固相萃取技术在食品分析中的应用

2021-11-29黄照荣冯华业无限极中国有限公司

食品安全导刊 2021年18期

□ 黄照荣冯华业无限极（中国）有限公司

目前，传统前处理食品样品的主要方法包括聚酰胺吸附法、QuECHERS法、凝胶渗透色谱法及液液萃取技术等，这些前处理方法通常都存在部分的缺点及不足，如较多的消耗溶剂、操作烦琐、实验时间较长等。而在传统前处理技术当中，应用最广泛的是固相萃取技术。其主要原理为当样品随提取液通过固相萃取柱时，固相吸附剂能通过一定的机理保留目标化合物，而其他的干扰物及样品基质等绝大部分都会随着提取液而流入废液中，再使用淋洗溶液对杂质进行进一步的清除，然后使用合适的洗脱溶液洗脱目标化合物，进而实现富集及纯化的最终目的。

1 食品分析的意义

随着不断发展的经济速度及持续加深的工业化程度，环境污染及食品安全等公共卫生问题层出不穷且日益突出。近年来，部分食品安全问题尤为严重，如“毒淀粉事件”“黑心油事件”及“镉大米事件”等，对人们的健康产生严重的危害。食品样本的基质较为复杂，因此发展高效、准确及快速的检测方法逐渐成为社会的一项共识及重点。

为有效克服复杂基质及较低的目标化合物含量等导致的影响，就必须对食品样品进行前处理。前处理主要指的是将待测目标化合物从复杂的样品基质中通过一系列操作，如提取、分离、净化及浓缩等，转化成为便于检测并进行定量定性分析的形式。前处理的主要目是在最大程度降低误差、减少干扰的前提下对目标物质进行提取，为下一步的检测分析奠定基础。样品前处理是化学分析整个过程中最需要花费精力及时间的部分，在整个化学分析过程中占据十分重要的地位。研究指出，样品前处理会占据化学分析整个过程中约60%的时间。而样品前处理步骤中出现的误差也是影响整个分析结果的主要因素。样品前处理既能对分析仪器的使用寿命产生影响，同时还会对检测最终结果的可靠性及准确性产生直接影响。通过有效正确的前处理技术对样品进行处理，能使实验步骤得到有效简化，分析时间得到有效缩短，降低误差，提高分析方法的灵敏度、精密度及准确度。

2 传统的固相萃取技术

传统固相萃取技术技术主要是通过固体吸附剂吸附目标化合物，将干扰物质及样品机体进行有效的分离，然后通过有机溶剂的富集（热解吸附）或洗脱，实现富集分离目标化合物的最终目的。固相萃取技术主要包括粗孔离子交换、粗孔反向吸附、空间排斥、离子交换吸附、反相吸附和正相吸附等分离模式，主要的作用机理为通过分子间作用力、偶极作用及氢键作用等，使基质与目标物发生分离。

固相萃取技术的具体操作过程：①活化。使用具有选择性的溶剂活化固相萃取柱，让其能对目标物质产生吸附作用或干扰作用。②加样。液态样品处理好后直接倒入已发生活化的固相萃取柱中，依据不同样品的实际情况选取不同的方式，如离心、抽真空、加压及重力等，使样品可以从萃取柱中完全通过。③洗涤。取适当的有机溶剂加入固相萃取柱中，除去其他的不需要物质，并将废液弃去。④洗脱。通过使用适当洗脱剂洗脱目标物，并对淋洗液进行收集。在进行洗脱操作的时候，一定要遵循多次少量的原则。⑤浓缩。若淋洗液中含有水分，取5～7 g的无水硫酸钠制成简易干燥柱，实施脱水操作。把淋洗液放于水浴锅上（40 ℃），使用氮气进行吹脱，使洗脱剂挥发，将目标溶液浓缩至0.5～1.0 mL，然后转移到容量瓶中进行定容，待上机检测。有研究对鱼类肌肉组织、肝脏组织和贻贝样品等使用固相萃取方法分离全氟化合物,回收率在59%～126%范围内[1]。

但因为传统固相萃取技术在装置方面相对较为单一，且在进行前处理时操作烦琐、时间较长、回收某些极性物质时效果不佳等，限制了其在食品分析当中的使用范围。

3 新型固相萃取技术

新型固相萃取技术，即在线固相萃取技术，主要是指在线对复杂基质中的相关目标化合物进行提取、浓缩及纯化等系列操作，可有效避免传统SPE技术在处理方法当中的烦琐步骤，有效降低在处理过程当中目标化合物的损失，避免由相关人为因素造成的误差。在线固相萃取仪通常包括2个相互独立的液相泵、进样阀或进样器（自动）及柱温箱，同时还配有切换阀和检测器。

在线固相萃取技术分析的整个操作过程主要包括：上样、清洗、洗脱、分离及检测。近年来，已有将在线固相萃取技术与分析仪器相结合，并在各种不同的领域当中应用的研究，如监测环境、生物医药安全及食品安全等[2]。相比传统固相萃取技术，在线固相萃取技术的优点主要包括：①能将未经处理的大体积样品溶液引入（如环境水、发酵液、尿液及血液等）；②可自动对样品实施纯化痕量或富集，不需要过多投入人力，还能够实现连续过夜操作；③有效地预防因为人工操作而导致发生相关误差，且拥有较高的重复性，可获得准确的结果；④操作简便、耗时短，可重复使用萃取柱，检验成本低。有研究将在线SPE技术与电导检测器结合，构建了在线SPE对净化婴幼儿配方奶粉及牛奶中的矿质元素、胆碱及左卡尼汀进行分析的方法，结果显示，回收率范围为94%～105%，检测限范围为0.05～0.30 mg/L[3-5]。