但是，這些農(nóng)藥的物理、化學(xué)性質(zhì)的不同，使得通用檢測(cè)方法的開發(fā)遇到了一些困難。而快速、動(dòng)態(tài)的儀器使得采用快速、簡(jiǎn)便的樣品制備及檢測(cè)的多元方法成為可能。本文介紹了已在Eurofins蘇州實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的*新分析方法，在一個(gè)分析過(guò)程中可以檢測(cè)上百個(gè)化合物。另外，現(xiàn)代多元分析方法的局限性也表明，由于化合物的化學(xué)、物理性質(zhì)差異以及儀器設(shè)備的局限，還無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)所有可能的分析物進(jìn)行檢測(cè)。

自公元前2500年，人類開始使用農(nóng)藥來(lái)保護(hù)作物。*早的農(nóng)藥是4500年前在Sumeria使用的硫。15世紀(jì)，有毒化學(xué)品如砷、汞和鉛被用來(lái)除掉作物中的害蟲。17世紀(jì)，從煙葉中提取出來(lái)的硫酸煙精被用作殺蟲劑。19世紀(jì)，出現(xiàn)了兩個(gè)天然殺蟲劑，一個(gè)是由菊花中提取出的除蟲菊，另一個(gè)是從熱帶蔬菜根中提取出的魚藤酮。

1939年，德國(guó)化學(xué)家Paul Müller發(fā)現(xiàn)了DDT是非常有效的殺蟲劑，標(biāo)志著現(xiàn)代殺蟲劑的開始使用。很快，這種殺蟲劑便風(fēng)靡全球。

但人們并不愿意看到農(nóng)藥在食品中的殘留，對(duì)于其毒性的關(guān)注，有關(guān)農(nóng)藥殘留的分析很早就開始了。*早的官方農(nóng)藥檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室于21世紀(jì)50年代在英國(guó)建立，在隨后的幾十年中，歐洲其它國(guó)家也相繼建立了農(nóng)藥檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室。*初是采用生物學(xué)檢測(cè)，用果蠅與殺蟲劑相接觸。當(dāng)果蠅暴露在殺蟲劑環(huán)境中，提高殺蟲劑劑量，就可以觀察到果蠅中毒和死亡的現(xiàn)象。

起初研發(fā)出的是單殘留的測(cè)定方法，即一個(gè)方法只能一次分析一種農(nóng)藥。而太多活性物質(zhì)的存在，激發(fā)了人們?nèi)ラ_發(fā)一個(gè)適合的多元方法，同時(shí)檢測(cè)大量被篩選的化合物。值得一提的**個(gè)方法是由化學(xué)家P.A. Mill于1960年代開發(fā)的。**德國(guó)的官方方法頒布于1968年，即采用薄層色譜法半定量地同時(shí)測(cè)定6個(gè)有機(jī)氯農(nóng)藥。通過(guò)在紫外光下觀察硅膠板上的斑點(diǎn)大小及強(qiáng)弱來(lái)判斷化合物濃度的大小。

后來(lái)，隨著配有電子捕獲（ECD）檢測(cè)器和氫火焰（FID）檢測(cè)器的氣相色譜儀的出現(xiàn)，在上世紀(jì)60年代后期和70年代初期，很多測(cè)定多種農(nóng)藥殘留的方法被開發(fā)出來(lái)。但由于這些檢測(cè)器的選擇性不是足夠好，因此需要花費(fèi)大量的精力和時(shí)間進(jìn)行樣品的凈化與分離，還需要采用大量的柱色譜技術(shù)來(lái)處理樣品，以使樣品可以適合*終的儀器檢測(cè)。此外，這些方法還存在一個(gè)問(wèn)題即不能檢測(cè)大多數(shù)的極性物質(zhì)。因此，新方法開發(fā)的關(guān)鍵就在于對(duì)更大極性的物質(zhì)如有機(jī)磷和有機(jī)氮化合物的涵蓋。其中一個(gè)方法是采用丙酮提取，然后用液-液萃取技術(shù)將水除掉，通過(guò)在水層中加入氯化鈉，顯著提高在萃取過(guò)程中極性化合物的收率。

