)用。EL-Saeid等采用超臨界流體萃取(SFE)和SFC技術(shù)對罐頭食品、水果、蔬菜中的除蟲菊酯、氨基甲酸酯類等農(nóng)藥殘留進(jìn)行分析,取得了準(zhǔn)確、可靠的結(jié)果。
柱切換高效液相技術(shù)(CSHPLC):是將固相萃取與現(xiàn)代高效液相技術(shù)相結(jié)合,利用多通路切換閥,改變進(jìn)樣閥與色譜柱、色譜柱與色譜柱、色譜柱與檢測器之間的連接關(guān)系,從而在特定時間內(nèi)使兩種或兩種以上流動相以不同流路或走向洗脫不同柱子,以達(dá)到多種不同分離目的技術(shù)。
CSHPLC集樣品凈化與濃縮及分離測定為一體,樣本不需預(yù)處理或預(yù)處理大大簡化,可直接進(jìn)樣分析,克服了樣品預(yù)處理復(fù)雜繁瑣、費(fèi)時費(fèi)力的缺點(diǎn),顯示出巨大的優(yōu)越性。目前該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于環(huán)保、農(nóng)藥殘留監(jiān)測等領(lǐng)域。Nemth等利用C18預(yù)柱和分離柱分別對環(huán)境水和飲用水中的5種除草劑進(jìn)行了測定,回收率為94.9%~101.6%。
液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(LC-MS):這是將LC與質(zhì)譜串聯(lián)成為一個整機(jī)使用的檢測技術(shù)。目前實(shí)踐中一般以電噴霧離子源和大氣壓化學(xué)電離源等接口技術(shù)將LC和質(zhì)譜連接起來,并已成功地將之用于分析對熱不穩(wěn)定、相對分子質(zhì)量較大、難以用GC分析的化合物,具有檢測靈敏度高、選擇性好、定性定量同時進(jìn)行、結(jié)果可靠等優(yōu)點(diǎn)。而且,LC-MS對簡單樣品可進(jìn)行分析前凈化,并具有幾乎通用的多殘留組分分析能力,是一種很有利用價值的高效率、高可靠性分析技術(shù)。如Jansson等采用該法分析水果和蔬菜中的57種農(nóng)藥殘留,回收率在70%~100%。
毛細(xì)管電泳(CE)和毛細(xì)管區(qū)帶電泳(CZE):CE和CZE特別適合分離常規(guī)液相色譜難以分離的離子性化合物。CE具有操作簡單、分析速度快、運(yùn)行成本低、柱高效的特點(diǎn);CZE分離效率高、操作簡便、具有很大靈活性,對許多分離參數(shù),如緩沖液的組成和pH值、毛細(xì)管的類型以及使用的電場波形等都可以調(diào)節(jié),測定所需樣品量極少。
免疫分析(IA):是基于抗原抗體特異性識別和結(jié)合反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法,是20世紀(jì)90年代以來優(yōu)先研究、開發(fā)和利用的農(nóng)藥殘留分析技術(shù)。IA具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、方便快捷、分析容量大、安全可靠等優(yōu)點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場樣品和大量樣品的快速檢測。然而由于抗體制備難度較大且有特異性,故IA只適用于單一農(nóng)藥殘留量的檢測分析,且開發(fā)費(fèi)用較高,時間較長。Li等設(shè)計了一種快速、適于現(xiàn)場檢測五氯酚(PCP)的IA方法,用于檢測土樣中PCP含量,最低檢測限為1微克/毫升,盡管檢測限不太理想,但分析速度快,5分鐘內(nèi)即可出結(jié)果,加標(biāo)回收率為(92士10)%。
傳感器技術(shù):傳感器法是將傳感技術(shù)與農(nóng)藥IA技術(shù)相結(jié)合而建立起來的,可以說是IA技術(shù)的一種延伸或分支,包括生物傳感器和免疫反應(yīng)傳感器等。在農(nóng)藥殘留檢測領(lǐng)域中,主要利用農(nóng)藥對靶標(biāo)酶(如乙酸膽堿酯酶)活性的抑制作用研究酶傳感器,利用農(nóng)藥與特異性抗體相結(jié)合的反應(yīng)特性研制免疫傳感器,用于對相應(yīng)農(nóng)藥殘留物進(jìn)行快速定性定量檢測。Nune等利用乙酞膽堿酯酶生物傳感器和色譜技術(shù)測定了農(nóng)作物中氨基甲酸酯類農(nóng)藥的殘留,取得了較好的結(jié)果。傳感器法分析樣品的用量少、響應(yīng)速度快,甚至可以實(shí)現(xiàn)在線快速跟蹤分析,但分析結(jié)果的穩(wěn)定性差、重現(xiàn)性差、使用壽命短、使用成本高。
(劉海濤 張本剛 陳建民)
