獸藥殘留分析樣品前處理技術

藥物殘留分析因具有待測藥物濃度低且波動范圍大、樣品基質復雜、干擾物質多、樣品基質和待測組分的不確定性等特點，傳統意義上的化學分析方法通常不能獨立進行。樣品前處理過程涉及很多因素，直接影響各項分析指標、成本和效率，占用殘留分析70%以上的工作量。近10幾年來，獸藥(獸藥人才)的種類和應用規模劇增，化學結構組成日益復雜，并日趨高效或低劑量化，特別是人們對長期攝入低水平獸藥殘留所致的各種慢性及遠期效應的關注和國際間貿易等原因，使分析對象、樣本數量和測定難度大大增加，經典的樣品前處理方法通常繁瑣復雜、操作時間長、選擇性差，逐漸滿足不了獸藥殘留分析的發展要求，一些新的樣品前處理技術被應用到這個領域。
1 各種檢測方法
樣品前處理一般分為提取、凈化、濃縮和衍生化4個部分。固相萃取(SPE)、液相微萃取(LPME)、基體分散固相萃取(MSPD)、凝膠層析(GPC)、分子印跡技術(MIP)、免疫親和層析技術(IAC)、微波提取技術(MAE)、加速溶劑提取(ASE)、超臨界萃取(SFE)、膜分離技術、吹掃捕集技術和超聲波輔助提取等技術，下面就殘留樣品前處理新技術分別予以評述。
1.1 固相萃取(SPE) 固相萃取(Solid Phase Extraction ,SPE)是利用固體吸附劑將液體樣品中的目標化合物吸附，與樣品的基體和干擾化合物分離，然后再用洗脫液洗脫達到分離和富集目標化合物的目的。固相微萃取(SPME)是一項集取樣、萃取、富集和進樣于一體的無溶劑技術。是在20世紀80年代末由加拿大Waterloo大學Pawliszyn 等人開發研制的一種非溶劑的分析萃取技術，其萃取原理與氣相色譜(GC)類似，是在固相萃取基礎上發展起來的一種新型、高效的樣品預處理技術。與液液萃取和固相萃取相比，具有融取樣、萃取、濃縮和進樣為一體，操作簡便，費用低，選擇性好，與其他的一些分離方法有良好兼容性等優點。固相微萃取技術的未來發展趨勢是：使用新的固定相，與頂空(HeadSpace)進樣技術及GC聯用分析揮發性藥物，拓展該技術的應用范圍。
1.2 液相微萃取(LPME) 液相微萃取法(LPME)是1996年Cantwell等提出一種新的前處理方法，最初提出的LPME形式是微液(MD)-液相微萃取法(MD-LPME)，MDLPME避免了SPME使用中存在的殘留量的問題，有機接收相溶液的變換更是提高了方法的選擇性。在國外LPME技術已經得到了廣泛的推廣，而在國內對此進行研究的人員還相對較少，因此，LPME技術將來在我國的微萃取技術、樣品前處理技術中具有廣泛的發展前景。
1.3 基體分散固相萃取(MSPD) 基體分散固相萃取(MSPD)是美國Louisiana州立大學的Barker教授在1989年提出并給予理論解釋的一種快速樣品處理技術。其原理是將涂漬有C18等多種聚合物的擔體固相萃取材料與樣品一起研磨，得到半干狀態的混合物并將其作為填料裝柱，然后用不同的溶劑淋洗柱子，將各種待測物洗脫下來。其優點是濃縮了傳統的樣品前處理中的樣品勻化、組織細胞裂解、提取、凈化等過程，不需要進行組織勻漿、沉淀、離心、pH調節和樣品轉移等操作步驟，避免了樣品的損失。MSPD適用于多藥物的殘留分析，在Barker 等提出MSPD，成功地應用于分析牛肉中的芐青霉素、氨芐青霉素和頭孢匹林后的數年間，該方法已被用于近40種的獸藥殘留分析。
1.4 凝膠滲透色譜(GPC) 凝膠滲透色譜(GPC)是利用有機溶劑和疏水凝膠大分子(主要是交聯二乙烯基苯-聚苯乙烯共聚物)從樣品中提取分離不同分子量干擾物的一種常用有效分離技術。由于具有自動化程度高、較好的凈化效率以及較好的回收率，柱子可以重復使用，被廣泛用于純化含類脂、色素、聚合物、蛋白質等的復雜基體組分。GPC分離方法已經被應用于食品、環境的農殘分析。近年來全自動凝膠凈化系統解決了餾分的不間斷收集和大量使用有機溶劑等問題，使GPC技術得到了進一步的發展。