這一方法成為當(dāng)時(shí)的官方方法，在美國(guó)頒布于AOAC 985.22，德國(guó)為DFG S-19，并在全世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用。對(duì)于提取得到的物質(zhì)，采用凝膠滲透色譜和柱色譜可以進(jìn)行進(jìn)一步的分離純化，得到干凈的待測(cè)樣品。*早采用配有ECD 和FPD檢測(cè)器的氣相色譜儀對(duì)很多有機(jī)氯和有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行檢測(cè)，隨著質(zhì)譜方法的使用，幾乎所有含氮的有機(jī)農(nóng)藥都可以被檢測(cè)。盡管這些方法已經(jīng)很陳舊了，但仍然在世界范圍內(nèi)廣泛地被使用。

在21世紀(jì)80年代，人們投入了大量的精力來(lái)進(jìn)一步開發(fā)上述的官方方法，但是，其中一些方法主要的劣勢(shì)仍無(wú)法被克服。主要包括以下幾方面：

溶劑消耗量大；

樣品凈化過(guò)程過(guò)于復(fù)雜、耗時(shí)；

水溶性物質(zhì)常常在樣品凈化過(guò)程中丟失；

新型的農(nóng)藥不適合用氣相色譜（GC）分析-或GC檢測(cè)無(wú)法滿足要求。

而且，食物常常容易變質(zhì)，在檢測(cè)報(bào)告出來(lái)很久之前食品常常已經(jīng)被消耗掉了，故耗時(shí)長(zhǎng)的檢測(cè)過(guò)程不太會(huì)被采用。

此時(shí)，一個(gè)巨大的飛躍是成功地將液相色譜和質(zhì)譜技術(shù)聯(lián)用。自從21世紀(jì)90年代開始，這種方便的實(shí)驗(yàn)技術(shù)便被應(yīng)用到日常分析中；使用選擇性和靈敏度高的質(zhì)譜（MS）檢測(cè)農(nóng)藥并不只局限在氣相色譜方法中。此外，串聯(lián)的質(zhì)譜（MS/MS）的應(yīng)用開啟了檢測(cè)器靈敏度的新紀(jì)元。使用3個(gè)質(zhì)量連續(xù)的質(zhì)譜儀，用于定性和定量的特定離子（碎片離子）即可被測(cè)定。高掃描速率使得一次運(yùn)行可進(jìn)行多種化合物的測(cè)定成為可能。就在*近，這種方法被認(rèn)為是歐洲農(nóng)藥殘留測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)方法。

*新的方法不僅把LC和MS/MS連用起來(lái)；串聯(lián)質(zhì)譜還與GC相結(jié)合，使用這種復(fù)雜的色譜技術(shù)來(lái)進(jìn)行日常的農(nóng)藥分析。

農(nóng)藥分析的需求和設(shè)想

對(duì)于實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō)，農(nóng)藥分析所面臨的挑戰(zhàn)是非常大的。以下列出了幾點(diǎn)主要要求：

可檢測(cè)的物質(zhì)范圍寬（越多越好）；

*低定量限（LOQ）要低，需符合官方所規(guī)定的*大殘留要求；

檢測(cè)周期短及快速的服務(wù)；

消費(fèi)者可以負(fù)擔(dān)的檢測(cè)費(fèi)用；

環(huán)境方面：溶劑及化學(xué)品消耗少，少用或避免使用有毒化學(xué)物質(zhì)；

高質(zhì)量分析（準(zhǔn)確度及精密度），沒有用戶愿意接受錯(cuò)誤的結(jié)果；

可適用于不同類型的樣品。

在過(guò)去的幾十年中，無(wú)數(shù)的方法被開發(fā)出來(lái)卻又消失了，其原因就是忽視了以上所述的要求。接下來(lái)，我會(huì)闡明在實(shí)驗(yàn)室中如何實(shí)現(xiàn)上述要求。