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我國擁有豐富的中藥資源,動物、植物、藥用礦物總數(shù)為12807種,然而每年的出口額卻只有7億美元,在國際市場的銷售額不足國際傳統(tǒng)中藥的2%。守著中藥金礦,卻為何難以敲開國際市場大門?種情況是由多種原因?qū)е碌模兴帤埩魡栴}就是其中的一重要方面。
近年來,國內(nèi)外對于食品、農(nóng)作物中的農(nóng)藥殘留的分析方法的研究,特別是多種類型農(nóng)藥的多殘留分析、同類型農(nóng)藥的多殘留分析、新的單個農(nóng)藥在試樣中的分析以及快速分析等,取得了較大的進(jìn)展。這些方法在中藥農(nóng)藥殘留分析方面的應(yīng)用也正處于探索之中。
常規(guī)檢測方法研究逐步深入
薄層色譜法、液相色譜法、氣相色譜法等是較常規(guī)的檢測分析中藥農(nóng)藥殘留的技術(shù),相關(guān)的研究已獲得較大進(jìn)展。
薄層色譜法:該法是以固體吸附劑(如硅膠、氧化鋁等)為載體,以水為固定相溶劑,流動相一般為有機(jī)溶劑所組合的分配型色譜分離分析方法。薄層色譜法不需要特殊設(shè)備,方法簡單、快速、直觀,可同時分析多個樣品,但靈敏度較低,近年來使用較少,現(xiàn)在經(jīng)常與其他技術(shù)聯(lián)用,對樣品被分離的或多種成分進(jìn)行定性定量分析。如首都師范大學(xué)化學(xué)系的胡秋菊等運(yùn)用薄層色譜-熒光測定法對中藥材中西維因殘留進(jìn)行了實(shí)驗研究,采用環(huán)己烷-丙酮-氯仿(5∶1∶1)作為展開劑,回收率為80%~111%。
液相色譜法(LC):該法具有分離速度快、檢測效率高、重復(fù)性好的特點(diǎn),主要用于分離檢測極性強(qiáng)、相對分子質(zhì)量大的離子型農(nóng)藥,尤其對不易氣化或受熱易分解的農(nóng)藥有優(yōu)勢。但它在分析組分比較復(fù)雜的樣品時,選擇性和靈敏度不如氣相色譜好。中國藥品生物制品檢定所的田金改等采用反相高效液相色譜法(RP-HPLC)測定了中藥中農(nóng)藥滅幼脈的殘留量,采用ODS色譜柱,以甲醇-水(75∶25)為流動相,結(jié)果加樣回收率達(dá)到92.67%~100.21%。
氣相色譜法(GC):是目前應(yīng)用最多的方法,多達(dá)70%的農(nóng)藥殘留量檢測是使用此法來進(jìn)行的。該法具有操作簡便、分析速度快、分離效能高、靈敏度高、應(yīng)用范圍廣及可以同時分離分析多種組分等優(yōu)點(diǎn),被廣泛地應(yīng)用于相對分子質(zhì)量較小,易汽化,汽化后又不發(fā)生分解的農(nóng)藥殘留的分析,如有機(jī)氯、有機(jī)磷、擬除蟲菊酯等。Zhao等采用該法測定中藥當(dāng)歸中有機(jī)氯農(nóng)藥PC鄄NB、PCA、DDE等殘留,回收率為82.41%~98.12%。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用:該方法既具有GC的高分離效能,又具有質(zhì)譜準(zhǔn)確鑒定化合物結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),可達(dá)到同時定性定量的檢測目的。該法在農(nóng)藥代謝物、降解物的檢測和多殘留檢測等領(lǐng)域具有優(yōu)勢特色,適用于揮發(fā)和半揮發(fā)性有機(jī)殺蟲劑、除草劑等農(nóng)藥的殘留分析,主要包括有機(jī)氯類、有機(jī)磷類、有機(jī)氮類、氨基甲酸酯類等。如Hengel等采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法對蛇麻花中殺菌劑百菌清殘留進(jìn)行測定,回收率為79%~103%。
新的農(nóng)殘分析技術(shù)不斷涌現(xiàn)
近年來,一些已被比較廣泛地應(yīng)用于食品、農(nóng)作物、環(huán)境中的農(nóng)藥殘留分析技術(shù)已有了一定的科研基礎(chǔ),可逐步應(yīng)用到中藥領(lǐng)域,應(yīng)引起中藥界的重視。
超臨界流體色譜(SFC):以超臨界流體作為色譜流動相的SFC,彌補(bǔ)了GC和高效液相色譜法(HPLC)的不足,已成為一種強(qiáng)有力的分離和檢測手段。它可以與大部分的GC和HPLC的檢測器相連接,拓寬了其應(yīng)用范圍,許多在GC或HPLC上需經(jīng)過衍生化才能分析的農(nóng)藥,都可以用SFC直接測定;可以在較低溫度下分析分子質(zhì)量較大、對熱不穩(wěn)定的化合物和極性較強(qiáng)的化合物。但由于SFC設(shè)備昂貴,限制了其廣泛應(yīng)用。EL-Saeid等采用超臨界流體萃取(SFE)和SFC技術(shù)對罐頭食品、水果、蔬菜中的除蟲菊酯、氨基甲酸酯類等農(nóng)藥殘留進(jìn)行分析,取得了準(zhǔn)確、可靠的結(jié)果。