1.5 分子印跡技術(MIP) 分子印跡的原理是首先使模板分子與聚合物單體鍵合，鍵合方式有共價鍵結合和非共價鍵結合兩種。然后將聚合物單體交聯，再將模板分子從聚合物中提取出來，聚合物內部就留下了模板分子的印跡。近10年來，分子印跡固相萃取技術(MISPE)已被廣泛研究和應用。目前，MISPE主要應用于水、土壤等環境樣品中微量與痕量污染物及藥物的分離與富集等前處理過程，特別是針對強極性的藥物，MISPE 技術具有很好的去除基質干擾的效果。與傳統的萃取材料相比，MISPE的選擇性高，可用于富集環境中的微量污染物質。但MISPE 的進一步發展仍面臨許多問題要解決，如模板分子滲漏問題，它可能對pg~ng級的痕量或超痕量分析物的測定產生較大干擾。
1.6 免疫親和色譜(IAC) 免疫親和色譜(IAC)是以抗原抗體的特異性、可逆性免疫結合反應為原理的色譜技術。其特點是對待測物具有高度的選擇性和特異性，特別適用于復雜樣品基質中痕量組分的分析。該技術的關鍵是選擇合適的支持物、抗體和淋洗液。20世紀80年代以來，IAC作為一項頗具發展潛力的技術開始滲透到獸藥殘留分析中樣品前處理過程，它的高選擇性的凈化和富集能力使得很多繁瑣的樣品處理難題迎刃而解。
1.7 微波輔助萃取(MAE) 微波技術開始主要是用于無機分析的樣品預處理即微波消化，從1986年起微波能開始應用到有機分析中的樣品預處理即微波輔助萃取(MAE)。MAE是指利用微波能強化溶劑萃取效率，即利用微波加熱來加速溶劑對固體樣品中目標萃取物(主要是有機化合物)的萃取過程，具有快速、高效、省溶劑、環境友好等優點，是很有發展前途的樣品前處理技術，但目前對其機理的研究還不夠，遠不如微波消解完善，研究其機理不僅可以更好地了解MAE，也為進一步開發研制儀器提供理論基礎，為建立如微波消解那樣完善的分析方法奠定基礎。因此，關于MAE的理論研究也是一個重要的發展方向。
1.8 超臨界流體萃取超臨界流體萃取(SFE) 超臨界流體萃取(Supercritical Fluid Extraction，SFE)技術是以超臨界狀態下的流體為溶劑，利用該狀態下的流體所具有的高滲透能力和高溶解能力分離混合物的過程。超臨界流體是溫度與壓力均在其臨界點之上的流體，性質介于氣體和液體之間，有與液體相接近的密度，與氣體相接近的粘度及高的擴散系數，故具有很高的溶解能力及良好的流動、傳遞和滲透性能，可代替傳統的有毒、易燃、易揮發的有機溶劑。最常用的超臨界流體CO2，由于具有臨界條件溫度(Tc = 31.3℃，Pc =7.48 ×106Pa)，對大部分物質呈化學惰性、無溶解污染等優點，特別適用于熱敏性、易揮發和易氧化成分的分離萃取。
1.9 其他樣品前處理技術 除以上介紹的幾種樣品前處理技術外，目前應用的還有膜分離技術、吹掃捕集技術和超聲波輔助提取等技術，它們在藥物殘留分析中有著自己獨特的優點。
2 結論
    近年來發展起來的上述樣品前處理方法，在藥物殘留分析中的應用各有其特點，其中應用最為普遍成熟的是固相萃取(SPE)；基體分散固相萃取(MSPD)對樣品的處理最為有效；免疫親和色譜(IAC)是目前凈化和富集效能最強的樣品處理技術，但尚處探索階段，仍限于常規技術凈化困難的重要殘留組分樣品處理過程；超臨界流體萃取(SFE)速度快、效率高、幾乎不消耗溶劑，但裝置價格昂貴，不易推廣普及。液相微萃取技術和分子印跡技術(MIT)具有廣闊的應用前景，但國內在這方面起步較晚，相關研究較少；微波輔助萃取(MAE)具有快速、高效節能、環境友好等特點，但目前對其機理的研究還不夠；加速溶劑技術(ASE)的提取一次只能提取一個樣本，用于批量檢測需要較長的時間；膜分離樣品前處理技術具有選擇性高、溶劑用量少、準確度和精密度均較高等特點，其不足是對萃取物質有較高要求，需要優化很多試驗條件，并且其長期穩定性差；吹掃捕集技術(SCD)對環境不造成污染，具有取樣量少、富集效率高、受基體干擾小及容易實現在線檢測等優點，但其除水技術尚存在較大缺陷；超聲波輔助萃取(UAE)具有快速、價廉、提取率高的優點，但這種技術目前還多是手工操作，主要用在小型試驗室，要用于大規模的工業生產尚存在一定的困難。隨著人們對這些新技術不斷地應用、優化、確證和相互滲透，它們將在藥物殘留的分析中有更大的應用空間。目前食品中藥物殘留檢測樣品前處理技術不斷更新、完善和迅速發展，正向著快速、靈敏、準確、高效的方向發展。在我國，快速前處理和檢測設備聯用一體化技術將是殘留檢測技術發展的重點。