簡(jiǎn)便的樣品制備

由于食物基質(zhì)非常復(fù)雜，無(wú)法用一種通用的方法來(lái)凈化。而干擾檢測(cè)的一些成分又必須要在凈化過(guò)程中去掉，如果儀器足夠好的話，可以將樣品進(jìn)行稀釋，使得基質(zhì)效應(yīng)被抑制或者不影響檢測(cè)。對(duì)于基質(zhì)效應(yīng)不強(qiáng)的待測(cè)物，現(xiàn)代的多元方法可采用簡(jiǎn)單、快速的凈化步驟，但在基質(zhì)效應(yīng)很強(qiáng)的情況下，樣品純化過(guò)程就不得不延長(zhǎng)。

如今，實(shí)驗(yàn)室已不再使用大型的柱色譜純化手段。在一個(gè)快速有效的提取步驟之后，凈化過(guò)程被縮減到*小，有時(shí)完全被省略或者使用小的更易于操作的固相萃取(SPE)柱來(lái)完成。

*小化

傳統(tǒng)方法的樣品使用量約100g，為了提取完全，需消耗大量的溶劑。之后，提取液需要被濃縮，再進(jìn)行下一步樣品的凈化。而現(xiàn)代方法大大減少了樣品的用量，并保持很小的溶劑/樣品量比值，溶劑的使用量和樣品提取液濃縮的步驟也大大減少。實(shí)驗(yàn)人員只需要處理小量的樣品和溶劑，速度更快，更簡(jiǎn)便且更**，并達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。

自動(dòng)化

如今日常的實(shí)驗(yàn)室作業(yè)就像工廠一樣，大量樣品被收集起來(lái)然后同時(shí)平行地被處理，實(shí)驗(yàn)人員可以專注于他正在處理的一批樣品來(lái)維持一個(gè)高質(zhì)量的操作。另外，數(shù)據(jù)分析是整個(gè)過(guò)程中的關(guān)鍵點(diǎn)。使用多元分析方法后，許多化合物包括樣品的活性成分在不同的濃度水平被檢出，許多色譜圖要被分析處理。為保持對(duì)大量信息的匯總，迫切需要一個(gè)正確的定性和定量方法。

自動(dòng)化的例子：

使用樣品分離設(shè)備會(huì)有利于鹽類混合物樣品的制備；

樣品濃縮過(guò)程可以通過(guò)不同體積的平行蒸發(fā)系統(tǒng)來(lái)加速；

分析模塊軟件可以把所有樣品/化合物的原始數(shù)據(jù)放入一個(gè)文件內(nèi)。所有有用的數(shù)據(jù)信息都可以一次被分析。實(shí)驗(yàn)人員可以從定性鑒定、線性、回收率及定量這些數(shù)據(jù)來(lái)立即判斷是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

質(zhì)量保證

一個(gè)廣泛被認(rèn)可的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)性文件DG-SANCO（健康和消費(fèi)者總署）描述了方法驗(yàn)證和分析質(zhì)量控制的要求，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。主要的目標(biāo)是保證分析結(jié)果的質(zhì)量和可比性，確保結(jié)果的準(zhǔn)確性，避免假陽(yáng)性及假陰性。好的實(shí)驗(yàn)室大都采用這一方法，一方面可驗(yàn)證其農(nóng)藥的分析方法，另一方面可進(jìn)行日常的樣品定性和定量檢測(cè)。