柱切換高效液相技術(shù)(CSHPLC):是將固相萃取與現(xiàn)代高效液相技術(shù)相結(jié)合,利用多通路切換閥,改變進(jìn)樣閥與色譜柱、色譜柱與色譜柱、色譜柱與檢測器之間的連接關(guān)系,從而在特定時間內(nèi)使兩種或兩種以上流動相以不同流路或走向洗脫不同柱子,以達(dá)到多種不同分離目的技術(shù)。
CSHPLC集樣品凈化與濃縮及分離測定為一體,樣本不需預(yù)處理或預(yù)處理大大簡化,可直接進(jìn)樣分析,克服了樣品預(yù)處理復(fù)雜繁瑣、費(fèi)時費(fèi)力的缺點(diǎn),顯示出巨大的優(yōu)越性。目前該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于環(huán)保、農(nóng)藥殘留監(jiān)測等領(lǐng)域。Nemth等利用C18預(yù)柱和分離柱分別對環(huán)境水和飲用水中的5種除草劑進(jìn)行了測定,回收率為94.9%~101.6%。
液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(LC-MS):這是將LC與質(zhì)譜串聯(lián)成為一個整機(jī)使用的檢測技術(shù)。目前實(shí)踐中一般以電噴霧離子源和大氣壓化學(xué)電離源等接口技術(shù)將LC和質(zhì)譜連接起來,并已成功地將之用于分析對熱不穩(wěn)定、相對分子質(zhì)量較大、難以用GC分析的化合物,具有檢測靈敏度高、選擇性好、定性定量同時進(jìn)行、結(jié)果可靠等優(yōu)點(diǎn)。而且,LC-MS對簡單樣品可進(jìn)行分析前凈化,并具有幾乎通用的多殘留組分分析能力,是一種很有利用價值的高效率、高可靠性分析技術(shù)。如Jansson等采用該法分析水果和蔬菜中的57種農(nóng)藥殘留,回收率在70%~100%。
毛細(xì)管電泳(CE)和毛細(xì)管區(qū)帶電泳(CZE):CE和CZE特別適合分離常規(guī)液相色譜難以分離的離子性化合物。CE具有操作簡單、分析速度快、運(yùn)行成本低、柱高效的特點(diǎn);CZE分離效率高、操作簡便、具有很大靈活性,對許多分離參數(shù),如緩沖液的組成和pH值、毛細(xì)管的類型以及使用的電場波形等都可以調(diào)節(jié),測定所需樣品量極少。
免疫分析(IA):是基于抗原抗體特異性識別和結(jié)合反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法,是20世紀(jì)90年代以來優(yōu)先研究、開發(fā)和利用的農(nóng)藥殘留分析技術(shù)。IA具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、方便快捷、分析容量大、安全可靠等優(yōu)點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場樣品和大量樣品的快速檢測。然而由于抗體制備難度較大且有特異性,故IA只適用于單一農(nóng)藥殘留量的檢測分析,且開發(fā)費(fèi)用較高,時間較長。Li等設(shè)計了一種快速、適于現(xiàn)場檢測五氯酚(PCP)的IA方法,用于檢測土樣中PCP含量,最低檢測限為1微克/毫升,盡管檢測限不太理想,但分析速度快,5分鐘內(nèi)即可出結(jié)果,加標(biāo)回收率為(92士10)%。
傳感器技術(shù):傳感器法是將傳感技術(shù)與農(nóng)藥IA技術(shù)相結(jié)合而建立起來的,可以說是IA技術(shù)的一種延伸或分支,包括生物傳感器和免疫反應(yīng)傳感器等。在農(nóng)藥殘留檢測領(lǐng)域中,主要利用農(nóng)藥對靶標(biāo)酶(如乙酸膽堿酯酶)活性的抑制作用研究酶傳感器,利用農(nóng)藥與特異性抗體相結(jié)合的反應(yīng)特性研制免疫傳感器,用于對相應(yīng)農(nóng)藥殘留物進(jìn)行快速定性定量檢測。Nune等利用乙酞膽堿酯酶生物傳感器和色譜技術(shù)測定了農(nóng)作物中氨基甲酸酯類農(nóng)藥的殘留,取得了較好的結(jié)果。傳感器法分析樣品的用量少、響應(yīng)速度快,甚至可以實(shí)現(xiàn)在線快速跟蹤分析,但分析結(jié)果的穩(wěn)定性差、重現(xiàn)性差、使用壽命短、使用成本高。
(劉海濤 張本剛 陳建民)