由于食品中的组成成分太多太复杂，要对样品中的农药残留进行直接测定非常困难，因此，往往需要提取净化以减少其组分数量，使得检测能够比较容易进行。尽管农药品种繁多，检测手段和步骤也各不相同，但基本步骤还是相同的。目前，食品中农药残留检测分析的一般过程可以概括为 “提取—净化—检测”三大步骤，样品提取和净化是前处理部分，也是最重要的部分，它们决定着分析的准确性和重现性，检测手段往往要根据待分析样品的特性，选择合适的高灵敏度的选择性检测器，以气相色谱法或高效液相色谱法进行。
一、采样
科学的采样是获得有代表性样本的关键，否则，即使使用高灵敏度的检测仪器也毫无意义。食品中农药残留检测过程中分析样本的采集主要注意如下环节。
1 样品类型
作为从事农药残留检测分析的技术人员，在采样或布置有关工作时，应该首先明确所选 取样品的特性，根据不同特性采取不同的包装、前处理和放置时间。样品分为脂肪性样品和非脂肪性样品两大类。脂肪含量大于 10% 的样品为脂肪性样品，小于 10% 的为非脂肪性样 品。脂肪性样品需先提取脂肪，而后测定脂肪中的农药残留量。非脂肪性样品又分为含水样品和干样品两类，前者的水分含量 ≥75% ，后者为干的或低水分含量的样品。含水量 ≥75% 的样品可根据含糖量的多少分为含糖量 5% 以下的样品、含糖量 5%～15% 的样品和含糖量15%～30% 的样品等几种。不同性状的试样必须采用不同的提取溶剂。
2 采样量
按照常规，农药残留检测分析中不同类型的样品采样量也不一样。如叶菜类，一般大棵叶菜采 5kg ，不少于 5 样，小棵叶菜采 2kg ;果菜类，一般大个果菜采 5kg ，不少于 5 个，小个果菜采 2kg ;豆菜类一般采 2kg ;根菜、块茎、鳞茎类蔬菜则按地上和地下部位分别采集，可除去表面土，但不要洗，大个蔬菜采 5kg ，不少于 5 个，小个蔬菜采 2kg 等。
3 样本包装和储运
采集后的样本需用惰性材料包装好，写好标签 (包装内外各一个标签)，一般在采集后36h 内尽快送到实验室处理或储藏。运送过程中，要注意不得使样本变质、受损伤、被污染、农药残留量和水分损失等。如果在短距离内运送，有条件的话，尽可能在冷冻条件下运送，并避免在运送期间解冻。对这点特别是在邮寄样品时要注意。发运地应该用电报、电 传、电话等详细通知收样人，以便及时收取后迅速送到实验室。送到实验室的样本应尽快检测。如果需储存一段时间，需在 -20℃ 条件下储存，如果用溶剂提取样本，提取浓缩液在0～5℃ 条件下储存。
二、提取
通常样本送到实验室后，一般在 36h 内需尽快捣碎或匀浆，籽粒需磨碎过 40 目筛。处理过的样本经缩分 (四分法)后取一部分留作检测 (如固体样品留 500g )。如果必须分别检测果皮、种皮的样本，需分别处理留样。经过这样的预处理后，再进一步提取。
1 提取溶剂的选择
选择提取溶剂时，要根据分析样品和化合物的特性来进行。一般原则是：
① “相似相溶”原理，即选择与待测农药极性相似的溶剂;
② 溶剂对样本有较强的渗透能力
; ③ 沸点 45～80℃ ;
④ 不能与样本发生反应作用;
⑤ 毒性低，价格便宜。
常用溶剂极性由强到弱的顺序如下：
水、乙腈、甲醇、乙酸、异丙醇、丙酮、正丁醇、乙酸乙酯、乙醚、二氯甲烷、三氯甲 烷、苯、甲苯、环己烷、正己烷 (或石油醚)。在长期的农药残留检测分析实践中应该特别注意以下几点。
(1 )根据溶剂极性选择溶剂正己烷、苯等非极性溶剂极性较弱，提取效率低，不能完全提取植物组织中的残留农药及其代谢物，所以近几年来，非极性溶剂通常是与极性溶剂混合使用，或者只采用极性溶剂。丙酮能够很好地溶解大多数农药，容易过滤和浓缩，使用比较方便，但由于能够大量提取植物组织中的油脂和色素，所以对下一步的净化带来一定困难。如果使用乙腈作为提取溶剂，则油脂等的提取量较少。在有机磷和有机氯农药分析中，乙腈、甲醇 (4∶1 )的混合提取溶剂具有较高的提取效率，得到了相当广泛的应用。