化合物的圖譜

農(nóng)藥分析實(shí)驗(yàn)室在提供源源不斷的化合物目錄方面互相競(jìng)爭(zhēng)，超過(guò)500種的目錄也并不少見。能夠搜集這么多化合物目錄的主要原因是得益于強(qiáng)大的質(zhì)譜分析，這種檢測(cè)器不僅提供了選擇性也提供了高靈敏度。傳統(tǒng)的檢測(cè)器在某一保留時(shí)間處只產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，但對(duì)于定性的鑒別還需要進(jìn)行另外的分析過(guò)程。此外，對(duì)于正確的定量分析而言，首先，分析方法必須保證所有化合物均被有效分離。憑借質(zhì)譜分析，保留時(shí)間和被測(cè)量的質(zhì)量數(shù)（或者碎片離子）可以實(shí)現(xiàn)被分析物的定性。另外，化合物的完全分離并不是定量的先決條件，一個(gè)無(wú)干擾的質(zhì)量數(shù)足夠用于定量?？焖賿呙璧馁|(zhì)譜儀器能夠在一次運(yùn)行中同時(shí)檢測(cè)幾百個(gè)不同的化合物，幾毫秒的保留時(shí)間也正適合于在這樣高靈敏度的前提下將所測(cè)定的分析物記錄下來(lái)。

農(nóng)藥分析的局限性

但現(xiàn)在還不可能建立一個(gè)方法能一次分析上千個(gè)化合物，在分析方法上仍存在一些無(wú)法逾越的障礙。

化學(xué)和物理特性

不同種農(nóng)藥化合物有著非常不一樣的化學(xué)結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在還不能找到一個(gè)合適的提取和凈化方法既能夠得到所有的活性化合物，又有滿意的回收率。多元方法經(jīng)常是提取效率和凈化效果的折中，并使得所有待檢測(cè)的化合物得到令人滿意的準(zhǔn)確度、精密度。

基質(zhì)效應(yīng)

在樣品提取時(shí)，隨被分析物一起被提取出來(lái)的共提取物常常會(huì)干擾我們的分析。通常大部分的共提取物會(huì)在樣品制備過(guò)程中被除掉或者被稀釋，但是剩余的部分仍會(huì)對(duì)被分析物的信號(hào)形成干擾（抑制/增強(qiáng)），并造成錯(cuò)誤的結(jié)果。通過(guò)加入內(nèi)標(biāo)物（同位素標(biāo)記物質(zhì)）可以校正共提取物的影響，但是這種方法在多元方法中的使用很有限。

儀器設(shè)備的局限

一方面有色譜部分的局限，另一方面測(cè)量時(shí)間也是一個(gè)限制因素。所有的化合物都需要在一個(gè)合理的時(shí)間內(nèi)以合理的色譜峰形順序被洗脫出來(lái)，由于每一個(gè)色譜峰的色譜行為均不同，因此，這對(duì)農(nóng)藥分析來(lái)說(shuō)并不容易。另外，許多離子和碎片離子需要在同一時(shí)間被一一測(cè)量。通過(guò)減少對(duì)被測(cè)量離子（碎片離子）的掃描時(shí)間，被記錄下來(lái)的化合物峰的數(shù)量也會(huì)增加。然而，如果掃描時(shí)間太短了，靈敏度就會(huì)大大降低。

總結(jié)和預(yù)測(cè)

農(nóng)藥分析在近50年里經(jīng)歷了飛速發(fā)展?，F(xiàn)代樣品制備技術(shù)和精密儀器的使用使得一次運(yùn)行分析幾百種活性物質(zhì)成為可能。由于*新儀器所具有的高靈敏度，大部分農(nóng)藥的*低定量限（LOQ）可以達(dá)到10 ppb。對(duì)于快速分析方法，樣品的凈化更易于掌握，對(duì)于基質(zhì)效應(yīng)比較強(qiáng)的樣品，則需要另外的純化處理。如今所采用的方法檢測(cè)周期都較短，所以24h快速的服務(wù)也變得可能。

在儀器開發(fā)方面，靈敏度的提高更加重要，尤其是當(dāng)更多GC-MS/MS儀器投入使用時(shí)。由于檢測(cè)靈敏度的提高，樣品液會(huì)被進(jìn)一步稀釋，這樣基質(zhì)效應(yīng)的影響則會(huì)被減少。掃描速度更快的質(zhì)譜儀可以對(duì)更多的化合物進(jìn)行定性鑒定，農(nóng)藥分析的化合物目錄也因此會(huì)變得更長(zhǎng)。