(2 )根据农药的特性选择提取溶剂根据相似相溶原理，极性溶剂溶解极性物质，非极性溶剂溶解非极性物质。对极性较弱的农药，采用弱极性的溶剂来提取;对极性强的农药，则采用极性稍强的溶剂来提取。采用石油醚、正己烷一类的溶剂，能提取六六六、 DDT 等残留农药，而不能有效地提取乙腈水溶液中的甲萘威，只有用二氯甲烷才能较完全地提取之。用乙腈提取呋喃丹，又优于二氯甲烷。又如，六六六、 DDT 的提取，根本就忌用乙酸 乙酯。弱极性的有机磷，例如辛硫磷、杀螟硫磷等农药，可以采用苯作为提取剂。而敌百虫、乐果等农药，提取时必须用强极性的丙酮、乙腈等才能完全提取。在选择提取溶剂时，原则上，如果农药是脂溶性的，一般采用提取油脂的溶剂，如石油 醚、正己烷、乙醚等溶剂来提取。如果农药是水溶性的，也可以采用水来提取，但是过滤困难，因此，通常采用极性溶剂或含水极性溶剂进行提取。对于极易溶于水、且采用极性溶剂提取后转溶和浓缩困难的一类农药，需要向试样中加入等量乃至倍量的无水硫酸钠，一边进行脱水，一边用乙酸乙酯、二氯甲烷、苯等溶剂进行提取。对于含水较多的植物性试样，应该采用一种与水能相混溶的极性溶剂 (如丙酮、乙腈等)进行提取。如果所要提取的农药是非极性的，可在加极性溶剂的同时，再加入适量的非极性溶剂，以便农药进入非极性溶剂。
( 3 )选择溶剂要考虑农药代谢产物出口蔬菜时，许多国家制定的农药残留检测标准中，不仅要检测农药本身，还要检测其代谢产物。因此，选择溶剂时还要考虑所测农药的各种代谢产物。例如，乐果氧化生成氧化乐果，内吸磷氧化生成砜、亚砜等，它们的毒性会成倍乃至成百倍地增加。滴滴涕遇热很容易脱去一分子氯化氢，生成对昆虫无毒而对人体有害的滴滴伊。因此，在分析检测这类农药时，不仅要测定原农药的残留量，而且还必须考虑其 代谢产物的残留量
( 4 )根据样品特性选择溶剂如果试样中水分含量不高，可先加入无水硫酸钠，使水溶性较强的农药释放出来，以便提取。对于干的或水分含量低的植物性试样，为使提取溶剂更容易侵入样品，先加入少量水润湿乃至泡发，而后再用适当提取溶剂进行提取。对于糖分含量高的试样，要加适量的水 (甚至搅拌加温等)，使其糖分充分溶解，其后再用能与水相混合的溶剂提取。对于含水分又含脂肪的试样，可用一种与水相混合的溶剂提取，其后再用一 种与水不相混合的溶剂进行反提取。对于含脂肪的动物性试样，由于动物体的结缔组织比植物的更难断开和分离，组织完全破坏比较困难，其中又有水，容易乳化，因此，在提取时，往往先将试样用海砂和无水硫酸钠甚至干冰共同研磨，分解试样后 (有时乳用丙酮使用前脂肪颗粒沉淀)，再根据农药的极性选择提取溶剂进行提取。
2提取方法
蔬菜农药残留检测分析中，常用的提取方法主要有如下几种。
(1 )浸渍、漂洗法将样本浸渍在提取剂中，或用提取剂漂洗样本。此法对附着在样本表面的农药有很好的提取效果。
( 2 )振荡法 样本加提取剂，振荡几十分钟至数小时。此法简便，提取效果也能满足检测需要，较普遍采用。
( 3 )匀浆、捣碎法 将样本放在匀浆杯 (捣碎杯)中，加提取剂，进行匀浆 (捣碎)几分钟，此法简便、快速、效果好，普遍采用。
( 4 )索氏 ( Soxhlet )提取法索氏提取法是经典的提取方法，也叫完全提取法。将样本放在索氏提取器中，圆底烧瓶中加有机溶剂提取数小时。此法提取效果好，但时间过长，干扰物质较多，可在套筒中加吸附剂 (与样本混合)，从而能起到净化或减少干扰物质的效果。
( 5 )消化法样本中加消化液，加热使样本消化，再用溶剂提取，多用于不易匀浆、不易捣碎的动物样本。
( 6 )超声波提取法样本经粉碎或匀浆捣碎后，加入提取剂，在超声波仪中提取一定时间。一般连续提取 3～5min 后，需将超声波仪关 5min 左右，以延长其使用寿命。此法现已普遍采用。以上各种方法，一般均需提取 3 次，提取含糖量高的样本中的农药时，需加适量水;提取含水量高的样本中的农药时，有时需加一定量的无水硫酸钠。
三、净化
净化是将样品中待测农药与干扰杂质进行分离的处理步骤。当用提取溶剂提取样品中待测农药时，干扰杂质会随之被一起提取出来，混在提取液中的干扰杂质若不除掉，会干扰检测结果，甚至无法进行定性、定量分析。净化的原则是尽量完全除掉干扰杂质，而又使待测农药损失尽量少。
1 净化方法按其原理大致可分为以下几类
(1 )液固作用：吸附层析、离子交换层析、凝胶渗透层析、高效液相色谱柱层析等。
(2 )液液作用：液液分配、酸碱分离等。
(3 )液气作用：蒸气蒸馏、吹扫蒸馏、顶空解析等。
( 4 )化学反应：脂肪皂化、蛋白质凝聚、氧化还原等。
2 常用的净化方法有以下几种
( 1 )液液分配法
通常采用极性溶剂与非极性溶剂配成溶剂对来进行多次分配，使干扰杂质与待测农药分离，达到净化之目的。常用的溶剂对有：丙酮、正己烷 (或石油醚)、丙/酮/二氯甲烷、乙腈正己烷 (或石油醚)、甲醇/正己烷 (或石油醚)。丙酮层一般添加 5% 或10% 氯化钠水溶液。
( 2 )吸附柱层析法
常用的吸附剂有弗罗里硅土 ( Florisil ，也称硅镁型吸附剂)、氧化铝 (中性、酸性、碱性)、硅胶、硅藻土、活性炭等，通常吸附剂在用前需经高温烘烤 3h 以上，再根据需要加一定比例的蒸馏水减活。 20 世纪 70 年代以来，微型柱被用于农药残留检测工作后，大大提高了净化效率。目前所用提取的吸附剂都具有相应的微型柱。
( 3 )凝结沉淀法
在待净化溶液中加入一定量的凝结剂 (氯化铵加磷酸)，能使溶液中 的蛋白质、脂肪、蜡质等干扰物质析出，经离心后，可达净化之目的。
( 4 )冷冻法
采用低温来处理样本提取液，使脂肪、蛋白质、蜡质等杂质析出，再滤掉杂质。
( 5 )其他方法
吹扫蒸馏法、薄层层析法、磺化法、离子交换柱法、凝胶渗透柱法、高压液谱净化法等。
四、浓缩
浓缩就是将大体积溶液中的溶剂减少，使溶液浓度增高的操作步骤。浓缩是农药残留检测中重要的步骤之一。在一种检测方法中往往要进行几次浓缩，才能使溶液体积达到所需要的体积。浓缩过程中很容易造成待测农药的损失，尤其是挥发性强、不稳定的农药更容易损失，因此，要特别注意。当浓缩至体积很小时，一定要控制浓缩速度不能太快，否则将会造成回收率降低。浓缩回收率要求 ≥90% 。实践中常用浓缩方法有以下几种。
( 1 )自然挥发法 将待浓缩的溶液置于室温下，使溶剂自然蒸发。此法浓缩速度慢，但简便。
( 2 )吹气法 采用干燥空气或氮气，使溶剂挥发的浓缩方法。此法浓缩速度较慢，对于易氧化、蒸气压高的农药，不能采用吹干燥空气的方法浓缩。
(3 )真空旋转蒸发法 在减压、加温、旋转条件下浓缩溶剂的方法。此法浓缩速度快，自动化程度高，农药不易损失，简便，是最理想的常用浓缩方法。
五、样品前处理新技术简介
1 固相萃取技术
固相萃取技术 ( SPE )技术是一种样品前处理技术，主要用于液相色谱分析的样品前处 理。其原理是利用固体吸附剂将液体样品中目标化合物吸附，使样品的基体和干扰化合物分离，然后再利用洗脱液洗脱或加热解吸附，达到分离和富集目标化合物的目的。根据固相萃取柱中填料的不同，可分为正相 SPE 、反相 SPE 、离子交换型 SPE 等几种类型。SPE 克服了液液萃取技术及一般柱层析的缺点，萃取过程简单快速、溶剂省、重现性好、回收率高，一般分析只需 5～10min ，是液液萃取法的 1 / 10 ，所需溶剂也只有液液萃 取法的 10% ，并减少了杂质的引入，减轻了有机溶剂对人身和环境的影响。目前国内市售的萃取柱有 20 多种，并大都易于自动化操作。
2 固相微萃取技术
固相微萃取技术 ( SPME )是在 SPE 基础上发展起来的一种萃取分离技术。 SPME 装置类似于普通样品注射器，由手柄和萃取头两部分组成。萃取头是一根涂有不同固定相或吸附剂的熔融石英纤维，石英纤维接不锈钢针，外套不锈钢管 (用来保护石英纤维)，纤维头可在不锈钢管内伸缩。 SPME 包括吸附和解吸两个过程，即样品中待测物在石英纤维上的涂层与样品间进行扩散、吸附、浓缩的过程和浓缩的待测物解吸附进入分析仪器完成分析的过程。吸附过程中待测物在涂层与样品之间遵循相似相溶原则，平衡分配。解吸过程随 SPME后续分离手段不同而不同。固相微萃取的选择性、灵敏度可通过改变石英纤维表面固定液的类型、厚度、pH 、基质种类、样品加热或冷却处理等因素来实现。SPME 除拥有 SPE 的所有优点外，同时它还消除了 SPE 中诸如堵塞和须使用溶剂的缺点，并且不需要特殊的热解吸配过程和对气相色谱仪进行改装，还可与自动进样器配合使用。
3 超临界流体萃取技术
超临界流体萃取技术 ( SFE )是 1970 年开始用于工业生产中进行有机化合物萃取的技术，它是用超临界流体作为萃取剂，从组分复杂的样品中把所需的组分分离提取出来。现已普遍用于农药残留量分析中样品的提取。最常用的超临界流体是液态 CO2 。 SFE 的优点主要表现在： ① 快速方便，选择性强; ② 超临界流体黏度小，扩散能力强，传质速度快，最常用的液态 CO 2 易于制备，基于不同的压力、改良剂，其溶解范围广，无毒，不燃，可以大量使用; ③ 超临界流体密度、溶解度和黏度都能通过压力来控制; ④ 由于萃取温度相对较低， SFE 适于热敏化合物; ⑤ 只要通过减压就可达到溶剂与萃取物的分离，免去样品浓缩过程和对后来分析的干扰，不污染样品和环境; ⑥SFE 可与气相色谱法 ( GC )、高效液相色谱 ( HPLC )、超临界流体色谱 ( SFC )联机; ⑦ 与液体萃取相比， SFE 的样品用量小，溶质浓度低，分析时间短。
4微波辅助萃取技术
微波辅助萃取技术 ( MAE )是通过对样品进行微波加热，利用极性分子可迅速吸收微波能量的特性来加热一些具有极性的溶剂，达到萃取样品中目标化合物并进而分离杂质的技术。与传统的振荡提取法相比，微波辅助萃取技术具有高效、安全、快速、试剂用量小和易于自动化控制等优点
5 免疫亲和色谱技术
免疫亲和色谱技术 (IAC )是一种将免疫反应与色谱分析方法相结合的分析方法，是基于免疫反应的基本原理，利用色谱的差速迁移特性，实现样品分离的净化方法。分析时把抗体固定在适当的担体上，样品中待测组分与吸附剂上的抗体发生抗原抗体结合反应而被保留在柱上，再用适当溶剂洗脱下来，达到净化和富集目的。它的特点是具有高度的选择性。该技术的关键是要选择合适的担体、抗体和淋洗缓冲液。此方法近年来已开始应用于生物农 药、真菌毒素残留分析的样品前处理。
6 凝胶渗透色谱技术
凝胶渗透色谱技术 ( GPC )是根据溶质 (被分离物质)分子量的不同，通过使用具有分子筛性质的固定相 (凝胶)，使物质达到分离的技术。 GPC 技术最初主要用来分离蛋白质，但随着适用于非水溶剂分离的凝胶类型的增加，现已开始应用于农药残留量的净化。采用GPC 技术时，根据被测农药及需分离的杂质分子量来选择不同孔径规格的凝胶，如多孔交联葡萄糖凝胶 ( SephadexLH20 )和交联聚苯乙烯凝BioBeadsSX )。所选用的洗脱剂应对待测农药有良好的溶解度，并对凝胶有一定的溶胀能力。 SephadexLH20 采用乙醇作溶剂效果较好，而 BioBeadsSX 则使用混合溶剂 (如乙酸乙酯和环己烷、二氯甲烷和环己烷等)作为洗脱剂。凝胶色谱净化技术已应用于含脂样品中有机磷、有机氯、氨基甲酸酯及 拟除虫菊酯类等多种农药的净化。 GPC 技术具有净化容量大、可重复使用、适用范围广、使用自动化装置后净化时间缩短、简便、准确等优点，磷脂、脂肪、叶绿素、类胡萝卜素等可通过 GPC 净化，一次即可从基体中除去，农药的回收率高。在分析含脂肪食品的农药残 留时， GPC 净化法已经被 AOAC 、 USDA 以及日本的 MHW 等采纳，是一种很有发展前途的前处理技术。
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